RU2425737C2 - Способ сварки хладостойких низколегированных сталей - Google Patents
Способ сварки хладостойких низколегированных сталей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425737C2 RU2425737C2 RU2009141003/02A RU2009141003A RU2425737C2 RU 2425737 C2 RU2425737 C2 RU 2425737C2 RU 2009141003/02 A RU2009141003/02 A RU 2009141003/02A RU 2009141003 A RU2009141003 A RU 2009141003A RU 2425737 C2 RU2425737 C2 RU 2425737C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- roller
- width
- rollers
- cold
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для сварки изделий атомного машиностроения, в частности изделий, эксплуатирующихся при температурах до минус 60°С, например металлоконструкций транспортно упаковочных комплектов металлобетонных контейнеров, предназначенных для многоразовой транспортировки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива атомных энергетических установок. Осуществляют многопроходную сварку автоматическим дуговым способом под флюсом экономнолегированной кремнемарганцовистой сварочной проволокой. Разделку заполняют в раскладку валиками толщиной не более 4 мм, шириной 12-16 мм таким образом, чтобы ось валика была смещена от центральной оси шва на расстояние не менее 2 мм и не более 1/2 ширины валика. Уровень погонной энергии составляет 1,1-1,6 кДж/мм за счет оптимального сочетания параметров сварочного режима. Регламентируется межпроходная температура в пределах 20÷100°С. Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение ударной вязкости металла шва сварных соединений не менее 60 Дж/см2 при температуре до минус 60°С. Использование безникелевой экономнолегированной проволоки позволит значительно сократить материальные затраты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области сварки изделий атомного машиностроения, в частности для изготовления транспортно упаковочных комплектов металлобетонных контейнеров (ТУК МБК) для многоразовой транспортировки и длительного хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) атомных энергетических установок, а также может использоваться в различных отраслях машиностроения для изготовления сварных конструкций и изделий, эксплуатирующихся при температурах до минус 60°C.
Для обеспечения ядерной и радиационной безопасности в местах длительного хранения и при многоразовой транспортировке отработавшего ядерного топлива металл силовых элементов и сварных соединений ТУК МБК из хладостойкой экономнолегированной кремнемарганцовистой стали должен обладать стойкостью к хрупким разрушениям при температурах до минус 60°C.
Несмотря на то, что традиционно задача обеспечения хладостойких свойств металла шва сварных соединений решается использованием композиций сварочных материалов, включающих в себя 1,0÷3,5 Ni; 1,0÷2,0 Mn [1, 2], для сварки хладостойкой низколегированной стали целесообразным стало создание автоматического дугового способа сварки экономнолегированной кремнемарганцовистой сварочной проволокой под плавленым флюсом.
Аналогом предлагаемого способа сварки является автоматическая дуговая сварка сварочной проволокой под флюсом изделий атомного машиностроения из низколегированных сталей [3], при котором сварка выполняется проволокой диаметром 5 мм, а параметры сварочного режима составляют:
- сила тока 550÷700 A;
- напряжение на дуге 34-40 B;
- скорость сварки 5-8 мм/с;
- межпроходная температура не регламентируется и может достигать 300°C.
Однако данный способ сварки не может быть применен при изготовлении металлоконструкций ТУК МБК из хладостойкой экономнолегированной стали, так как при вышеуказанных параметрах сварочного режима сварка выполняется с высоким уровнем погонной энергии (3,5÷5,0 кДж/мм), что приводит к низким значениям ударной вязкости (8÷15 Дж/см2 - таблица) металла шва сварных соединений, выполненных экономнолегированной кремнемарганцовистой сварочной проволокой под плавленым флюсом, при температурах минус 50°C и минус 60°C.
За прототип принят способ автоматической дуговой сварки сварочной проволокой под флюсом конструкций магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промышленности [4], при котором сварка выполняется экономнолегированной проволокой диаметром 4 мм, а параметры сварочного режима составляют:
сила тока 550-600 A; напряжение на дуге 44-46 B; скорость сварки 8,0-11,0 мм/с;
межпроходная температура не регламентируется и может достигать 300°C.
Вследствие снижения уровня погонной энергии до 2,0÷3,1 кДж/мм при указанном способе сварки значения ударной вязкости металла шва сварных соединений, выполненных экономнолегированной кремнемарганцовистой проволокой под плавленым флюсом, составили 18÷24 Дж/см2 (таблица) при температурах минус 50°C и минус 60°C, однако, требуемой хладостойкости металла шва сварных соединений ТУК МБК при этом не обеспечивается.
