СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ СВАРКИ БРОНЕВЫХ СТАЛЕЙ Российский патент 2010 года по МПК B23K35/30 C22C38/58 C22C38/50 

Изобретение относится к области металлургии и сварки, в частности к составу легированных сталей, которые могут найти применение при изготовлении сварочной проволоки для электросварки броневых сталей.

Известна сварочная проволока, обеспечивающая аустенитную структуру шва и повышенную устойчивость к образованию горячих трещин, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,02-0,7; кремний 0,10-0,70; марганец 6,0-10,0; никель 15,0-20,0; хром 15,0-20,0; молибден 2,00-4,00; редкоземельный элемент 0,03-0,30; сера ≤0,005; фосфор ≤0,015, азот 0,02-0,25, кислород ≤0,01, железо - остальное (JP 62197294, МПК C22C 38/00; C22C 38/58; B23K 35/30; опубл. 31.08.1987).

Однако известная сварочная проволока не обеспечивает высокого качества сварного шва при ее использовании для сварки толстолистовых конструкций из броневых сталей, в первую очередь из-за появления холодных и горячих трещин по сварному шву и по зоне термического влияния.

Наиболее близкой по составу и достигаемому техническому результату является сварочная проволока для электросварки аустенитных нержавеющих сталей, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,008-0,15; кремний 0,20-1,00; марганец 1,00-3,00; хром 11,0-32,0; никель 3,0-22,5; молибден 0,001 - ≤4,00; алюминий ≤0,011; сера ≤0,0015, кальций ≤0,005; кислород ≤0,01; магний ≤0,005; азот ≤0,25; железо - остальное (JP 09-308988, МПК C22C 38/00, C22C 38/58, B23K 35/30, опубл. 02.12.1997).

Известная сварочная проволока также в достаточной степени не обеспечивает высокого качества сварного шва сварной брони из толстолистовых броневых сталей с содержанием углерода никеля до 5 мас.% из-за наличия холодных и горячих трещин в области шва и зоны термического влияния, а также устойчивости сварного шва при его обстреле снарядами (трещины, излом, отколы). Это ведет к необходимости введения ограничений по сварочному току, регламентации раскладки валиков сварного шва, обязательной ручной подварке корня сварного шва.

Задачей изобретения является разработка сварочной аустенитно-ферритной проволоки для механизированной сварки толстолистовых броневых конструкций из высокопрочных сталей средней твердости и высокопрочных корпусных сталей с содержанием никеля до 5 мас.%, обеспечивающей устойчивость сварного шва при динамическом воздействии высокоскоростных средств поражения.

Техническим результатом является отсутствие холодных и горячих трещин в сварном шве и зоне термического влияния после сварки броневых сталей, снижение затрат при сварке, связанных с ограничениями при сварке по сварочному току и обязательной ручной подваркой корня шва, а также повышение противоснарядной стойкости и живучести сварной брони.

Технический результат достигается тем, что сварочная проволока для сварки броневых сталей содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, серу, а также титан и фосфор при следующем отношении компонентов, мас.%: углерод 0,02-0,08; кремний 0,6-1,5; марганец 0,8-2,0; хром 22,5-25,0; никель 6,5-8,5; молибден 0,8-3,5; алюминий 0,08-0,35; сера 0,005-0,020; титан 0,4-1,0; фосфор 0,005-0,025, железо - остальное.

Изобретение может быть проиллюстрировано примером.

Для оценки качества сварного шва и его противоснарядной стойкости использовали сварочную проволоку по изобретению диаметром 2 мм, содержащую, мас.%: углерод 0,04; кремний 1,2; марганец 1,5; хром 22,8; никель 7,2; молибден 2,4; алюминий 0,22; сера 0,01; титан 0,8; фосфор 0,008. В качестве естественных примесей сварочная проволока по изобретению содержала медь, азот, вольфрам, ниобий, ванадий и мышьяк.

Сварке подвергали листы толщиной 45 и 70 мм броневой стали с пределом прочности 1272-1510 МПа, содержащей, мас.%: углерод 0,32; кремний 0,22; марганец 0,53; хром 1,46; никель 2,1; молибден 0,79; ванадий 0,16; алюминий 0,04; азот 0,008; медь 0,35; ниобий 0,02; сера 0,012; фосфор 0,011; железо - остальное. Полуавтоматическую сварку вели многопроходным швом на повышенных токах 350-400 A. Ручную подварку корня сварного шва не проводили.

Качество сварного шва оценивали по наличию горячих трещин, а также холодных трещин типа «отрыв» в области сварного шва и зоны термического влияния (через 3-5 дней после сварки). Обстрелу подвергали: сваренные плиты размером 500 на 400 мм толщиной 45 мм - снарядами калибром 57 мм, сваренные плиты размером 1500 на 1200 мм толщиной 70 мм - снарядами калибром 100 мм. Выдержавшими испытания считались образцы, которые не были пробиты при требуемых расстояниях обстрела и углах поражения и в сварных швах которых отсутствовали трещины.

Результаты испытаний показали отсутствие холодных и горячих трещин после сварки, а также отсутствие пробития и разрушения шва (излома, трещин) испытуемых сваренных плит после обстрела.

Таким образом, сварочная проволока по изобретению обеспечивает достижение поставленного технического результата: отсутствие холодных и горячих трещин в сварном шве и зоне термического влияния после сварки броневых сталей, снижение затрат при сварке, связанных с ограничениями при сварке по сварочному току и обязательной ручной подваркой корня шва, а также повышение противоснарядной стойкости и живучести сварной брони.

Изобретение относится к области металлургии и сварки, в частности к составу легированных сталей, которые применяются при изготовлении сварочной проволоки для электросварки броневых сталей. Сварочная проволока содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, серу, титан, фосфор и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,02-0,08, кремний 0,6-1,5, марганец 0,8-2,0, хром 22,5-25,0, никель 6,5-8,5, молибден 0,8-3,5, алюминий 0,08-0,35, сера 0,005-0,020, титан 0,4-1,0, фосфор 0,005-0,025, железо - остальное. После сварки отсутствуют холодные и горячие трещины в сварном шве и зоне термического влияния, снижаются затраты, связанные с ограничениями по сварочному току и обязательной ручной подварки корня шва, а также повышаются противоснарядная стойкость и живучесть сварной брони.

Сварочная проволока для сварки броневых сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, серу и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод 0,02-0,08 кремний 0,6-1,5 марганец 0,8-2,0 хром 22,5-25,0 никель 6,5-8,5 молибден 0,8-3,5 алюминий 0,08-0,35 сера 0,005-0,020 титан 0,4-1,0 фосфор 0,005-0,025 железо остальное