SU1735398A1 - Способ изготовлени сварных соединений - Google Patents

Abstract

Изобретение касаетс  электродуговой сварки и может быть использовано при сварке стальных конструкций с одновременной термической обработкой сварного соединени  в процессе его производства. Цель изобретени  - улучшение механических свойств сварного соединени . Способ сварки заключаетс  в нагреве свариваемых стыков до температур плавлени  и регламентированном охлаждении, при этом нагрев ведут перемещающимс  шагами электродом. Каждый шаг электрода заканчивают по достижении его начальной точкой температуры An, а охлаждение осуществл ют после каждого шага в течение времени At2 (0,4-0,7) Ati , где Ati - временной интервал между ACI и АП начальной точки шага . В результате термоциклировани  формируетс  более мелкозерниста  структура сварного шва, чем структура основного металла. 1 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к области электродуговой сварки и может быть использовано при сварке стальных конструкций с одновременной термической обработкой сварного соединени  в процессе его производства .

Известен способ термической обработки сварных стальных изделий, включающий регулируемое охлаждение сварного соединени  в процессе сварки путем термической обработки сварного соединени  участками, при которой каждый предыдущий участок шва охлаждаетс  до температуры, соответствующей по влению эффекта сверхпластичности .

К недостаткам указанного способа относ тс  низка  точность регистрации границы области сверхпластичности вследствие отсутстви  отклика о ее по влении и, как следствие этого, низка  эксплуатационна  надежность и качество сварного шва.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ управлени  процессом термической обработки сварного соединени  от температуры сварочного нагрева до заданной температуры с последующим нагревом сварного соединени  или без него.

К недостаткам этого способа относ тс  низка  точность регистрации границы перехода материалом линии Аз при принудительном охлаждении сварного соединени , так как врем  принудительного охлаждени  сварного соединени   вл етс  функцией текущего состо ни  структуры материала, его начальной структуры, производительности охлаждающей установки и объемов свариваемых материалов, а регистраци  или индикаци откликаматериала , соответствующего границе перехода, отсутствует .

VI

CJ

сл

sCJ |Ю 00

Цель изобретени  - улучшение механических свойств сварного соединени .

На чертеже изображены распределени  температуры в сварном шве по длине участка ДН, обусловленные теплопередачей от нагрева последующего участка сварного шва от Al2 до Д14 и диаграмма прив зки длины сварных участков к соответствующим им временным интервалам.

На чертеже прин ты следующие обозначени : 1 -осциллограмма изменени  температуры в сварном шве на участке ДН за счет его нагрева; 2 - осциллограмма изменени  температуры по длине сварного участка Д при удалении электрода от точки а (расхолаживание с подогревом); 3 - осциллограмма изменени  температуры подлине сварного участка All за счет свободного расхолаживани  материалов сварного шва до температуры Т0; 4 - осциллограмма изменени  температуры по длине сварного участка All за счет теплопередачи от нагрева участка Д12 при его сварке; 5 - осциллограмма изменени  температуры по длине сварного участка ДН за счет теплопередачи от сварного участка Д la при сварке второго участка и удалении электрода от точки а (повторное расхолаживание с подогревом); б - осциллограмма изменени  температуры по длине сварного участка ДИ за счет свободного расхолаживани  материалов сварного шва второго участка Д12, при этом аналогично воздействуют на изменение температуры по длине участка ДН изменени  температур от сварных участков и ДЦ, но термоциклирование материала участка ДИ от и Д 4 не происходит; 7 - график экспоненциальной зависимости, характеризующий уменьшение температуры по длине первого сварного участка ДН в процессе его производства и термоцикли- ровани  со временем; 8 - электромагнитный отклик фазового перехода материала.

Согласно способу изготовление сварных соединений осуществл ют на основе следующих операций.

