RU2346793C2 - Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями - Google Patents
Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346793C2 RU2346793C2 RU2007103060/02A RU2007103060A RU2346793C2 RU 2346793 C2 RU2346793 C2 RU 2346793C2 RU 2007103060/02 A RU2007103060/02 A RU 2007103060/02A RU 2007103060 A RU2007103060 A RU 2007103060A RU 2346793 C2 RU2346793 C2 RU 2346793C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- welding
- arc
- copper
- copper alloy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при изготовлении и монтаже различных узлов и конструкций, включающих детали и изделия из меди или ее сплавов и стали. Сварочную дугу возбуждают на детали из медного сплава на расстоянии 3-7 мм от ее края, прилегающего к детали из стали. Получают сварочную ванну за счет расплавления основного металла медного сплава и присадочного металла из меди. Перемещают дугу по детали из медного сплава до стальной детали и по стальной детали на величину сварного шва с поддержанием непрерывного горения дуги из условия обеспечения нагрева стали только за счет ее контакта со сварочной ванной. Совершают указанным образом возвратно-поступательное перемещение сварочной ванны и дуги до полного формирования сварного шва между деталями. В процессе контакта сварочной ванны со сталью дугу между неплавящимся электродом и сварочной ванной удерживают на расстоянии 2-3 мм от ее головной части. Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости сварных соединений при сохранении их прочностных свойств за счет минимального перехода железа из стали в металл шва. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях промышленности при изготовлении и монтаже различных узлов и конструкций, включающих детали и изделия из меди или ее сплавов и стали.
Во многих случаях сварку медных сплавов со сталями выполняют с применением электрической дуги в качестве источника теплоты и присадочного материала из медного сплава (проволоки, прутков, порошка или покрытых электродов). В процессе сварки дуга горит между электродом (неплавящимся или плавящимся) и одновременно или поочередно обоими свариваемыми металлами - медным сплавом и сталью. При этом сварку осуществляют с расплавлением дугой частей из медного сплава и стали (в месте их соединения) и присадочного металла и образованием общей сварочной ванны.
В результате расплавления дугой стали в металл шва переходит значительное количество железа. Из-за незначительной растворимости железа в меди и ее сплавах в металле шва при кристаллизации образуется новая фаза - железистая составляющая (æ-фаза), которая отсутствовала в исходных основных и присадочном металлах.
æ-фаза обладает высокой твердостью и очень низкими, близкими к нулю, пластическими свойствами (относительное удлинение и относительное сужение) и ударной вязкостью. При значительном содержании этой твердой и хрупкой фазы в металле шва существенно (в 2-3 раза) уменьшается ударная вязкость металла шва и сварных соединений по сравнению с металлом шва без или с небольшим (менее 7-8 мас.%) количеством этой фазы. Поэтому при сварке меди и ее сплавов со сталями целесообразно уменьшить переход железа из стали в металл шва до 6-7 мас.%.
Известны способы дуговой сварки меди и ее сплавов со сталями с использованием промежуточной вставки из медно-никелевого сплава, с перекрытием стальной детали медной деталью или с выступом медной свариваемой кромки на стали (например, по А.с. №1518097, А.с. №1447596, А.с. №1348110). Однако сварка по всем этим способам не всегда конструктивно возможна или целесообразна и не приводит к существенному уменьшению содержания железа в металле шва из-за непосредственного расплавления стали дугой в процессе сварки.
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является принимаемый за прототип способ электродуговой сварки меди со сталью (А.Е.Вайнерман. Технология электродуговой сварки меди со сталью. Л.: ЛДНТП. 1963 г., с 5-9, 11-12, 15).
