Способ термомеханической обработки сварных соединений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 28/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4751820/27 (22) 23.10;89 (46) 30;01.92, Бюл. М 4 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) Б.Е.Патон, Ю.Д.Яворский, В.К.Лебедев, К.А.Ющенко, С.П.Быстрановский и

А.А. H а ко кеч н ы и

{53) 621.791.75.011 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 491451, кл . В 23 К 28/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

М 893471, кл. В 23 К 28/00, 1980.

Патент ФРГ М 1191920, кл. 21 Н 29/01, 1965.

Авторское свидетельство СССР

М 155161, кл. С 21 О 9/50. 1962. (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способам термомеханической обИзобретение относится к способам послесварочной обработки сварных соединений, в частности к термомеханической обработке, и может найти применение в различных. отраслях промышленности, например на металлургических предприятиях в технологических линиях производства проката из легированных сталей, склонных к охрупчиванию шва и зоны термического влияния.

Известны способы термомеханической обработки, которые применяются для улучшения аксплуатационных свойств сварных соединений. путем пластического деформирования металла шва и околошовной зоны в горячем состоянии.

„„59„„1708565 А1 работки сварных соединений, и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик сварных соединений из охрупчивающихся после сварки материалов. Способ осуществляют следующим образом. Сначала выполняют пластическое деформирование прилегающих к сварному шву участков. Для этого прикладывают усилие деформирования. с обеих сторон сварного соединения.

Затем осуществляют пластическое дефор-. мирование сварного шва. Благодаря этому осуществляют предварительное "залечивание" микродефектов. За счет непрерывного или дискретного перемещения металла из очагов деформирования в направлении положительного градиента температур происходит формообразование "волны", которую сглаживают при повторном деформировании. 6 з.п. ф-лы. 1 ил.

Основным недостатком, присущим прототипу, является одновременное деформирование в горячем состоянии шва и прилегающей к нему зоны термического О влияния. Как показывают опыты, для терми- (Л чески охрупчиваемых и разупрочняемых ма= териалое механизм деформироааниа, ь присущий прототипу, малоэффективен, по- д скольку сварное соединение характеризуется наличием широкой гаммы переходных структур. При этом общий режим нагрева и обжатия не обеспечивает требуемого для охрупчиваемых участков индивидуального подхода и соответствующего характера перемещения металла в очагах деформирования, Этот недостаток иллюстрируется на примере обработки сварных соединений из

3!

"f708565 трансформаторной стали с повышенным содержанием кремния (3,5...4,8%). Сварные соединения из этой стали а состоянии после сварки характеризуются значительной грубозернистостью в зоне термического влияния. и наличием по границе зерен выделений силицидных и карбидных фаз, устойчивых при повышенных температурах.

В таком сочетании создаются благоприятные условия для возникновения микродефектов, снижающих в несколько раз(10) пластичность и вязкость по сравнению с основным металлом.

Как показывают опыты, на участках с охрупченной структурой для "залечивания" микродефектов и повышения пластических свойств металла необходима увеличенная по сравнению с другими зонами степень деформации. 9 то же время в сварных соединениях зачастую недопустимо наличие мест с локальным уменьшением толщины.

В связи с этим необходимо создавать условия для возвратного перемещения металла на утоненные участки. Принятая в прототипе схема деформирования не обеспечивает такого протекания процесса обработки. Кроме того, при термомеханической обработке сварных соединений осуществляют локальный, преимущественно индукционный нагрев шаа и прилегающих к нему участков..При этом температурное поле на участке, предназначенном для обработкй, характеризуется наличием зоны, в которой температура имеет максимальное значение с довольно резким ее снижением за пределами поперечного сечения индуктирующего провода.

Сварные соединения в большинстве случаев имеют швы с усилением. В процессе обжатия характерном для прототипа металл усиления при локальном нагреве будет частично перемещаться на участки с пониженной температурой, образуя при этом наплывы (закаты)., Обжатие металла а зоне локального нагрева по известной схеме (с прокаткой шва впоперечном направлении) осуществляют с односторонне направленным перемещени= ем сварного соединениЪ:относительно .обжимного инструмента (валков). При этом формируются закаты и создаются условия, благоприятствующие развитию микродефектов в зоне, где прокатка осуществляется а направлении спада температуры.

С целью устранения указанных недостатков а предлагаемом способе термоме= ханической обработки, при котором производят локальный нагрев и пластическое деформирование шва и зоны термического влияния, сначала выполняют ремещения металла из очагов деформиро10 аания в направлении положительного градиента температур происходит формо15

55 пластическое деформирование прилегающих к сварному шву участков путем приложения необходимого для деформирования усилия с обеих сторон сварного соединения, а затем — пластическое деформирование шаа. Благодаря этому осуществляют предварительное "залечивание" микродефектов.

За счет непрерывного или дискретного пеобразование "волны" (местного утонения и утолщения), которая сглаживается при повторном обжатии, устраняющем местные утонения, Дискретное перемещение металла а зону формирования вершины волны может осуществляться со смещением мест нагрева и обжатия.

Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом.

Формула изобретения

1. Способ термомеханической обработки сварных соединений, при котором осуществляют нагрев и пластическое деформирование сварного соединения в горячем состЬянии, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик сварных соединений из охрупчивающихся после сварки материалов, сначала выполняют пластическое деформирование прилегающих к сварному шву участков путем приложения необходимого для деформирования усилия с обеих сторон сварного соединения, а затем — пластическое деформирование шва.

2. Способ по и 1, отл и ч а ю шийся тем, что деформирование прилегающих к сварному шву участков осуществляют дискретно с последовательно-поступательным смещением мест приложения усилия деформирования.

3. Способ по пп.1, 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что нагрев и пластическое деформирование с каждой из сторон шва осуществ-ляют поочередно.

4. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что нагрев и пластическое деформирование участков, прилегающих к сварному шву, выполняют одновременно вдоль всей поверхности.

5. Способ по пп,1-4, отл и ча ю щийс я тем, что пластическое деформирование осуществляют путем последовательного обжатия в направлении продольной оси шва.6. Способ по пп.1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что пластическое деформирование осуществляют с дискретным увеличением стейени деформации.

1708565

Составитель Ю.Яворский

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор M.Òîâòèí

Заказ 3 89 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7. Способ по пп. 1-6, отличающийся тем, что в процессе пластического деформирования обрабатываемой зоны сварное соединение фиксируют с обеих сторон сварного шва.