Способ сварки легированных сталей

 

Использование: для сварки легированных сталей, содержащих бор. Сущность изобретения: перед сваркой на кромке стали производят направку проволокой, выполненной из материала на основе железо-хром. После наплавки производят механическую обработку до полного его удаления со свариваемых кромок.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 К 9/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

QQ

6д () ()

1 Д, Э

I ! ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3114830/08 (22) 17.05.85 (46) 30.07.93. Бюл. М 28 (72) А.Л,Логинов, В.Н,Семенов, В,П.Овсянкин, О.А.Маслюков и Л.А Туманов (54) СПОСОБ СВАРКИ ЛЕГИРОВАННЫХ

СТАЛЕЙ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии сварки конструкций из высоколегированных сталей.

Цель изобретения — устранение трещин в сварных швах иэделий иэ сталей, содержащих бор, за счет локального понижения его концентрации в зоне сплавления.

Поставленная цель достигается, благодаря наплавке на свариваемые кромки материала на основе железо-хром и последующей механической отработке наплавленного материала до полного его удаления со свариваемых кромок.

Ниже приведен пример использования предложенного способа.

Конструкцию в виде тора сваривают из двух заготовок, Толщина свариваемых деталей составляет 16 мм. Ввиду повышенного содержания бора в высоколегированной стали 8НС-25, химический состав которой, кроме железа и хрома, включает молибден, кремний и бор, в зоне сплавления появляются трещины. Для предотвращения их образования на поверхность свариваемых кромок наплавляют материал толщиной 2 — 2,5 мм.

Материал наплавки состоит из железа (Fe)— основа, хрома (Cr) — 12, никеля (Nl) — 9, молибдена (Мо) — 25$ и кремния (Si) — 1, Режим наплавки: ica = 190-200 А. Од =

=29 — 32 В, Чс = 18 м/ч, Наплавка материала, „„ А „„1830322 А1 (57) Использование: для сварки легированных сталей, содержащих бор, Сущность изобретения: перед сваркой на кромке стали производят направку проволокой, выполненной из материала на основе железо-хром. После наплавки производят механическую обработку до полного его удаления со свариваемых кромок. основа которого железо-хром, на свариваемые кромки позволяет локально понизить концентрацию бора в основном материале в зоне термического влияния за счет его перераспределения; происходит это в результате диффузии бора из основного материала в материал наплавки, Бор, имеющий малый атомный радиус, составляющий 0,91А, расположен по границам стали В Н С-25. П ри наплавке подвижность его в зоне термического влияния значительно увеличивается.

Обладая физико-химическим сродством к железу, и имея большую подвижность в нагретом металле (в зоне термического влияния), бор диффундирует в наплавку и тем самым уменьшается его концентрация в основном металле, граничащим с наплавленным слоем. Сродство бора к железу состоит в том, что он образует раствор внедрения в у- Fe и раствор замещения в а — Fe, А эти полиморфные превращения наплавленный металл на основе Fe — Cr претерпевают в процессе выполнения операции наплавки на сталь BHC — 25, После окончания наплавки производят механическую обработку на токарном станке до полного удаления наплавленного слоя со свариваемых кромок.

Подготовленные поверхности под сварку сваривают автоматической сваркой плавящимся электродом в среде инертных

1830322 газов. Для толщин 16 мм сварку производят в четыре прохода.

I проход(,180 200А Ц -28Н В Ч<з25м/ч !! проход I -180-200 А 0д" 28 -! В Чсв-23 м/ч !!! проход! а-200-220А Од-30+! В Чсе-20м/ч !

Чпроход(-200-22ОА ОдЗОй! В ЧСВ18м/ч

Составитель А, Логинов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Г, Кос

Редактор

Заказ 2512 Тираж Подписное

ВНИИХИ 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

Химический состав проволоки близок к химическому составу свариваемой стали и 10 включает Fe —.основа, Сг- 12, И! — 90 . Мо — 2ф„SI-- 1, Проведенный микрорентгеноспектральный анализ шлифов, вырезанных иэ мест сварного соединения, показал, что качество сварного шва удовлетворяет требованиям конструкторской документации. Трещины отсутствуют, Количество бора в локальной области стали

ВНС - 25 (в зоне термического влияния) составляет менее 0,002, что не превыша- 20 ет допустимое содержание его для качественной сварки.

В объеме стали ВНС-25 содержание бора превышало 0,0055 .

Следует указать, что наплавка на свари- 25 ваемые кромки менее прочного материала, чем сплав по основе Fe — Cr, не привела к положительному результату, Объясняется зто тем, что такое сварное соединение не удовлетворяло требованиям прочности, предъявляемым к конструкции.

Эффект не был достигнут в случае использования наплавки иэ материала, равнопрочного основному материалу, но без его полного удаления, Причиной тому явились трещины, образующиеся в зоне сплавления, иэ-за повышенного содержания бора в стали ВНС вЂ” 25.

Вместе с тем только наплавка иэ равнопрочного материала свариваемому на основе Fe-Cr и толщиной не менее 2,5 мм и последующее удаление ее обеспечило получение сварного соединения без трещин и по прочности, удовлетворяющей конструкторской документации.

Таким образом, использование предложенного способа позволило получить качественное сварное соединение из высоколегированной стали, содержащей бор более

0,0055 ь.

Формула изобретения

Способ сварки легированных сталей, включающий наплавку материалов на свариваемые кромки и последующую механическую обработку и сварку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества при сварке сталей, содержащих бор, путем уменьшения концентрации бора в основном металле в зоне сплавления, наплавку производят проволокой на основе железо-хром. а при механической обработке полностью удаляют наплавленный слой,