Способ изготовления подкладки для сварки

 

Изобретение относится к сварке в час тности к сварке тонкостенных изделий из высоколегированной стали на медной подкладке с тугоплавким покрытием Цель изобретения - предотвращение образования трещин в металле шва при сварке высоколегированных сталей и образование непрерывного твердого раствора между медью и никелем и соединения эвтектического состава между никелем и хромом Поверхность медной подкладки, соприкасающуюся со свариваемым изделием, покрывают сдоем никеля толщиной 7-12 мкм, на слой никеля наносят слой хрома толщиной 20- 25 мкм и осуществляют термическую обработку подкладки при температуре 980-1000йС в течение 3,5-4 ч Исполь,зование подкладки многоразового пользования при сварке высоколегированных сталей обеспечивает отсутствие трещин в сварном шве 1 з п ф-лы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4665394/27 (22) 07.02.89 (46) 30,03,91. Бюл. № 12 (72) В.Н. Семенов и В.А. Козлов (53) 621.791.039(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 300286, кл. В 23 К 37/06, 23.01.70. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОДКЛАДКИ ДЛЯ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к сварке тонкостенных изделий из высоколегированной стали на медной подкладке с тугоплавким покрытием. Цель изобретения — предотвращение образования трещин в металле шва при сварке высоколеИзобретение относится к сварке, s частности к сварке тонкостенных изделий иэ высоколегированных сталей на медной подкладке с тугоплавким покрытием, Целью изобретения является предотвращение образования трещин в металле шва при сварке высоколегированных сталей и образование непрерывного твердого раствора между медью и никелем и соединения эвтектичеакого состава между никелем и хромом, Сущность способа заключается в следующем.

Поверхность медной подкладки, соприкасающуюся со свариваемым изделием, покрывают гальваническим методом никелем толщиной 7- 12 мкм.. Затем на слой никеля наносят также гальваническим методом хром толщиной 20-25 мкм и осуществляют диффузионный отжиг подкладки при 980 — 1000 С в течение 3,5 — 4 ч.

„„ЯЦ „„1637995 А1 гированных сталей и образование непрерывного твердого раствора между медью и никелем и соединения эвтектического состава между никелем и хромом, Поверхность медной подкладки, соприкасающуюся со свариваемым изделием, покрывают слоем никеля толщиной 7-12 мкм, на слой никеля наносят слой хрома толщиной 2025 мкм и осуществляют термическую обработку подкладки при температуре

980-1000"С в течение 3,5 — 4 ч, Использование подкладки многоразового пользования при сварке высоколегированных сталей обеспечивает отсутствие трещин в сварном шве. 1 э.п.ф-лы.

Нанесение покрытия из никеля менее 7 мкм нецелесообразно по следующим причинам. При толщине никеля менее 7 мкм (толщина хрома 20-25 мкм) появляются трещины в сварном шве и изменение химического состава сварного шва, Объясняется это тем, что часть хрома с поверхности остается в свободном, т.е, химически несвязанном состоянии с никелем. При толщине никеля более 12 мкм (толщина хрома

20 — 25 мкм) в промежутке между твердым раствором медь — никель и соединением эвтектического. состава никель-хром появляется никелевая тонкая прослойка.

Образование ее связано с определенным соотношением содержания никеля и хрома для образования на их основе соединения звтектического состааа.

Наличие тонкой высокопластичной никелевой прослойки приводит к локальному выдавлизанию соединения эвтектического

1637995

4 состава никель-хром при поджатии изделия к подкладке и; следовательно, к появлению оголенных участков на медной подкладке, что влечет за собой образование трещин в шве при сварке за счет попадания в сварной шов меди, При толщине хрома менее 20 мкм (толщина никеля 7 — 12 мкм) образуется тонкий слой соединения эвтектического состава, что уменьшает вероятность получения качественного сварного соединения. Объясняется это тем, что при зажигании дуги возможно попадание паров. меди через тонкий слой эвтектики в сварной шов и, соответственно, появление трещин.

Увеличение содержания хрома свыше

25 мкм при толщине никеля 7 — 12 мкм нецелесообразно, так как появляются трещины в сварном шве и наблюдается изменение химического состава сварного шва в сторону увеличения в нем содержания хрома. Появление дефектов объясняется тем, что на поверхности подкладки остается часть хрома, химически несвязанного с никелем, т,е. находящегося в свободном состоянии, что влечЕт к появлению сколов B локальных участках оправки и, соответственно, попаданию меди в сварной шов.

Изменение химического состава сварного шва объясняется испарением хрома при сварке, находящегося на поверхности оправки в химически несвязанном состоянии.

Сварку с использованием подкладки осуществляют на автомате УСА-500С неплавящимся электродом без присадочной проволоки в импульсном режиме, Источник питания ВСBY — 315. . При выполнении первого прохода сварки дугу смещают от центра стыка на фланец.

Режим сварки 1 прохода: I

=0,14 с; фронт нарастания импульса 0,08 с; угол наклона манипулятора 7 + 10.

При выполнении 2 прохода сварки дугу смещают на сильфон.

Режимы сварки 2 прохода: 4a. = 150A

+ 10; Vce. = 1 об/5» 10; тимп. = 0,32 с; Тпаузы=

- 0,14 с; фронт нарастания импульса 0,08 с; угол наклона манипулятора 7" +10.

При выполнении третьего прохода сварки дугу ведут по центру стыка, Режимы сварки 3 прохода; l

+"10; )/ña. 1 об/5 10; олимп, = 0,32 с; паузы =

- О, ll4 с; фронт нарастания импульса 0,08 с;

Расход аргона в горелку при выполнении трех проходов 14 2 л/мин.

Перед сваркой на подкладку наносили гальваническим методом слой никеля тол5 щиной 7 — 12 мкм, а затем — слой хрома толщиной 20-25 мкм.

Термодиффузионный отжиг покрытия на подкладке осуществляли при Т = 980—

1000 С 4,— 4,5 ч в вакууме 10 мм,рт.ст.

10 Металлографическое исследование шлифов с вырезанного сварного соединения показало отсутствие трещин в шве.

Использование покрытий подкладки с другим соотношением толщин слоев никеля

15 и хрома не позволяет получить качественного сварного соединения из-за появления трещин в сварном шве или одновременного появления трещин и изменения химического состава сварного шва.

20 Температура, равная 980 — 1000 С, и время выдержки 3,5 — 4 выбраны для обеспечения прочного сцепления покрытий с подкладкой за счет восходящей диффузии вблизи температуры плавления меди.

25 Термическая обработка при температуре ниже 980 С нецелесообразна, поскольку для достижения прочного сцепления покрытия с подкладкой и между слоями покрытий необходимо время, значительно превышаю30 щее 4 ч, что значительно увеличивает трудоемкость процесса, Использование предлагаемого способа позволяет получить качественное сварное соединение сильфонов иэ тонколистовой

35 стали и обеспечить многоразовое использование подкладки в производстве.

Формула изобретения

1, Способ изготовления подкладки для

40 сварки, при котором подкладку иэ меди покрывают тугоплавким металлом, например хромом, отличающийся тем,чтос целью предотвращения образования трещин в металле шва при сварке высоко45 легированных сталей, подкладку предварительно покрывают слоем никеля . толщиной 7 — 12 мкм, а затем слоем хрома толщиной 20 — 25 мкм.

2, Способ по и. 1, отличающийся

50 тем, что, с целью образования непрерывного твердого раствора между медью и никелем и соединения эвтектического состава .:между никелем и хромом, подкладку под вергают термической обработке при 980—

55 1000 С.