RU2056984C1

RU2056984C1 - Method of automatic flux welding of quenchable steels

Info

Publication number: RU2056984C1
Application number: RU93033640A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Стихин; Юрий Петрович Скосарев; Валерий Евсеевич Назаров; Виктор Михайлович Кирьяков; Андрей Васильевич Клапатюк
Original assignee: Владимир Анатольевич Стихин; Юрий Петрович Скосарев; Валерий Евсеевич Назаров; Виктор Михайлович Кирьяков; Андрей Васильевич Клапатюк
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: steel welding. SUBSTANCE: method of automatic flux welding comprises steps of layer-by-layer welding with provision of cross oscillations of an electrode; upon welding of Y-shaped dressing with an opening angle, equal to (40-70) degrees providing an amplitude of electrode oscillations, being by (1.3-12) times less, than a width of a previous bead at welding rate (10-25)m/h and with frequency (30-90) oscillations per minute. EFFECT: enhanced quality of welded seam of such steels. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к сварочному производству, а точнее к способу автоматической сварки под флюсом закаливающихся сталей с поперечными колебаниями электрода. The invention relates to welding production, and more specifically to a method for automatic submerged arc welding of hardened steels with transverse vibrations of the electrode.

Изобретение может быть использовано в машиностроении при изготовлении конструкций из закаливающихся углеродистых сталей. The invention can be used in mechanical engineering in the manufacture of structures from hardened carbon steels.

В настоящее время при сварке конструкций из закаливающихся сталей высоколегированными проволоками в основном аустенитного класса, находит применение сварка под флюсом постоянным током прямой полярности. Сварка ведется с поперечными колебаниями электрода. At present, when welding structures made of hardened steels with high-alloyed wires, mainly of the austenitic class, submerged arc welding with direct current of direct polarity is used. Welding is carried out with transverse vibrations of the electrode.

Применение в данном случае высокопроизводительных способов сварки, таких как сварка двумя дугами или трехфазной дугой нецелесообразно из-за невозможности получения требуемого качества сварки, обусловленного плохим формированием многослойного шва. The use in this case of high-performance welding methods, such as welding with two arcs or a three-phase arc, is impractical due to the impossibility of obtaining the required quality of welding due to poor formation of a multilayer weld.

Задачей изобретения является повышение сопротивляемости сварных соединений против образования холодных трещин и трещин-отрывов по линии сплавления за счет снижения разбавления металла шва основным металлом и улучшения провара кромок при сварке высоколегированными проволоками. The objective of the invention is to increase the resistance of welded joints against the formation of cold cracks and crack-tears along the fusion line by reducing the dilution of the weld metal with the base metal and improving the penetration of the edges when welding with highly alloyed wires.

Это достигается за счет способа автоматической сварки под флюсом при поперечных колебаниях электрода с амплитудой, которая в послойном заполнении V-образной разделки выбирается в зависимости от ширины предыдущего валика (слоя). This is achieved due to the method of automatic submerged arc welding with transverse vibrations of the electrode with an amplitude that is selected in the layer-by-layer filling of the V-shaped groove depending on the width of the previous roller (layer).

Экспериментально установлено, что на V-образной разделке с углом раскрытия 40-70^о требуемый провар кромок и уменьшение разбавления металла шва основным металлом при сварке на скорости 10-25 м/ч достигаются за счет соблюдения определенного соотношения ширины предыдущего валика (слоя) к величине амплитуды колебаний. Лучшие результаты обеспечиваются при отношении ширины предыдущего валика к величине амплитуды колебаний (в мм) в пределах 1,3-12. При этаком соотношении наблюдается качественный провар кромок, при котором доля основного металла в металле шва минимальная.It was established experimentally that in the V-shaped cutting angle ^of 40-70 disclosure desired penetration edges and reducing dilution of the weld metal when welding the base metal at a speed of 10-25 m / h are achieved due observance of a certain ratio of the width of the previous bead (layer) to a value amplitude of vibrations. The best results are provided when the ratio of the width of the previous roller to the amplitude of the oscillations (in mm) in the range of 1.3-12. With this ratio, a qualitative penetration of the edges is observed, at which the proportion of the base metal in the weld metal is minimal.

При соотношении ширины предыдущего валика к амплитуде колебаний свыше 12 наблюдается образование по линии сплавления непроваров, подворотов, зашлаковок, что вызывает образование трещин отрывов по линии сплавления. При соотношении ширины разделки к амплитуде колебаний меньше 1,3 приводит к увеличению развара кромок разделки, перегреву основного металла и, как следствие этого, к образованию холодных трещин в околошовной зоне, а в ряде случаев трещин-отрывов по линии сплавления. When the ratio of the width of the previous roller to the amplitude of the vibrations is greater than 12, formation of lack of fusion, upheavals, and slagging along the fusion line is observed, which causes the formation of tearing cracks along the fusion line. When the ratio of the groove width to the amplitude of oscillations is less than 1.3, it leads to an increase in the gap between the groove edges, overheating of the base metal and, as a consequence, to the formation of cold cracks in the heat-affected zone, and in some cases, tear-offs along the fusion line.

В качестве примера применения предлагаемого способа приводится описание сварки углеродистой закаливающейся стали типа 30ХНМ. As an example of the application of the proposed method, a description of the welding of carbon hardened steel type 30XHM is given.

