RU2688023C2 - Method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion - Google Patents
Method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688023C2 RU2688023C2 RU2017138046A RU2017138046A RU2688023C2 RU 2688023 C2 RU2688023 C2 RU 2688023C2 RU 2017138046 A RU2017138046 A RU 2017138046A RU 2017138046 A RU2017138046 A RU 2017138046A RU 2688023 C2 RU2688023 C2 RU 2688023C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- weld
- silicon
- welded
- materials
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электродуговой сварке (автоматической, механизированной, ручной), и может быть использовано при изготовлении морских судов, резервуаров и трубопроводов различного назначения, стойких к электрохимической коррозии.The invention relates to electric arc welding (automatic, mechanized, manual), and can be used in the manufacture of ships, tanks and pipelines for various purposes, resistant to electrochemical corrosion.
Известен способ защиты от коррозии сварной металлоконструкции, находящейся в электропроводящей жидкой среде, включающий нанесение противокоррозионного покрытия из высокоэлектропроводного материала с обратной стороны сварного шва, в том числе напылением и из меди [1]. Способ позволяет шунтировать, и тем самым - уменьшить электрические токи, протекающие между локальными зонами поверхности металлоконструкции через электропроводящую среду. Причинами возникновения таких токов являются термоэлектродвижущие силы (ТЭДС), возникающие вблизи границ сварных швов металлоконструкции под действием эффекта Зеебека, прежде всего, из-за различия физико-химических свойств сваренных заготовок. В результате шунтирования тока между локальными объемами поверхности металлоконструкции через электропроводящую среду снижается коррозионное разрушение металлоконструкции.There is a method of corrosion protection of welded metal, located in an electrically conductive liquid medium, including the application of an anticorrosive coating of highly electrically conductive material on the back side of the weld, including sputtering and copper [1]. The method allows to shunt, and thus - to reduce the electrical currents flowing between the local zones of the metal surface through an electrically conductive medium. The reasons for the occurrence of such currents are thermoelectromotive forces (TECs), arising near the borders of the welded joints of the metal structure under the influence of the Seebeck effect, primarily due to the difference in the physicochemical properties of the welded blanks. As a result of current shunting between local volumes of the metal structure surface through the electrically conductive medium, the corrosion destruction of the metal structure is reduced.
Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:
- он борется не с причиной возникновения ТЭДС, а только со следствием, то есть, с самими ТЭДС. Поскольку при той же разности температур между рабочим и свободными концами термопар сварного шва заготовок и фиксированном различии их физико-химических свойств ТЭДС в зоне сварки заготовок распределяется достаточно равномерно, то наименее защищенными при использовании данного способа оказываются слои материала, наиболее удаленные от антикоррозийного покрытия. То есть те, которые непосредственно контактируют с морской водой, и для защиты которых и направлен способ. При этом чем выше толщина обшивки судна, тем меньше эффект используемой защиты;- he fights not with the cause of TEDS, but only with the consequence, that is, with the TEDS themselves. Since with the same temperature difference between the working and free ends of the thermocouple welds of the workpieces and the fixed difference in their physicochemical properties, TEDS in the weld zone of the workpieces is distributed fairly evenly, the layers that are most distant from the anti-corrosion coating are least protected. That is, those that are in direct contact with sea water, and to protect which the method is directed. Moreover, the higher the thickness of the vessel's plating, the less the effect of the used protection;
- при наличии большой дифференциации физико-химических свойств заготовок фактически создаваемые в их контактах большие ТЭДС при той же антикоррозийной защите могут приводить к значительным разрушениям сварочных швов и околошовных зон;- in the presence of a large differentiation of the physicochemical properties of the workpieces, large thermoelectric coefficients actually created in their contacts with the same anti-corrosion protection can lead to significant damage to the welds and heat-affected zones;
- по границе сварного шва наблюдается резкий переход потенциала, т.е., высокий уровень градиента потенциала 
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является способ дуговой сварки под флюсом соединений, стойких к электрохимической коррозии, согласно которому при односторонней или двухсторонней многопроходной сварке стыковых швов листов автоматическим способом под флюсом используют металлохимические присадки. Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности и с применением других известных мер снижения перемешивания металлической ванны. Увеличенный сварочный зазор, равный 0,6-0,8 толщины свариваемых заготовок, и разделку заполняют металлохимической присадкой, представляющей смесь рубленой металлической крупки фракцией 1,0-2,0 мм, изготовленной из обрези кромок свариваемых заготовок в соотношении 1:1, а также соединений отрицательноактивных элементов в количестве 0,5-0,8 мас. % и алюминия в количестве 0,2-0,34 мас. %. По другому варианту крупку подают дозатором, дискретно увеличивая содержание материала в крупке по мере приближения прохода в сварном шве к границе с данным материалом.The closest in technical essence to the proposed device is a method of submerged-arc welding of compounds resistant to electrochemical corrosion, according to which metal-chemical additives are used in an automatic way under one-sided or double-sided multi-pass welding of butt joints of sheets. Welding is conducted on a direct current of direct polarity and using other known measures to reduce the mixing of the metal bath. Increased welding gap equal to 0.6-0.8 thickness of the welded workpieces, and the groove is filled with a metal chemical additive, representing a mixture of chopped metal grains with a fraction of 1.0-2.0 mm, made from edging the edges of the welded workpieces in a 1: 1 ratio, also compounds of negatively active elements in the amount of 0.5-0.8 wt. % and aluminum in the amount of 0.2-0.34 wt. % Alternatively, the grains are fed by the dosing unit, discretely increasing the content of material in the grains as the passage in the weld seam approaches the border with this material.
