UA81990C2

UA81990C2 - Method for fastening by tack weld of parts from hardened steels

Info

Publication number: UA81990C2
Application number: UAA200605547A
Authority: UA
Inventors: Віктор Михайлович Кулик; Михайло Михайлович Савицький; Аркадій Пилипович ЛУПАН; Леонід Олексійович Черторильський
Original assignee: Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2008-02-25

Abstract

The invention relates to welding engineering and can be used in different branches of industry at production of welded structures made of hardened steels. A method of fastening by tack weld of components made of hardened steels consists in intermittent arc welding of short temporary welds with a length that is smaller for many times than the spaces between them, with their arch heating during and/or after cooling, mainly out of these short welds. Such heating is carried out, by additional welding by short welds in the areas, which are adjacent to them, mainly without repeated melting. The invention provides for increase of fracture strength of tack weld and reliability of fastening hardened steels by welding tack weld prior to welding of main seam.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до зварювального виробництва і може знайти застосування в різних галузях 2 промисловості при виготовленні зварних деталей і конструкцій із гартівних сталей.The invention relates to welding production and can find application in various branches of 2 industry in the manufacture of welded parts and structures from hardened steels.

Відомо способи кріплення деталей перед зварюванням, які полягають у приварюванні дуговим зварюванням планок-гребінок і кінцевих планок з поверхні поперек і по кінцях стику зібраних сталей (Технология злектрической сварки металлов и сплавов плавлением. М., Машиностроение, 1974, 767 с.). Відомо спосіб кріплення технологічної планки, який включає пристикування планки до деталей та кріплення її двома 70 фланговими короткими швами ("прихватками"), згідно якого після виконання першого флангового шва зварювальну дугу зміщують на поверхню технологічної планки та переміщують вздовж робочого торця її до протилежного кінця, наплавляючи валик, потім при досягненні кінця планки зварювальну дугу зміщують в напрямку до зварюваної деталі та виконують другий фланговий шов (Авторське свідоцтво СРСР Мо 1549695, БИ 1990, Мо 10). Ці способи є аналогами. 19 Відомо також спосіб кріплення прихоплювальним швом деталей перед зварюванням основного шва, що полягає у переривчастому дуговому зварюванні коротких тимчасових швів перерізом не більшим за 1/3 перерізу основного шва і довжиною, яка становить 0,02-0,40 відстані між ними. |Гехнология злектрической сварки металлов и сплавов плавлением. М., Машиностроение, 1974, 767 с.), який прийнято за прототип.There are known methods of fastening parts before welding, which consist in arc welding comb strips and end strips from the surface across and along the ends of the joint of assembled steels (Tehnologiya zlectricheskoy svarki metallov y splavov plavleniemi. M., Mashinostroenie, 1974, 767 p.). There is a known method of fastening the technological bar, which includes attaching the bar to the parts and fixing it with two 70 short flank seams ("tacks"), according to which, after the first flank seam is made, the welding arc is moved to the surface of the technological bar and moved along its working end to the opposite end, welding the roller, then when reaching the end of the bar, the welding arc is shifted in the direction of the welded part and a second flank seam is performed (Author's certificate of the USSR Mo 1549695, BI 1990, Mo 10). These methods are analogues. 19 There is also a known method of fastening parts with a catch seam before welding the main seam, which consists in intermittent arc welding of short temporary seams with a cross-section not larger than 1/3 of the cross-section of the main seam and a length that is 0.02-0.40 of the distance between them. Technology of electric welding of metals and alloys by melting. M., Mashinostroenie, 1974, 767 p.), which is taken as a prototype.

Недоліком відомого способу, який прийнято за прототип, є те, що короткі тимчасові шви деталей із гартівних сталей часто руйнуються (особливо, якщо хімічний склад металу їх близький до складу зварюваної сталі) до зварювання основного шва внаслідок утворення холодних тріщин. Запобігання утворенню холодних тріщин потребує скорого або без розкріплення складально-стискувального пристрою виконання основного шва, що досить складно і не завжди можливе.The disadvantage of the known method, which is accepted as a prototype, is that short temporary seams of parts made of hardened steels are often destroyed (especially if the chemical composition of their metal is close to the composition of the welded steel) before the welding of the main seam due to the formation of cold cracks. Preventing the formation of cold cracks requires the main seam to be performed quickly or without disassembling the folding and compression device, which is quite difficult and not always possible.

В основу винаходу поставлено завдання підвищити надійність кріплення прихоплювальним швом деталей із с гартівних сталей перед зварюванням основного шва підвищенням тріщиностійкості коротких тимчасових швів і ге) всього прихоплювального шва при збереженні простоти виконання його завдяки встановлення належних прийомів і параметрів у способі кріплення.The invention is based on the task of increasing the reliability of fastening with a catch seam of parts made of hardened steels before welding the main seam by increasing the crack resistance of short temporary seams and g) of the entire catch seam while maintaining the simplicity of its execution due to the establishment of appropriate techniques and parameters in the method of fastening.

