Способ сварки плавлением стальных листов,плакированных титаном

Способ сварки плавлением стальных листов,плакированных титаном

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ СТАЛБНБ1Х ЛИСТОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ ТИТАНОМ, по которому производят разделку кромок листов под сварку, сваривают стальной сЛой, после чего на корень выполненного шва со стороны титана наносят разделительный слой тугоплавкого материала и сваривают титановый слой в среде заш.итного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шва и удешевления процесса, в качестве разделительного слоя используют порошковый композиционный материал, состоящий из карбида титана и легкоплавкой составляющей при следующем соотношении компонентов , мае. %: Карбид титана50-84 . Легкоплавкая составляющая16-50 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют титан. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют кобальт. 4.Способ по п. I, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют никель. 5.Способ по п. I, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь титана с никелем. 6.Способ по п. , отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь титана с кобальтом. 7.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь никеля с кобальтом. 8.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь никеля, кобальта и титана. , $$$$$$$$$Ж

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зарю В 23 К 9/02;В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ а !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3529068/25-27 (22) 29.12.82 (46) 07.12.84. Бюл. № 45 (72) А. В; Конюхов, Б. В. Иванов, Б. Г. Семенов и В. И. Санников (53) 621.791.75 (088.8) (56) 1. Чернышов О. Г. и др. Свойства биметаллических листов с плакирующим слоем из титана. Технология, экономика и организация производства химического и неф тяного машиностроения. Сер. ХМ вЂ” 9, 1980, № 1, с. 16 — 18.

2. Патент США № 414664. кл. В 23 К 31/02, 1979 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ СТАЛЬНЫХ ЛИСТОВ, ПЛАКИРОВАННЫХ ТИТАНОМ, по которому производят разделку кромок листов под сварку, сваривают стальной слой, после чего на корень выполненного шва со стороны титана наносят разделительный слой тугоплавкого материала и сваривают титановый слой в среде защитного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шва и удешевления процесса, в качестве разделительного слоя используют порошковый композиционный материал, состоящий из

„„SU„„1127717 карбида титана и легкоплавкой составляющей при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Карбид титана 50 — 84, Легкоплавкая составляющая 16 — 50

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют титан.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей и с пол ьзуют кобальт.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют никель.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь титана с никелем.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь титана с кобальтом.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве легкоплавкой составляющей используют смесь никеля с кобальтом.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве .легкоплавкой составляющей используют смесь никеля, кобальта и титана.

112?717

Изобретение относится к области электродуговой сварки плавлением металлов, в частности стали, плакированной титаном, и может быть использовано в машинострое нии.

Известен способ сварки биметаллических листов с плакирующим слоем из титана, по которому перед сваркой удаляют часть титановой плакировки на ширину 12—

25 мм, сваривают встык основной металл, на место удаленной плакировки помешают титановую вставку и сваривают ее с плакирующим слоем с проплавлением примерно на 50 /р толщины титана (1).

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость и низкое качество сварочного соединения, так как плакирующий слой проваривается не полностью.

Установка дополнительных усиливающих накладок поверх титановых вставок не устраняет отмеченных недостатков и приводит к дополнительному расходу титана, сварочных материалов и повышению трудоемкости процесса. Примение разделитель ной прокладки из ниобия толщиной 0,1 мм также связано с дополнительным расходом дефицитных материалов и высокой трудоем костью, так как требует точного соответствия размеров вставки и разделки плакирующего слоя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сварки плавлением сталь.ных листов, плакированных титаном, при котором производят разделку кромок листов под сварку, стальной слой сваривают плавлением, на сваренные поверхности, обращенные в сторону разделки титанового слоя, наносят тонкий разделительный слой тугоплавкого материала и свариваЮт титановый слой неплавящимся электродом в среде защитного газа. В известном способе разделительный слой наносят плазменным напылением молибдена, вольфрага или тантала. Такой слой, благодаря высокой температуре, плавления, предотвращает перемешивание стали с титаном во .время сварки татанового слоя (2).

Однако применяемые в известном способе металлы для нанесения разделительного слоя дефицитны, имеют высокую стоимость и требуют режимов напыления с повышенной мощностью плазменной дуги, вследствие высокой температуры их плавления. Последнее ухудшает условия труда (высокие уровни шума, увеличенное тепловое и ультрафиолетовое излучение), уменьшает срок службы оборудования для напыления и значительно увеличивает расход электроэнергии.

Целью изобретения является повышение качества шва и удешевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки плавлением стальных листов, плакированных титаном, по которому производят разделку кромок листов под сварку„сваривают стальной слой, после чего на корень выполненного шва со стороны тита1йа наносят разделительный слой тугоплавкого материала и сваривают титановый слой в среде защитного газа, в димости обратную сторону шва 5 зачищают или разглаживают неплавящимся электродом в среде защитного газа без присадки.

На поверхности стальных слоев 1 и 2, свободные от титанового слоя, на участке а, с помощью плазменной струи наносят раз50

55 делительный слой 7 порошкового композиционного материала, состоящего из карбида титана и одного или нескольких металлов из группы: кобальт, никель, титан. качестве разделительного слоя используют порошковый композиционный материал, состоящий из карбида титана и легкоплавкой составляющей при следующем соотношении компонентов, мас. о/о.

