SU1355411A1

SU1355411A1 - Способ электронно-лучевой сварки высокопрочных сталей

Info

Publication number: SU1355411A1
Application number: SU853972330A
Authority: SU
Inventors: Станислав Никитович Ковбасенко; Валерий Владимирович Якубовский; Георгий Антонович Иващенко; Владимир Иванович Загорников; Сергей Александрович Мельник
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1985-11-04
Filing date: 1985-11-04
Publication date: 1987-11-30

Abstract

Изобретение относитс к электронно-лучевой сварке и может быть использовано в различных област х машиностроени при сварке крупногабаритных конструкций из высокопрочных сталей. Цель изобретени - увеличение циклической прочности сварных соединений . Дл этого производ т сквозное проплавление стыка основным проходом. Усиливают шов присадочным металлом повторным проходом. Оплавл ют границы усилени шва последующим проходом. Основной шов 1 формируетс с резким - усилением валика наплавленного ме- . талла относительно основного металла 2. Оплавление границ усилени шва последующим проходом формирует плавный переход 3 от шва 1 к основному металлу. В результате оплавлени устран ютс концентраторы напр жений вдоль линии перехода усилени к основному металлу и улучшаетс структура зоны термического вли ни . Оплавление выполн ют колеблющимс поперек оси шва электронным лучом, развернутым по синусоидальному закону с амплитудой, равной ширине шва, и частотой , пропорциональной скорости оплавлени границ шва. 2 ил., 1 табл. С со ел сд фиг./

Description

Изобретение относитс к. электронно-лучевой сварке и может быть использовано в различных област х машиностроени при сварке крупногабаритных конструкций из высокопрочных сталей.

Целью изобретени вл етс увеличение циклической прочности сварных соединений.

На фиг.1 показан эскиз попереч- кого сечени соединени , выполненного по предложенному способу; на фиг.2 - схема сканировани электронного луча поперек сварного шва.

Способ электронно-лучевой сварки высокопрочных сталей состоит в сквозном проплавлении стыка основным проходом, выполнении усилени шва присадочным металлом повторным проходом и оплавлении границ усилени шва колеблющимс электронным лучом последующим проходом. Основной шов 1 формируетс с резким усилением валика наплавленного металла относительн о основного металла 2. Оплавление границ усилени шва формирует плавный переход 3 от шва 1 к основному металлу 2 (фиг.1). Процесс выполн ют в едином технологическом цикле и на том же оборудовании, что и основной шов. Режим оплавлени предусматривает снижение мощности луча на 20-40% от мощности сварки, расположение фокуса луча на 40-50 мм вьше оплавл емой поверхности , колебание луча по синусоидальному закону с амплитудой, равной ширине шва и частотой, пропорциональной скорости оплавлени границ шва.

Синхронизаци линейной скорости перемещени луча поперек шва со скоростью перемещени вдоль шва npot, обеспечивает возврат п тна 4 нагрева в соседнюю сварную точку с перекрытием ее на 50% (фиг.2). Б этом случа часть площади предьздущей точки находитс снова под лучом и прогреваетс до температуры, достаточной дл оплавлени двух соседних точек и формировани непрерывного валика шва. Следовательно, частота поперечных колебаний (развертки) растет пропорционально продольной скорости оплавлени и увеличению ширины шва„ Опыты показали, что скорость поперечного перемещени в 25 раз превьш1ает продольную . При скорости оплавлени 9355411 2

24 м/ч частота сканировани должна

составл ть 250-600 Гц.

Соотношение V /Ч,роА 5 представл ет собой относительную величину , характеризующ:7ю область с наибольшим эффектом повьш ени работоспособности сварН(5го соединени .

,В таблице приведены величины долговечности сварных соединений, полученные на натурньпс образцах стыков, обработанных по предложенному способу .

,0 характере изменени несущей способности можно судить только по средним величинам долговечности, полученным по результатам испытаний 4-3 об-- разцов при фиксированном напр жении. Сам процесс малоцикловых испытаний при жестком цикле накладьшает особые требовани к воспроизводимости поверх- ности обработки швов и дает большой разброс данных. Четко отмечена тен- .денци резкого (в 2,5-3 раза) роста долговечности стыков вследствие оплавлени по предложенному способу.

Обработка поверхностным оплавлени- ем обеспечивает плавные упрочненные участки, в которых зарождение трещины тормозитс отсутствием концентраторов.

Небольшое изменение соотношени

V /V

ппп г

рад

В сторону увеличени или

5

0

5

0

5

уменьшени приводит к постепенному нарушению плавности перехода от усилени к основному металлу. При этом эффект упрочнени сохран етс , но средний уровень долговечности снижаетс , что видно из данных таблицы по уменьшению числа циклов до разрушени образца,

Таким образом, крива долговечности оплавленных стыков имеет гауссовс- кий характер с максимумом в районе

V.on /VrpaA 25, Пример выполнени способа. Способ электронно-лучевой сварки высокопрочны х сталей осуществлен на крупногабаритных узлах сосудов высокого давлени из стали типа 12 2Н4МД толщиной 60 мм. Стыковые швы сварены в режиме: .K 60 кВ, Т. 400 мА$ 1(р 870 мА, Vcet 9 м/ч. После основного прохода на обе поверхности стыков наносилось усиление с подачей присадочной проволоки ф 1,6 мм в режиме: U -60 кВ, Ij-e 80 мА, Т 910 мА, V,, 12 м/ч, У„,д,,р. - 40 м/ч. Окончательна операци оплавление границ шва - выполн лась в режиме: Иу 60 кВ, I 80 мА, 910 мА, Vpj,, 14 м/ч, поперечна развертка амплитудой А 15 мм, частотой f 350 Гц,

В результате оплавлени устран ютс концентраторы напр жений вдоль лрнии перехода усилени .к основному металлу и улучшаетс структура металла зоны термического вли ни , о чем свидетельствует повышение циклической прочности (см. табл.). I

По сравнению с известным .способом предложенный повьшает надежность сварных соединений, выполненные электронно-лучевой сваркой.

Claims

Формула изобретени

Способ электронно-лучевой сварки 20 высокопрочных сталей, при котором осуществл ют сквозное проплавление

Уро- Число циклов до разрушени при соотношении Vpop /Vrpa,

нень

нагру- О 241 2526

жени ,

МПа

900 682-82|4 I2860-2UgOI474g-22|J 5Ш О-20Ш

6201 176501840017810

700 18734-26640 56540-6382058822-6975454600-65380 23284 бТ800 64290 62300

500 72822-90113 210960-340800234620-371016200950-320560 804ТО 312400338693298200

В числителе мин и макс долговечности, а в знаменателе средн величина.

стыка основным проходом и выполн ют усиление шва присадочным металлом послед5пощим проходом, о т - личающийс тем, что, с целью увеличени циклической прочности сварных соединений, выполн ют оплавление границ усилени шва электронным лучом, развернутым по синусоидальному закону поперек оси шва, с амплитудой колебаний, равной ширине валика шва, и отношением скоростей перемещени луча

15

JlJion- 25 V

проА

V,

ЛОГ

про л

скорость поперечного перемещени луча относительно оси шва;

скорость продольного перемещени луча относительно оси шва.

Редактор М.Келемеш

Составитель Г.Квартальнова Техред Л.Олийнык

Заказ 5745/14Тираж 970Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Прбизводственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,, 4

Фи8. 2

Корректор И.Эрдейи