Недостатки способа:The disadvantages of the method:
- он направлен на борьбу со следствием чрезмерно большого градиента концентраций материалов, из которых образуется сварное соединение. Эта борьба состоит в неконтролируемом и трудозатратном усреднении концентраций основных и сварочных материалов, участвующих в образовании сварного соединения. Зачастую такое усреднение оказывается избыточным и изначально не имеющем смысла, т.к. основные и сварочные материалы в принципе не содержат компоненты в опасном дифференциальном диапазоне;- it aims to combat the consequence of an excessively large concentration gradient of the materials from which a welded joint is formed. This struggle consists in uncontrolled and labor-intensive averaging of the concentrations of basic and welding materials involved in the formation of a welded joint. Often, such averaging turns out to be redundant and initially meaningless, since basic and welding materials in principle do not contain components in the dangerous differential range;
- он не гарантирует получения высокой стойкости сварного соединения к электрохимической коррозии: наличие очень большого градиента концентрации кремния по основным и сварочным материалам дает очень большую ТЭДС. При этом применяемые меры сглаживания химического состава сварного шва лишь несколько понижают локальные ТЭДС, сохраняя высокую ТЭДС между границами сварного шва, либо по одной из его границ с меньшим содержанием кремния.- it does not guarantee obtaining a high resistance of the welded joint to electrochemical corrosion: the presence of a very large concentration gradient of silicon on the main and welding materials gives a very large TEDS. At the same time, the applied measures for smoothing the chemical composition of the weld only slightly reduce the local thermal electric potential, keeping high thermal electric potential between the borders of the welded joint, or along one of its borders with a lower silicon content.
Технический результат изобретения способа дуговой сварки соединений, стойких к электрохимической коррозии, обеспечивает стойкость сварных соединений металлоконструкций к электрохимической коррозии путем регламентации содержания кремния в основных и сварочных материалах: контроля исходных содержаний кремния в материалах, их подбора таким образом, чтобы не допускать большой разности по кремнию [ΔSi≥0,30%], особенно при пониженном его содержании [0,15%≤Si≤0,23%] в одном из материалов, многопроходной односторонней или двухсторонней сварки на постоянном токе прямой полярности, с применением металлохимической присадки и других известных мер снижения перемешивания металлической ванны, с проведением для ответственных металлоконструкций пробных сварок образцов и контролем химического состава полученного сварного шва, корректировки содержания кремния в материалах по итогам пробных сварок, и (или) между такими несопрягаемыми стальными деталями вставляют прокладки из материалов промежуточного состава по кремнию, разбивая таким образом недопустимое сварное соединение на несколько последовательно расположенных допустимых сварных соединений.The technical result of the invention of the method of arc welding of compounds resistant to electrochemical corrosion, ensures the resistance of welded joints of metal to electrochemical corrosion by regulating the silicon content in the main and welding materials: control the initial silicon content in materials, their selection in such a way as to prevent a large difference over silicon [ΔSi≥0.30%], especially with its reduced content [0.15% ≤Si≤0.23%] in one of the materials, multi-pass one-sided or two-sided welding on direct current polarity, using a metal-chemical additive and other known measures to reduce the mixing of the metal bath, conducting test welding of samples for critical metal structures and controlling the chemical composition of the weld, adjusting the silicon content in materials based on the results of test welding, and (or) between non-conjugate steel parts insert gaskets of materials of intermediate composition over silicon, thus breaking up the unacceptable weld In successive welded joints in series.