Суть способу полягає в тому, що в способі кріплення прихоплювальним швом деталей із гартівних сталей, що полягає у переривчастому дуговому зварюванні коротких тимчасових швів довжиною у багато разів меншою о за проміжки між ними, під час та/або після охолодження зварюваних коротких тимчасових швів виконують дугові (33 нагрівання їх, переважно поза ними. Такі нагрівання здійснюють, додатково зварюючи короткі шви на ділянках, прилеглих до раніше виконаних коротких швів, переважно без розплавлення останніх. МеThe essence of the method is that in the method of fastening parts made of hardened steels with a catch seam, which consists in intermittent arc welding of short temporary seams with a length many times shorter than the gaps between them, during and/or after cooling of the welded short temporary seams, arc welding is performed (33 heating them, preferably outside them. Such heating is carried out by additionally welding short seams in areas adjacent to the previously performed short seams, preferably without melting the latter. Me

Відмінність винаходу від відомого способу за прототипом полягає у принципі, прийомах, умовах дії дуги на «- зварювані короткі тимчасові шви прихоплювального шва гартівної сталі. 3о Дугові нагрівання під час та/або після охолодження зварюваних швів уповільнюють охолодження, збільшують со час перебування металу в нагрітому стані, подрібнюють структуру, призводять до відпуску (в залежності від температури охолодження після заварювання і наступного нагрівання). Це зменшує загартованість і твердість, збільшує пластичність та тріщиностійкість металу коротких тимчасових швів. Дугові дії поза зварюваних « коротких швів полегшують регулювання температури і тривалості нагрівання та уповільнюють їх охолодження.The difference of the invention from the known method based on the prototype is in the principle, methods, conditions of the action of the arc on "- welded short temporary seams of the catch seam of hardened steel. 3o Arc heating during and/or after cooling of welded joints slows down cooling, increases the time the metal remains in a heated state, grinds the structure, leads to tempering (depending on the temperature of cooling after welding and subsequent heating). This reduces hardening and hardness, increases plasticity and crack resistance of the metal of short temporary seams. Arc actions outside the welded " short seams facilitate the regulation of the temperature and duration of heating and slow down their cooling.

Дугове зварювання додаткових коротких швів, прилеглих до раніше виконаних швів, істотно підвищує надійність - с кріплення гартівних сталей завдяки поліпшенню властивостей металу коротких швів, зварених в першу чергу, і з» збільшенню сумарної довжини всіх коротких тимчасових швів. Уникнення розплавлення коротких швів, зварених в першу чергу, тобто забезпечення проміжку між сусідніми швами гартівних сталей, унеможливлює розповсюдження холодних тріщин в раніше зварених швах при утворенні та розвитку їх у додатково зварених коротких швах. со Запропонований спосіб кріплення перевірено при ручному аргонодуговому зварюванні вольфрамовим - електродом прихоплювальних поздовжніх швів звальцьованих заготовок обичайок із гартівної сталі ЗОХГСА товщиною З мм, зварні з'єднання якої схильні до утворення холодних тріщин. Обичайки збирали встик у со складально-стискувальному пристрої, кріплення стиків виконували прихоплювальними швами, довжина коротких «с 20 швів в яких становила 10-15 мм при проміжках між ними 200-250 мм. Ручне аргонодугове нагрівання вольфрамовим електродом виконували під час та/або після охолодження коротких швів, діючи дугою переважно ще поза межами зварених ділянок без розплавлення або з розплавленням зварюваної сталі. Останнє здійснювали в більшості під час заварювання додаткових коротких швів, прилеглих до раніше виконаних, з утворенням та/або без утворення переривчастості між сусідніми швами. Температуру коротких тимчасових швів, зварюваних в 29 першу чергу, контролювали вольфрамреній-вольфрамренієвою термопарою ВР 20/5 з потенціометром КСП-4,Arc welding of additional short seams, adjacent to the previously made seams, significantly increases the reliability - of the fastening of hardened steels due to the improvement of the properties of the metal of the short seams welded in the first place, and of the increase of the total length of all short temporary seams. Avoiding the melting of short seams welded in the first place, i.e. providing a gap between adjacent seams of hardened steels, prevents the spread of cold cracks in previously welded seams during their formation and development in additionally welded short seams. The proposed fastening method was tested during manual argon-arc welding with a tungsten electrode of the catch longitudinal seams of rolled billets made of hardened ZOHHSA steel with a thickness of 3 mm, the welded joints of which are prone to the formation of cold cracks. The customs were assembled at the joint in a collapsible compression device, the joints were fastened with catch seams, the length of the short "s 20 seams in which was 10-15 mm with the gaps between them 200-250 mm. Manual argon arc heating with a tungsten electrode was performed during and/or after cooling of short seams, acting with an arc mostly still outside the boundaries of the welded areas without melting or with melting of the welded steel. The latter was carried out in most cases during the welding of additional short seams adjacent to the previously performed ones, with and/or without discontinuity between adjacent seams. The temperature of the short temporary seams welded in the first place was controlled by a tungsten-tungsten thermocouple BP 20/5 with a KSP-4 potentiometer,

