RU2012474C1

RU2012474C1 - Welded joint crack elimination method

Info

Publication number: RU2012474C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Семенов
Original assignee: Семенов Виктор Никонорович
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method involves effectuating local rewelding over the whole section of welded joint at the area spaced from crack end by a distance of 2-5 thicknesses of weldable material to wards crack; effectuating rewelding of welded joint at the area adjacent to other end of crack at a distance of 1-3 thicknesses of weldable material from other end of crack; conducting rewelding until complete connection with previous rewelded area with overlapping is provided. EFFECT: high quality of welded joints and enhanced reliability in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и, в частности к технологии ремонта сварных соединений с трещинами горячего или холодного происхождения. The invention relates to mechanical engineering and, in particular, to the technology of repair of welded joints with cracks of hot or cold origin.

Известен способ сварки заплат в стенки сосудов котлов, пластин и различных стальных конструкций [1] . Заплату выбирают из материала, соответствующего ремонтируемой конструкции с размерами, превышающими габариты трещины. Поврежденное место вырезают газовым резаком, или фрезой, строганием или другим способом. По кромке выреза снимают фаски с раскрытием их в удобную для сварки сторону. Заплата-вставка вырезается точно по контуру подготовленного выреза с фасками по кромкам. Вставке придается слегка выпуклая форма для компенсации усадки наплавленного металла. Присадочную проволоку при наплавке используют в зависимости от эксплуатационных требований к конструкции. A known method of welding patches into the walls of the vessels of boilers, plates and various steel structures [1]. The patch is selected from the material corresponding to the repaired structure with dimensions exceeding the dimensions of the crack. The damaged area is cut with a gas cutter, or a milling cutter, planing or in another way. Chamfers are removed along the edge of the cut with their opening in the direction convenient for welding. The patch-insert is cut exactly along the contour of the prepared cut with bevels along the edges. The insert is given a slightly convex shape to compensate for the shrinkage of the weld metal. Welding filler wire is used depending on the operational requirements for the design.

Недостатком способа является большая трудоемкость и невозможность применения ремонта паяно-сварной конструкции со сварным швом, имеющим трещину. The disadvantage of this method is the high complexity and the inability to use the repair of a brazed-welded structure with a weld having a crack.

Известен способ ремонта деталей с трещинами [2] , включающий следующие технические приемы. В детали по обе стороны трещины и по одной прямой, перпендикулярной к ней, сверлят ряд отверстий под углом к вертикальной оси трещины, удаляют перемычку и заполняют паз вставкой. Вдоль границ трещины создают напряжение сжатия. Отверстия заполняют расплавленным материалом и охлаждают. Недостатком способа является трудоемкость выполнения ремонтных работ, а в некоторых случаях и невозможность его применения при устранении трещин в сварных швах, контактирующих с паяной поверхностью. A known method of repairing parts with cracks [2], including the following techniques. In the part on both sides of the crack and in one straight line perpendicular to it, a series of holes are drilled at an angle to the vertical axis of the crack, the jumper is removed and the insert is filled in the groove. Along the edges of the crack create compression stress. The holes are filled with molten material and cooled. The disadvantage of this method is the complexity of the repair work, and in some cases the impossibility of its application when eliminating cracks in the welds in contact with the soldered surface.

В известном техническом решении [3] дефектный участок расплавляют источником тепла с последующим его удалением. Причем расплавление дефектного участка производится концентрированным источником тепла на глубину равную 1,3-1,5 от глубины залегания дефекта. Направляя тепло в зону дефекта в начале процесса его плавно увеличивают от нуля до рабочего значения, а затем после всплытия дефекта на поверхность изделия плавно уменьшают до нуля. Такой способ позволяет устранить дефекты в виде газовых пор, раковин и шлаковых включений. In the known technical solution [3], the defective area is melted by a heat source with its subsequent removal. Moreover, the defective area is melted by a concentrated heat source to a depth equal to 1.3-1.5 of the defect depth. Directing heat to the defect zone at the beginning of the process, it gradually increases from zero to the operating value, and then, after the defect emerges onto the surface of the product, it gradually decreases to zero. This method allows you to eliminate defects in the form of gas pores, shells and slag inclusions.

Предлагаемый способ позволяет исключить данные недостатки. The proposed method allows to eliminate these disadvantages.

Цель изобретения - снижение трудоемкости ремонта. Достигается цель за счет того, что на расстоянии (2-5) толщины свариваемого материала от конца трещины в зависимости от свойств материалов, осуществляют локальный переплав по всему сечению сварного шва в направлении трещины, а затем с противоположного конца трещины, отступив от нее на расстояние (1-3) толщины свариваемого материала, осуществляют переплав сварного шва до воссоединения с предыдущим переплавом, перекрывая его. The purpose of the invention is to reduce the complexity of the repair. The goal is achieved due to the fact that at a distance (2-5) of the thickness of the welded material from the end of the crack, depending on the properties of the materials, local remelting is performed over the entire cross section of the weld in the direction of the crack, and then from the opposite end of the crack, backing away from it by a distance (1-3) the thickness of the welded material, carry out the remelting of the weld before reuniting with the previous remelting, overlapping it.

На чертеже представлена схема осуществления способа. The drawing shows a diagram of the method.