Существо изобретения заключается в том, что способ получения сварного соединения стальных деталей, стойкого к электрохимической коррозии включает проведение дуговой сварки в несколько проходов односторонним или двухсторонним методом на постоянном токе прямой полярности, с применением в качестве сварных материалов металлохимической присадки и присадочной проволоки. При этом предварительно контролируют содержание кремния в стали свариваемых деталей и в сварочном материале, и подбирают их из условия получения разности по содержанию кремния ΔSi≤0,30%. После чего проводят пробные сварки образцов с контролем химического состава полученного сварного шва, и при превышении разности по кремнию 0,30% между материалом любой из деталей и сварным швом корректируют их подбор по содержанию кремнияThe essence of the invention lies in the fact that the method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion involves conducting arc welding in several passes by a one-sided or two-sided method with direct current of direct polarity, using a metal chemical additive and filler wire as welded materials. In this case, the silicon content in the steel of the parts to be welded and in the welding material is preliminarily controlled, and they are selected from the condition of obtaining the difference in the silicon content ΔSi≤0.30%. After that, trial welding of samples is carried out with control of the chemical composition of the obtained weld, and when the difference in silicon is 0.30% between the material of any of the parts and the weld, their selection for silicon content is adjusted
Основная идея изобретения состоит в борьбе не со следствием, а с установленной автором изобретения важной причиной понижения стойкости сварных соединений к электрохимической коррозии - повышенной разностью [ΔSi≥0,30%] содержания кремния в основных и сварочных материалах, особенно при пониженном его содержании [0,15%≤Si≤0,23%] в одном из материалов. Наряду со сглаживанием градиента потенциала поперек сварного шва это позволяет уменьшить значения термоэлектродвижущих сил соседних локальных областей сварного шва, контактирующих с электропроводными жидкими средами. В результате - снизить электрические токи, протекающие между этими локальными участками сварного шва через жидкость. В связи с этим - уменьшить электрохимическую коррозию сварных швов металлоконструкций, повысив тем самым стойкость сварных соединений металлоконструкций к электрохимической коррозии.The main idea of the invention is to combat not the consequence, but with the important reason for reducing the resistance of welded joints to electrochemical corrosion established by the inventor — an increased difference [ΔSi≥0.30%] of the silicon content in basic and welding materials, especially at low content [0 , 15% ≤ Si ≤ 0.23%] in one of the materials. Along with the smoothing of the potential gradient across the weld, this makes it possible to reduce the values of thermoelectromotive forces of neighboring local regions of the weld in contact with electrically conductive liquid media. The result is to reduce the electrical currents flowing between these local parts of the weld through the liquid. In this regard - to reduce the electrochemical corrosion of welded joints of metal structures, thereby increasing the resistance of welded joints of metal structures to electrochemical corrosion.
Изобретение направлено, прежде всего, на регламентацию содержания кремния в основных и сварочных материалах путем контроля исходных содержаний и разностей содержания кремния в материалах, их подбора таким образом, чтобы не допускать большой разности по кремнию [ΔSi≥0,30%], особенно при пониженном его содержании [0,15%≤Si≤0,23%] в одном из материалов, проведения для ответственных металлоконструкций пробных сварок образцов с контролем химического состава полученного сварного шва, корректировки содержания кремния в материалах по итогам пробных сварок, снижения ТЭДС путем установления (вварки) промежуточных вставок, а также с применением известных мер снижения перемешивания металлической ванны.The invention is directed primarily to the regulation of the silicon content in the main and welding materials by controlling the initial contents and differences of the silicon content in materials, their selection in such a way as to prevent a large difference in silicon [ΔSi≥0.30%], especially when reduced its content [0.15% ≤Si≤0.23%] in one of the materials, conducting test welds of samples for critical metal structures with control of the chemical composition of the resulting weld, adjusting the silicon content in materials according to test results welding, reduction of thermoelectric power by installing (welding) intermediate inserts, as well as using known measures to reduce the mixing of the metal bath.
Контролирование вначале содержания кремния в основных и сварочных материалах позволило далее, ориентируясь на их химический состав, целенаправленно подобрать основные и сварочные материалы для сварного соединения - так, чтобы не допустить большой разности по кремнию [ΔSi≥0,30%], особенно при пониженном его содержании [0,15%≤Si≤0,23%] хотя бы в одном из материалов.Controlling at first the silicon content in the main and welding materials allowed further, focusing on their chemical composition, to purposefully select the main and welding materials for the welded joint, so as to prevent a large difference in silicon [ΔSi≥0.30%], especially when it is lowered content [0.15% ≤Si≤0.23%] in at least one of the materials.
