SU1006516A1

SU1006516A1 - Method for treating welded joints of structural steels

Info

Publication number: SU1006516A1
Application number: SU813339971A
Authority: SU
Inventors: Светлана Зотовна Некрасова; Эдуард Васильевич Кистерев; Александр Георгиевич Сучков; Рувим Иосифович Энтин; Анатолий Викторович Кулемин; Григорий Айзикович Иоффе; Олег Владимирович Абрамов; Виталий Викторович Верятинский; Юрий Михайлович Лебедев; Владимир Николаевич Лазарев
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина; Институт физики твердого тела АН СССР; Московский Завод "Станкоагрегат"
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1983-03-23

Abstract

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ CBAPffiJX ;СОЕДИНЕНИЙ КОНСТРУК1ШОННЫХ СТАЛЕЙ,, ; . предусматривающий ультразвуковое {воздействие на околошовную зЪ у на .-;стадии ее охлаждени , начина с Температуры затвердевани шва, с амплитудой ультразвуковой деформации вьше порогового значени , отличающий с тем, что, с целью : устранени образовани холодных тре . щин, снижени склонности к замедп иному разрушению и расширени сортамента свариваемых ефалёй по оод)ержа- нию легирующих элементов, ультразвуковое воздеаствие в .интервале мпе- ратур начало охлаждени - .температураг, .окончани бейнитного превращени осу-- §{ ш ествл ют с измен ющейс амгаштудай . ультразвуковой дефоЕ лацни а диапазоне от 1«10- до 110. ИМ 1 If / J паси1. METHOD FOR TREATMENT OF CBAPffiJX; CONSTRUCTIONS OF CONSTRUCTED STEELS ,,; . providing an ultrasound (impact on the hardened material) at the .-; stage of its cooling, starting from the joint hardening temperature, with an amplitude of ultrasonic deformation above a threshold value that is different in that with the aim of: to prevent the formation of cold rub. reduction of the tendency to slow down destruction and expansion of the assortment welded with an efaloy under the influence of alloying elements, ultrasonic impact in the interval of temperature, the beginning of the cooling - temperature, the end of the bainitic transformation of the axis-- amgashtudi. ultrasonic defroE lacnus in the range from 1 "10- to 110. IM 1 If / J pass

Description

2.Способ ПОП.1, отлича-ювд и и с тем, что ультразвуковое воздействие до температуры начала перлитного превращени осуществл ют2. Method POP.1, distinguished by the EU and the fact that the ultrasonic action to the temperature of the beginning of the pearlite transformation is carried out

;с измен ющейс амплитудой ультразвуiкойой деформации .в интервале от 1-10- до З-Ю . with varying amplitude of ultrasonic deformation. In the range from 1-10 to 3 to 10.

3,Способ ПОП.1, о т л и ч аю щ и и с тем, что ультразвуковое воздействие в области перлитного превращени осуществл ют с измен ющейс амплитудой ультразвуковой дефор3, Method POP.1, which is based on the fact that the ultrasonic effect in the pearlite transformation region is carried out with a varying amplitude of the ultrasonic strain

.мации в интервале от 410 до ..matsii in the range from 410 to.

4.Способ по п.1, отличающий с тем, что ультразвуковое воздействие в области бейнитногр превращени осуществл ют с измен ю-щейс амплитудой ультразвуковой деформации в интервале от 7-10-4до I-IO-.4. A method according to claim 1, characterized in that the ultrasonic effect in the bainitic transformation region is carried out with a change in the amplitude of the ultrasonic deformation in the range from 7-10-4 to I-IO-.

5.Способ по пп.1-4, о т л и ч а ю щ.и и с тем, что увеличение ймплитуды ультразвуковой деформации в указанных интервалах осуществл ют плавно, а при переходе от одного интервала к другому - скачкообразно.5. The method according to claims 1-4, that is, and the fact that the increase in the ultrasonic strain in the specified intervals is carried out smoothly, and in the transition from one interval to another - abruptly.