Ниже приведен пример использования предложенного способа. Паяно-сварная конструкция состоит из оребренной стенки, поверх которой припаян тонкостенный лист δ= 0,8 мм. В местах расположения сварного шва толщина деталей составляет 7 мм. Материал деталей - медный сплав с добавками циркония. После сварки паяно-сварную конструкцию рентгенируют с целью проверки качества сварного шва. Из-за наличия в сплаве циркония, сварить конструкцию без трещин практически невозможно. Трещины, как правило, появляются вдоль сварного шва при охлаждении сваренной конструкции. Ремонтные работы по устранению трещин проводят следующим образом. На расстоянии 14-35 мм, что соответствует (2--5) толщин (δ) свариваемого материала от вершины трещины, осуществляют локальный переплав (первичный переплав) сварного шва по всему сечению в направлении трещины. Затем с противоположного конца трещины, отступив от нее на расстояние, равное 7-21 мм, что соответствует (1-3) толщины свариваемого материала, переплавляют сварной шов (вторичный переплав) до воссоединения с предыдущим (первичным) переплавом, перекрывая его свыше 5 мм. Переплав осуществляют при I_св= 250-300А. Расход аргона в горелку 15-17 л/мин. Первичный переплав позволяет разогреть металл и создать высокопластичную зону в районе трещины. Переплав с противоположного конца трещины позволяет переплавить металл с трещиной. Распространение ее предотвращает нагретый металл от первичного переплава, представляющий собой высокопластичную структуру.The following is an example of using the proposed method. The brazed-welded structure consists of a ribbed wall, over which a thin-walled sheet δ = 0.8 mm is soldered. At the locations of the weld, the thickness of the parts is 7 mm. The material of the parts is a copper alloy with zirconium additives. After welding, the brazed-welded structure is X-rayed to check the quality of the weld. Due to the presence of zirconium in the alloy, it is almost impossible to weld the structure without cracks. Cracks, as a rule, appear along the weld when cooling the welded structure. Repair work to eliminate cracks is carried out as follows. At a distance of 14-35 mm, which corresponds to (2--5) thicknesses (δ) of the material being welded from the crack tip, a local remelting (primary remelting) of the weld is carried out over the entire section in the direction of the crack. Then, from the opposite end of the crack, departing from it by a distance equal to 7-21 mm, which corresponds to (1-3) the thickness of the material being welded, the weld (secondary remelting) is melted until reconnecting with the previous (primary) remelting, overlapping it over 5 mm . Remelting is carried out at I _st = 250-300A. The argon consumption in the burner is 15-17 l / min. Primary remelting allows you to heat the metal and create a highly plastic zone in the crack area. Remelting from the opposite end of the crack allows the metal to melt with the crack. Its distribution prevents heated metal from primary remelting, which is a highly plastic structure.

Другие расстояния в зависимости от трещины при первичном и вторичном переплаве не всегда позволяют добиться устранения трещин. Обусловлено это тем, что расстояние менее 14 мм (2δ ) при первичном переплаве способствует росту имеющейся трещины до момента проплавления на все сечение сварного шва вследствие появления концентрата напряжения вблизи вершины трещины; более 35 мм, что свыше 5 δ, не позволяет обеспечить нагретую - высокопластичную зону, из-за рассеивания тепла вдали от вершины трещины. При расстоянии менее 7 мм (1δ ) при вторичном переплаве трещина успевает продвинуться в сторону начавшегося переплава, из-за появления концентратора напряжений, и соответственно отмечается увеличение ее длины. В случае расстояния более 21 мм (3δ ) происходит охлаждение материала в зоне первичного переплава, что может вызвать распространение трещины (в зону первичного переплава), когда идет процесс вторичного переплава. Other distances depending on the crack during the primary and secondary remelting do not always allow the elimination of cracks. This is due to the fact that a distance of less than 14 mm (2δ) during initial remelting promotes the growth of an existing crack until the moment of penetration through the entire section of the weld due to the appearance of a stress concentrate near the crack tip; more than 35 mm, which is more than 5 δ, does not allow providing a heated - highly plastic zone, due to heat dissipation far from the crack tip. At a distance of less than 7 mm (1δ) in the secondary remelting, the crack has time to move towards the remelting that has begun, due to the appearance of a stress concentrator, and accordingly, an increase in its length is noted. In the case of a distance of more than 21 mm (3δ), the material cools in the primary remelting zone, which can cause crack propagation (in the primary remelting zone) when the secondary remelting process is underway.

Таким образом, предложенный способ позволяет осуществлять ремонт сварных соединений с трещинами с минимальными затратами на их устранение. Thus, the proposed method allows the repair of welded joints with cracks with minimal cost to eliminate them.

Использование указанной совокупности отличительных признаков в других технических решениях авторам неизвестно, следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию "существенные отличия". The use of this set of distinctive features in other technical solutions is unknown to the authors, therefore, the present invention meets the criterion of "significant differences".

Claims

METHOD FOR ELIMINATING CRACKS IN WELDED JOINTS, including remelting the weld in the crack location zone, characterized in that, in order to reduce the complexity of the repair, an additional local melting is performed at a distance of 2 to 5 thicknesses of the welded metal from the end of the crack in the direction of the crack and from the opposite end of the crack at a distance from the crack 1 to 3 thicknesses of the metal being welded, and when the zone of the weld with a crack is remelted, the zone of the previous remelting is partially remelted.