Способ электродуговой сварки Советский патент 1987 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к электроду- говой сварке, преимущественно низколегированных сталей. Способ позволяет повысить качество сварных соединений и коррозионную стойкость без примене- кия термической обработки. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при сварке и ремонте сосудов для хранения и перевозке сжиженной углекислоты.

Целью изобретения является получение качественных сварных соединений с высокой коррозионной стойкостью без применения термической обработки.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Переплавление кромок ведут при повышенной скорости истечения аргона из сопла горелки, позволяющей увеличить глубину проплавления, от- теснения расплавленного металла от основания дуги, пронукнуть вглубь сварочной ванны и способствовать интенсивному очищению металла струей арго- на, подчиняющейся зависимости

Q(22- - 28)г, где QJ, - скорость истечения аргона

в л/мин; г - радиус сопла горелки, см.

Повьшение расхода газа сиособствует увеличению проплавления, интенсивному перемешиванию сварочной ванны, дроблению газовой струи и очищению ею расплавленного металла. Поскольку вследствие разницы парциальных давле- НИИ газов в металле и пузырях аргона создаются условия для дегазации и де- сульфурации, при этом объемная доля неметаллических включений в переплавленном металле уменьшается в 2,5 раза исключаются включения размером более 2,5 мкм. Содержание серы уменьшается на 40 - 50%, а водорода - в 4 - 5 раз по сравнению с основным металлом.

Воздействие коррозионной среды на чистый металл менее значительно, чем на загрязненный. В загрязненном ме- талЛе возникающее вокруг включений объемное напряженное состояние вызывает диффузию компонентов коррозион- ной среды в данную зону.

Для достижения желаемого эффекта глубина переплавленного металла кромок должна быть такой, чтобы образующийся участок крупного зерна ЭТВ сварного соединения полностью размещался в качественном (переплавленном металле, а проплавление этого слоя должно составлять 40 - 70%. Это позволяет температуре,,, присущей высоко- температурным участкам ЭТВ (1000... АС|), способствовать протеканию процессов, характерных для термической обработки. При этом снижаются остаточные напряжения до уровня допустимого - 0,36 , где о - предел текучести металла, повышается коррозионная стойкость. Металл шва и ЭТВ имеет высокую вязкость, отвечающую нормативным требования КСи-70 С-ЗОДж/см .

При отклонении Q в меньшую сторону отсутствует активное протекание очищения металла. Давления струи аргона недостаточно для дробления струи и проникновения ее вглубь сварочной ванны. При этом толщина переплавленного слоя и его качества недостаточно

При отклонении Q в большую сторону процесс переплавления идет нестабильно. При этом ламинарное истечение газа переходит в турбулентное и нарушается сплошность защиты места сварки, соответственно снижается качество переплавленного металла.

УстановленоI что проплавление качественного слоя при последующей сварке вручную и полуавтоматической сварке в углекислом газе на 40 - 55%, а при автоматической сварке под флюсом на 55 - 70% позволяет получить сварные соединения, отвечающие нормативным требованиям по вязкости и коррозионной стойкости.

Пример. Сваривались пластины из СТ9ЛИ 09Г2С толщиной t4 мм следующего химического состава, %: С - 0,09; МП - 1,6,- Si - 0,5,- S - 0,03; Р - . Механические свойства стали: б-,330 МПа, (5g 510 МПа, 35%. Ударная вязкость KCU-70 38 Дж/см.

На пластинах размером 200х600х х14 мм с Y-образной разделкой кромок и без разделки кромок выполняют переплав серийным держателем предназначенным для ручной дуговой сварки неплавящимся электродом. Электрод диаметром 5 мм (ВТ-10). Аргон марки Б. Источник питания ВС-500. Режим переплава кромок: Ij, А, и.18 В, 8 м/ч. Расход аргона при диаметре сопла 16 мм - 16, 18, 20, 23 и 25 л/мин.

Для формирования переплавленного слоя применяются медные ползуны. С целью увеличения толщины качественного слоя металла кромки можно располагать под углом 5 - 10°, а переплавление проводить углом вперед.

Последующая сварка выполняется: при ручной сварке электродами УОНИ- 13/55, диаметром 4 мм на режиме leg 160 - 200 А, и,25 В; при полуавтоматической сварке в углекислом газе сварочной проволоки Св-08Г2С диаметром 1,6 мм на режиме 250 - 300 А, В; при автоматической сварке под флюсом АН-348-А в сочетании с проволокой CB-OSMX, диаметром 4 мм на режиме - 700 А, U.38 - 40 В, Vc8 34 м/ч.

Из стыков вырезают образцы для испытания на коррозию по ОН 9-173-69 ударную вязкость, а также темплекты для приготовления шлифов для металлографического анализа. Кроме того, изготовляют образцы для газового и химического анализа. Напряженное состояние определяют прибором ПИОН-3.

Использование известного способа сварки позволяет: получить качественные сварные соединения конструкций с толщиной элементов 10 - 40 мм и высокой коррозионной стойкостью; исклю чить термическую обработку для свар

Редактор А.Ворович

Составитель Г.Тютченкова

Техред М.Хрданич Корректор Г.Решетник

Заказ 425/12Тираж 976Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,-ул. Проектная, 4

ных соединений с целью снятия остаточных напряжений и повышения коррозионной стойкости с гарантией эксплуатационной надежности; повысить расчетный срок службы изделий, в частности сосудов для хранения и перевозки сжиженной углекислоты, в 1,3 - 1,5 раза.

Ш Формула изобретения

Способ электродуговой сварки, преимущественно низколегированных сталей, включающий переплавление свариваемых кромок неплавящимся электродом в аргоне и их последующую сварку, при которой частично переплавляют переплавленный ранее слой, отличающийся тем,4 что, с целью повышения качества и коррозионной стойкости сварных соединений, скорость истечения аргона при переплавлении кромок выбирают из соотношения

Q(22-28)r,

где Qn - расход аргона, л/мин; г - радиус сопла, см.

Изобретение относится к области электродуговой сварки плавлением и может быть использовано для изготовления и ремонта сварных конструкций, ра- ботающих в условия коррозионной среды и низких температур, в частности изотермических резервуаров для хранения и перевозки жидкой двуокиси углерода. Целью изобретения является повышение качества сварных соединений и коррозионной стойкости без термической об- работки. Для этого осуществляют пред- ва зительное переплавление свариваемых кромок вольфрамовым электродом при повышенных скоростях истечения газа из сопла горелки. Это позволяет увеличить глубину проплавления путем от- . теснения расплавленного металла от основания дуги, проникнуть вглубь сварочной ванны и способствует интенсивному очищению металла струей аргона. (О сл tc со 4:: СЛ ю