Техническим результатом данного изобретения явилось обеспечение ударной вязкости металла шва сварных соединений ТУК МБК, выполненных экономнолегированной кремнемарганцовистой сварочной проволокой (типа Св-08ГС) под плавленым флюсом, не менее 60 Дж/см2 при температуре минус 60°C (таблица).
Представленный в заявке технический результат достигается за счет того, что, согласно изобретению, сварку выполняют при значениях погонной энергии 1,1÷1,6 кДж/мм, с регламентированием межпроходной температуры металла шва в пределах 20°C÷100°C; разделку при сварке заполняют в раскладку валиками толщиной не более 4 мм, шириной 12-46 мм таким образом, чтобы ось валика была смещена от центральной оси шва на расстояние не менее 2 мм и не более 1/2 ширины валика, порядок наложения валиков следующий: валик 1 - корневой, валики 2, 3, 4 - заполняющие подварку сварного шва; после выполнения подварки производится выборка корня шва механическим способом; валики 5, 6, 7, 8, 9, 10 - заполняющие разделку сварного шва; валики 11, 12 - облицовочные (фиг.1), при этом параметры сварочного режима в процессе выполнения сварки составляют: сила тока 350÷490 A, напряжение на дуге 26÷32 B, скорость сварки 7,5÷9,0 мм/сек.
Оптимальный уровень погонной энергии 1,1÷1,6 кДж/мм позволяет сформировать хладостойкую мелкодисперсную структуру в металле шва, выполненном экономнолегированной кремнемарганцовистой сварочной проволокой. Снижение погонной энергии менее указанного предела может явиться причиной формирования в металле шва недопустимых дефектов типа непроваров, межслойных несплавлений и т.п., а также привести к нестабильности процесса сварки и снижению производительности труда. Превышение указанного уровня погонной энергии при сварке способствует увеличению в металле шва объема грубой дендритной структуры с большим количеством крупных кристаллитов, что приводит к снижению хладостойких свойств.
Оптимальный уровень погонной энергии обеспечивается при выполнении сварки по разработанному способу со следующими параметрами сварочного режима:
- сила тока 350÷490 A,
- напряжение на дуге 26÷32 B,
- скорость сварки 7,5÷9,0 мм/сек.
Регламентирование межпроходной температуры при сварке в пределах 20°C÷100°C позволяет сократить время пребывания металла шва в интервале критических температур при охлаждении и обеспечить его оптимальную скорость охлаждения, что способствует формированию хладостойкой мелкодисперсной структуры.
Заполнение разделки сварного соединения узкими (12-16 мм) тонкими (≤4 мм) валиками в раскладку со смещением оси валиков относительно оси шва (от 2 мм до 1/2 ширины валика) позволяет при многопроходной сварке увеличить в металле шва объем мелкозернистой перекристаллизованной структуры, характеризующейся высокими хладостойкими свойствами.
Таким образом, задача создания нового способа сварки заключается в обеспечении оптимального уровня погонной энергии путем оптимизации параметров сварочного режима, регламентировании межпроходной температуры и специальными требованиям по раскладке валиков при заполнении разделки с целью обеспечения ударной вязкости металла шва сварных соединений ТУК МБК не менее 60 Дж/см2 при температуре минус 60°C.
Использование способа сварки с параметрами сварочного режима, межпроходной температуры и раскладки валиков вне заданных пределов, в соответствии с заявленными, не обеспечивает высоких хладостойких свойств металла шва при температуре минус 50°C и ниже.
В производственных условиях ОАО «Ижорские заводы», ЗАО «Энерготекс» и ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» был проведен комплекс работ, включающих изготовление сварных проб из хладостойкой низколегированной стали марки 09Г2СА-А, используемой в настоящее время при изготовлении ТУК МБК, разработанным способом автоматической сварки экономнолегированной проволокой марки Св-08ГС в сочетании с плавленым флюсом марки ФЦ-16А. Результаты испытаний на ударный изгиб при температурах минус 50°C и минус 60°C металла шва, вырезанного из сварных проб, представлены в таблице.