Изобретение относитс к мет-аллургиИ , в частности к способс1м обработки околошовной зоны сварного соединени в процессе ее охлаждени , и может быть использовано в различнь1Х отрасл х народного хоз йства при изготовлении сварных конструкций от- ветственного назначени . Известен способ ультразвуковой об работки сварных соединений конструкционных сталей, включающий ультразвуковое воздействие на околошовную зону сварного соединени в процессе его охлаждени . С целью предупреждени образовани холодных трещин ультразвуковое воздействие осуществл ют, начина с температуры на 100-150 С выще температуры начала мартенситного превращени (450-350с и продолжают его до- комнатной температуры 1. Однако ультразвуковое воздействие осуществл емое прак ически в основно в процессе мартенситного превращени , вследствие высокой твердости образую щегос мартенсита и склонности его к хрупкому разрушению не позвол ет эффективно снизить склонность околошов ной зоны к хрупкому разрушению и образованию холодных трещин. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ ультразву ковой обработки сварных соединений конструкционных сталей, согласно которому с целью снижений склонности околошовной зоны к хрупкому разрушению и образованию холодных трещин - ультразвуковое воздействие на нее осуществл ют, начина с температуры затвердевани шва и продолжают его до температуры (около 870820 .С) , причем гшплитуду ультразвуковой деформации устанавливают выше пороговых значений в интервале от ,чтр соответствует амплитуде колебательных смещений в 412 мкм, и выдерживают ее посто нной на всем прот жении процесса обработ- . ки сварного соединени . Ультразвуковое воздействие в температурном интервале стабильного аустенита с амплитудой ультразвуковой деформации выше порогового значени ускор ет начало распада переохлажденного ) аустенита и обеспечивает получение в околошовной зоне немартенситных продуктов превращений аустенита - перлита и бейнита. Это приводит к некоторому снижению значений твердости и внутренних остаточных .напр жений околошовной зоны, и следовательно , снижению ее склонности к хрупкому разрушению и образованию холодных трещин, что в свою очередь позвол ет расширить сортамент свариваемых сталей по содержанию углерода и -при изготовлении качественных сварных конструкций использовать стали с содержанием углерода до О 30 ,4% 2. Однако дл большинства конструкционных сталей в околошовной зоне после ультразвуковой обработки, осуществл емой по известному способу, образуетс значительна дол бейнита (до 40%), имеющего повьииенную твердость (HRC 40-45) по сравнению с перлитом (HRC 20-25), что не позвол ет снизить ее склонность к хрупкому разрушению и образованию холодных трещин до необходимой степени и ограничивает сортамент свариваемых сталей по содержанию легирующих элементов . Указанный недостаток наиболее существенен при изготовлении сварных соединений из низко- и среднелегированных сталей с повышенной устойчивостью переохлажденного аустеннта в перлитной обдгасти и относительно низкой его устойчивостью в бейнитной области .х Недостатками известного способа вл ютс также осуществление ультразвукового воздействи на околошовную зону сварного соединени только в области стабильного аустенита, т.е. до температуры Acaj+SO C (870-820 С) , и .осуществление его во всем температурном интервале, начина с температуры затвердевани шва, .с посто нйой амплитудой ультразвуковой деформации т.е. без ее корректировки в процессе охлаждени околошовной зоны. Первый из этих недостатков обуславливает недостаточное снижение твердости околошовной зоны, а второй в случае воздействи с минимальной амплитудой ультразвуковой деформации ) на конечной стадии обработки сварного соединени , т.е. при тем пературах, близких к 870-82о С, не по1звол ет достигнуть максимального эффекта, так как количество акустической , энергии, вводимое в околсмиовную зону при -такой амплитуде, вл ет с недостаточным дл обеспечени высокой степени распада аустенита, в то врем как при воздействии с макси мальной амплитудой ультразвуковой, деформации () на начальной стадии обработки сварного соединени (около ) , расход акуст 1ческой энергии неоправданно велик. Цель изобретени - устранение образовани холодных трещин, снижение склонности к хрупкому разрушению и расширение сортамента свариваемых сталей по содержанию легирующих элементов . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу обработки сварных соединений конструкционных сталей, включающему ультразвуковое воздействие на околошовную зону на стадии ее охлаждени , начина с температуры затвердевани шва, с амплитудой ультразвуковой деформации выше порогового значени , ультразвуковое воздействие в интервале температур начало охлаждени температура бейнитного превращени , осуществл ют с измен ющейс амплитудой ультразвуковой деформации в диапазоне от 1-10. j . , Причем ультразвуковое воздействие до температуры начала перлитного пре вращени осуществл ют с измен ющейс амплитудой ультразвуковой, деформации в интервале от до , Кроме того, в област х перлитного . и бейнитного первращенйй ультразвуковое воздействие осуществл ют с измен ющейс амплитудой ультразвуковой деформации в интервалах, соответ ственно от от 7-10 до 1.10. При этом увеличение амплитуды ультразвуковой деформации в указёщных интервалах осуществл ют плавно,, а при переходе от одного интервала к другому - скачкообразно. Сущность изобретени заключаетс в том, что осуществление ультразву- . кового воздействи на околошовную зону сварного соединени , начина с температуры затвердевани шва и до температуры, соответствующей окончанию бейнитного превращени , при соответствующих амплитудах ультразвуковых деформаций, корректируемЕлх в зависимости от температуры околошовной зоны, вызывает значительно большее , нежели по известному спосхэбу, ускорение особенно перлитного, а также бейнитного превращений, и следовательно , снижение твердости околошовной зоны, вследствие чепэ существенно снижаетс склонность сварного соединени к хрупкому разрушению и полностью предотвращаетс образование холодных трещин. На чертеже представлена аграмма изотермического превращени аустенита стали ЗОХГСН2А, s которой приведены температурные интервалы перлитного и бейнитного превращений и врем достижени определенной стадии превращени . Способ осуществл ют следующим образом . Издели , подвергаемое сварке, на-пример пр моугольные стальные плас тины, соедин ют с источником ультразвуковых колебаний, состо щим из. колебательной система и ультразвукового генератора, например УЗГ-2-10. Непосредственный контакт свариваемых пластин с исто.чником ультразвуковых колебаний осуществл ют посредством титанового волновода, вл ющегос излучаквдим звеном колебательной системы , в это же врем на пластинах в околошовной зоне закрепл ют датчик температуры, который через блок управлени соединен с мexaниз 4QM вра- . щени регул тора мощности ультразвукового генератора. До включени ультразвукового генератора регул тор его выходной мощности, определ ющей уровень амплитуд ультразвуковых деформаций , устанавливают в такое положение , которое при включении генератора обеспечивает амплитуду ультразвуковых деформаций, равную 1-10 т.е. минимальную из выбранного дпл них диапазона. Затем пластины свгфивают плавлением. После окончани .процесса сварки, в мог.1ент времени, соответствующий температуре затвердевани шва (около ), по сигналу с датчика температуры, посто нно выдающего информацию о температуре околошовнрй зоны, блок управлени включает ульт развуковой генератор, который на резонансной частоте, например равной 19,6 кГц, возбуждает колебатель нуго систему. Ультразвуковые, колеба-гнч посредством волновода пер едаютс в свариваемые пластины, при этом амплитуда ультразвуковой деформации имеет величину, превышающую порого .isoe значение и равную , что I соответствует амш1цз де ко/1ебатель ных смещений в 4 мкм. По мере понижени температуры околошовной зоны и приближени ее к температуре, соответствующей началу перлитного превращени (), блок управлени на основании сигналов с датчика температуры воздействует на выходную мощность ультразвукового генератора плавно повы а ее и тем самым увеличива уровень амплитуды ультразвуковой деформации, довод его до величины , равной З10(12 мкм) в момент времени, соответствующий началу перлитного превращени . При этом плавное увеличение амплитуды ультразвуковой деформации в интервале от 1.10-4 до аустенитной области превращений (1400-700с) осуществл ют в соответствии с заврсимостью e-.