Способ изготовления тонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно-упрочняемых тугоплавких сплавов
Владельцы патента RU 2253527:
Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" (RU)
Изобретение относится к области производства труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных и особотонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно упрочняемых сплавов на основе никеля. Способ изготовления тонкостенных и особотонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно упрочняемых тугоплавких сплавов на никелевой основе включает непрерывную подачу сформированной трубной заготовки, сварку ее кромок. Сварку осуществляют в камере, заполненной инертным газом, с одновременной подачей инертного газа в сопло горелки и внутрь свариваемой трубы. После сварки осуществляют ускоренное охлаждение трубы до 200-300°С в среде инертного газа. Это позволит повысить механическую прочность труб за счет получения качественного сварного шва.
Изобретение относится к области производства труб и может быть использовано при изготовлении тонкостенных и особотонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно упрочняемых сплавов, например, на основе никеля.
Известен способ изготовления тонкостенных металлических труб путем формовки трубной заготовки с последующей сваркой ее кромок в среде сжатого воздуха (заявка №56-17163, Япония, кл. В 21 С 37/12, oп. 1981 г., 21.04. №2-430).
Известен способ изготовления особотонкостенных труб из титановых сплавов, включающий получение трубчатых заготовок, отбортовку кромок под стыки, сборку и сварку стыков с образованием сварного шва (патент РФ №2047966, кл. В 21 С 37/08, oп. БИ №31, 1995 г.).
Наиболее близким предлагаемому способу по совокупности признаков является способ изготовления тонкостенных и особотонкостенных труб из нержавеющих марок сталей и сплавов, включающий непрерывную подачу сформированной трубной заготовки, сварку ее кромок с одновременной подачей инертного газа внутрь свариваемой трубы (авт. св. СССР №130029, кл. 7в, 701, oп. БИ №14, 1960 г.).
Недостатком известных способов применительно к сплавам на никелевой основе, легированных алюминием, титаном, является получение труб с низкой механической прочностью из-за некачественного сварного шва. Кислород, содержащийся в воздухе, в нагретом состоянии приводит к окислению металла в зоне сварного шва. Окислы вызывают охрупчивание сварного шва, снижение его пластичности и прочности, что приводит к дефектам труб в процессе эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение механической прочности труб за счет получения качественного сварного шва.
Задача решается тем, что в способе изготовления тонкостенных и особотонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно упрочняемых тугоплавких сплавов на никелевой основе, включающем непрерывную подачу сформированной трубной заготовки, сварку ее кромок с одновременной подачей инертного газа внутрь свариваемой трубы, сварку осуществляют в камере, заполненной инертным газом с одновременной подачей инертного газа в сопло горелки, а после сварки трубу подвергают ускоренному охлаждению до 200-300°С в среде инертного газа.
Проведение сварки в камере, заполненной инертным газом с одновременной подачей инертного газа в сопло горелки и во внутреннюю полость трубы позволит исключить воздействие воздуха на легирующие элементы сплава (алюминий, титан и др.) в месте образования шва. Эти элементы сплава при нагреве имеют повышенную склонность к окислению и поглощению водорода с образованием гидратов и поглощению азота с образованием нитридов. Предотвращение их реакции с воздухом обеспечивает получение сварного шва, практически не отличающегося по свойствам от металла трубы. Ускоренное охлаждение до температуры 200-300°С в среде инертного газа позволяет исключить образование сварочных трещин за счет подавления выпадения упрочняющих фаз, снижающих технологическую прочность и уменьшить склонность к термическому растрескиванию при последующей упрочняющей термообработке.
Способ изготовления тонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно упрочняемых тугоплавких сплавов на основе никеля осуществляют следующим образом.
Исходной заготовкой для изготовления труб является листовой металл, из которого нарезают ленты.
На трубосварочном стане производят сворачивание ленты в трубные заготовки диаметром, близким к размерам готовой трубы. Затем заготовку непрерывно подают на сварку в камеру, заполненную инертным газом, например аргоном. Одновременно инертный газ подают также в сопло горелки и вовнутрь трубы. Сваренную трубу подают на ускоренное охлаждение до температуры 200-300°С в холодильное устройство, заполненное аргоном.
Полученные предлагаемым способом тонкостенные трубы имеют высокую механическую прочность, так как сварной шов пластичен и практически не содержит соединений, приводящих к его охрупчиванию.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволит получать механически прочные тонкостенные трубы, которым могут быть приданы любые геометрические формы. При этом какие-либо дефекты сварного шва отсутствуют.
Способ изготовления тонкостенных труб из жаропрочных дисперсионно-упрочняемых тугоплавких сплавов на основе никеля, включающий непрерывную подачу сформированной трубной заготовки, сварку ее кромок с одновременной подачей инертного газа внутрь свариваемой трубы и в сопло горелки, отличающийся тем, что сварку осуществляют в камере, заполненной инертным газом, а после сварки трубу подвергают ускоренному охлаждению до 200-300°С в среде инертного газа.
