Способ изготовления сварных изделий из алюминиевых сплавов

 

.Использование: изготовление конструкций с повышенными требованиями к надежности сварных соединений. Способ изготовления сварных изделий из алюминиевых сплавов включает нагрев, пластическую деформацию , и охлаждение. Новым в предлагаемом способе является то, что в открытых и закрытых штампах проводят объемное деформирование одновременно сварного шва, околошовной зоны и основного материала при температурах 530-300°С со скоростью деформации 10-10 3 , при этом степень деформации должна составлять не менее 30%. 4 табл.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 F 1/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878004/02 (22) 29,10,90 (46) 15.01,93, Бюл. ¹ 2 (71) Научно-производственное объединение

"Композит" и Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) А,А, Елисеев и Л.Г. Войтешенко (56) Авторское свидетельство СССР

N 735655, кл. С 22 С 1/04, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 1164971, кл. В 23 К 28/00, 1983. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ CBAPI-(ЫХ

ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Использование: изготовление конструкций с повышенными требованиями к надежИзобретение относится к металлургии, в ча тности к способам изготовления конструкций с повышенными требованиями к надежности сварных соединений.

Известен способ обработки сварных соединений из алюминиевых сплавов, включающий пластическую деформацию со, скоростью 0,1-0,2 м/с, последующий нагрев при температурах до 500 — 5100С.

Обработка сварных соединений по этому способу позволяет увеличить пластичность и прочность сварных соединений.

Однако из-за невысокой степени деформации (до 2 — 3%) при холодной пластической деформации не удается повысить механические свойства сварных соединений до уровня аналогичных свойств основного металла.

Коррозионная стойкость сварных соединений, обработанных по этому способу, невысокая.

Кроме того, сварные соединения по этому способу деформируют плоским пуансо„„ Ы„„1788078 А1 ности сварных соединений. Способ изготовления сварных изделий из алюминиевых сплавов включает нагрев, пластическую деформацию, и охлаждение. Новым в предлагаемом способе является то, что в открытых и закрытых штампах проводят объемное де.формирование одновременно сварного шва, околошовной зоны и основного материала при температурах 530 — 300 С со скоростью деформации 10 — 10 з сек ", при этом степень деформации должна составлять не менее 30%. 4 табл, ном, Поэтому при изготовлении из этих заготовок деталей сложной формы коэффициент использования материала (КИМ) очень низкий из-за значительного объема механической обработки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения сварных соединений, по которому проводят пластическую деформацию роликом сварного шва при температуре

220 ++ 40 С и степени деформации 7-10% и околошовной зоны при температуре 3 +. 5 С и степени деформации 4-6%.

Обработка по данному способу позволяет повысить прочностные и пластические характеристики до уровня, близкого к уровню соответствующих характеристик основного материала, но не достигает их, Коррозионная стойкость при такой обработке сварных соединений повышается. Однако остается невысокой. Так как деформацию сварного шва и околошовной зоны проводят

1788078 стойкость основного материала и сварных соединений достигается за счет растворения и измельчения частиц избыточных фаз

25 при деформировании сварных заготовок со степенью деформации я .30 при температурах 530 — 300 С. Повышение КИМ достигается путем объемной штамповки деталей требуемой формы иэ заготовок со сварным

30 соединением в открытых или закрытых штампах, Повышение температуры деформации может привести к пережогу алюминиевых сплавов. что нежелательно,, Снижение температуры и увеличение скорости де- 35 формации приводит к разрушению деформируемых заготовок. Снижение скорости деформирования резко снижает производительность дорогостоящего оборудования.