-g - )1 где --амплитуда ультразвуковых деформаций, ,2 .10 5 - предэкспоненциаль ный множитель V 0,25 Эв - энерги активации К - посто нна Больцмана, Т - абсолютна температура (K При достижении околошовной зоной температуры, соответствующей началу перлитного превращени (), блок управлени на основании сигнала с датчика температуры воздействует на механизм вращени регул тора мощност ультразвукового генератора, который скачкообразно повышает его мощность и, .следовательно, увеличивает уровен амплитуд ультразвуковых деформаций, устанавлива его выше пороговых значений дл данной области превращений , равным 410(16 мкм). Такое увеличение амплитуды ультразвуковой деформации обусловлено тем, что ее максимальный уровень, с которым заканчивали ультразвуковое воздействие , на околошовную зону в аустенитной области превращений (, дл области перлитного превращени по своей величине не превышает порогового значени , т.е. не вл етс достаточным дл эффективного воздействи на превращение аустенита .в перлит. По мере понижени температуры околошовной зоны и приближени ее к темпе ратуре, соответствующей началу бейнит ного превращени (), блок управ лени на основании сигналов с датчик температуры воздействует на выходную мощность ультразвукового генератора, плавно повыла -ее и тем самым увеличива уровень амплитуды ультразвуковой деформации, довод ее до величины 6%10 С 24 мкм) в момент времени, соответствующий началу бейнитного превращени . При этом плавное увеличение амплитуды ультразвуковой де-. формации в интервале от 410 доб1(Г . в области перлитного преврагцени (700-575С) осуществл ют в соответствии с зависимостью „ У.,-€-т„е ,С2) гдее„,,2 .Ю, Y 0,28 эВ. При достижении околошовной зоной температуры, соответствующей температуре начала бейнитного превращени .(.575°С), блок управлени на основании сигнала с датчика температуры.воздействуех-на механизм враще ни регул тора выходной мощности ультразвукового генератора, который скачкообразно повышает его мощность и, следовательно , увеличивает уровень ультразвуковой деформации, устанавлива его выше порогового значени дл данной области превращени и равным (28 мкм). Такое увеличение амплитуды ультразвуковой деформации обусловлено тем, что ее максимальный уровень, с которьлм заканчивали ультразвуковое воздействие на околошов,- ную зону в перлитной области превращени (, дл области бейнитного превращени по своей величине не превышает порогового значени , т.е. не вл етс достаточным дл эффективного воздействи на превращение в бейнитной области. По мере последующего , понижени температуры околошовной зоны и приближени ее к температуре , соответствующей окончанию бейнитного превращени (),блок управлени на основании сигналов с датчика температуры воздействует на мошность ультразвукового генератора,плавнрт1овыша ее и тем самым,увели ;чива уровень амплитуды ультразвуковой деформации , довод ее до величины, равной 110 (40 мкм в момент времени, соответствующий окончанию бейнитного превращени . При этом плавное увеличение амплитуды ультразвуковой деформации в интервале от l-W до 1-10 , в области бейнитного превращени (575-275 С) осуществл ют в соответствии с зависимостью с -с pXlKf f, -wio I 2,, V 0,08 эВ. При достижении температуры, соответствующей окончанию бейнитного ревращени (275°С), блок управлени о сигналу с датчика температуры выключает ультразвуковой генератор, прекраща этим самым активное воздействие на околошовную зону сварного соединени , которое затем охлаждают на воздухе до комнатной температуры. ультразвуковое воздействие ниже температуры окончани бейнитного превращени нецелесообразно, так как образование немартенситных продуктов, желательных в структуре окЬлошовной зоны, уже завершено.The invention relates to metalworking, in particular, to the method of processing the heat-affected weld zone in the course of its cooling, and can be used in various sectors of the national economy in the manufacture of welded structures of a responsible purpose. The known method of ultrasonic treatment of welded joints of structural steels includes the ultrasonic effect on the heat-affected weld zone in the process of its cooling. In order to prevent the formation of cold cracks, ultrasonic treatment is carried out starting from 100 to 150 ° C above the onset of the martensitic transformation (450-350 s) and continues at room temperature 1. However, ultrasound exposure is carried out mainly in the martensitic transformation process. due to the high hardness of the forming martensite and its tendency to brittle fracture does not effectively reduce the tendency of the heat-affected zone to brittle fracture and the formation of cold cracks. The closest to the invention according to the technical essence and the achieved result is the method of ultrasonic treatment of welded joints of structural steels, according to which, in order to reduce the tendency of the heat-affected zone to brittle fracture and the formation of cold cracks, ultrasonic action is performed on it seam and continue it to a temperature (about 870820.C), and the ultrasonic deformation gsplitudu set above the threshold values in the range from that tstvuet amplitude oscillatory displacements 412 microns, and kept constant for all over a obrabot- process. ki welded joint. Ultrasonic exposure in the temperature range of stable austenite with an amplitude of ultrasonic deformation above the threshold value accelerates the onset of decomposition of supercooled austenite and provides non-martensitic products of austenite transformations - pearlite and bainite. This leads to a slight decrease in hardness and internal residual stress of the heat-affected zone, and consequently, a decrease in its tendency to brittle fracture and cold cracking, which in turn allows expanding the range of welded steels in carbon content and in the manufacture of high-quality welded structures use steels with a carbon content of up to O 30, 4% 2. However, for most structural steels in the heat-affected zone after ultrasonic treatment, carried out by a known method, a significant proportion of bainite (up to 40%) is found, which has a working hardness (HRC 40-45) compared to perlite (HRC 20-25), which does not allow to reduce its tendency to brittle fracture and cold cracking to the required degree and limits the range of welded steel on the content of alloying elements. This drawback is most significant in the manufacture of welded joints from low- and medium-alloyed steels with increased stability of supercooled austenne in the pearlitic shell and its relatively low resistance in the bainite region. X. The disadvantages of this method are the implementation of ultrasonic effect on the heat-affected zone of the welded joint only in the stable region austenite, i.e. up to the temperature Acaj + SO C (870-820 C), and its implementation over the entire temperature range, starting with the joint hardening temperature, with a constant amplitude of ultrasonic deformation, i.e. without adjusting it in the process of cooling the heat-affected zone. The first of these shortcomings causes an insufficient decrease in the hardness of the heat-affected zone, and the second, in the case of exposure to the minimum amplitude of ultrasonic deformation, at the final stage of the machining of the welded joint, i.e. with those close to 870-82 o C, it does not allow to achieve the maximum effect, since the amount of acoustic energy introduced into the circadian zone at such amplitude is insufficient to ensure a high degree of austenite decomposition, while at impact with the maximum amplitude of ultrasonic, deformation () at the initial stage of machining a welded joint (about), the flow rate of the acoustic energy is unreasonably large. The purpose of the invention is to eliminate the formation of cold cracks, reduce the tendency to brittle fracture and expand the range of welded steels in terms of the content of alloying elements. The goal is achieved by the fact that according