Изобретение относится к сварке закаливающихся и диснерсионно-твердеющих сталей перлитного класса и может быть использовано в теплоэнергетике и других отраслях народного хозяйства.
Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем получения металла щва с заданными механическими свойствами.
Способ осуществляют путем послойной наплавки в разделку кромок с чередованием слоев из углеродистого и легированного металла и с полным переплавом каждого углеродистого слоя металла. В качестве металла для наплавки легированного металла выбирают металл, длительная прочность которого составляет от 60 до 90% длительной прочности основного металла. Это обеспечивает длительную прочность сварных соединений при высоких температурах.
Толщину легированного слоя металла выбирают из соотнощения
5 5 Jc + mlgW-H,.
°л - У :fjг
где бу - толщина углеродистого слоя, мм; с,т,п - опытные коэффициенты для хромо- молибденовых и хромомолибденова- надиевых стилей. (,48 кгс/мм -, ,58 кгс/мм- и ,13 кгс/мм-; W - скорость охлаждения легированного металла ниже точки перекристаллизации, °С/мин; HV - заданная твердость металла пва,
кгс/мм- .
Пример 1. В корпусе т рйины из стали 20ХМЛ обнаружена трещина (мубиной 45 мм и длиной 480 мм. После удаления дефекта выборка имела размеры 500x65x50 мм. Толщина стенки в месте повреждения составила 80 мм. Из условий эксплуатации известно, что оптимальная трещиностой- кость ремонтной заварки обеспечивается при твердости металла щваHV
240 кгс/мм- .
Перед сваркой выборку н прилегающую к ней зону нагревают до 200°С. На поверхность выборки наплавляют первый облицовочный слой углеродистыми электродами
О5 О5
00 оо
ТМУ-21, 0 3 мм. Толищна облицовочного слоя 2 мм. Сварку выполняют на следующих режи.мах. /се 80--90 А, U 25-27 В, Vce 3--4 м/ч. В качестве легированных электродов иснользуют электроды марки ТМЛ-1 10 4 мм, длительная прочность (б|о которых при рабочей температуре (г 540°С) составляет 0,68 основного металла. Сварку легированного слоя производят таким образом, чтобы обеспечить полное переплавление предыдундего (углеродистого) слоя. Режим сварки легированного слоя следующий: /са 160-I80A, U 25-30 В; 1/св 4-5 м/ч. Толщину легированного слоя определяют из указанного со- отнощения, принимая и 5°С/мин, а ЯК 240 кгс/мм. Расчетная толщина легированного слоя составляет 5,64 мм.
Заполнение выборки после облицовки ее поверхности осуществляют также последовательным чередованием углеродистого слоя толщиной 2 мм и легированного слоя толщиной 5-6 мм с полным переплавлением углеродистого слоя.
Пример 2. В-корпусе стопорного клапана из стали 15ХМ1ФЛ обнаружена трещина глубиной 55 мм и длиной 380 мм. После удаления дефекта выборка имела размеры 400x58x65 мм. Толщина стенки корпуса в месте повреждения составила 120 мм. Из условий эксплуатации установлено, что оптимальной твердостью металла щва с позиции хрупкого разрущения .
Ремонтную сварку производят с предварительным и сопутствующим подогревом при 250°С. Первый облицовочный слой выполняют электродами марки ТМУ-21, 0 3 мм (углеродистый слой) с толщиной наплавляемого слоя 2,5 мм. Второй облицовочный слой наплавляют электродами марки ТМЛ-3, 0 4 мм, длительная прочность наплавленного металла которых при температуре эксплуа- ,тации 560°С составляет 0,82 от длительной прочности основного металла. Сварку выполняют на следующих режимах: для углеродистого слоя 90-100А, У 25-ЗОВ, Vce 3-4 м/ч; для легированного слоя /« 170-190А, (У 25-ЗОВ, Ксе 3-- 3,5 м/ч с таким расчетом, чтобы каждый последующий легированный слой полностью переплавил предыдущий углеродистый слой.
Расчетная толщина легированного слоя составляет 10 мм. Заполнение разделки выборки осуществляют аналогично нанесению облицовочных слоев последовательным чередованием углеродистого слоя толщиной- 2,5 мм и легированного слоя толщиной 10 мм.
