CS213136B1

CS213136B1 - Welding method slipped

Info

Publication number: CS213136B1
Application number: CS737880A
Authority: CS
Inventors: Evzen Smrkovsky
Original assignee: Evzen Smrkovsky
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1982-03-26

Abstract

Způsob svařování speoiálaíoh slítla, zejména superslitia aa bázi niklu spočívající v tom, So pomocí vhodného navařovaeího zařízení so zhotoví -Ma obou svařovaných plochách aávary vhodaými slltiaami. Tyto‘aávary so provedou v lokálaí ochranné atmosféře, takže aedojde k okysličeaí základního materiálu, t.j.svařdvaaé superslitiay, aa obou plooháoh které se mají svařit. Bo aavařeaí těchto ploch je účelaé provést jejich obrobeaí, aby so získal kvalitní povroh aávaru bez kysličaíkových vměstků. Vlastní svar se pak provede tak, že místa opatřená aávarem so aa sobe přesně přiloží, ohřejí so aa tavící teplotu aávaru a dojde k jejich slévárenskému svaření.Přitom jo účelné tloušťku svarového (kovu limitovat a vymezit jí vhodnými mšrkami, takže stlačením svařovaných dílců aa (doraz t.j.tloušťku vymezenou měrkou, dojde k jejich svaření a případné vytlačení nadbytečného svařovaného kovu.Po svaření lze provést vhodné tepelné zpracování - žíhání.A method of welding special alloys, especially nickel-based superalloys, consisting in making, with the help of a suitable welding device, welds of suitable alloys on both welded surfaces. These welds are carried out in a local protective atmosphere, so that oxidation of the base material, i.e. the welded superalloy, and both surfaces to be welded occurs. When welding these surfaces, it is intended to perform their machining in order to obtain a high-quality weld surface without oxide inclusions. The actual weld is then performed by precisely placing the areas provided with the weld metal together, heating them to the melting temperature of the weld metal and welding them in a foundry manner. In doing so, it is useful to limit the thickness of the weld metal and define it with suitable gauges, so that by pressing the welded parts to the stop, i.e. the thickness defined by the gauge, they are welded and any excess weld metal is pushed out. After welding, suitable heat treatment can be performed - annealing.

Description

Vynález se týká způsobu svařování speciálních slitin, zejména superslitin na bázi niklu,The invention relates to a method of welding special alloys, in particular nickel-based superalloys,

Iro «svařování exloiuje řada technologií $ výrobních postupů, které umožňují dosáhnout u běžných slitin kvalitního svarového spoje.S rozvojem technických zařízení věak dochází k zvy ěování nároků na vlastnosti slitin.Tento požadavek je dosahován vyěěím stupněm legování, vytvářením složitých, polykomponentních systémů,Zvýšení mechanických vlastností věak je téměř vždy zpravidla zpravidla spojeno se zhoršením jejich vlastností technologických, zejména se zhoršením jejich svařitelnosti, Pro svařování se pak používají nekonvenčni postupy svařování ( plazma, elektronový paprsek atd.) V některých případech ani za těchto opatření se nepodaří získat svar bez trhlin. Proto u špičkových superlitin sepřechází od jejich svařování k jiným způsobům jejich spojování, zejména k pájení. Tak byly vyvinuty různé postupy pájení, jejich aplikaee však vyžaduje použití nejen speciálních pájek, ale i technolor giokých postupů a zařízeni. Zpravidla všeohny tyto postupy pájení, se provádějí ve vakuu. Zařízení k pájení jsou nákladné a to z hlediska investic tak 1 z hlediska provozu. Navíc velikost spojovaných díloů je limitována velikostí vyráběných vakuových pecí.Iro Welding exludes a number of manufacturing techniques that enable high-quality weld joints to be achieved with conventional alloys. However, the development of technical equipment increases the demands on alloy properties. However, unconventional welding processes (plasma, electron beam, etc.) are used for welding. In some cases, even with these measures, a crack-free weld cannot be obtained. Therefore, in high-end superalloys, they switch from welding to other methods of joining them, especially soldering. Thus, various soldering processes have been developed, but their application requires the use of not only special solders but also technoloric processes and equipment. As a rule, all these brazing processes are carried out under vacuum. Soldering devices are costly both in terms of investment and operation. Moreover, the size of the parts to be joined is limited by the size of the vacuum furnaces produced.