to the method of processing welded joints of structural steels, including ultrasonic impact on the heat-affected zone at the cooling stage, starting with the joint solidification temperature, with the ultrasonic strain amplitude above the threshold, the ultrasonic effect in the temperature range begins the cooling temperature of the bainite transformation, carried out with varying amplitude of ultrasonic deformation in the range of 1-10. j. Moreover, the ultrasonic action up to the onset temperature of the pearlitic transformation is carried out with a varying amplitude of ultrasonic, deformations in the range from to, In addition, in the pearlite regions. and bainitic transducer ultrasound effects are performed with varying amplitude of ultrasonic strain in the intervals, respectively, from 7-10 to 1.10. At the same time, an increase in the amplitude of ultrasonic deformation in pointer intervals is carried out smoothly, and in the transition from one interval to another - in a jump-like manner. The essence of the invention is that the implementation of ultrasound. impact on the weld zone of the weld, starting from the temperature of solidification of the weld and to a temperature corresponding to the end of the bainitic transformation, with appropriate amplitudes of ultrasonic deformations, corrected by El, depending on the temperature of the heat-affected zone, causes a much higher acceleration than the well-known spaxheb, and also bainitic transformations, and consequently, a decrease in the hardness of the heat-affected zone, owing to chepe, the tendency of the welded joint significantly decreases Neni to brittle fracture and completely prevented the formation of cold cracks. The drawing shows the agram of isothermal transformation of austenite of steel ZOHGSN2A, s of which shows the temperature ranges of the pearlite and bainite transformations and the time to reach a certain stage of transformation. The method is carried out as follows. The products to be welded, for example, rectangular steel plates, are connected to an ultrasonic oscillation source consisting of. oscillatory system and ultrasonic generator, for example UZG-2-10. The plates to be welded directly contact the source of ultrasonic vibrations by means of a titanium waveguide, which is a radiating element of the oscillatory system, while at the same time a temperature sensor is attached to the plates, which is connected to the 4QM shaft through the control unit. Power controller for ultrasonic generator. Before switching on the ultrasonic generator, the regulator of its output power, which determines the level of the amplitudes of ultrasonic deformations, is set in such a position that, when the generator is turned on, it provides an amplitude of ultrasonic deformations equal to 1-10, i.e. The minimum of the selected DPL range. Then the plates are melted by melting. After the welding process has been completed, at the time of the tempo corresponding to the temperature of solidification of the weld (about), the signal from the temperature sensor, which constantly gives information about the temperature of the near-zone, the control unit turns on the ultrasonic generator, which is at a resonant frequency of, for example, 19 , 6 kHz, excites the oscillator nougo system. Ultrasonic oscillations through the waveguide are transferred to the plates to be welded, while the amplitude of the ultrasonic deformation has a value greater than the threshold. Isoe value and is equal to I, which corresponds to an offset of 4 µm. As the temperature of the near-weld zone decreases and approaches its temperature corresponding to the beginning of the pearlite transformation (), the control unit, based on the signals from the temperature sensor, affects the output power of the ultrasonic generator to gradually increase it and thereby increase the amplitude level of the ultrasonic deformation, bringing it to equal to Z10 (12 µm) at the time point corresponding to the beginning of the pearlite transformation. In this case, a smooth increase in the amplitude of ultrasonic deformation in the range from 1.10-4 to the austenitic transformation region (1400-700 s) is carried out in accordance with the dependence e -.- g -) 1 where is the amplitude of ultrasonic deformations, 2 .10 5 is the pre-exponential the multiplier V is 0.25 Ev - the activation energy K is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature (K When the heat-affected zone reaches the temperature corresponding to the beginning of the pearlite transformation (), the control unit, on the basis of the signal from the temperature sensor, affects the rotation mechanism and the power of the ultrasonic generator, which increases its power in a jump-like manner and, consequently, increases the amplitude level of the ultrasonic deformations, sets it above the threshold values for a given transformation region equal to 410 (16 μm) .This increase in the ultrasonic deformation amplitude is due to the fact that its maximum level with which the ultrasonic effect was ended, on the heat-affected zone in the austenitic transformation region (for the pearlite transformation region, in its value does not exceed the threshold value and i.e. is not sufficient to effectively affect the austenite transformation. in perlite. As the temperature of the near-weld zone decreases and approaches the temperature corresponding to the beginning of the bainite transformation (), the control unit, based on the signals from the temperature sensor, affects the output power of the ultrasonic generator, gradually increasing it, thereby increasing the amplitude level of the ultrasonic deformation, bringing it to a value of 6% 10 C 24 µm) at the time point corresponding to the beginning of the bainite transformation. In this case, a smooth increase in the amplitude of the ultrasonic de-. Formations in the range of 410 ext1 (H. in the area of pearlite pregragceni (700-575С) are carried out in accordance with the dependence "W., - € -t„ e, C2) where „,, 2 .Y, Y 0.28 eV . When the heat-affected zone reaches a temperature corresponding to the temperature of the beginning of the bainite transformation. (. 575 ° C), the control unit is based on a signal from the temperature sensor. It affects the rotation mechanism of the output power regulator of the ultrasonic generator, which increases its power and, consequently, increases the level of ultrasonic deformation, setting it above the threshold value for a given transformation region and equal to (28 µm). Such an increase in the amplitude of ultrasonic deformation is due to the fact that its maximum level, with which the ultrasonic influence on the nearshells was completed, is that the zone in the pearlite transformation region (for the bainitic transformation region does not exceed the threshold value, i.e. for an effective effect on the transformation in the bainite region. As the subsequent, lowering the temperature of the heat-affected zone and bringing it closer to the temperature corresponding to the end of the bainite transformation (), Based on the signals from the temperature sensor, the control affects the power of the ultrasonic generator, smoothing it and thereby increasing the amplitude level of the ultrasonic deformation, bringing it to a value of 110 (40 µm at the time point corresponding to the end of the bainite transformation. At the same time, An increase in the amplitude of ultrasonic deformation in the range from lW to 1-10, in the area of bainitic transformation (575-275 C), is carried out in accordance with the dependence c-c pXlKf f, -wio I 2, V 0.08 eV. When the temperature reaches the end of the bainitic reversal (275 ° C), the control unit of the signal from the temperature sensor turns off the ultrasonic generator, thereby terminating the most active influence on the heat-affected zone of the welded joint, which is then cooled in air to room temperature. Ultrasonic treatment below the termination temperature of the bainitic transformation is impractical, since the formation of non-martensitic products, desirable in the structure of the halo zone, has already been completed.

