CS256110B1 - Tří a vícevrstvový svarový spoj slitin na bázi niklu - Google Patents

Abstract

Tří a vícevrstvý svarový spoj slitin na bázi niklu se zvýšenou žárupevností a žáruvzdorností je prováděný elektrickým obloukem svařováním netavící elektrodou v ochranné atmosféře argonu. Ochranná atmo ­ sféra obsahuje dále s výhodou 0,03 až 0,09 % hmotnostních dusíku. .Přídavný drát na bázi niklu obsahuje dále hliníku do 2 % hmotnost ­ ních. První vrstva svarového kovu je nava ­ lována měrným tepelným příkonem do 15 kJ.cm druhá a následující vrstvy jsou navalovány zvýšeným měrným tepelným příkonem 15 až 30 kJ.cm -1 . Krycí vrstva je svařována měrným tepelným příkonem od 35 do 250 kJ.cm -1.

Description

Vynález řeší svařování tří a vícevrstvých svarových spojů slitin na bázi niklu, jímž se vytvoří svarové spoje se zvýšenou žárupevnosti a žáruvzdorností.

Svarové spoje slitin na bázi niklu pro nejvyšší pracovní teploty vykazují při provozním namáhání za současného působení vysokých teplot nedostatečné hodnoty žárupevnosti a žáruvzdornosti. Podle dosud používaných postupů svařování bylo při vícevrstvém svařování používán svarový kov obdobného chemického složení jako zákicidní materiál a po svařování nevykazoval optimální vlastnosti. Protože se z uvedených slitin vyrábějí většinou díly průmyslových pecí, nebylo možné z důvodu velkých rozměrů a velké hmotnosti svařen.ců jejich tepelné zpracování a dosažení tak požadovaných vlastností, tj. žárupevnosti a žáruvzdornosti. Během provozu za nejvýšších teplot až do 1 200 °C docházelo ke změnám struktury a tím i vlastností svarových spojů, které nezaručovaly požadovanou životnost a provozní spolehlivost.

Tyto nedostatky odstraňuje tří a vícevrstvový svarový spoj slitin na bází niklu se zvýšenou žárupevnosti a žáruvzdorností, svařovaný elektrickým obloukovým svařováním netavící elektrodou v ochranné atmosféře argonu přídavným drátem na bázi niklu s obsahem hliníku do 2 % hmotnostních, vyznačený tím, že ochranná atmosféra obsahuje 0,03 až 0,09 % hmotnostních dusíku a dále vyznačený tím, že první vrstva svarového kovu je navařována měrným tepelným příkonem do 15 kJ.cm”¹, druhá a následující vrstvy jsou navařovány zvýšeným měrným tepelným příkonem 15 až 30 kJ.cm ¹ a krycí vrstva je navařována měrným tepelným příkonem vyšším než 35 kJ.cm

Výhodných vlastností svarového spoje je dosaženo tím, že kořenová housenka a všechny další housenky výplně svarového spoje jsou tepelně přepracovány v důsledku působení vyššího měrného tepelného příkonu 15 až 30 kJ.cm tak, že ve svarovém kovu dojde k precipitací intermetalických fází Ni^Al a AlN, které způsobují, že pokud dojde k tečení svarového kovu za provozu konstrukce, pak se jedná o creep viskozního charakteru s velmi malými _ 7 -9 rychlostmi tečení 10 až 10 sec . Tun, že je navařována krycí housenka s měrným tepelným příkonem vyšším než 35 kJ.cm pak všechny složky svarového kovu v této a předcházející vrstvě zůstávají rozpuštěny v tuhém roztoku, což je příznivý stav pro vznik kysličníku Al^NiO^ spinelového typu na povrchu svaru během provozu konstrukce za nejvyšších teplot až 1 200 °C a tím se zvyšuje žáruvzdornost svarového spoje.

Příklad 1

V konkrétním případě je svařován váleček průběžně žíhací pece o vnějším průměru 160 mm a tloušťkou stěny 10 mm, vyrobený ze slitiny obsahující 0,4 % hmotnostních uhlíku, 0,3 % hmotnostních manganu, 0,1 % hmotnostních křemíku, 39 % hmotnostních chrómu a 60 % hmotnostních niklu tupým obvodovým svarem tvaru 1/2 V na obou koncích s nákružky ze slitiny obsahující 0,4 % hmotnostních uhlíku, 1,5 % hmotnostních manganu, 2 % hmotnostních křemíku, 25 % hmotnostních chrómu a 35 % hmotnostních niklu bez předehřevu metodou WIC, v první vrstvě drátem průměru 3,15 mm, který dává svarový kov na bázi niklu s obsahem 1,8 % hmotnostních hliníku k zajištění precipitace fáze N..A1 a AlN proudem 130 A, napětím na oblouku 26 V a rychlostí , -i -i svařováni 15 cm.min s měrným tepelným příkonem 13,2 kJ.cm

V druhé a třetí vrstvě je svarový spoj drátem průměru 4 mm stejného chemického složení opět bez předehřevu proudem 160 A, při napětí 32 V, rychlostí 13 cm.min ¹ s měrným tepelným příkonem 23,6 kJ.cm Krycí housenka je navařována stejným drátem bez předehřevu proudem 200 A, při napětí 35 V, rychlostí 11 cm.min ¹ s měrným tepelným příkonem 38,2 kJ.cm . Konkrétní případ zaručuje žárupevnost v redukčním pecním prostředí do teploty 1 220 ^ť>C.

Příklad 2

Další svarový spoj žárupevné slitiny na bázi niklu s .1 % hmotnostních hliníku lze uskutečnit přídavným drátem o složení 98,1 % hmotnostních niklu, 1,8 % hmotnostních hliníku, 0,03 % hmotnostních uhlíku a 0,07 % hmotnostních dusíku s tím, že první vrstva je navařena tepelným příkonem 9,4 příkonem 25,6 kJ.cm ¹ argonu s obsahem 0,06 intermetalických fází kJ.cm , druhá k vytvoření zpevňujících fází Ni,Al a CÍN tepelným 4 _ i a krycí vrstva nejvyšším tepelným příkonem 46,8 kJ.cm v atmosféře % hmotnostních dusíku. Tento svarový spoj v důsledku precipitace Ni-jCl a CÍN je žárupevný do teploty 1 280 °C.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Tří a vícevrstový svarový spoj slitin na bázi niklu se zvýšenou žárupevností a žáruvzdorností prováděný elektrickým obloukovým svařováním netavící elektrodou v ochranné atmosféře argonu s výhodou obsahující 0,03 až 0,09 % hmotnostních dusíku a přídavným drátem na bázi niklu s obsahem hliníku do 2 i hmotnostních, vyznačený tím, že první vrstva svarového v ”1 kovu je navařována měrným tepelným příkonem do 15 kJ.cm , druhá a následující vrstvy jsou navařovány zvýšeným měrným tepelným příkonem 15 až 30 kJ.cm ¹ a krycí vrstva je svařována měrným tepelným příkonem od 35 do 250 kJ.cm