Naznačené těžkosti spojování speciálních superslitin odstraňuje způsob svařováni podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že pomooí vhodného navařovacího zařízení se zhotoví na obou svařovaných plochách návary vhodnými slitinami. Tyto návary se provedou v lokální ochranné atmosféře, takže nedojde k okysličení základního materiálu, tj.svařované superslitiay, na obou plooháoh které se mají svařit* Fo navaření těchto ploch je účelné provést její obrobení, aby se zíhfehl kvalitní povroh návaru bez kysličníkovýeh vměstků.Vlastní svar se pak provede tak, že místa opatřená xávarem se na sebe přesně přiloží, ohřejí se na tavící teplotu návaru a dojde k jejich slévárenskému svaření, Přitom je účelné tloušťku svarové ho kovu limitovat a vymezit jí vhodnými měrkami, takže stlačením svařovaných dílců na doraz tj.tloušťku vymezenou měrkou, dojde k jejich svaření a případně vytlačení nadbytečného svarového kovu, Fo svaření lze provést vhodné tepelné zpracování - žíhání.The problems of joining the special superalloys indicated by the welding process according to the invention are characterized by the fact that welds with suitable alloys are produced on both welded surfaces by means of a suitable welding device. These welds are carried out in a local protective atmosphere, so that the base material, ie welded superslitia, is not oxidized on both platforms to be welded. the weld is then carried out in such a way that the places equipped with xavar are precisely applied to each other, heated to the melting temperature of the weld deposit and their foundry welding takes place. .the thickness defined by the gauge, they are welded and possibly extruded excess weld metal, Fo welding can be carried out appropriate heat treatment - annealing.

Pevnost takto vzniklého svařeaoe závisí jednak aa použitém svařovaném kovu, jednak aa jeho tloušťce a tepelném zpracování,Pro svarový kov je výhodné užit slitinu o chemickém složení blízkém k základnímu materiálu.Při volbě chemického složení návarového a tím i svarového kovu je vhodné vycházet ze základního složení svařovaného materiálu, přitom je však účelné, aby svarový kov neobsahoval takové prvky jako Al, Ti apod,, které zhoršuji průběh difuzníoh pochodů.Naopak do svarového kovu se přidá bór nebo křemík popřípadě oba tyto prvky, které snižují jeho tavící teplotu.Tim se dosáhne toho, že po natavení základního materiálu a vytvoření svarové lázně a jejím následném tuhnutí se doplňuje tavenina právě z objemu navařeného kovu, který právě díky přídavku bóru apod.je při ztuhlém základním materiálu ještě tekutý a zabraňuje tak vzniku trhlin, které jsou jinak téměř zákonité při použití svařování jiným způsobem. Pevnost a kvalitu svaru lze ještě zvýšit, užije-li se pro spoj ml nimální tloušťka svarového kovu - výhodné je do 0,05 milimetru - 0,1 mm, pak následným žíháním při teplotách okolo 1000°C lze dosáhnout vyrovnání koncentračních gradientů mezi svarovým kovem a základním materiálem a tkk získat zeela homogenní spoj.The strength of the resulting weld depends on both the weld metal used and its thickness and heat treatment. For the weld metal, it is advantageous to use an alloy with a chemical composition close to the base material. However, it is expedient for the weld metal not to contain elements such as Al, Ti and the like which impair the diffusion process. Conversely, boron or silicon, or both, are added to the weld metal to reduce its melting temperature. that after melting of the base material and creation of the weld pool and its subsequent solidification, the melt is replenished from the volume of the welded metal, which due to the addition of boron etc. is still liquid with the solidified base material and prevents cracks that otherwise p use of welding in another way. The strength and quality of the weld can be further improved if a minimum weld metal thickness is used for the joint - preferably up to 0.05 mm - 0.1 mm, then by subsequent annealing at temperatures around 1000 ° C, concentration gradients between the weld metal can be equalized and the base material and tkk obtain a homogeneous bond.