Интервалы амплитуды yjTbTpa3ByKoвой деформации от I-IQ- до з-Ю, от 4.10 до и от 710-4 до вл ютс пороговыми, соответственно дл аустенитной, перлитной, бейнитной областей фазовых превращений . Ультразвуковое воздействие на околошовную зону вКаждой из этих трех областей с амплитудой ультразвуковой деформации, по своей величине не превьгиающей минимального значени , указанного в соответствующем интервале , не приведет к изменени м структуры стали и кинетики фазовых превращений и, следовательно, не обеспечит высокого качества, сварного соединени . Воздействие же с амплитудами ультразвуковой деформации, по своей величина превышакадими максимальные значени в указанных интервалах, может привестик усталостному разрушению металла свариваемых изделий, и поэтому нецелесообразно.The amplitude intervals yjTbTpa3ByKokoy strain from I-IQ- to s-Yu, from 4.10 to and from 710-4 to the threshold, respectively, for the austenitic, pearlitic, bainite regions of phase transformations. Ultrasonic impact on the heat-affected zone in each of these three areas with an amplitude of ultrasonic deformation that does not exceed the minimum value specified in the corresponding interval in its size will not lead to changes in the structure of steel and the kinetics of phase transformations and, therefore, will not provide high quality welded joint . Exposure with the amplitudes of ultrasonic deformation, by its magnitude exceeding the maximum maximum values at the specified intervals, may lead to fatigue failure of the metal of the products being welded, and therefore it is not advisable.

