СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК B23K9/02 B23K33/00 

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам получения сварных соединений изделий из мартенситно-стареющих сталей, и может найти применение при изготовлении различных конструкций, в частности в ракетостроении, самолетостроении и других отраслях техники.

Известен способ сварки высокопрочных сплавов, при котором между соединяемыми деталями приваривают вставку (Авторское свидетельство СССР N 336111, В 23 К 9/02, 1972 г.).

Однако в этом способе вставка выполнена из менее прочного материала, чем материал свариваемых деталей, что соответственно приводит к пониженной прочности соединения в целом.

Наиболее близким к заявленному является способ получения сварного соединения, при котором к свариваемой кромке одной из деталей приваривают контактной сваркой тонкую металлическую пластину из металла одинакового с присадочной проволокой, собирают соединение и выполняют сварку, которую ведут на постоянном токе обратной полярности (Заявка Японии N 58-9779, В 23 К 9/23, опубл. 1983 г.).

Такой способ позволяет получить качественное соединение изделий из жаростойких нержавеющих сталей и углеродистых сталей. Однако существует ряд конструкций из мартенситно-стареющих сталей, которые известным способом не удается сварить без трещин.

Решаемая изобретением задача - повышение качества сварного соединения.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного способа, - получение соединения без горячих и холодных трещин при сварке деталей из мартенситно-стареющих сталей.

Для решения поставленной задачи в способе получения сварного соединения, включающем приварку к свариваемой кромке одной из деталей контактной точечной сваркой промежуточного элемента, сборку стыка и сварку, промежуточный элемент изготавливают из того же металла, что и металл изделия, и покрывают его слоем хрома, стык собирают на прихватках ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом на остающейся подкладке, изготовленной из того же металла, что и изделие, и аргонодуговую сварку осуществляют в неповоротном положении деталей за два прохода неплавящимся электродом, причем сварку ведут с вибрацией электрода поперек шва с частотой от 60-80 колебаний в минуту и первый проход выполняют на пониженном сварочном токе, составляющем 30-70% от силы тока второго прохода. В случае сварки кольцевых стыков второй проход выполняют за два полуоборота на спуск с перекрытием начала и конца шва. Для подвода аргона к корню сварного шва в подкладке выполняют отверстия.

Технологию способа можно рассмотреть на примере сварки трубопровода с корпусом статора и корпусом генератора жидкостного ракетного двигателя. Материл свариваемых деталей - мартенситно-стареющая сталь марки ВНС-25.

На фиг. 1 представлена схема сварной конструкции,
на фиг. 2 - сечение сварного шва.

Предварительно к одной из свариваемых кромок деталей 1 или 2 контактной точечной сваркой приваривали промежуточное кольцо 3, изготовленное также из стали ВНС-25 и покрытое слоем хрома толщиной 30 мкм, само кольцо выбирали толщиной 0,5-0,6 мм. Сборку стыка выполняли на остающейся подкладке 4 из стали ВНС-25 ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с продувкой внутренней полости соединения аргоном. После сборки выполняли аргонодуговую сварку стыка в стационарном (неповоротном и неподвижном) положении деталей неплавящимся электродом, при этом осуществляли поперечные колебания электрода относительно сварного шва с частотой 60-80 колебаний в минуту для увеличения глубины проплавления и лучшего заполнения разделки. Внутреннюю полость сварного соединения продували защитным газом. Сварку вели за два прохода, причем первый проход выполняли на пониженном сварочном токе по сравнению с силой тока второго прохода (на 30-70%) постоянным током обратной полярности. Второй проход выполняли на спуск за два полуоборота, первый полуоборот начинали в точке, которая, например, соответствовала положению воображаемой часовой стрелки 1 ч, против движения часовой стрелки, и заканчивали в точке 5 ч, а второй полуоборот начинали в точке 11 ч, вели по часовой стрелке и заканчивали в точке 7 ч. При сварке со стороны внутренней полости подводили аргон. При сборке деталей использовали подкладку 4, из того же металла, что и детали 1 и 2. Аргон подавали через отверстия 5 в подкладке 4 к корню сварного шва 6.

После сварки сварные швы подвергались рентгеноконтролю, трещин обнаружено не было. Затем проводили гидроиспытания при 400-759 кгс/см² и пневмоиспытания воздушно-гелиевой смесью при 60 кгс/см² Испытания показали, что сварное соединение не имеет трещин.

Наиболее успешно заявленный способ получения сварного соединения может быть применим для получения сварных соединений изделий из мартенситно-стареющих сталей при изготовлении различных конструкций в ракетостроении, самолетостроении и других отраслях техники.

Способ может быть использован в различных отраслях машиностроения при получении сварных соединений изделий из мартенситно-стареющих сталей. Перед сваркой к одной из свариваемых кромок контактной точечной сваркой прикрепляют промежуточный элемент. Элемент изготавливают из материала изделия и покрывают слоем хрома. Стык собирают на остающейся подкладке из материала изделия на прихватках. Прихватки выполняют ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом. Аргонодуговую сварку деталей ведут неплавящимся электродом за два прохода с поперечными колебаниями электрода. Способ позволяет повысить качество сварных соединений за счет исключения образования горячих и холодных трещин. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения сварного соединения, включающий приварку контактной точечной сваркой к кромке одной из деталей промежуточного элемента из металла деталей, сборку стыка с размещением между свариваемыми кромками промежуточного элемента, аргонодуговую сварку деталей совместно с промежуточным элементом, отличающийся тем, что перед приваркой промежуточный элемент покрывают слоем хрома, сборку стыка производят посредством прихватки деталей ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом на остающейся подкладке из металла деталей, аргонодуговую сварку деталей производят за два прохода неплавящимся электродом с поперечными колебаниями электрода относительно сварного шва. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сварке кольцевых стыков аргонодуговую сварку ведут в стационарном положении деталей. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что второй проход выполняют за два полуоборота на спуск с перекрытием начала и конца шва первого полуоборота. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечные колебания неплавящегося электрода осуществляют с частотой 60 - 80 колебаний в минуту. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый проход выполняют на пониженном сварочном токе, составляющем 30 - 70% от силы тока второго прохода. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в подкладке выполняют отверстия для подвода через них аргона к корню сварного шва.