Ожидаемый технико-экономический эффект при использовании предлагаемого способа сварки выразится в сохранении ядерной и экологической безопасности в местах длительного хранения и при транспортировке отработавшего ядерного топлива за счет обеспечения требуемой хладостойкости металла сварных соединений ТУК МБК при всех условиях эксплуатации, включая аварийные ситуации. Кроме того, возможность использования безникелевых экономнолегированных материалов при разработанном способе сварки позволит значительно сократить материальные затраты.
Источники информации
1. Грабин В.Ф., Денисенко А.В. Металловедение сварки низко- и среднелегированных сталей. - К.: Наукова думка, 1988. - 276 с.
2. Rautaruukki Steel. Welding Guide. 1995. - Rautaruukki 156 p.
3. Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварка и наплавка, основные положения ПН АЭ Г-7-009-89: Нормативный документ. - М.: НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России, 2000, 172 с.
4. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Сварка. ВСН 006-89. - М.: Миннефтегазстрой, 1989, 120 с.
Таблица | ||||||||
Результаты испытаний металла шва на ударный изгиб | ||||||||
№ сварной пробы | Диаметр проволоки, мм | Сила тока, A | Напряже ние, B |
Скорость сварки, мм/с | Погонная энергия, кДж/мм | Межпроходная температура, °C | Ударная* вязкость, Дж/см2 | |
-50°C, | -60°C | |||||||
1 | 102 | 93 | ||||||
3 | 390 | 29 | 8,0 | 1,27 | 65 | 98 | 89 | |
89 | 84 | |||||||
2 | 94 | 87 80 72 |
||||||
3 | 420 | 30 | 9,0 | 1,26 | 80 | 85 79 |
||
3 | 70 | 75 | 70 67 62 |
|||||
4 | 480 | 30 | 9,0 | 1,44 | 71 | |||
68 | ||||||||
4 (прототип) | 250** | 24 | 19 | |||||
4 | 550 | 44 | 9,0 | 2,42 | 21 | 15 | ||
18 | 12 | |||||||
5 (аналог) | 250** | 16 | 11 | |||||
5 | 650 | 36 | 6,0 | 3,51 | 14 | 8 | ||
10 | 8 | |||||||
* - образцы тип IX ГОСТ 6996 | ||||||||
** - межпроходная температура не ограничивалась |
Claims (2)
1. Способ сварки хладостойких низколегированных сталей, включающий выполнение сварных соединений автоматическим дуговым способом кремнемарганцовистой сварочной проволокой под флюсом с заданными параметрами сварочного режима, отличающийся тем, что сварку выполняют при значениях погонной энергии 1,1÷1,6 кДж/мм, с регламентированием межпроходной температуры металла шва в пределах 20 ÷100°С, при этом разделку заполняют в раскладку валиками толщиной не более 4 мм и шириной 12÷16 мм таким образом, чтобы ось валика была смещена от центральной оси шва на расстояние не менее 2 мм и не более 1/2 ширины валика.
2. Способ сварки по п.1, отличающийся тем, что параметры сварочного режима в процессе выполнения сварки составляют:
сила тока 350÷490 А
напряжение на дуге 26÷32 В
скорость сварки 7,5÷9,0 мм/с
сила тока 350÷490 А
напряжение на дуге 26÷32 В
скорость сварки 7,5÷9,0 мм/с
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009141003/02A RU2425737C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Способ сварки хладостойких низколегированных сталей |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009141003/02A RU2425737C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Способ сварки хладостойких низколегированных сталей |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009141003A RU2009141003A (ru) | 2011-05-20 |
RU2425737C2 true RU2425737C2 (ru) | 2011-08-10 |
Family
ID=44733289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009141003/02A RU2425737C2 (ru) | 2009-11-05 | 2009-11-05 | Способ сварки хладостойких низколегированных сталей |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2425737C2 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2563793C1 (ru) * | 2014-03-20 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Способ сварки трубопроводов из высокопрочных труб с контролируемым тепловложением |
WO2015147684A1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" | Способ сварки трубопроводов из высокопрочных труб с контролируемым тепловложением |
CN104999169A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-10-28 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种Rel为500MPa级超快冷钢的埋弧焊接方法 |
RU2630080C2 (ru) * | 2015-12-15 | 2017-09-05 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ ремонта отливок с применением дуговой сварки |