Причем ультразвуковое возде ст- . виё в каждой области превраьпений следует начинать с амплитудой колебательных смещений, не превышающей . более чем на 1-2 мкм ее минимальное, дл данной области значение, поскольку в противном случае это приведет к неоправданному расходу акустической энергии. Заканчивать же ультразвуковое воздействие нужно при амплитуде колебательных смещений, не более, чем на 1-2 мкм меньшей ее максималь- ного значени дл данной области, так как в противном случае величину ускорени превращений снижаетс , 6 трицательно воздейству на структуру околсхиовной зоны.Moreover, the ultrasonic air Art. In each area of transformation, one should start with an amplitude of vibrational displacements not exceeding. more than 1-2 microns of its minimum, for this area, the value, because otherwise it will lead to unnecessary consumption of acoustic energy. However, ultrasound exposure is necessary when the amplitude of the vibrational displacements is no more than 1-2 µm less than its maximum value for a given region, because otherwise the magnitude of the acceleration of conversions decreases, it affects the structure of the circumcircular zone 6 times.

Амплитуда ультразвуковой деформации в процессе обработки сварного соединени может быть и посто нной, а по своей величине близкой либо равНОй максимальной из указанного интерВсШа дл соответствующей области превраи е ий , или же возрастать скачкообразно во всем своем интервале, аналогично указанному изменению при переходе с одного температурного интервала превращени .на другой. Плавное же изменение амплитуд ультразвуковой деформации вл етс технически несколько более сложным, но наиболее эффективным с точки зрени достигаемого результата и расхода акустической энергией.The amplitude of ultrasonic deformation during machining of a welded joint may be constant, and in its magnitude close or equal to the maximum of the specified interSUS for the corresponding area of transformation, or it may increase abruptly throughout its interval, similarly to the indicated change upon transition from one temperature interval turn on the other. The smooth variation of the amplitudes of the ultrasonic deformation is technically somewhat more complicated, but most effective from the point of view of the result achieved and the flow of acoustic energy.