Ге! що видно на графіку. Після зварювання прихоплювальних швів примусове стискання кромок припиняли; обичайки з прихоплювальними швами виймали зі складально-стискувального пристрою і піддавали ко автоматичному аргонодуговому зварюванню основними безперервними швами на спеціальній установці.Gee! which can be seen in the graph. After welding the catch seams, the forced compression of the edges was stopped; sleeves with catch seams were removed from the folding and compression device and subjected to automatic argon arc welding with main continuous seams on a special installation.

Встановлено, що в період зварювання А на графіку має місце охолодження від рідкого стану зі швидкістю 60 10-20 «С/с в інтервалі температур мінімальної сталості аустеніту і відбувається загартування металу коротких швів і прилеглих до них ділянок прихоплювального шва. Це зумовлює руйнування прихоплювального шва, звареного за прототипом, при припиненні примусового стискання поздовжніх кромок обичайок.It was established that during the welding period A on the graph, cooling from the liquid state occurs at a rate of 60 10-20 "C/s in the temperature range of minimum austenite stability, and hardening of the metal of short seams and adjacent areas of the catch seam occurs. This leads to the destruction of the catch seam, welded according to the prototype, when the forced compression of the longitudinal edges of the mandrels is stopped.

При аргонодуговому нагріванні вольфрамовим електродом зварюваного короткого шва в період Б на графіку кількаразово збільшується тривалість перебування в нагрітому стані, уповільнюється охолодження і метал швів 65 стає менш загартованим або відпущеним. Прихоплювальні шви, зварені за запропонованим способом, не руйнувались принаймні на протязі кількох годин після охолодження і припинення стискування обичайок до зварювання основного шва, якщо короткі шви, зварені в першу чергу, нагрівали дугою опосередковано до температур відпуску, у тому числі при аргонодуговому зварюванні прилеглих до них ділянок стику. У випадках виконання неопосередкованих дугових нагрівань коротких зварених в першу чергу швів до температур 9000-1200 С (аустенізації) відбувається повторне загартування в умовах уповільненого охолодження, що забезпечує збільшення порівняно з прототипом (до 20-60 хвилин) терміну руйнування прихоплювальних швів обичайок після припинення стискування.During argon arc heating with a tungsten electrode of a welded short seam in period B on the graph, the duration of stay in the heated state increases several times, cooling slows down and the weld metal 65 becomes less hardened or tempered. The catch seams, welded by the proposed method, did not collapse at least for several hours after cooling and stopping the compression of the welds before welding the main seam, if the short seams, welded in the first place, were heated by the arc indirectly to tempering temperatures, including during argon arc welding of adjacent to them of the joint area. In the case of unmediated arc heating of short, primarily welded seams up to temperatures of 9000-1200 C (austenization), re-hardening takes place under conditions of slow cooling, which provides an increase in comparison with the prototype (up to 20-60 minutes) of the time of destruction of the catch seams of the custom after the termination of compression .

Кріплення прихоплювальним швом деталей із гартівних сталей за заявленим способом підвищує надійність 7/0 тимчасового з'єднання і спрощує наступне зварювання основного шва. Застосування запропонованого способу кріплення доцільне при зварюванні поздовжніх і кільцевих швів посудин тиску, цистерн, резервуарів, різних конструкцій, деталей, вузлів тощо із високоміцних сталей, які схильні до загартування при зварюванні.Fastening with a catch seam of parts made of hardened steels according to the stated method increases the reliability of the 7/0 temporary connection and simplifies the subsequent welding of the main seam. The application of the proposed fastening method is appropriate for welding longitudinal and annular seams of pressure vessels, tanks, reservoirs, various structures, parts, assemblies, etc., made of high-strength steels, which are prone to hardening during welding.

Claims

The formula of the invention

1. The method of fastening parts made of hardened steels with a catch seam, which consists in intermittent arc welding of short temporary seams with a length many times shorter than the gaps between them, which is distinguished by the fact that during and/or after cooling of the welded short temporary seams, arc heating is performed them, mostly outside them.

2. The method according to claim 1, which is distinguished by the fact that short seams are additionally welded in the areas adjacent to previously made short seams, preferably without melting the latter. p 7 o o (22) (22) "-- Zo so

- and? so - (Se) (Se) c2 ko 60 b5