Способ обработки сварных соединений

Способ обработки сварных соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

)

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмн

Соцкалнсткческнн

Республик

I с присоединением заявки.% (51) М. Кл.

В 23 К 28/00

Гвсуднрстееннмй комитет (23) Приоритет но делам изобретений и открытий

Опубликовано 05,05,80. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 08.05,80 (53) УДК 621.791. .011(088.8) Ф. P. Куликов, А. С. Персидский, Ю, В. Васькин и В. В. Белов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОГКИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение касается сварки, относится к способам обработки сварных соединений и может бысть применено при изготовлении сильфонных заготовок из нержавеюших, хромоникелевых, аустенитных сталей в машиностроении, химическом машинострое нии и других о граслях промышленности.

Известен способ изготовления сварных цилиндрических оболочек, включающий сварку и пластическую деформацию соединений прокаткой или проковкой их, при которой осушествляют оплавление околошовных участков, а затем производяг поверхностный наклеп многобойковым упроч-. нителем pl)

Однако этим способом не достигается

t5 повышение качества всего соединения в целом, а улучшается лишь качество отдельных его участков, либо их геометрии, причем улучшение качества не рассматривают в связи с целенаправленным изменением комплекса показателей структуры всего соединения, зависяших от величины пластической деформации.

Известен так же способ обработки сварных соединений, наиболее близкий к данному изобретению по технической сущности, по которому выполняют; зачистку усилений сварных швов и последукнпую их прокатку P2)

Однако этот способ не позволяет получить высокое качество сильфонных заготовок из нержавеюших, хромоникелевых, аустенитных сталей, так как не повышается герметичность, а увеличение прочности соединений сопровождается уменьшением их пластичности. Кроме того, по известному способу усилия при деформациях швов прикладывают вдоль осей симметрии швов, без специального перераспределения нагрузок одновременно на участки околошовных зон вдоль обеих линий оплавления и на весь контур шва.

Деформацию прокаткой выполняют из условий получения требуемой геометрии(снятии усилений; устранений депланации и др.), повышения прочности, уменьшений остаточных деформаций и напряжений. При

10 I 5 0

35

3 73 обработке по известному способу в сварных соединениях наблюдаются мпкротрешины в околошовных зонах.

Исследованиями установлено, что микротрешины в опытных соединениях возникают вследствие формировании неблагоприятной структуры зон оплавления и .металла швов. В этих участках соединьний происходит образование резко выраженных линий сплавления, сетки высоксьтемпературной б -ферритовой фазы, круьных зерен этой фазы и утолшенных границ зерен всех фаз.

Особенно наглядно образование фазы

d Fq н большой величины зерен coeakrkre- ний подтверждено рентгенограммами структурного анализа, приведенными на чертеже.

С помошью таких рентгенограмм по характеру дифракционных линий, их взаимному расположению и интенсивностям определяют размеры зерен различных фаз, их характер расположения и количество.

Для повышения качества и герметичности. сварных соединений необходимо создать в сварных швах необходимую сточктуру беэ хрупких прослоек фазы h F< резко выраженных линий сплавления с определенным размером зерен всех фаз.

Йелью данного изобретения является повышение качества и герметичности сварных соединений путем получения заданной структуры сварного шва и околошовной зоны.

Для этого при зачистке снимают усиление сварного шва на величину иакс г

+0,03

H »„„--)(2 1-4(Ю -0,15)jd o где б-толшина заготсвки, а при последуюшей прокатке уменьшают тог шину сварного шва на (5-20) от толшины зачишенного шва.

На чертеже представлены типовые рекггенограммы, показываюшие изменения структуры соединений стали 12Х18Н10Т толщиной 0,2 мм от пластической осадки их величиной 10-127, где а,б — теоретические рентгенограммы; в,г - рентгенограммы основного металла; д,е» металла шва до (в,д) и после прокачки (г,е), О,Э и V> V -лнний дифракдии соответственно феррита и q — раствора от излучений С Ka(O, Ф) и

Cr K(r (o, v ).

2104 4

Пример. Были проведены исследования на пластинах и цилиндрических заготовках из стали 12Х18Н3.0Т. Ill этого были подготовлены шесть партий (по 60 шт в каждой) пластин и три партии (по 100 шт. в каждой) заготовок топшиной 0,15; 0,20; 0,25 мм с отбортовкой и беэ нее. Перед сваркой выполняли подгибку кромок для сборки их без зазоров на плоской подкладке приспособления для сборки-сварки.

Соединения осушесчэляли автоматической аргенодуговой сваркой неплавяшимся электродом. На пластинах отработали ехнологию сборки сварки и режим, получив (80%) швов качественных по формированию литого металла.

Из вариантов подготовки кромок с отбортовкой и без нее, из-за преимушеств механической подготовки и сборки кромок перед сваркой, цилиндрические заготовки выполняли только с отбортовкой., Сварку сильфонных заготовок выполняли по отработанным, заданным режимам.