Пример. Проводилась обработка сварных соединений по известному и предлагаемому способам на образцах, изготовленных из стали ЗОХГСН2А (состав стали, %: С 3, Сг 1; Si i; Mn 1 и Ni 1,9).Example. Conducted processing of welded joints by the known and proposed methods on samples made of steel ZOHGSN2A (steel composition,%: C 3, Cr 1; Si i; Mn 1 and Ni 1.9).

Результаты представлены в таблице. Проведены испытани на замедленное The results are presented in the table. Slow Time Tests

0 разрур ение сварных соединений из сталей 30X3 и ЗОХГСН2А ПО методике TRC. Испытани м подвергались образцы, сваренные без воздействи ультразвука, при воздействии ультразвуковыми коле5 бани ми по известному и предлагаемому способам.„0 destruction of welded joints from steels 30X3 and ZOHGSN2A according to the TRC method. Samples welded without exposure to ultrasound, when exposed to ultrasonic rings by the known and proposed methods, were subjected to tests.

При нагрузке (Г 2О кгс.мм ;. врем разрушени образцов из стали ЗОХГСН2А, полученных сваркой по пред0 лагаемому способу, составило более б ч, у образцов, сваренных по известному способу, - 3,5 ч, а у контрольных., образцов оно составило несколько минут ..With a load (G 2O kgf.m. ;. the time of destruction of samples of ZOHGSN2A steel, obtained by welding according to the proposed method, was more than 6 hours, for samples welded by the known method, 3.5 hours, and for control ones, samples took a few minutes ..