По этому способу медь и ее сплавы непосредственно сваривают со сталью электродуговым способом электродами марок «Комсомолец» или МНЖ5-1 с покрытием ЗТ или неплавящимся электродом в среде аргона с применением в качестве присадочного материала проволоки из меди марки M1, из бронзы марки БрКМц3-1 или из сплава типа МНЖ5-1. При этом сварочная дуга горит непосредственно между электродом и обоими свариваемыми металлами - медным сплавом и сталью, расплавляет их и образует общую сварочную ванну (как и при сварке однородных металлов: медных сплавов с медными сплавами или стали со сталью). В результате такой сварки образуется шов с медной основой и содержанием железа в нем до 30 мас.% и более. Хотя при этом способе сварки и обеспечивается высокое значение временного сопротивления разрыву металла шва и сварного соединения, недостатками этого способа являются значительный переход железа в металл шва, образование значительного количества выделений хрупкой и твердой æ-фазы, что обуславливает низкие значения ударной вязкости металла шва и сварных соединений.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка способа сварки меди и ее сплавов со сталями, при котором обеспечивается повышение ударной вязкости сварных соединений при сохранении их прочностных свойств за счет минимального перехода железа из стали в металл шва.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет того, что сварку меди или сплава на ее основе со сталью выполняют новым способом, а именно: дугу неплавящегося электрода возбуждают на основном металле из медного сплава на расстоянии 3-7 мм от края детали из медного сплава, прилегающего к стали, так, чтобы она не касалась стали и, следовательно, не расплавляла ее, создают на этом металле сварочную ванну за счет расплавления основного и присадочного материалов из медных сплавов и далее перемещают дугу и образовавшуюся сварочную ванну в сторону стали. При достижении стали перегретый жидкий металл сварочной ванны из медного сплава нагревает сталь в месте контакта за счет теплопередачи, смачивает ее и перемещается по ней до образования необходимой ширины шва. При этом процесс ведут таким образом, чтобы во время контакта сварочной ванны со сталью дуга все время горела между не плавящимся электродом и жидким медным сплавом так, чтобы анодное (катодное) пятно на поверхности сварочной ванны находилось на расстоянии 2-3 мм от ее головной части. Все это предохраняет сталь от непосредственного контакта со сварочной дугой и, следовательно, от ее значительного расплавления. Этот же процесс сохраняется и при возвратном перемещении дуги и сварочной ванны, формирующийся за счет расплавления присадочного металла, до основного металла из медного сплава и так до полного завершения процесса сварки и формирования металла шва. Если по каким-либо причинам происходит обрыв дуги, ее вновь возбуждают на основном металле из медного сплава или на металле шва. При предложенном способе сварки жидкий медный сплав, находящийся между дугой и сталью во все время нахождения сварочной ванны на стали, предотвращает расплавление стали непосредственно дугой или уменьшает до минимального значения расплавление стали в результате ее контакта с перегретым металлом сварочной ванны, что обеспечивает переход в сварной шов не более 5-6 мас.% железа. Благодаря этому ударная вязкость металла шва, получаемая при предложенном способе сварки, оказывается значительно более высокой, чем при известном способе сварки, принятом за прототип.
Опробование предложенного способа сварки меди и ее сплавов со сталью проводили путем аргонодуговой сварки неплавящимся электродом пластин толщиной 12-15 мм из стали типа Ст3 и АБ2 с пластинами толщиной 12-15 мм из медных сплавов марок МНЖ5-1 по ГОСТ 492-73 и БрА9Ж4Н4Мц1 по ГОСТ 493-79 с применением в качестве присадочного материала прутков из сплавов марок соответственно МНЖКТ5-1-0,2-0,2 и БрАЖНМц 8,5-4-5-1,5 диаметром 3 мм. Сварку стали со сплавом МНЖ5-1 выполняли на постоянном токе прямой полярности, а с бронзой БрА9Ж4Н4Мц1 - на переменном токе. Для сравнения была выполнена сварка аналогичных пластин из стали с пластинами из аналогичных медных сплавов по способу, принятому за прототип.
Из полученных сварных соединений пластин были изготовлены и испытаны образцы для определения их временного сопротивления разрыву и ударной вязкости (при надрезе по центру шва и границе сплавления металла шва со сталью). Результаты определения содержания железа в сварных швах и свойств сварных соединений приведены в таблице.
Анализ полученных результатов показывает, что временное сопротивление разрыву сварных соединений, полученных по предложенному способу сварки и при сварке по прототипу, находится на одном уровне, тогда как ударная вязкость сварных соединений, полученных по предложенному способу сварки, в 1,5-3 раза выше ударной вязкости сварных соединений, полученных при сварке по прототипу.
