CS255753B1

CS255753B1 - Method for welded joint producing on high strenght steels containing 13% cr

Info

Publication number: CS255753B1
Application number: CS858624A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Pilous; Jan Vaclav
Original assignee: Vaclav Pilous; Jan Vaclav
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS862485A1

Abstract

Řešení se týká svarového spoje vysoko pevných ocelí s nechanickými i kavitaě- ními vlastnostmi jako základního materiálu odolného proti šíření trhlin, svařovaného svarovým kovem austenitická báze s obsahem dusíku 0,10 až 0,20 % hmotnostních. Podstata spočívá v tom, že při obsahu dusíku ve svarovém kovu 0,15 až 0,20 % hmotnostních je svařováno tepelným příkonem do 17 kJ.cm“! a při obsahu dusíku ve svarovém kovu nižším než 0,15 % hmotnostních je svařováno zvýšeným tepelným příkonem 17 až 35 kJ.om-l.The present invention relates to a weld joint of high strength steels with non-chemical and cavitation properties as a weld-resistant, crack-resistant base material of austenitic base with a nitrogen content of 0.10 to 0.20% by weight. The essence is that at a nitrogen content in the weld metal of 0.15 to 0.20% by weight it is welded to a heat input of up to 17 kJ.cm '! and with a nitrogen content in the weld metal of less than 0.15% by weight, it is welded with an increased heat input of 17 to 35 kJ / l.

Description

Vynález řeší způsob vytvoření svarového spoje vysokopevných 13% chrómových konstrukčních ocelí· U svarových spojů vysokopevných ocelí jsou u konstrukčních svarových spojů i u oprav prováděných svařováním požadovány mechanické vlastnosti na úrovni základního materiálu· Dosažení požadovaných mechanických vlastností je podmíněno zajištěním vhodných podmínek technologie svařování a použitím vhodného přídavného materiálu pro svařování. Nejčastěji je používán přídavný materiál stejné báze a obdobného chemického složení jako základní materiál, ’ .ale s náročnými podmínkami svařování, především s teplotou předehřevu až do 350 °C.The invention solves a method of forming a welded joint of high-strength 13% chromium structural steels · For welded joints of high-strength steels, mechanical properties at the base material level are required for structural weld joints and welding repairs · Achieving the required mechanical properties is conditioned material for welding. Most commonly, an additive material of the same base and similar chemical composition as the base material is used, but with difficult welding conditions, especially with a preheating temperature of up to 350 ° C.

Velmi obtížně lze zajistit požadované mechanické vlastnosti svarových spojů v případech, kdy nelze dodržet podmínky technologie svařování vysokopevných ocelí, což se stává především při opravách prováděných svařováním a při moniáži dílů konstrukcí vyrobených z vysokopevných ocelí· Potom je pro svařování používáno přídavných materiálů austenitické báze, ale svarový spoj pak nedosahuje mechanických vlastností, tvrdosti a kavitační odolnosti jako základní materiál·The required mechanical properties of welded joints are very difficult to obtain in cases where high-strength steel welding technology conditions cannot be met, which happens mainly during welding repairs and assembly of parts made of high-strength steels. · Then austenitic base fillers are used for welding. the weld joint then does not reach the mechanical properties, hardness and cavitation resistance as the basic material ·

Tyto nedostatky odstraňuje svarový spoj vysokopevných ocelí s mechanickými a kavitačními vlastnostmi jako základní materiál, odolný proti šíření trhlin, svařovaný svarovým kovem austenitické báze s obsahem dusíku 0,10 až 0,20 % hmotnostních. Podstata vynálezu spočívá v tom, že při obsahu dusíku ve svarovém kovu 0,10 až 0,20 % hmotnostních je svařováno tepelným příkonem 35 až 17 kJ . cm*¹.These drawbacks are eliminated by the weld joint of high-strength steels with mechanical and cavitation properties as a base material, resistant to crack propagation, welded with a weld metal of an austenitic base with a nitrogen content of 0.10 to 0.20% by weight. The principle of the invention is that at a nitrogen content of the weld metal of 0.10 to 0.20% by weight, it is welded with a heat input of 35 to 17 kJ. cm * ¹ .