Подбор основных и сварочных материалов так, чтобы не допускать большой разности материалов по кремнию [ΔSi≥0,30%], особенно при пониженном его содержании [0,15%≤Si≤0,25%] хотя бы в одном из материалов позволил избежать предельно допустимых по модулю значений ТЭДС в локальных объемах вблизи границы сварного шва с каждой деталью, контактирующих с электропроводными жидкими средами, в размере 15-18 мкВ (где нижний предел используют при повышенных сроках эксплуатации сварного соединения, а верхний -при для рядовых условий). В результате - позволило снизить электрические токи, протекающие от этих источников тока - локальных контактов сварного шва и детали через жидкость. В связи с этим - уменьшить электрохимическую коррозию сварных швов металлоконструкций, повысив тем самым стойкость сварных соединений металлоконструкций к электрохимической коррозии.Selection of basic and welding materials so as to prevent a large difference in silicon materials [ΔSi≥0.30%], especially at its low content [0.15% ≤S≤0.25%] in at least one of the materials allowed to avoid maximum permissible absolute values of thermoelectric power factor in local volumes near the border of the weld with each part in contact with electrically conductive liquid media in the amount of 15-18 μV (where the lower limit is used for increased service life of the welded joint, and for normal conditions). As a result, it allowed to reduce electric currents flowing from these current sources - local contacts of the weld and part through the liquid. In this regard - to reduce the electrochemical corrosion of welded joints of metal structures, thereby increasing the resistance of welded joints of metal structures to electrochemical corrosion.
Пробные сварки образцов для ответственных металлоконструкций с контролем фактического химического состава сварного шва позволили экспериментально удостовериться в отсутствии недопустимо большой разности по кремнию [ΔSi≥0,30%] между сварным швом и каждой деталью сварного соединения, особенно при пониженном содержании кремния [0,15%≤Si≤0,23%] хотя бы в одной из деталей. Это гарантировало для ответственных металлоконструкций высокую стойкость сварного соединения к электрохимической коррозии.Test welding of samples for critical metal structures with control of the actual chemical composition of the weld allowed to experimentally verify the absence of an unacceptably large silicon difference [ΔSi≥0.30%] between the weld and each piece of the welded joint, especially at a reduced silicon content [0.15% ≤Si≤0.23%] in at least one of the parts. This ensured the high resistance of the welded joint to electrochemical corrosion for critical metal structures.
Условие «если разность по кремнию между материалом любой детали и сварным швом превысит 0,30%» позволило выделить коррозионно опасное соотношение содержания кремния в сварном шве и деталях сварного соединения.The condition “if the difference in silicon between the material of any part and the weld exceeds 0.30%” made it possible to single out a corrosive hazardous ratio of silicon content in the weld and parts of the welded joint.
Корректировка основных и сварочных материалов в сторону сближения их химических составов, производимая при наличии коррозионно опасного соотношения содержания кремния в сварном шве и деталях сварного соединения, позволила избежать предельно допустимых по модулю значений ТЭДС в размере 15-18 мкВ именно по каждой границе сварного шва и детали.Correction of basic and welding materials in the direction of convergence of their chemical compositions, produced in the presence of a corrosion-hazardous ratio of silicon content in the weld and parts of the welded joint, made it possible to avoid the maximum allowable TEDS values of 15-18 μV for each border of the weld and part. .
Вставка между несопрягаемыми стальными деталями прокладок из материалов промежуточного состава по кремнию путем разбиения таким образом недопустимого сварного соединения на несколько последовательно расположенных допустимых сварных соединений позволило разбить недопустимо большую ТЭДС по границе сварного шва на ряд небольших последовательно расположенных ТЭДС. Каждая такая ТЭДС будет формироваться в сварном соединении детали с промежуточной прокладкой, либо в сварном соединении двух прокладок.An insert between non-conjugated steel parts of gaskets made of materials of intermediate composition over silicon by dividing the unacceptable welded joint into several successively admissible welded joints in this way made it possible to divide the unacceptably large TEDS along the weld boundary into a number of small successively placed TELS. Each such TEDS will be formed in a welded joint of a part with an intermediate gasket, or in a welded joint of two gaskets.
Использование известной многопроходной сварки предотвратило перемешивание металла сварного шва во всем сечении разделки кромок. Тем самым обеспечивался более плавный переход физико-химических свойств материала сварного шва от одного основного металла к другому, от одной границы шва к другой.The use of well-known multipass welding prevented the mixing of the weld metal in the entire cross section of the groove. This ensured a smoother transition of the physicochemical properties of the weld material from one base metal to another, from one weld boundary to another.