Příklady svařování způsobem podle vynálezusExamples of welding according to the invention

Přiklad 1Example 1

Pro svařování základního materiálu o směrném hmotnostním chemickém složeni C-0, 1%, Cr-14%, Mo-5%, Ti-1%, Al-5 - 6%, Nb-2,5% zbytek Ni byla jako svarový kov použita slitina o složení C-0,1%, Mn»0,6%, Or-14%, Me-5%, B-2,5% zbytek nikl.Po navařeni svarového kovu pomocí plazmy na oba svařované díloe se povroh svarového kovu obrobí tak, aby vznikl dokonalý povrch zbavený oxidických vměstků a zbytků strusky a/nebo obě součásti so ustaví do požadované polohy , ohřejí na tavící teplotu svarového kovu a stlačí až aa doraz ( měrkou byla nastavena tloušťka svarového kovu na 0,05mm). Žíháním svařenoe po dobu 50 hod,při teplotě okolo 1050 °C se získal svarový spoj který dosahoval pevnosti až 0,8 pevnosti základního materiálu.For welding of base material with a guide chemical composition of C-0.1%, Cr-14%, Mo-5%, Ti-1%, Al-5-6%, Nb-2.5% Ni residue was like a weld metal used alloy of composition C-0.1%, Mn »0.6%, Or-14%, Me-5%, B-2.5% nickel remainder. After welding the weld metal by plasma on both welded parts, the surface of the weld the metal is machined to form a perfect surface free of oxidic inclusions and slag residues and / or both are brought to the desired position, heated to the melting temperature of the weld metal and compressed to a stop (the thickness of the weld metal has been set to 0.05mm). By annealing the weld for 50 hours, at a temperature of about 1050 ° C, a weld joint was obtained which reached a strength of up to 0.8 strength of the base material.

Příklad 2Example 2

Při použití svarového kovu o složení 0,1% 0, 10% Cr, 2% B, 6% Si zbytek Ni při složení zá kladního materiálu 0,1% C, 12% Cr, 5% Ne, l%Mn a zbytek Ni (30 hodin) při 980 - 1090 °C se získal svarový spoj a pevností okolo 700N/mm ,When using a weld metal with a composition of 0.1% 0.10% Cr, 2% B, 6% Si, the rest of Ni with the composition of the base material 0.1% C, 12% Cr, 5% No, 1% Mn and the rest of Ni (30 hours) at 980-1090 ° C a weld joint was obtained with a strength of about 700N / mm,

Claims

THE OBJECT OF THE INVENTION

1. A method for welding alloys, in particular nickel-based superelite, characterized in that the surface of the two welded parts is non-welded in a local protective atmosphere at the desired weld metal joint on the same basis as the base material. / or silicon, then the two welded parts are brought to the desired position and after subsequent melting and decanting of the weld deposit they are joined ·

2. A method of welding alloys according to claim 1, characterized in that the surface of the cladding is machined before joining the parts,

3 * Welding method according to Claims 1 and 2, characterized in that after setting the welded parts and heating the welded positions to the lavioi, the welding temperature of the weld metal of the component is compressed up to a desired weld metal thickness defined by the gauge-stop.

Welding method according to Claims 1, 2 and 3, characterized in that it is annealed for up to 70 hours at temperatures just below the liquid of the weld metal.

Printed by Moravian Printing Works,