US9833856B2 (en) | 2012-11-29 | 2017-12-05 | Jfe Steel Corporation | Circumferential welded joint of line pipe, method of forming circumferential welded joint of line pipe, and line pipe |
RU2643118C2 (ru) * | 2015-12-15 | 2018-01-30 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ дуговой сварки тройниковых соединений (велдолетов) магистральных трубопроводов |
RU2643120C2 (ru) * | 2015-12-15 | 2018-01-30 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ дуговой сварки трубопроводов |
-
2009
- 2009-11-05 RU RU2009141003/02A patent/RU2425737C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Сварка. ВСН 006-89. - М.: Миннефтегазстрой, 1989. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9833856B2 (en) | 2012-11-29 | 2017-12-05 | Jfe Steel Corporation | Circumferential welded joint of line pipe, method of forming circumferential welded joint of line pipe, and line pipe |
RU2563793C1 (ru) * | 2014-03-20 | 2015-09-20 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") | Способ сварки трубопроводов из высокопрочных труб с контролируемым тепловложением |
WO2015147684A1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "ТРАНСНЕФТЬ" | Способ сварки трубопроводов из высокопрочных труб с контролируемым тепловложением |
US10668550B2 (en) | 2014-03-28 | 2020-06-02 | Public Joint Stock Company “Transneft” | Method for welding pipelines from high-strength pipes with controllable heat input |
CN104999169A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-10-28 | 武汉钢铁(集团)公司 | 一种Rel为500MPa级超快冷钢的埋弧焊接方法 |
RU2630080C2 (ru) * | 2015-12-15 | 2017-09-05 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ ремонта отливок с применением дуговой сварки |
RU2643118C2 (ru) * | 2015-12-15 | 2018-01-30 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ дуговой сварки тройниковых соединений (велдолетов) магистральных трубопроводов |
RU2643120C2 (ru) * | 2015-12-15 | 2018-01-30 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | Способ дуговой сварки трубопроводов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009141003A (ru) | 2011-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2425737C2 (ru) | Способ сварки хладостойких низколегированных сталей | |
JP6430070B2 (ja) | 焼入れ可能な鋼製でアルミニウムまたはアルミニウム−シリコン系の被覆を備えた半完成板金製品を製作するためのレーザ溶接方法 | |
Cao et al. | Hybrid fiber laser–Arc welding of thick section high strength low alloy steel | |
Vaillant et al. | T/P23, 24, 911 and 92: New grades for advanced coal-fired power plants—Properties and experience | |
JP2008161932A (ja) | ワイヤ、フラックス及び高ニッケル含量を有している鋼を溶接するためのプロセス | |
US11318567B2 (en) | Flux-cored wire | |
JP2013532070A5 (ru) | ||
CN102310254A (zh) | 角焊接头及气体保护弧焊方法 | |
US20170274482A1 (en) | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding | |
DuPont et al. | Welding of materials for energy applications | |
Alvaraes et al. | Microstructural characterization of Inconel 625 nickel-based alloy weld cladding obtained by electroslag welding process | |
CN104169035A (zh) | 焊接结构钢的方法以及焊接成的钢结构件 | |
Alphonsa et al. | Plasma nitriding on welded joints of AISI 304 stainless steel | |
Jorge et al. | Evaluation of the AISI 904L alloy weld overlays obtained by GMAW and electro-slag welding processes | |
KR102165755B1 (ko) | 페라이트계 내열강 용접 구조체의 제조 방법 및 페라이트계 내열강 용접 구조체 | |
WO2013122234A1 (ja) | 溶接管構造高温機器用オーステナイト系ステンレス鋼 | |
KR102069157B1 (ko) | Fe-36Ni 합금용 용접 와이어 | |
Urzynicok et al. | Application of new GMAW welding methods used in prefabrication of P92 (X10CrWMoVNb9-2) pipe butt welds | |
JP2016166401A (ja) | オーステナイト系ステンレス鋼 | |
US20220063019A1 (en) | Improvements in the welding of pipes | |
Gajvoronsky et al. | Influence of deposited metal composition on structure and mechanical properties of reconditioned railway wheels | |
CN109789505B (zh) | 铁素体系耐热钢焊接结构体的制造方法及铁素体系耐热钢焊接结构体 | |
Paddea et al. | T23 and T24–new generation low alloyed steels | |
CN105817746A (zh) | 900MPa级别高强钢气体保护焊接工艺 | |
JP6939574B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ、及び溶接継手の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121106 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150910 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161106 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190517 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210722 |