Уменьшение степени деформации при деформировании сварных соединений не по40 зволяет обеспечить равнопрочность и одинаковую коррозионную стойкость свар ных соединений и основного материала, Пример. Сваривали аргонодуговой

45 сваркой заготовки размером 40 х 150 х 200 мм из термически неупрочняемого сйлава

АМг6 и термически упрочняемого сплава

1201;

После сварки часть заготовок обрабаты- 50 вали по известным режимам. Затем путем механической обработки (фрезерования) изготавливали тавровые детали с толщиной полки 18 мм и толщиной ребра 20 мм. Ана- . логичные тавровые детали изготавливали 55 методом изотермической объемной штамроликом, то КИМ при изготовлении сложной формы очень низкий.

Целью изобретения является повышение прочностных, llllàcòë÷åñêèх характеристик и коррозионной стойкости сварных 5 соединений до уровня аналогичных, свойств основного материала, а также повышение., КИМ деталей со сварным соединением, Поставленная цель достигается тем, что в открытых или закрьггых штампах одновре- 10 менно объемно деформируют сварной шов, выполненный любым видом сварки плавлением (аргонодуговой, гелиеводуговой, электроннолучевой, лазерной и т.п.), околошовную зону и основной материал за- 15 готовки при температурах 530-300 С со скоростью деформации 10-10 сек, при этом степень деформации должна составлять не менее 30%.

В заявляемом способе равнопрочность, 20 одинаковая пластичйость и коррозионная повки в закрытых штампах и обычной штамповки в открытых штампах по предлагаемому способу.

Всетавровые заготовки, изготовленные как по известному рех<иму, так и по заявляемым, термически обрабатывали: для сплава АМг6 проводили отжиг по режиму 320 С, 1 ч, для сплава 1201 — закалка с температуры

535 С в холодную воду и старение по режиму 180 С, 18ч, Режимы обработки сварных соединений приведены в табл.1. Данные по механическим свойствам и коррозион ной стойкости сварных соединений и основного металла приведены в табл.2,3. КИМ при изготовлении тавровых деталей приведен в табл.4.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ в отличие от известных повышает прочностные, пластические характеристики и коррозионную стойкость сварных соединений до уровня аналогичных свойств основного материала, Коэффициент использования материала при изготовлении сложных деталей со сварным соединени.ем из заготовок, изготовленных по предлагаемому способу„выше в 4 раза, чем при изготовлении аналогичных деталей из заготовок, произведенных по известным способам, что позволяет экономить дефицитные материалы, Повышение механических и коррозионных свойств сварного соединения до уровня аналогичных свойств основного материала позволяет повысить надежность и ресурс работы (на 15 — 20%) герметичных сварных конструкций изделий ответственного назначения, Формула изобретения

Способ изготовления сварных иэделий из алюминиевых сплавов, включающий сварку, нагрев до температуры пластической деформации, пластическую деформацию сварного шва и околошовной зоны и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочностных, пластических характеристик и коррозионных свойств до уровня свойств основного сплава и увеличения коэффициента использования материала, нагрев ведут до 300-530 С, пластическую деформацию сварного шва и околошовной зоны осуществляют одновременно путем обжатия изделия в открытых или закрытых штампах со степенью деформации не менее 30% и скоростью 10-10 с, 1788078

Таблица 1

Таблица 2

Механические свойства и коррозионная стойкость основного материала и сварных соединений тавровых заготовок из сплава АМг6 .

* Механические свойства основного материала плиты из сплава АМг6; временное сопротивление 34,5 кгс/мм, относительное удлинение 18,0, ** Глубина межкристаллитной коррозии на основном материале составляет 0,06 мм.

1788078

Таблица 3

Механические свойства и коррозионная стойкость основного материала и сварных тавровых заготовок из сплава 1201

Таблица 4

Коэффициент использования матерйала при изготовлении тавровых заготовок из алеминиевых сплавов

Составитель А,Елисеев

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 52 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гдсударственного 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

* Механические свойства основного материала плиты из сплава 1201, временное сопротивление 38,5 кгс/мм, относительное удлинение 14,5 Д, ** Глубина межкристаллитной коррозии на основном материале составляет 0,02 мм,