SU733926A1

SU733926A1 - Способ получени сварных соединений с заданными механическими свойствами

Info

Publication number: SU733926A1
Application number: SU762388264A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Кошелев; Анас Нурсаитович Хакимов; Тамара Викторовна Яшунская; Любовь Айзиковна Ефименко; Александр Константинович Прыгаев; Марк Самойлович Скудицкий; Юлий Израилевич Рубенчик; Григорий Иванович Бублик; Лев Маркович Бронштейн
Priority date: 1976-07-19
Filing date: 1976-07-19
Publication date: 1980-05-15

Description

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам получения сварных соединений с заданными механическими свойствами, и может быть использовано при изготовлении толстостенных сварных конструкций, например сосудов, работающих под давлением, из низколегированных, нормализованных и термически упроченных сталей, предназначенных для работы при отрицательных температурах в различных отраслях машиностроительной и химической промышленности.

Известен способ изготовления конструкций большой толщины путем автоматической сварки под слоем флюса или электрошлаковой сварки [1].

Данный способ сварки, особенно электрошлаковой, характеризуется значительным выделением тепла. Тепло расходуется на плавление сварочного электрода, кроме свариваемого изделия и флюса, при этом значительная часть тепла (например, при электрошлаковой сварке около 50%) отводится в 25 массу свариваемого изделия. Это способствует развитию значительной структурой неоднородности сварных соединений и снижению механических свойств (в особенности сопротивления .3'0 хрупкому разрушению), возникновению остаточных сварочных напряжений.

Известен способ получения сварных соединений с заданными механически5 ми свойствами, при котором в процессе сварки осуществляют принудительное охлаждение зоны сварки и последующий отпуск [2] .

Ю Недостатком данного способа является ограниченная возможность его применения. Данный метод применим для сварки сталей с низкой критической скоростью закалки. Например, при сварке сталей бейнитомартенситную структуру обеспечивают при скорости охлаждения 17—18°.С/сек. Значения критических скоростей закалки для большинства сталей перлитного класса колеблются в Феделах 80100°С/сек и более, что значительно превышает возможности данного способа. Кроме того, свариваемые стали должны обладать хорошей прокаливаёмостью, что особенно важно при сварке сталей больших толщин. Недостатком способа является отсутствие взаимосвязи между режимами последующего отпуска и параметрами термического цикла процесса сварки.

Целью изобретения является обеспечение возможности получения заданных механических свойств при различных режимах термической обработки.

Цель достигается тем, что для данного материала до сварки устанавливают зависимости между скоростью охлаждения в процессе сварки, температурой отпуска и механическими свойствами зоны термического влияния, и температуру отпуска выбирают в зависимости от заданной скорости охлаждения и требуемых механических свойств зоны термического влияния.

На фиг. 1 представлен термический цикл сварки; на фиг. 2 — зависимость изменения величины ударной вязкости околошовного участка зоны термического влияния стали I от скорости охлаждения при сварке и температуры нагрева при отпуске; на фиг.· 3 — то же, стали II от скорости охлаждения при сварке и температуры нагрева при отпуске; на фиг. 4 — диаграмма структурных превращений околошовного участка зоны термического влияния стали II

Технология способа заключается в следующем.

Применительно к стали данного химического состава предварительно изучается влияние параметров термического цикла сварки и последующего отпуска на механические свойства зоны термического влияния. Например,устанавливается зависимость между скоростью охлаждения' W_o в интервале температур наименьшей устойчивости .аустенита при сварке, температурой отпуска Τ_ΟΊ и одним из важнейших показателей механических свойств — ударной вязкостью Ан околошовного участка зоны термического влияния (Тунцх ⁼ 1300°С). Для этой цели могут быть использованы иметационные методы исследования. Температуру отпуска выбирают, в зависимости от скорости охлаждения, обеспечиваемой в процессе сварки. Причем чем выше скорость охлаждения при сварке, тем ниже максимальная температура нагрева при отпуске в интервале, обеспечивающем необходимое снижение значений сварочных напряжений.

Регулирование параметров термических циклов при сварке осуществляется за сче^ интенсивного теплоотвода от металлд сварного шва и зоны термического влияния сварных соединений.

Отпуск сварных соединений производят с помощью одного из способов нагрева, например индукционного или газо пламенного, которому соответствует определенная конструкция нагревательного устройства.

При мер. Берутся сталь I — нормализованная и сталь II — термически упрочненная.

Значения параметров термических циклов сварки изменяют в пределах, характерных для значительного диапазона режимов автоматической под слоем флюса и электрошлаковой сварки.

Время пребывания металла околошовного участка выше температуры АС-? при Йагреве (t^z) изменяется от 5 до 45 сек Скорость охлаждения в интервале температур наименьшей устойчивости аустенита (W_o 600—508) от 1 до 40°С/сек.

Максимальная температура нагрева при отпуске изменяется в пределах от 550 до 700°С. Длительность выдержки при отпуске составляла 3 мин на 1 мм толщины металла. Из графика видно, что с увеличением скорости охлаждения при сварке заданные значения ударной вязкости можно получить при более низкой максимальной температуре нагрева при отпуске. ₂

Например, значения А_н = 5 кгсм/сек могут быть обеспечены при W_o=12°С/сек; Τ_οΎ = 665^ОС или при W_o = 28°С/сек Т_от = 590°С.

Показанный характер изменения величины ударной вязкости от скорости нагрева и охлаждения при сварке и максимальной температуры нагрева при отпуске подтверждается результатами исследований стали II (фиг.З). Причем, сопоставление данных фигуры 3 с диаграммой структурных превращений околошовного участка (фиг.4) показывает, что заданная (нормативная) величина ударной вязкости обеспечивается не только для бейнитной и мартенситной, но и для феррито-перлитной структуры. При этом, с увеличением в структуре мартенситной составляющей (т.е. с возрастанием скорости охлаждения) максимальная температура отпуска снижается.

Таким образом, показана возможность обеспечения высокого сопротивления хрупкому разрушению за счет оптимального сочетания режимов нагрева и охлаждения при сварке и максимальной температуры при отпуске.

Claims

1.Патон Б.Е. Технологи электрической сварки метс1ллов и сплавов плавлением , М., 1974.

2.Патент Англии 1283491, кл. В 3 R, 1972 (прототип).

/у

3 Смарает окасикЛни С/свк. ФигЛ