Применение прямой полярности питающего напряжения относится к известным мерам снижения перемешивания металлической ванны. Как и снижение нагрева металлической ванны, прямая полярность способствовала уменьшению перемешивания металлической сварочной ванны и обеспечила постепенный переход физико-химических свойств металла шва от одной заготовки в другой.The use of direct polarity of the supply voltage refers to the known measures to reduce the mixing of the metal bath. As well as reducing the heating of the metal bath, direct polarity helped reduce the mixing of the metal weld pool and ensured the gradual transfer of the physicochemical properties of the weld metal from one billet to another.
К другим известным мерам снижения перемешивания металлической ванны, примененным в заявленном решении, относятся:Other known measures to reduce the mixing of the metal bath used in the claimed solution include:
- использование присадочной крупки, произведенной из обрези разделок кромок свариваемых деталей;- the use of filler grains produced from trimming cutting edges of the welded parts;
- увеличение скорости сварки;- increase welding speed;
- продольные колебания электрода;- longitudinal oscillations of the electrode;
- увеличенный вылет электрода.- the increased departure of an electrode.
Таким образом, сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что вновь введенные операции дуговой сварки соединений, стойких к электрохимической коррозии, известны. Однако их введение в указанной связи с другими операциями способа, а также их взаимное соответствие приводит к появлению новых вышеуказанных свойств, обеспечивающих стойкость сварных соединений к электрохимической коррозии.Thus, a comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that the newly introduced operations of arc welding of compounds resistant to electrochemical corrosion are known. However, their introduction in the specified connection with other operations of the method, as well as their mutual conformity, leads to the appearance of new above-mentioned properties that ensure the resistance of welded joints to electrochemical corrosion.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Способ применим к электродуговой сварке (автоматической, механизированной, ручной), и может быть использован при изготовлении листовых металлоконструкций, резервуаров и трубопроводов различного назначения, стойких к электрохимической коррозии. В частности, при изготовлении корпусов морских судов, нефте- и газопроводов.The method is applicable to electric arc welding (automatic, mechanized, manual), and can be used in the manufacture of sheet metal structures, tanks and pipelines for various purposes, resistant to electrochemical corrosion. In particular, in the manufacture of ship hulls of ships, oil and gas pipelines.
Так при автоматической дуговой сварке под флюсом с предварительной засыпкой металлохимической присадки способ применим для двухсторонней сварки без разделки кромок, а также для выполнения соединений с разделкой кромок. Для предотвращения просыпания металлического присадочного материала сварку первого прохода стыков производят на металлическом листе. Для этих целей также возможно применять флюсовую подушку или подушку из рубленой крупки.So with automatic submerged-arc welding with a preliminary charge of a metal-chemical additive, the method is applicable for two-sided welding without edge preparation, as well as for making joints with edge-cutting. To prevent spillage of the metal filler material, the welding of the first pass of the joints is carried out on a metal sheet. For these purposes, it is also possible to use a flux pillow or a pillow of chopped grains.
Перед изготовлением сварной металлоконструкции контролируют содержание кремния в основных и сварочных материалах: производят экспресс-анализ темплетов из деталей (основного металла), предназначенных для изготовления сварного соединения, либо используют результаты такого анализа, внесенные в сертификат качества (соответствия) той же металлопродукции. Аналогичным образом поступают с материалом электродов, относящемуся к сварочным материалам.Before making a welded metal structure, they control the silicon content in basic and welding materials: they make an express analysis of the templates of the parts (base metal) intended for the manufacture of the welded joint, or use the results of such analysis included in the quality certificate (conformity) of the same metal products. Similarly come with the material of the electrodes related to the welding materials.
Основные и сварочные материалы подбирают так, чтобы не допустить большой разности по кремнию [ΔSi≥0,30%], особенно при пониженном его содержании [0,15%≤Si≤0,23%] в одном из материалов.The main and welding materials are selected so as to prevent a large difference in silicon [ΔSi≥0.30%], especially when its content is low [0.15% ≤Si≤0.23%] in one of the materials.
Для обеспечения гарантированной стойкости к электрохимической коррозии для ответственных металлоконструкций проводят пробные сварки образцов с контролем химического состава сварного шва. Это позволяет экспериментально убедиться в том, что применяемые меры обеспечили реальную разность по кремнию между материалом любой детали и сварным швом в пределах 0,30%. То есть, гарантировать предельно допустимые по модулю значения ТЭДС в местах контакта сварного шва и каждой детали в пределах 15-18 мкВ. А также убедиться, что падение напряжения на самом сварном шве находится в пределах допустимых 5-8 мкВ (где нижний предел используют при повышенных сроках эксплуатации сварного соединения, а верхний - при для рядовых условий).To ensure guaranteed resistance to electrochemical corrosion for critical metal structures, sample welding is carried out with control of the chemical composition of the weld. This allows you to experimentally verify that the measures used ensured a real difference in silicon between the material of any part and the weld seam within 0.30%. That is, to ensure the maximum allowable modulo values TEDS at the contact points of the weld and each part within 15-18 µV. And also make sure that the voltage drop at the weld itself is within the allowable 5-8 µV (where the lower limit is used for extended periods of use of the welded joint, and the upper one is for normal conditions).