Д

Швы на пластинах и заготовках были измерены в поперечном сечении по высоте и ширине, Высоту швов по отработанным кромкам получили для указанных толшин соответственно равной 0,400,42 мм, 0,45-0,47, 0,50-0,52 мм, Перед пластической деформацией соединений половину общего количества усиленных, качественных швов эачишали на постоянную величину, "èü,„=(2,1-4 rs -o,15))б) где 0 - толц,ина заготовки.

Сечения швов, выполненных без отбортовки кромок, имели толшину, равную толшине заготовки. Такие швы не эачишали.

Величина уменьшения толшины швов от зачистки была постоянной для каждой толшины шва и равной 0,05-0,07 мм.

После зачистки толшины 1UBOB,были рав32 О,ОЭ 0, 37 0,03 и 0,42 0,03 мм

Величины зачистки были выбраны из условия получения соединений без задиров и рисок околошовных зон.

Пластическую деформацию соединения осушествляпи прокаткой их роликами. tlat усиленных швов использовали вогнуто-выпуклые ролики, в для неусиленных швовдва плоских с канавкой и без нее.

Соединения деформировали с различной степенью последовательно на величины

0; 2; 4 22 с, (с шагом 2,6). Вогнутовыпуклые и плоские с канавкой и без

25

5 73 нее ролики в сочетании с подгибкой кромок пластин до сварки и с последующей зачисткой усиленных швов обеспечивали приложение усилий одновременно по поперечному сечению вдоль обеих линий сплавления, по участкам околошовных зон и по всему контуру шва.

С помощью рентгеноструктурных и металлографических исследований было установлено, что в металле IIIBpB до их пластической деформации существовало большое количество O -феррита, имеющего неблагоприятное строение, обуславливавшее резковыраженные линии оплавления.

Указанную, структурную и фаэовую морфологию соединений удалось полностью устранить при одновременном улучшении механических свойств только при пластических деформациях в пределах 5 — 20%.

При меньших деформациях швов не происходило полного раздробления d ôåððèòîвой сетки, через d ôåððèòà и резковыраженных линий оплавления и поэтому наблюдалось негерметичность и недостаточная прочность образцов по линиям сплавления соединений при давлениях ниже контрольных. При большей величине деформаций происходило охрупчивание соединений, потверждавшееся сравнительными испытаниями на растяжение и на продавливание по пробе Эриксена с образованием трещин по металлу швов в процессе формовки гофров.

Усиленные швы беэ предварительной зачистки вызывали быстрый неравномерный износ нажимных роликов и последующее некачественное обжатие соединений, что приводило к недопустимо большому разбросу результатов по герметичности и механическим свойствам заготовок.

Поэтому в производство рекомендовали пластическую деформацию предварительно зачишенных усиленных швов.

Измерения высот швов в сечениях после сварки, зачистки, пластического обжатия и установление указанных зависимостей высот швов от толшин лент позволили упорядочить процесс контроля геометрии швов и разработку технологии сборкисварки. сильфонных узлов.

Выход качеств енных сильфонных заготовок с высокой герметичностью, прочностью и пластичностью соединений после внедрения предлагаемого способа их обработки повысился с 50 до 90%.

Последующие длительные натурные испытания сильфонов, изготовленных из заготовок с обработанными предлагаемым

2104 6 способом соединениями, показали их высокую надежность.

Экономическая эффективность от внедрения данного способа обработки сварных соединений сильфонных заготовок была достигнута в результате повышения с

50 до 90% выхода качественных заготовок и:-ь-за повышения герметичности, увеличения прочности при сохранении высоких пластических свойств соединений. Повышение качества достигали путем получения требуемого комплекса параметров структуры, осуществляя схему приложения усилий при пластической деформации одновременно по поперечному сечению вдоль обеих линий сплавления и по всему контуру шва, осуществляя при этом пластическую осадку околошовных зон и шва на величины в пределах 5-20% от толщины зачишенного шва. Выход (90%) качественных сильфонных заготовок был получен и при исследованиях контрольной партии загою вок в количестве 300 « толщиной стенки 0,15; 0,20; 0,25 мм (по 100 шт в каждой) после обработки соединений предлагаемым способом.

Формула изобретения

Способ обработки сварных соединений, преимущественно сильфонных заготовок из нержавеющих, хромоникелевых аустенитных сталей, по которому выполняют зачистку усилений сварных швов и последующую их прокатку, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения качества и герметичности сварных соединений путем получения заданной структуры сварного шва и околошовноя зоны, при зачистке снимают усиление сварного шва на величину

+0,03 ш з „-„ 2, 1-4 (Д -О, 1 5 $)< } где 0 — толщина заготовки, а при последующей прокатке уменьшают толщину сварного шва на (5-20%) от толщины зачищенного шва.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

_#_o. 574294, кл. В 23 К 19/00, 1970., 2. "Влияние холодной прокатки и нормализации на структуру и механические свойства сварных образцов иэ трубных сталей".

PCawetsk Ой<он. Cinpincxthan Ьогсда гоjubu "Ь оМ аг и ЕМег

1977, 97, М. 21, 1032-1037.

732104 чо м гк

110 руд 21Ю ЛЮ 111 211

Составитель Л. Назарова

Редактор Л. Курасова Техред О. Андрейко Корректор Е. Папп

Заказ 162 1/9 Тираж 1160 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4