Заварку разделки глубиной 30 мм с углом раскрытия 60^о производят однодуговой сваркой под флюсом марки АНК-51А с поперечными колебаниями электрода высоколегированной проволокой диаметром 5 мм марки СВ-08Х21Н10Г6 на постоянном токе прямой полярности на режиме: I_св=650 А; U_д=32-36 В; U_св=18 м/ч.Welding cutting depth of 30 mm with an opening angle ^of 60 produce single arc welding, submerged-ANK mark 51A with the transverse oscillations of the electrode wire diameter high-grade 5 mm ST-08H21N10G6 DC line polarity mode: I = 650 A _{communications;} U _d = 32-36 V; U _sv = 18 m / h.

После наложения первого корневого валика на технологическом режиме замеряют ширину валика, которая составляет в среднем В=12 мм. Берут отношение ширины этого валика к амплитуде колебаний (в мм) равным 4, т.е. В/А=4. Тогда величина амплитуды колебаний А будет равна А=В/4=3 мм. Сварку второго валика выполняют на указанном режиме с амплитудой колебания 3 мм. After applying the first root roller in technological mode, measure the width of the roller, which is on average B = 12 mm. Take the ratio of the width of this roller to the oscillation amplitude (in mm) equal to 4, i.e. B / A = 4. Then the magnitude of the amplitude of oscillations A will be equal to A = B / 4 = 3 mm. The welding of the second roller is performed in the specified mode with an amplitude of 3 mm.

Затем замеряют ширину второго валика (слоя), которая составляет в среднем 20 мм. Тогда аналогичным расчетным путем определяют, что амплитуда колебаний на третьем слое составляет 20/4=5 мм. Так производится заварка разделки до ее полного заполнения. При такой сварке получается качественное формирование сварного соединения, обладающего сравнительно высокими показателями технологической прочности. Then measure the width of the second roller (layer), which is an average of 20 mm Then, by a similar calculation, it is determined that the amplitude of the oscillations in the third layer is 20/4 = 5 mm. So the cutting is welded until it is completely filled. With such welding, a qualitative formation of a welded joint is obtained, which has a relatively high technological strength.

В таблице приведены данные по сварке закаливающихся сталей типа 30ХНМ высоколегированной проволокой диаметром 5 мм предлагаемым способом. Для сравнения приведены результаты сварки известным способом с остановкой колебателя на 0,1-0,4 с. Кроме того, в таблице приведены данные, полученные при сварке предлагаемым способом с отклонениями от предлагаемых параметров. The table shows the data on the welding of hardened steels of type 30XHM with high alloy wire with a diameter of 5 mm by the proposed method. For comparison, the results of welding in a known manner with the stop of the oscillator for 0.1-0.4 s. In addition, the table shows the data obtained during welding of the proposed method with deviations from the proposed parameters.

Стойкость сварного соединения против образования трещин в зоне сплавления определяются по методике, в основу которой положен изгиб стыковых образцов из закаливающихся сталей после сварки. За критерий берется максимальный прогиб образца h_кр(мм), при котором в сварном соединении еще не образуются трещины в зоне сплавления. Стойкость сварного соединения против образования трещин в околошовной зоне определяется по микротемплетам, вырезанным из сварного соединения "жесткая проба", изготовленного из закаливающейся стали. За критерий берется количество темплетов из 10 изготовленных, в которых выявлено наличие трещин в околошовной зоне. На этих же микротемплетах определяется доля основного металла в металле шва.The resistance of a welded joint against cracking in the fusion zone is determined by a technique based on the bending of butt samples of hardened steels after welding. The criterion is the maximum deflection of the sample h _cr (mm), at which cracks in the fusion zone are not yet formed in the welded joint. The resistance of a welded joint against cracking in the heat-affected zone is determined by microtemplates cut from a “hard test” welded joint made of hardened steel. The criterion is the number of 10 templates made, in which the presence of cracks in the heat-affected zone is revealed. On the same microtemplates, the proportion of the base metal in the weld metal is determined.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ сварки имеет значительные преимущества перед известным. При этом выбранные и предлагаемые параметры являются оптимальными, так как обеспечивают хорошее качество сварных соединений при сварке закаливающихся сталей. The table shows that the proposed welding method has significant advantages over the known. At the same time, the selected and proposed parameters are optimal, as they provide good quality of welded joints when welding hardened steels.

Способ сварки прошел с положительными результатами всестороннюю проверку в лабораторных и производственных условиях при сварке типовых узлов из закаливающихся сталей и показал свою производственную надежность и возможность широкого использования. Его применение позволит существенно улучшить качество сварки и повысить эксплуатационную работоспособность сварных соединений в конструкциях из закаливающихся сталей, а также получить за счет этого определенный служебно-экономический эффект. The welding method passed comprehensive tests with positive results in laboratory and production conditions when welding standard units from hardened steels and showed its production reliability and the possibility of widespread use. Its use will significantly improve the quality of welding and increase the operational performance of welded joints in structures made of hardened steels, as well as obtain a certain service and economic effect due to this.

Claims

METHOD FOR AUTOMATIC WELDING OF Hardened Hardened Steels, in which a multilayer weld is performed in layers with transverse vibrations of the electrode, characterized in that when welding a V-shaped groove with an opening angle of 40 - 70 ^o, the oscillation amplitude is 1.3 - 2 times less than the width of the previous roller at a welding speed of 10 - 25 m / h and a frequency of 30 - 90 count / min.