Если разность по кремнию между материалом любой детали и сварным швом превысит 0,30%, то основные и сварочные материалы корректируют в сторону сближения их химических составов. Вместе с тем для снижения величины опасной ТЭДС (15-18 мкВ) делают вставки между несопрягаемыми стальными деталями в виде прокладок из материалов промежуточного состава по кремнию. Для этого недопустимое сварное соединение разбивают па несколько последовательно расположенных и допустимых сварных соединений.If the difference in silicon between the material of any part and the weld exceeds 0.30%, then the main and welding materials are adjusted in the direction of convergence of their chemical compositions. However, to reduce the magnitude of dangerous thermoelectric power (15-18 µV) make inserts between non-conjugated steel parts in the form of gaskets of materials of intermediate composition on silicon. For this, an unacceptable welded joint breaks into several successively arranged and permissible welded joints.
Более сложной является реализация способа при ремонте металлоконструкций. Зачастую в ходе ремонта химический состав входящих в сварной узел деталей остается либо неизвестным, либо известным приблизительно. Подбор основных материалов заменяемого листа исходя из минимума разностей содержания кремния в деталях сварного узла и материала электродов оказывается затруднительным. Для решения этого вопроса используют, например, экспресс-анализ химического состава имеющихся деталей сварного узла металлоконструкции на переносной экспресс-установке.More difficult is the implementation of the method in the repair of metal structures. Often, during the repair, the chemical composition of the parts included in the welded assembly remains either unknown or approximately known. The selection of the basic materials of the sheet being replaced on the basis of the minimum differences in the silicon content in the details of the welded assembly and the material of the electrodes is difficult. To resolve this issue, for example, a rapid analysis of the chemical composition of the available parts of the welded metal structure on a portable express installation is used.
Нашими исследованиями показано, что чувствительность стальных сварных соединений к электрохимической коррозии по мере снижения содержания кремния в стали растет. Отсюда следует, что по мере снижения содержания кремния в одном из компонентов сварного соединения, либо в материале электрода требования к соблюдению регламентирующих ограничений возрастают.Our research has shown that the sensitivity of steel welded joints to electrochemical corrosion increases with decreasing silicon content in steel. It follows that as the silicon content in one of the components of the welded joint or in the electrode material decreases, the requirements for compliance with regulatory restrictions increase.
На втором месте по опасности электрохимической коррозии в результате недопустимого комплектования сварного узла из несовместимых свариваемых материалов стоит неправильный выбор материала сварочного электрода. Если потенциал материала электрода будет значительно отличаться от потенциала материала хотя бы одной детали, может спровоцироваться повышенная склонность сварного узла к электрохимической коррозии. Поэтому при сварке используют сварочные электроды с содержанием кремния, не отличающимся от его содержания в материалах деталей более чем на 0,3%.In the second place by the danger of electrochemical corrosion as a result of unacceptable completion of a welded assembly of incompatible materials to be welded is the wrong choice of welding electrode material. If the potential of the electrode material is significantly different from the potential of the material of at least one part, an increased tendency of the welded assembly to electrochemical corrosion can be provoked. Therefore, when welding, welding electrodes with a silicon content not exceeding 0.3% in its materials in parts materials are used.
Пример.Example.
Заготовки толщиной 10 мм сваривались встык без разделки кромок и поперечных колебаний электрода односторонней автоматической сваркой на постоянном токе прямой полярности в один проход с использованием предварительно подготовленной и засыпанной в зазор металлохимической присадки с крупкой из материалов обеих заготовок в два прохода с зазором 6 мм на медной подкладке электродом Св-08ГА диаметром 4 мм под флюсом АН-17М. Материалы свариваемых деталей указаны в таблице. Скорость подачи электродной проволоки 1,3 м/мин. Сварочный ток 750 А. Скорость сварки 42 м/ч.Billets 10 mm thick were butt-welded without cutting edges and transverse oscillations of the electrode by one-sided automatic welding at a direct current of direct polarity in a single pass using a pre-prepared and filled with metalchemical additive with grit from the materials of both blanks in two passes with a gap of 6 mm on a copper lining electrode Sv-08GA with a diameter of 4 mm under the flux AN-17M. Materials of welded parts are listed in the table. The feed speed of the electrode wire is 1.3 m / min. Welding current 750 A. Welding speed 42 m / h.
