RU1779507C

RU1779507C - Способ дуговой сварки циркони

Info

Publication number: RU1779507C
Application number: SU914906907A
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Гончаров; Михаил Минович Нероденко; Лена Михайловна Оноприенко
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.П.Патона
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1992-12-07

Abstract

Использование: при сварке неплав щимс электродом тонколистового проката из нелегированного циркони при изготовлении химических аппаратов. Сущность изобретени дуговую сварку циркони производ т в смеси аргона с содержанием азота от 1,2 до 2,6 об % Скорость сг.арки определ ют из выражени 8,3 „ VCB 15,4, где VCB-скорость сварки, об.% м/ч; - концентраци азота, Изобретение может быть использовано в химическом машиностроении и других област х техники. 1 табл

Description

Изобретение относитс к дуговой сварке и может быть использовано при сварке неплав щимс электродом тонколистового проката из нелегированного циркони при изготовлении химических аппаратов.

При сварке тугоплавких металлов происходит разупрочнение шва в результате значительного роста зерен и сн ти деформационного упрочнени металла. Эксперименты показали что прочность металла шва нелегированного циркони снижаетс с 340-360 до 190 220 МПа. Наиболее эффективный путь повышени прочности тонколистовых сварных соединений при дуговой сварке - легирование металла шва из газовой фазы.

В насто щее врем легирование тугоплавких металлов из газовой фазы производ т в процессе дуговой соарки в смес х инертного газа с ацетиленом.

Однако введение углеводородов в инертный газ приводит к резкому ухудшению качества сварных соединений сплавов на основе циркони

Известен способ сварки циркони и его сплавов в смес х инертного газа с кислоро дом

Этот способ имеет два существенных недостатка, низкую стойкость вольфрамовых электродов; кратковременный эбфект повышени коррозионной стойкости сварных соединений, обусловленный постепенным разрушением защитных пленок диоксида циркони .

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту вл етс дуюва сварка тугоплавких металлов, при которой дуговую сварку производ т в смеси аргона с 0,2,..0,7% азота/

Основным недостатком известного способа вл етс пониженна стойкость металла шва к питтинговой коррозии в растворах сол ной кислоты. Азот при этом прочность металла шва, однако достаточно плотных нитридных пленок на поверхности зоны соединени не образуетс , хот известно , что нитридные пленки имеют значительно большую коррозионную стойкости, чем оксидные.

(Л

VI VI о ел о VI

Целью изобретени вл етс снижение склонности сварных соединений к питтин- говой коррозии и получение равнопрочных соединений при сохранении достаточно высокой пластичности.

Поставленна цель достигаетс тем, что аргонодуговую сварку циркони неплав щимс вольфрамовым электродом производ т в аргоне, содержащем 1,2 - 2,6 об.% азота, причем скорость сварки в зависимости от концентрации азота определ ют из соотношени :

VCB

8,3 15,4;

С N2 где VCB - скорость сварки, м/ч;

концентраци .азота в аргоне, об.%.

Способ реализуетс , например, следующим образом: в баллонах предварительно создают смесь аргона с 1,2-2,6 об. % азота или получают указанную смесь в редукторах-смесител х известной конструкции. Концентрацию азота в смес х определ ют известным способом (хроматографией или спектральным анализом).

Кромки тонколистовых заготовок устанавливают без зазора и производ т аргонодуговую сварку, преимущественно автоматическую неплав щимс вольфрамовым электродом на пр мой пол рности со скоростью, которую определ ют из приведенного выше выражени , в зависимости от содержани азота в аргоне. В процессе сварки происходит два процесса - абсорбци азота расплавленным металлом с образованием твердого раствора, что приводит к повышению прочности металла шва, а также химико-термическа обработка, привод ща к образованию на поверхности соединений коррозионно-стойких нитрид- ных пленок.

Особенно эффективно использовать предлагаемый способ дл сварки узлов химических аппаратов больших размеров с предварительно нанесенным защитным нитридным покрытием.

П р и м е р. По предлагаемому способу производили аргонодуговую сварку циркони толщиной 2 . мм на режимах VCB

8...40 м/ч; сварочный ток при этом составл л соответственно 100...210 А: напр жение на дуге 11-12 В. Содержание азота в аргоне измен ли в пределах 0,001; 1...3 об.%. Кроме того, проводили сварку циркони в аргоне высокой чистоты и в смеси аргона +2 об.% кислорода (см. 2).

Склонность сварных соединений к пит- тингообразованию определ ли в 20% HCI

при температуре +80°С, при выдержке образца в течение 100 ч, при этом коррозионный потенциал Ек определ ли через каждый час. Критерием оценки склонности к питтин- гообразованию вл етс смещение Ек в

анодную область, что вл етс характерным дл сплавов циркони .

За критерий пластичности принималс угол изгиба образцов, более 100 град., а равнопрочность оценивали по смещению

зоны разрушени со шва на ЗТВ и основной металл и показател м прочности ов.

Результаты исследований приведены в таблице.

Оптимальную скорость сварки при этом

определ ли из приведенного выражени .

Положительный эффект достигнут за счет твердорастворимого упрочнени металла шва и одновременного создани на поверхности шва и ЗТВ коррозионно-стойких защитных нитридных пленок.

Изобретение может быть использовано в химическом машиностроении и других област х техники.

Claims

Формула изобретени

Способ дуговой сварки циркони , преимущественно малых толщин, при котором сварку ведут вольфрамовым электродом в смеси аргона с азотом, отличэющийс тем, что, с целью снижени склонности сварных соединений к питтишовой коррозии и повышени прочности, содержание азота в смеси берут равным 1,2-2,6 об,%, а скорость сварки определ ют из выражени

„ VCB

3.3

15,4,

С N2 где VCB. - скорость сварки, м/ч;

концентраци азота, об,%.

Примечание. Коррозионный потенциал сварных соединений, выполненных в Аг + 2% 02, уже через 5 ч составл л +0,32 В, т.е. сварные соединени были склонны к питтингу.