CS208899B1 - Způsob zamezeni vzniku pórů při tavném svařování - Google Patents

Abstract

Způsob zamezení vzniku pórů při tavném svařování je vynálezem, jehož využitím se snižuje množství prostorových vad v kovu svarového spoje prakticky všech těch kovů a 9litin, jejichž sloučeniny s kyslíkem dusíkem a vodíkem se rozkládají za teplot nižších, než bod taveni za tlaku pod 10~ Pa. Účelem je zamezit vadám všude tam, kde je požadována vysoká jakost svarových spojů jako na příklad při výrobě technologických zařízení elektráren, tepláren, chemických provozů, tlakových nádob, vysoce namáhaných komponent dopravních prostředků a jiných zařízení s vysokými požadavky na spolehlivost a bezpečnost. Vynález umožňuje jakostní svařováni v inertní atmosféře těch kovů a slitin, u nichž to doposud nebylo možné s ohledem na vznik porozity. Uvedeného účelu se dosáhne odstraněním plynů u přídavného materiálu žíháním za tlaku nižšího než 10 Pa za teplot 700 - 1100 °deg C. Teplota odplynění se volí s ohledem na difusní rychlosti plynů v daném kovu a volnou entalpií jeho sloučenin 8 plyny, které přicházejí v úvahu za sníženého tlaku, který je možno dosáhnout.

Description

(54) Způsob zamezeni vzniku pórů při tavném svařování

Způsob zamezení vzniku pórů při tavném svařování je vynálezem, jehož využitím se snižuje množství prostorových vad v kovu svarového spoje prakticky všech těch kovů a 9litin, jejichž sloučeniny s kyslíkem dusíkem a vodíkem se rozkládají za teplot nižších, než bod taveni za tlaku pod 10~ Pa. Účelem je zamezit vadám všude tam, kde je požadována vysoká jakost svarových spojů jako na příklad při výrobě technologických zařízení elektráren, tepláren, chemických provozů, tlakových nádob, vysoce namáhaných komponent dopravních prostředků a jiných zařízení s vysokými požadavky na spolehlivost a bezpečnost. Vynález umožňuje jakostní svařováni v inertní atmosféře těch kovů a slitin, u nichž to doposud nebylo možné s ohledem na vznik porozity.

Uvedeného účelu se dosáhne odstraněním plynů u přídavného materiálu žíháním za tlaku nižšího než 10 Pa za teplot 700 - 1100 °deg C. Teplota odplynění se volí s ohledem na difusní rychlosti plynů v daném kovu a volnou entalpií jeho sloučenin 8 plyny, které přicházejí v úvahu za sníženého tlaku, který je možno dosáhnout.

208 899

Vynález ae týká způsobu zamezeni vzniku pórů při tavném svařování neporóznich svarů, zejména niklu, monelu, mědi, oceli a podobně. V literatuře se obecně uvádi, že na čistém niklu není možno docílit bezporéznich svarů, použije-li se čistý nikl jako přídavný materiál.

Doposud známý způsob odstranění porozity v tavných svarech čistého niklu je chemická vazba plynů v tavné lázni na přísadové prvky, kterými je legován svařovací drát a tím je zabráněno jejich vylučování v plynné fázi během krystalizace kovu svarového spoje. Příznivý vliv na potlačeni porozity ve svárech čistého niklu má uhlík a titan. Nevýhodou nauhličení kovu svarového spoje uhlíkem z přídavného materiálu je křehnutí těch svarů, které jsou v provozu vystaveny teplotám vyššim než 300 °C. Křehnutí je způsobeno precipitací grafitu na hranicích zrn. Proto téměř všechny přídavné materiály pro svařováni niklu obsahují kolem 3 % hmotnostních titanu. Nevýhodou přísady titanu je neúnosně vysoká korozní rychlost svarů, které jsou v provoze vystaveny působení fluoru, nebo fluorovodíku za vyšších teplot. Vysoká korozní rychlost je způsobena vznikem plynných sloučenin fluoru s titanem, které narušují pasivačni vrstvičku na povrchu kovu svarového spojs. Přídavné materiály pro svařováni čistého niklu vyráběné podle obvyklých specifikací, obsahují vesměs 3 % hmotnostní titanu.