Из приведенных результатов следу5 ет, что сварные соединени , обработанные по предлагаемому способу, разрушаютс при нагрузках, на 25-30 больших, чем контрольные (не обработанные ультразвуком) образцы, и на From the above results, it follows that the welded joints, processed by the proposed method, are destroyed under load, by 25-30 larger than the control (not treated by ultrasound) samples, and

0 10-15% больших, чем образцы,обработанные по известному способу, при равных временах разрушени . Соответственно , при равных величинах нагрузок сварные соединени , обработанные 0 10-15% larger than samples processed by a known method, with equal times of destruction. Accordingly, with equal loads, welded joints, treated

5 по предлагаемому способу, имеют большее врем выдержки до разрушени , т .е. меньшую склонность к замедленному разрушению. Углерод и большинство легнрующ« х5, according to the proposed method, have a longer holding time until destruction, i .e. less tendency to delayed destruction. Carbon and most lightning x

0 элементов отрицательно воздействуют на свариваемость сталей, так как повышают устойчивость аустенита, увеличивают объемные эффекты превращений и т.д.0 elements have a negative effect on the weldability of steel, since they increase the stability of austenite, increase the volume effects of transformations, etc.

5Предлагаеьфлй способ, основанный5Offering based method

на ускорении перлитного и бейнитно- го превращений аустенита при ультразвуковом воздействии на стабильный и переохлажденный аустенит, резкоon the acceleration of pearlite and bainitic transformations of austenite during ultrasonic action on stable and supercooled austenite, sharply

0 ускор ет кинетику превращений аустенита , что и снимает отрицательное действие легирун цих элементов и, следовательно , позвол ет рщцить поставленную задачу по расширению copTaNfOHс та свариваемых сталей.0 accelerates the kinetics of austenite transformations, which removes the negative effect of the alloyed elements and, therefore, allows us to solve the task of expanding copTaNfOH with that of the steels being welded.

Сопоставительный анализ известного и :предпагаембго способов ультразвукового воздействи на сварное соединение конструкционных сталей пока0 зывает, что последний из них наиболее| эффективен, так как обеспечива боль-j шее ускорение в первую очередь перлитного , а также бейнитного превращений , выражающеес в более низкихA comparative analysis of the known and: pre-pagambing methods of ultrasonic action on the welded joint of structural steels shows that the last of them is the most | It is effective because it provides greater acceleration to the neck, primarily of pearlitic and bainitic transformations, which is expressed in lower

с значени х твердости и большей долеwith hardness values and a greater proportion

перлита, а также в суммарной доле перлита и бейнйта в околошовной зоне сварного соединений, в значительной степени снижает его склонность к . хрупкому разрушению, практически iполностью устран ет образование холодных TpetqHH и позвол ет pacismj Tbperlite, as well as in the total share of perlite and bainite in the heat-affected weld zone, significantly reduces its tendency to. brittle fracture almost completely eliminates the formation of cold TpetqHH and allows pacismj Tb

сортамент свариваемых сталей по легирующим элементам.gauge of welded steels by alloying elements.

Промьишенное. использование изобрё тени позвол ет при изготовлении сварных кбнструкций из стали ЗОХГСН2А иа каждой их тонне сэкономить не менее 14 руб.Promoted The use of the shadow inventive allows the manufacture of welded steel structures from ZOHGSN2A steel to save at least 14 rubles for each ton of them.

Claims

. 1. WAY OF TREATMENT OF WELDED (COMPOUNDS OF STRUCTURAL STEELS), which provides for ultrasonic (impact on the heat-affected joint by · .-;; stages of its cooling, starting from the Hardening temperature of the weld, with the amplitude of ultrasonic deformation above the threshold value! ♦ 10 “*, which differs that, in order to; eliminate the formation of cold cracks, reduce the tendency to delayed fracture and expand the range of welded Steels according to the content of alloying elements, the ultrasonic effect in the range “(temperature the beginning of cooling - temperatura--, .okonchaniya bainite transformation SCC ^ estvlyayut with varying amplitude iultrazvukovoy deformation vdiapazo'ne from 1 x 10 ~ 1-10 AR4 ^{"^!.}

_m 1006516>

2. The method according to claim 1, characterized in that the ultrasonic action to the temperature of the onset of pearlite transformation is carried out • with a varying amplitude of ultrasonic deformation in the range from ^g 1-10 ^ to 3 · 10 ' ⁴ .

3, The method according to claim 1, with the fact that the ultrasonic action in the pearlite transformation region is carried out with a varying amplitude of ultrasonic deformation in the range from 4 × 10 ⁴ to 6 × ⁴ .

4. The method of pop. 1, characterized in that the ultrasonic effect in the field of bainitic transformation is carried out with a varying amplitude of ultrasonic deformation in the range from 7-10 ~ 4 to 1-.10-3.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the increase in the amplitude of the ultrasonic deformation in the indicated intervals is carried out smoothly, and when switching from one interval to another, it is abrupt.

a mass of vibrational displacements of 412 microns, and maintain it constant throughout the processing of the welded joint.