Сварка велась сварочным трактором АДС-1002 в комплекте со сварочным выпрямителем ВКСМ-1001.Welding was carried out using an ADS-1002 welding tractor, complete with a VKSM-1001 welding rectifier.
После сварки для каждого заваренного образца с помощью стороннего источника тепла создавали разность температур между наружной поверхностью шва и его обратной стороной At ≈20°C. Разность температур регулировали и фиксировали. Измеряли разность потенциалов термопары, образованной между парами точек на наружной стороне шва, расположенными по обе стороны границы сварного шва расстоянии 2 мм от нее. Напряжения измеряли микровольтнаноамперметром Ф-136. Измерения повторяли по каждой из двух границ шва через 2 мм. Затем также измеряли разность потенциалов между самими границами сварного шва. По окончанию измерений недоброкачественные и сомнительные результаты отбраковывались по критерию Стьюдента. Оставшиеся данные усреднялись.After welding, for each brewed sample using a third-party heat source, a temperature difference was created between the outer surface of the seam and its back side At ≈20 ° C. The temperature difference was regulated and fixed. The potential difference of the thermocouple formed between pairs of points on the outer side of the weld, located on both sides of the weld border, was measured a distance of 2 mm from it. The voltages were measured with an F-136 microvolt-nanoammeter. The measurements were repeated for each of the two seam edges through 2 mm. Then, the potential difference between the weld edges themselves was also measured. At the end of the measurements, poor-quality and questionable results were rejected according to Student's criterion. The remaining data were averaged.
Как следует из полученных результатов, при понижении содержания кремния хотя бы в одной из деталях ниже 0,23% наблюдается опасное значение ТЭДС (15,5-18) мкВ. Кроме того, при большой разности по кремнию [ΔSi≥0,30%] в свариваемых деталях на границе сварного шва ТЭДС возрастает до предельно допустимых 5-8 мкВ, также снижая стойкость сварного соединения к электрохимической коррозии.As follows from the obtained results, with a decrease in the silicon content in at least one of the parts below 0.23%, a dangerous value of TEC (15.5–18) µV is observed. In addition, with a large difference in silicon [ΔSi≥0.30%] in the parts to be welded at the border of the weld, the TEC will increase to a maximum allowable 5-8 μV, also reducing the resistance of the welded joint to electrochemical corrosion.
Предлагаемый способ позволяет производить дуговую (автоматическую, механизированную, ручную) сварку металлоконструкций, в том числе, обшивок судов, резервуаров и трубопроводов различного назначения, стойких к электрохимической коррозии.The proposed method allows for arc (automatic, mechanized, manual) welding of steel structures, including ship linings, tanks and pipelines for various purposes, resistant to electrochemical corrosion.
Источники информацииInformation sources
[1] - Способ защиты от коррозии сварной металлоконструкции [Текст]: пат. 2476621 Рос. Федерация: МПК C23F 13/00, С23С 4/08/ Веревкин В.И.; Лисевич В.И.; Астраух О.В.; Терюшева С.А.; Зеброва Е.М.; заявитель и патентообладатель Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота. - №2011100923/02; заявл. 12.01.2011; опубл. 20.07.11, Бюл. №6. - 7 с.: ил.[1] - Method of protection against corrosion of welded metal [Text]: Pat. 2476621 Ros. Federation: IPC C23F 13/00, С23С 4/08 / V. Verevkin; Lisevich V.I .; Astrauh O.V .; Teryusheva S.A .; Zebrova E.M .; applicant and patent holder Baltic State Academy of Fisheries. - №2011100923/02; declare 01/12/2011; publ. 07/20/11, Bull. №6. - 7 p.: Il.