Nedostatky dosavadních postupů svařování se odstraní způsobem zamezení vzniku pórů podle vynálezu, jehož podstata spočivá v tom, že z přídavného materiálu ee odstraní v něm absorbované plyny při teplotě 700 až 1100 °C za tlaku nižšího než IO“³ Pa. Doba odplynění se voli podle tlakových změn v žihaci peci. Prvý vzestup tlaku nastane při teplotě 300 až 400 °C, kdy se uvolní plyny z povrchu žíhaného drátu. Oruhý vzestup tlaku nastává při vyšší teplotě, kdy difunduji plyny z hloubky kovu. Žíhat; se přestane po dalším poklesu tlaku. Podstatným snížením obsahu plynů na povrchu i uvnitř přídavného materiálu se dosáhne stavu, kdy obsah plynů v tavné lázni je nižší než prahová hodnota, při které nastává jejich vylučováni vlivem poklesu rozpustnosti za teploty solidu. Teplota žíhání se voli různá pro různé kovy v daném rozmezí.

Příklady použiti:

1) Přídavný drát z čistého niklu byl žihán za tlaku IO^-3 Pa. Při vzestupu teploty na 300 °C nastal vzestup tlaku na IO^-2 Pa a při 400 °C opět pokles na lo^-3 Pa. Za teploty 780 °C začal tlak opět vzrůstat přibližně o jeden řád. Při teplotě 1080 °G poklesl tlak v peci na IO³ Pa. Ohřev byl zastaven a chladnutí probíhalo v peci za tlaku lo“³ Pa až do teploty 100 °C.

Svařováno bylo v ochranné atmosféře wolframovou elektrodou. Na rentgenogramech nebyly zjištěny póry.

2) Přídavný drát z austenitické chromoniklové oceli byl žíhán za tlaku IO^-3 Pa. Při teplotách mezi 300 - 400 °C došlo k vzestupu tlaku. Další vzestup byl pozorován za teploty 800 °C. Ohřev byl zastaven při 950 °C z obavy, aby v kovu nebyl snížen obsah chrómu odpařením za vyšších teplot. Při svařováni v ochranné atmosféře byla tavná lázeň klidnější a svařovací proces se usnadnil. Svary byly neporézni. Svařovaly se trubky s vysokými nároky na jakost kovu svarového spoje. Počet oprav se snížil na zlomek. Podobné výsledky byly shledány i pří svařování nizkoúhlíkové nelegovanó oceli, když byl přídavný drát vyžihán stejným způsobem ,

3) Neporézní svary mědi byly získány svařováním metodou TIG po vyžihání přídavného materiálu z čisté mědi za tlaku 1O^-3 Pa při teplotě 700 °C po dobu 1 hod.

Přínosy vynálezu a jeho využiti

Způsob tavného svařováni neporézních svarů, zejména niklu, snižuje při tavném svařováni v ochranných atmosférách náchylnost kovu svarového spoje ke tvorbě plynových dutin u všech kovů, které jsou náchylné k porozitě. Tavná lázeň je klidnější a výrazně se zlepšuje operativnost svařovacího procesu i mechanické vlastnosti kovu svarového spoje, zejména plasticita, Úspory, které vznikají snížením počtu oprav, několikanásobně vyváži náklady na žíháni. Stěžejní význam má vynález pro svařování konstrukčních části, které jsou v provozu vystaveny teplotám v prostředí fluoru nebo fluorovodíku. Životnost zařízeni byla limitována bu3 zvýšenou korozí rychlosti svarových spojů svařených přídavným materiálem obsahujícím titan, nebo vysokou porozitou, bylo-li použito čistého niklu. Při použití vakuově odplyněného niklu podle vynálezu vznikají neporézni svary, jejichž korozní odolnost je rovnocenná základnímu materiálu.

Vynález je využitelný všude tam, kde je požadována vysoká jakost svarových spojů, zejména při svařování technologických zařízeni elektráren, jako například primárního potrubí a pomocných okruhů jaderných elektráren z au9tenitických ocelí, kořenových svarů vysokotlakého potrubí z nízkolegovaných žárupevných oceli, technologické zařízení pro chemický a potravinářský průmysl, například tlakové nádoby a potrubí, zařízeni pro pivovary a mlékárny z oceli, médi, niklu, monelu a podobně.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob zamezeni vzniku pórů při tavném svařování, vyznačený tím, že z přídavného materiálu se odstraní v něm obsažené plyny žíháním při teplotě 700 až 1100 °C za tlaku nižšího než 10^-3 Pa.