Исследования химического состава наплавленного металла показали, что задаваясь определенной долей углеродистого металла, при полном его переплавлении, обеспечивается получение металла щва заданного химического состава с заданными механическими свойствами. Так, расчетно-экс0
5
периментальным путем установлено, что выполнение ремонтной сварки корпуса цилиндра среднего давления (пример 1) с применением углеродистых электродов марки ТМУ-21, 0 3 мм и легированных электродов ТМЛ-1, 0 4 мм (,96%, Mo 0,65%) обеспечивает получение металла щва твердостью и содержанием легирующих элементов промежуточного состава: ,77%, ,52%.
Технико-экономический эффект достигается за счет исключения необходимости в разработке новых марок электродов лщ каждого конкретного случая ремонта корпусного оборудования с учетом условий его эксплуатации и напряженного состояния, а также за счет повыщения надежности эксплуатации восстановленного оборудования.
Формула изобретения
1. Способ сварки и наплавки корпусных конструкций преимущественно из закаливающихся и дисперсионно-твердеющих сталей перлитного класса, при котором производят
5 наплавку чередующимися слоями с использованием углеродистого и легированного присадочного металла, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества сварных соединений путем получения металла щва с заданными механическими свойствами, на0 плавку легированного слоя ведут с полным переплавлением углеродистого слоя, а толщину слоя легированного наплавленного металла 6j, выбирают из соотно нения
б„
. Ic+mlgW-HV ,
мм.
где 5,/ - толп1ина углеродистого слоя, с,т,п - опытные коэффициенты для хромо- молибденовых и хромомолибдено- ванадиевых сталей,с
0 238,48 КГС/ММ-, ,58 кгс/мми ,13 кгс/мм ;
W - скорость охлаждения легированного металла ниже точки перекристаллизации, °С/мин;
HV - заданная твердость металла щва, 5КГС/ММ-.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью обеспечения длительной прочности сварных соединений при высокой температуре, металл для наплавки легированного слоя выбирают в зависимости от дли- 0 тельной прочности основного металла по со- отнощению
0,9б(.,„),6бш.,„),
длительная прочность легирован- .gного металла щва при рабочей
температуре на базе Ю часов;
.н) - длительная прочность основного металла при рабочей температуре на базе 10 часов.
где 6i
1)
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Способ электродуговой сварки | 1981 |
|
SU967719A1 |
| Способ контактной стыковой сварки оплавлением | 1990 |
|
SU1815071A1 |
| СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ | 1997 |
|
RU2110378C1 |
| Способ односторонней дуговой сварки двухслойных сталей | 1985 |
|
SU1380885A1 |
| Способ роботизированной лазерной наплавки для изделий из штамповой стали | 2023 |
|
RU2820294C1 |
| ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ | 1994 |
|
RU2069136C1 |
| Способ устранения дефекта сварного шва трубной сформованной заготовки, выполненного с использованием лазера | 2017 |
|
RU2668621C1 |
| СПОСОБ НАПЛАВКИ ТРУЩИХСЯ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗНОСОСТОЙКИМИ МАТЕРИАЛАМИ | 1996 |
|
RU2089361C1 |
| СПОСОБ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ | 1991 |
|
RU2022738C1 |
| Способ упрочнения стальных деталей | 1981 |
|
SU969757A1 |
Изобретение относится к сварке и наплавке закаливающихся и дисперсионно- твердеющих сталей перлитного класса и может быть использовано в теплоэнергетике. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем получения металла щва с заданными механическими свойствами. Сварку, или наплавку ведут послойно с чередованием слоев из углеродистого и легированного металла с полным переплавом каждого углеродистого слоя металла. Толщину слоя легированного металла выбирают из соответствующего соотношения. В качестве металла для наплавки легированного слоя выбирают металл, длительная прочность которого составляет 60-90% длительной прочности основного металла. Задаваясь определенной долей углеродистого металла, при полном его переплавлении, обеспечивают получение металла шва заданного химического состава с заданными механическими свойствами. I з.п.ф-лы.