Провод т нагрев стыков труб, например , из стали марки 12ХМФ плав щимс  электродом марки ЦЛ-20М диаметром 4 мм от источника питани  типа ПСО-500 (Т0 500°С, Ti 880°С, Тмакс 1539°С). Фиксируют импульс электромагнитной энергии, соответствующий началу пр мого фазового перехода материала из а-фазы в у-фазу с помощью феррозондового датчика, расположенного на рассто нии 0,1-0,3 м от шва с чувствительностью по напр женности магнитного пол  не менее Н 1 А/м 0,0126 Э, который запускает реле выдержки времени.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

В момент плавлени  электрода -t2 (точка а) электрод с посто нной скоростью перемещают по стыку свариваемых материалов, в результате чего температура точки а уменьшаетс .

Фиксируют второй импульс электромагнитной энергии, соответствующий состо нию обратного фазового перехода материала, который включает реле выдержки времени.

Определ ют временной интервал Дг 1,4 т между двум  фазовыми переходами (по показани м реле выдержки времени), который пропорционален длине первого сварного участка ДН.

По измеренному временному интервалу Ди вычисл ют интервал необходимого расхолаживани  сварного соединени  Дга дл  достижени  требуемой структуры материала At2 0,564т.

Нормируют интервал расхолаживани  Atp Дх2/ Ati и определ ют необходимую продолжительность расхолаживани  сварного соединени  дл  достижени  требуемой структуры сварного шва, например, от Ti 880°С до Т0 500°С Дгр - 0,4, т.е.Д t2 0,4 ДИ.

Повторно включают сварочный автомат в момент времени м, после сварки первого сварного участка ДН и осуществл ют повторный нагрев сварного соединени , при этом в момент второго пр мого перехода ts и обратного перехода t фиксируют интервал At (с помощью реле выдержки времени ) и вычисл ют Дср Дт2/Дт. 1.В результате повторного нагрева - сварка второго участка Д12, температура первого участка сварка ДН первоначально возрастает, затем падает дважды, проход  через линию фазового перехода , тем самым осуществл   термоциклирование первого сварного участка ДИ.

После сварки третьего Д1з и четвертого участков ДМ оптимизации структуры материала первого сварного участка ДИ согласно чертежу не происходит из-за отсутстви  фазовых переходов в материале сварного шва, а лишь снимаютс  внутренние напр жени  в материале при его разогреве и охлаждении .

При сварочном токе Тсв 180 А длина единичного сварного участка составл ла Д 15 мм, что соответствует временным интервалам Дц 8 с, Дт.1 5 с, At2 3,2 с,Д т.21 3,19 с, Дгз 2,14с, ,63 с.

Таким образом, дл  труб с наружным диаметром DHap 133 мм и толщиной стенки 6 10 мм ненормированный временной интервал термоциклировани  единичного сварного участка составл ет 8,63 с.

Технико-экономические преимущества предлагаемого технического решени  по сравнению с известным заключаютс  в повышении качества сварного соединени  за счет повышени  точности определени  оптимального интервала термоциклировани , обуславливающего организацию оптимальной структуры материалов сварного соединени  в процессе сварки стальных изделий, а также повышении эксплуатационной надежности сварного соединени  за счет авто- матической оптимизации структуры материала сварного соединени  путем использовани  усредненных откликов фазового перехода материала сварного соединени  дл  любых сталей с фазовыми переходами, любых объемов свариваемых стыков и конфигураций с любыми исходными содержани ми углерода в стали и любых

si&Ј.Ј

Q.VSt

oje.s,sj,i

n

p,

ut

,

TV I

-4&1

технологических режимов обработки с подогревом и принудительным охлаждением.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ изготовлени  сварных соединений , включающий нагрев свариваемых стыков до температур плавлени  и регламентированное охлаждение, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью улучшени  механических свойств сварного соединени , нагрев ведут перемещающимс  шагами электродом, причем каждый шаг заканчивают по достижении его начальной точкой температуры An, а охлаждение осу- ществл ют после каждого шага в течение времени

   At2 (0,4-0,7)Ati,

   где Аи - временной интервал между Aci и Ап начальной точки шага.

   Й

   2.

   i tU U