[2] - Способ дуговой сварки под флюсом соединений, стойких к электрохимической коррозии [Текст]: пат. 2571294 Рос. Федерация: МПК C23F 13/00 / Веревкин В.И; заявитель и патентообладатель Калининградский государственный технический университет. - №2014105576/02; заявл. 14.02.2014; опубл. 20.12.2015, Бюл. №35. - 8 с.: ил.[2] - Method of submerged arc welding of compounds resistant to electrochemical corrosion [Text]: Pat. 2571294 Ros. Federation: IPC C23F 13/00 / Verevkin V.I .; applicant and patent holder Kaliningrad State Technical University. - №2014105576 / 02; declare February 14, 2014; publ. 12.20.2015, Bull. No. 35. - 8 p.: Il.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138046A RU2688023C2 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017138046A RU2688023C2 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017138046A3 RU2017138046A3 (en) | 2019-05-06 |
| RU2017138046A RU2017138046A (en) | 2019-05-06 |
| RU2688023C2 true RU2688023C2 (en) | 2019-05-17 |
Family
ID=66430188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017138046A RU2688023C2 (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688023C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2734884C1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Method and device for protection against electrochemical corrosion of welded metal structure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2137010C1 (en) * | 1998-03-06 | 1999-09-10 | Акционерное общество открытого типа "Альметьевский трубный завод" | Method of mounting pipe line for transportation of aggressive media |
| WO2010132018A1 (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Sapa Heat Transfer Ab | Aluminium brazing sheet with a high strength and excellent corrosion performance |
| RU2476621C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота" | Corrosion protection method of welded steel structure |
| RU2571294C2 (en) * | 2014-02-14 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method of submerged arc welding of joints resistant to electrochemical corrosion |
| RU2626705C2 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method and device for protection from corrosion cracking of welded steel structure |
-
2017
- 2017-10-31 RU RU2017138046A patent/RU2688023C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2137010C1 (en) * | 1998-03-06 | 1999-09-10 | Акционерное общество открытого типа "Альметьевский трубный завод" | Method of mounting pipe line for transportation of aggressive media |
| WO2010132018A1 (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-18 | Sapa Heat Transfer Ab | Aluminium brazing sheet with a high strength and excellent corrosion performance |
| RU2476621C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота" | Corrosion protection method of welded steel structure |
| RU2571294C2 (en) * | 2014-02-14 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method of submerged arc welding of joints resistant to electrochemical corrosion |
| RU2626705C2 (en) * | 2015-12-14 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | Method and device for protection from corrosion cracking of welded steel structure |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2734884C1 (en) * | 2019-08-21 | 2020-10-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Method and device for protection against electrochemical corrosion of welded metal structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017138046A3 (en) | 2019-05-06 |
| RU2017138046A (en) | 2019-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Heirani et al. | Effects of processing parameters on microstructure and mechanical behaviors of underwater friction stir welding of Al5083 alloy | |
| Ye et al. | Combined effects of MIG and TIG arcs on weld appearance and interface properties in Al/steel double-sided butt welding-brazing | |
| CN105583506A (en) | Welding process for high-performance steel | |
| WO2014088110A1 (en) | Method for narrow-gap, gas-shielded arc welding | |
| RU2688023C2 (en) | Method of obtaining a welded joint of steel parts resistant to electrochemical corrosion | |
| He et al. | Study on insufficient fusion of NG-GMAW for 5083 Al alloy | |
| Layus et al. | Multi-wire SAW of 640 MPa Arctic shipbuilding steel plates | |
| JP5954433B2 (en) | Narrow groove gas shielded arc welded joint | |
| CN103433697B (en) | A kind of marine engineering equipment heavy wall beam column welding procedure | |
| JP2015113507A (en) | Steel material for crude oil tank excellent in corrosion resistance and crude oil tank | |
| Mutombo et al. | Corrosion fatigue behaviour of aluminium 5083-H111 welded using gas metal arc welding method | |
| Aravindkumar et al. | Investigations on microstructural characteristics and mechanical properties of 316 L stainless steel welded joints using nickel coated filler material by gas tungsten arc welding | |
| JP5987737B2 (en) | Narrow groove welding method for steel | |
| Khamari et al. | Microstructure analysis of arc welded mild steel plates | |
| JP2014201759A (en) | Steel material for crude oil tank with excellent corrosion resistance, and crude oil tank | |
| RU2571294C2 (en) | Method of submerged arc welding of joints resistant to electrochemical corrosion | |
| Świerczyńska et al. | The effect of welding conditions on mechanical properties of superduplex stainless steel welded joints | |
| Li et al. | Optimization of welding parameters for repairing NiAl bronze components | |
| Gucwa et al. | The effect of heat input on the geometric properties of welded joints | |
| JP2008133536A (en) | Steel having excellent corrosion resistance for ship use | |
| Majed et al. | Mechanical properties and corrosion behavior of low carbon steel weldments | |
| Sharma et al. | Hastelloy C-276Weld overlay bySMAW process | |
| Bala Srinivasan et al. | Characterisation of thin section dissimilar weld joint comprising austenitic and ferritic stainless steels | |
| Keats | Professional diver's manual on wet-welding | |
| CN108115256B (en) | Automatic TIG welding process for butt joint of stainless steel pipe connecting pipes for ships |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201101 |