Изобретение относится к сварке и пайке, в частности к способам получения сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей, и может найти применение в энергетическом машиностроении. The invention relates to welding and soldering, in particular to methods for producing a welded-soldered telescopic connection of structures made of alloy steels, and can find application in power engineering.
Известен способ изготовления телескопического соединения толстостенных конструкций из легированных сталей, включающий сборку под пайку наружной и внутренней оболочек с образованием между ними внутренней герметизированной полости, сварку оболочек, вакуумирование полости, нагрев, пайку и охлаждение. A known method of manufacturing a telescopic connection of thick-walled structures of alloy steels, including assembling for soldering the outer and inner shells with the formation of an internal sealed cavity between them, welding the shells, evacuating the cavity, heating, soldering and cooling.
Однако ряд конструкций требует изготовление наружной оболочки из нескольких частей, что требует сварку этих частей друг с другом. При этом в сварных швах изделий из сталей, содержащих бор, возникают трещины за счет большой его локальной концентрации в зоне шва. Кроме того, часто нетехнологичным является сначала сварить наружную оболочку из секций, а затем выполнить сборку ее с внутренней, поскольку после сварки в сварном соединении возникают внутренние напряжения и остаточные деформации, требующие дополнительной правки перед сборкой. Если же сварку осуществлять после пайки, то в результате возникших сварочных напряжений может возникнуть разрушение паяного соединения. However, a number of designs require the manufacture of an outer shell of several parts, which requires welding of these parts with each other. At the same time, cracks occur in the welds of products from steels containing boron due to its large local concentration in the weld zone. In addition, it is often not technologically advanced to first weld the outer shell from the sections, and then assemble it from the inner one, since after welding internal stresses and residual deformations arise in the welded joint, requiring additional editing before assembly. If welding is carried out after soldering, the result of welding stresses that may arise is the destruction of the solder joint.
Задачей изобретения является устранение трещин в сварных швах, снижение остаточных сварочных напряжений, получение в паяном соединении высокой степени герметичности и предотвращение разрушения паяного шва. The objective of the invention is to eliminate cracks in the welds, reduce residual welding stresses, obtain a high degree of tightness in the solder joint and prevent fracture of the solder joint.
Для этого в способе сварно-паяного телескопического соединения конструкций из легированных сталей, включающем сборку наружной и внутренней оболочек, сварку и пайку, сначала на свариваемые кромки наружной оболочки наплавляют материал на основе железо-хром, осуществляют сборку наружной оболочки с внутренней и пайку их между собой, затем механически обрабатывают свариваемые кромки наружной оболочки, полностью удаляя наплавленный слой, сваривают кромки и производят термическую обработку полученного телескопического соединения путем медленного нагрева до 750 ± 10oC с выдержкой в течение 50 - 70 мин.To do this, in the method of welded-soldered telescopic connection of structures made of alloy steels, including assembling the outer and inner shells, welding and soldering, first iron-chromium-based material is welded onto the edges of the outer shell being welded, the outer shell is assembled from the inner and soldering them together , then the welded edges of the outer shell are machined, completely removing the deposited layer, the edges are welded and the obtained telescopic joint is heat treated by prolonged heating to 750 ± 10 o C with exposure for 50 - 70 minutes
Пример. Проводили пайку и сварку двухслойной телескопической конструкции из высоколегированной стали ВНС-25, химический состав которой, кроме железа и хрома, включает молибден, кремний и бор. Example. The two-layer telescopic structure was made of brazing and welding of high-alloy steel VNS-25, the chemical composition of which, in addition to iron and chromium, includes molybdenum, silicon and boron.
На поверхность свариваемых кромок наружной оболочки, состоящей из нескольких секций, наплавляли материал на основе железо-хром толщиной 2 - 2,5 мм. Режим наплавки Iсв = 190 - 200 А, Uд = 29 - 32 В, Vсв = 18 м/ч. При наплавке материала, основа которого железо - хром, локально понижается концентрация бора в основном материале в зоне термического влияния за счет его перераспределения. Затем на внутреннюю оболочку помещают секцию наружной оболочки с наплавленными кромками, закрепляют в приспособлении, нагревают до температуры пайки, затем охлаждают. Температура пайки 1170 ± 10oC, выдержка 3 - 5 мин. Припой Г70НХ (никель, марганец, хром) - в виде ленты толщиной 0,1 oC 0,12 мм. Выполняют механическую обработку наплавленных кромок наружной оболочки с полным удалением наплавленного металла. После чего подготовленные под сварку поверхности сваривали автоматической сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа. После сварки осуществляли медленный нагрев до 750 ± 10oC с выдержкой в течение 50 - 70 мин и охлаждение. В результате проведенного микрорентгеноспектрального анализа шлифов, вырезанных из мест сварного и паяного соединений, установлено отсутствие трещин, количество бора в зоне термического влияния не превышает допустимое содержание для качественной сварки, паяный шов обладает необходимыми прочностными характеристиками и герметичен.Iron-chromium-based material with a thickness of 2 - 2.5 mm was deposited on the surface of the welded edges of the outer shell, consisting of several sections. Surfacing mode I st = 190 - 200 A, U d = 29 - 32 V, V st = 18 m / h. When surfacing a material based on iron - chromium, the concentration of boron in the main material in the zone of thermal influence locally decreases due to its redistribution. Then, a section of the outer shell with weld edges is placed on the inner shell, fixed in the fixture, heated to the soldering temperature, then cooled. Soldering temperature 1170 ± 10 o C, holding 3 - 5 min. G70NX solder (nickel, manganese, chromium) - in the form of a tape with a thickness of 0.1 o C 0.12 mm The weld edges of the outer shell are machined to completely remove the weld metal. Then the surfaces prepared for welding were welded by automatic welding with a consumable electrode in an inert gas environment. After welding, slow heating was carried out to 750 ± 10 o C with holding for 50 - 70 min and cooling. As a result of X-ray microspectral analysis of thin sections cut from welded and soldered joints, the absence of cracks was established, the amount of boron in the heat-affected zone does not exceed the permissible content for high-quality welding, the soldered seam has the necessary strength characteristics and is leakproof.