Technologicky výhodných podmínek při svařování a pevnostně vyhovujících vlastností svarového spoje je dosaženo tím, že pro svařování je použit přídavný materiál austenitické báze, který dovoluje méně náročné podmínky svařování a přitom svarový kov v důsledku obsahu dusíku dosahuje pevnostních a kavitačních vlast255 753 ností jako základní materiál. V důsledku difúze dusíku ze svarového kovu do základního materiálu při svařování, která je řízena * volbou tepelného příkonu, dojde v tepelně ovlivněné oblasti základního materiálu k vytvoření pevnostní bariéry proti šířící se trhlině a dále ke snížení náchylnosti ke vzniku trhlin tím, že svarový kov je v důsledku nasycení dusíkem čistě austenitioké struktury a přechod do oceli 13% martenzitický s vysokým podílem zbytkového austenitu, vzdorujícímu vzniku trhlin.Technologically advantageous welding conditions and strength properties of the weld joint are achieved by using an austenitic base additive material which allows less demanding welding conditions and yet the weld metal achieves strength and cavitation properties as a base material due to the nitrogen content. Due to the diffusion of nitrogen from the weld metal into the welding base material, which is controlled by the choice of thermal input, a strength barrier against the spreading crack will be created in the heat affected area of the base material and further reduced the susceptibility to cracking by due to the nitrogen saturation of a purely austenitic structure and the transition to steel 13% martensitic with a high proportion of residual austenite, resistant to cracking.

Použitím svarového spoje vysokopevných ocelí podle vynálezu se dosáhne výhodných mechanických a kavitačních vlastností svarového spoje, velmi dobrých technologických vlastností svarového spoje se snížením náchylnosti ke vzniku trhlin za studená a dojde k vytvoření bariéry v tepelně ovlivněné oblasti základního materiálu a ve svarovém kovu proti šíření případné trhliny.The use of the weld joint of the high strength steels according to the invention achieves advantageous mechanical and cavitation properties of the weld joint, very good technological properties of the weld joint with reduced susceptibility to cold cracks and creates a barrier in the heat affected area of the base material and in the weld metal .

V konkrétním případě byla licí vada odlitku skříně parní turbíny odlité z 13% chromové oceli s hodnotou meze kluzu vyšší než 600 MPa opravována ručním obloukovým svařováním elektrodami V 5 mm s předehřevem 100 až 150 °C, které dávají svarový kov o složení 0,10 % hmotnostních uhlíku, 0,50 % hmotnostních křemíku, 0,91 % hmotnostních manganu, 25 % hmotnostních chrómu, % hmotnostních niklu, 0,015 % hmotnostních fosforu, 0,011 % hmotnostních sirý, 0,12 % hmotnostních dusíku a 60,344 % hmotnostních železa. Bylo svařováno proudem 250 A, napětím 35 V, rychlostí 15 cm · min , měrným tepelným příkonem 31,5 kJ · cm a byl získán svarový sgj>j odolný proti šíření trhlin.In a specific case, the casting defect of a 13% chrome cast steel turbine casing cast with a yield point greater than 600 MPa was repaired by manual arc welding with 5 mm pre-heated electrodes of 100 to 150 ° C, giving a 0.10% weld metal % by weight of carbon, 0.50% by weight of silicon, 0.91% by weight of manganese, 25% by weight of chromium,% by weight of nickel, 0.015% by weight of phosphorus, 0.011% by weight of sulfur, 0.12% by weight of nitrogen and 60.344% by weight of iron. It was welded with a current of 250 A, a voltage of 35 V, a speed of 15 cm · min, a specific heat input of 31.5 kJ · cm, and a crack-resistant weld seam was obtained.

V dalším případě byl převodní kus skříně parní turbíny odlitý z 13% chromové oceli s hodnotou meze kluzu 620 MPa porušený korozí a erozí působením syté páry opravován ručním obloukovým svařováním elektrodami i 5 mm, které dávají svarový kov o složení 0,11 % hmotnostních uhlíku, 0,45 % hmotnostních křemíku, 0,85 % hmotnostních manganu, 25,3 % hmotnostních ohromu,In another case, a steam turbine housing piece cast from 13% chromium steel with a yield strength of 620 MPa damaged by corrosion and erosion by saturated steam was repaired by manual arc welding with electrodes up to 5 mm giving a weld metal of 0.11% by weight of carbon, 0.45% silicon, 0.85% manganese, 25.3% by weight,

13,5 % hmotnostních niklu, 0,013 % hmotnostních fosforu, 0,013 % hmotnostních síry, 0,017 % hmotnostních dusíku a 59,747 % hmotnostních železa. Bylo svařováno s předehřevem 150 až 200 °C, proudem 200 A, napětím 28 V, rychlostí 17 cm · min“^ s měrným tepelným13.5% nickel, 0.013% phosphorus, 0.013% sulfur, 0.017% nitrogen and 59.747% iron. Welded with preheating 150 to 200 ° C, current 200 A, voltage 28 V, speed 17 cm · min “^ with specific heat

255 753 příkonem 17,8 kJ · cm“¹ a byl získán svarový spoj odolný proti šíření trhlin.255 753 with a power input of 17.8 kJ · cm ^-1 and a weld joint resistant to crack propagation was obtained.

Claims

Method of forming a weld joint of high-strength, crack-resistant 13% Cr steels welded with austenitic base weld metal _/ characterized in that at a nitrogen content of the weld metal of 0.10 to 0.20% by weight, it is welded with a specific heat input of 35 to 17 kJ · cm “·