Карбид титана 50 — 84

Легкоплавкая составляющая 16 — 50 причем в качестве легкоплавкой составляющей используют титан, кобальт или никель, или смеси никель — кобальт, титан — кобальт, титан — никель, титан— никель — кобальт.

Применение порошкового композиционного материала указанного состава обеспечивает создание между стальным и титановым швами тонкого тугоплавого слоя, вместе с тем оно позволяет снизить мощность плазменной дуги, так как при напылении необходимо лишь подплавление частиц легкоплавкой металлической связки, при этом не происходит оплавления титана, входящего в состав композиционного материала со стальным слоем биметалла. Компоненты применяемого порошкового материала при

30 взаимодействии с расплавленным титаном сварного шва не образуют зоны с повышенной микротвердостью, прилегающей к разделительному тугоплавкому слою.

На чертеже представлено сварное соединение, разрез.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед сваркой производят разделку кро мок свариваемых листов в зависимости от их толщины и типа сварного соединения.

40 Показанная на чертеже 0-образная раздел ка с углом а6 при вершине может применяться для листов со стальным слоем толщиной до 40 мм. В соответствии с изобретением стальные слои 1 и 2 свариваемых листов обрабатывают под углом a(/2, титановые слои 3 и 4 свариваемь|х листов удаляются на участке а/2. Стальные слои 1 и 2 вначале сваривают швом 5 в среде аргона, а затем швом б любым высокопроизводительным способом сварки. При необхо

1127717

240

230

TiC+Ti

50 + 50

78 + 22

84+ 16

240

230

230

220

TiC+Ni

240

230

50 + 50

60 + 40

84+ 16

230

230

230

230

50 + 50

240

230

TiC+Co

Толщина слоя принимается в пределах

0,3...0,5 мм в зависимости от процентного соотношения компонентов в порошковом материеле. Минимальную толщину слоя принимают при максимальном содержании карбида титана. Затем сваривают титановые слои 3 и 4 швом 8 неплавящимся электродом в среде аргона с присадочным материалом в два прохода. При наложении первого прохода применяют пониженные режимы сварки. 1О

Проводилась сварка опытных пластин из стали ВСтЗсп толщиной 16 мм, плакированной.титаном BTI — 0 толщиной 8 мм, имеющих ширину 125 мм и длину 450 мм.

Разделка кромок проводилась под углом

«.=., 60, титановый слой удалялся на участке а = 10 мм. Шов 5 заваривался неплавящимся электродом из вольфрама лантанированного диаметром 4 мм в среде аргона с присадкой проволоки из стали марки

08Г2С диаметром 2 мм, на токе 120А, свар- gp ка шва 6 производилась плавящимся электродом марки АНО-11 диаметром 5,мм на силе тока 250А, в несколько проходов.

Шов 8 титанового слоя заваривался в среде аргона неплавящимся электродом из вольфрама лантанированного с присадкой проволоки марки BTI — 00 с диаметром 6 мм, в два прохода, первый проход сваривался при силе тока 180 — 200А, второй — 290310 А.

Перед сваркой шва 8 на поверхности зо стальных слоев 1 и 2, обращенные к титановому слою, наносили разделительный слой 7 порошкового композиционного материала на установке для плазменного напыления типа УМП-5-68. Толщина слоя (0,3...0,5 мм) измерялась с помощью микрометра, Порошковый композиционный материал содержал карбид титана и один или несколь. ко металлов из,группы: кобальт, никель, титан. Процетное соотношение компонентов порошкового материала приведено в таблице.

Как показал анализ результа гов, приведенных в таблице, применение порошкового композиционного материала предложенного состава во всех случаях приводит к снижению потребляемой мощности в

1,75...2,25 раза, а также к отсутствию зон повышенной микротвердости.

Снижение потребляемой мощности увеличивает срок службы оборудования для напыления и улучшает условия труда за счет уменьшения теплового и ультрафиолетового излучения, а также снижения уровня шума. Кроме того, применяемые материалы дешевле. Все это приводит к уменьшению издержек производства.

Поскольку температура плавления карбида титана выше температуры плавления вольфрама, молибдена, тантала, то разделительный тугоплавкий слой, напыленный порошковым композиционным материалом, обеспечивает более надежную защиту стального слоя биметалла от сплавления с титаном при сварке плакирующего слоя. Это преимущество, а также отсутствие зоны с повышенной твердостью, прилегающей к разделительному тугоплавкому слою, обеспечивайт значительное повышение качества сварного соединения.

1127737

Продолжение таблицы

80 + 20

84+ 16

50 + 25 + 25

70 + 26,4 + 3,6

84+10+6

230

240

230

240

230

230

TiC+Ti+Ni 11

230

240

220

230

TiC+Ti+Co 13

50 + 20 + 30

75 + 12 + 13

84+ 12+4

230

250

230

240

220

240

TiC+Ni+Co 16

50 + 25 + 25

230

230

64 + 20 + 16

230

240

84+ 10+ 6

220

230

TiC+Ni+Co+Ti

50 + 20 + 20 т 10

70 + 10 + 10 + 10

84 + 10 + 3 + 3

230

240

230

240

230

230

Составитель А. Гаврилов

Редактор Л. Лосева Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 8811/10 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4