Таблица Механические свойства сварных соединений медных сплавов со сталями |
|||||||
Основной металл | Присадочный металл | Способ сварки | Содержание железа в металле шва, мас.% | Временное сопротивление разрыву, МПа | Ударная вязкость, Дж/см2, при надрезе | ||
Медный сплав | Сталь | по центру шва | по границе металла шва со сталью | ||||
МНЖ5-1 | 20 | МНЖКТ5-1-0,2-0,2 | по прототипу | 28,2 | |||
по изобретению | 5,7 | ||||||
БрА9Ж4Н4Мц1 | АБ2-ПК | БрАЖНМц8,5-4-5-1,5 | по прототипу | 27,5 | |||
по изобретению | 5,9 | ||||||
Примечание. В числителе приведены предельные, в знаменателе - средние значения по результатам испытаний 3-5 образцов. |
Claims (2)
1. Способ сварки деталей меди и ее сплавов со сталью, включающий использование в качестве источника теплоты сварочной дуги между неплавящимся электродом и основным металлом с применением присадочного материала из медного сплава, отличающийся тем, что сварочную дугу возбуждают на детали из медного сплава на расстоянии 3-7 мм от ее края, прилегающего к детали из стали, получают сварочную ванну за счет расплавления основного металла медного сплава и присадочного металла, и перемещают ее по детали из медного сплава до стальной детали и по стальной детали на величину сварного шва с поддержанием непрерывного горения дуги между неплавящимся электродом и сварочной ванной из условия обеспечения нагрева стали только за счет ее контакта со сварочной ванной, при этом совершают указанным образом возвратно-поступательное перемещение сварочной ванны и дуги до полного формирования сварного шва между деталями.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе контакта сварочной ванны со сталью дугу между неплавящимся электродом и сварочной ванной удерживают на расстоянии 2-3 мм от ее головной части.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103060/02A RU2346793C2 (ru) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103060/02A RU2346793C2 (ru) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007103060A RU2007103060A (ru) | 2008-08-10 |
RU2346793C2 true RU2346793C2 (ru) | 2009-02-20 |
Family
ID=39745756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007103060/02A RU2346793C2 (ru) | 2007-01-25 | 2007-01-25 | Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2346793C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470752C1 (ru) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" Фгуп "Цнии Км "Прометей" | Способ дуговой сварки меди и медно-никелевых сплавов со сталью |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114346514B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-02-10 | 西安理工大学 | 可增强铜/钢界面结合强度的药芯焊丝及方法 |
-
2007
- 2007-01-25 RU RU2007103060/02A patent/RU2346793C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВАЙНЕРМАН А.Е. Технология электродуговой сварки меди со сталью. - Л.: ЛДНТП, 1963, с.5-9, 11-12,15. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2470752C1 (ru) * | 2011-06-10 | 2012-12-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" Фгуп "Цнии Км "Прометей" | Способ дуговой сварки меди и медно-никелевых сплавов со сталью |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007103060A (ru) | 2008-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2448796C1 (ru) | Сварная стальная труба, изготовленная с применением высокоэнергоплотного луча, и способ ее изготовления | |
JP6714580B2 (ja) | 2つのブランクを接合する方法、ブランク、及び得られた製品 | |
TWI357369B (ru) | ||
KR20180081581A (ko) | 저항 스폿 용접 방법 및 용접 부재의 제조 방법 | |
SG183576A1 (en) | Method for welding dissimilar metals | |
JP5854145B2 (ja) | サブマージアーク溶接方法ならびに溶接継手および鋼管の製造方法 | |
RU2346793C2 (ru) | Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями | |
JP5104037B2 (ja) | 隅肉溶接方法および隅肉溶接継手 | |
JPWO2016208131A1 (ja) | 両側サブマージアーク溶接方法 | |
Singh et al. | Influence of vibrations in arc welding over mechanical properties and microstructure of butt-welded-joints | |
JP6119948B1 (ja) | 立向き狭開先ガスシールドアーク溶接方法 | |
JP6683635B2 (ja) | 高強度薄鋼板のパルスmag溶接方法 | |
KR102032106B1 (ko) | 수직 방향 협개선 가스 실드 아크 용접 방법 | |
JP2017051963A (ja) | アルミニウム合金溶加材及びアルミニウム合金の溶接方法 | |
CN105195866B (zh) | 一种双金属复合管的管端全自动根焊方法 | |
JP5742091B2 (ja) | 溶接熱影響部の靭性に優れた、鋼材のサブマージアーク溶接方法 | |
JP6383319B2 (ja) | 多電極片面1層サブマージアーク溶接方法 | |
CN1974103A (zh) | 支承桥方轴头与方轴管真空电子束焊焊接工艺 | |
US1502789A (en) | Arc welding | |
JP5901014B2 (ja) | めっき鋼板製円筒状部材の抵抗溶接方法 | |
KR20190021385A (ko) | 아크 스폿 용접 방법 | |
RU67002U1 (ru) | Конструкция узла подготовки кромок под сварку меди и ее сплавов со сталью | |
JP6676553B2 (ja) | 高強度薄鋼板のmag溶接用ワイヤ及びこれを使用したパルスmag溶接方法 | |
RU2325252C2 (ru) | Способ сварки плавлением меди и ее сплавов со сталями | |
RU2470750C1 (ru) | Способ дуговой наплавки меди и медных сплавов на сталь |