Способ дуговой обработки металлов Советский патент 1990 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к сварке,в частности к плазменной обработке,к может быть использовано при сварке изделий, работающих в средах с повышенным содержанием сероводорода(до 25%). . Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости механической прочности сварных соединений из малоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих в агрессивных средах с повышенным содержанием сероводорода путем получения защитного поверхностного слоя с пониженным содержанием С, S, Р, Мп.

Способ осуществляют-следующим образом

Перед плазменной обработкой сварHfetx соединений изделий, работающих в

средах с повышеннымг бдержанием сероводорода, зачищают шов и зону терми ческого влияния. Переплав осуществляют на установке для плазменной наплавки со сканированием в плазмотроне с амплитудой 35-60 мм по режимам I 200-250 A; U 25-28 В; V (10- 15) м/ч. Частота сканирования - 60-90 колебаний в 1 мин. В качестве плазмообразующего газа используют аргон в качестве защитного - смеси газов, включающие аргон, кислород, азот. Расход плазмообразуюцего газа 2-3 л/мин. Расход защитного газа 6-8 л/мин. Плазменный переплав осуществляют в две стадии. Сначала переплав осуществляют плазменной дугой в защитной среде состоящей из смеси газов (98-95%) Аг + (2-5%) 07 на глубину hn 1-3 мм.

Плазменный переплав в защитной среде аргона с кислородом обеспечи-

ел

оо рэ Кэ

ЈЈ 00

3158

вает рафинирование металла, но не позволяет достичь необходимой стойкости сварного шва при его работе в сероводород содержащей среде.

После плазменной обработки шва и зоны термического влияния изделия подвергают отпуску для снятия сварочных напряжений в тех случаях, когда предусмотрена эта операция в техноло- гическом процессе,

П р и м е р. Из сварных пластин толщиной 40 мм стали 20 ЮЧ вырезают заготовки шириной 320 я длиной 22.0 мм так, чтобы сварной шов был посереди- не. С помощью вертикальной фрезы убирают усиления шва.

Сварные соединения, эксплуатируемые в средах содержащих сероводород толщиной У/ 36 мм„ подвергают обяза- тельному отпуску для снятия сварочных напряжений согласно ОСТ 26-291-71. Поэтому для принятия технологического решения часть заготовок подвергают плазменному переплаву в две стадии до отпуска сварного изцелия, а часть после отпуска. Первую стадию плазменной обработки проводят в смеси газов 95-98% Аг + 2-5% 0 при силе тока I 200-250 А, напряжении U 22- 26 В, скорости перемещения плаЗмотро- на V 10-15 м/ч, расходе плазмообра- зующего газа 2-3 л/мин, частоте сканирования 80-60 колебаний в 1 мин, амплитуде колебаний 50 мм.Вторую стадию плазменной обработки проводят в техническом азоте при силе тока 1 200-220 А, напряжении U 22-28 В, скорости перемещения V 13-15 м/ч, расходе плазмообразующе- го газа 2-3 л/мин, частоте сканирования 90-70 колебаний в 1 мин, амплитуде колебаний 50 мм.

Отпуск заготовок проводят в лабораторных печах. Оценку глубины плаз- менной обработки и структуры осуществляют на продольных и поперечных шлифах с помощью травления 4%-ным спиртовым раствором азотной кислоты после электрополировки на оптическом микроскопе.

Сварные образцы без тшазменной обработки при испытании в сероводород- содержашей имеют значения относительного удлинения 10% и работы разругав- ния в сероводородсодержащей среде

(А) Ас 1800 кгм. Все пять образцов разрушались в области шва. Первую стадию плазменной обработки проводят

при глубинах обработки 0,2-3,6 мм с шагом 0,2 мм.

Проведение отпуска образцов после плазменного переплава на глубину h 1-3 мм и увеличивает значения S

до 12,5-14%, Ас. При анализе места разрушения в этом случае обнаружено, что два образца из пяти разрушились в области шва при h7 1-1,8 мм и оди образец из пяти - цри h,, 2,0-3,0 мм

При h, мм увеличения Ј, %, и Ас не наблюдалось, образцы разрушались в области шва. При ht 3,0- мм наблюдалось уменьшение rf1 , %, и А,., например при h 3,2 мм, $ 10%, Ас 1800 кгм, при h., 3,6 мм, 8,5%, АС 1600 кгм. Это происходит в связи со значительным ростом зерна, увеличением зоны со структурой видманштет- та.

Анализируя первую стадию плазменного переплава можно отметить, что при hn 1-3 мм наблюдается повышение характеристики пластичности , %, и работы разрушения А&, однако небольшая часть образцов, разрушающаяся в области шва, говорит о некоторой нестабильности процесса, что вызывает необходимость проведения второй стадии плазменной обработки.

Вторую стадию плазменной обработки в техническом азоте проводят при крайних значениях глубин первой стадии, давшей лучшие значения Р, %, и Ас, кгм, т.е. при hf 1 и 3 мм, также с шагом 0,2 мм.

Двухстадийность плазменной обработки гарантирует стабильное повышение механической и коррозионной прочности материала, эксплуатируемого в - сероводородсодержащих средах в среднем на 30-50% по всем показателям. Работа разрушения в среде выходит на уровень работы разрушения сварных соединений без участия агрессивной среды Первую стадию необходимо проводить в смеси газов 95-98% Аг и 2-5% О г на глубину h у 1-3 мм, вторую стадию в техническом азоте на глубину, которая составляет (0,3-0,5) от глубины переплава первой стадии, т.е. ha - (0,3-0,5) h,.

Анализ места разрушения образцов показывает, что плазменная обработка поверхности в две стадии приводит к повышению стойкости сварных соединений по сравнению с основным металлом независимо от того, когда

проведен отпуск сварных соединений для снятия сварочных напряжений до плазменного переплава или после него. Это дает возможность рекомендовать плазменный переплав для повышения коррозионно-механической прочности сварных соединений и основного металла в средах с повышенным содержанием сероводорода (до 25%) для любых толщин.

Формула изобретения

15

а затем многократно его переплавляю с плазменной дугов, отличающийся тем, что, с целью повыше ния прочности и коррозионной стойко ти сварного соединения, работающего в среде с повышенным содержанием се роводорода путем получения защитной высокопластичной поверхности, первы переплав сварного шва осуществляют на глубину 1-3 мм в среде аргона с добавкой 2-5 об.% кислорода, а втор переплав осуществляют на глубину

Способ дуговой обработки металлов °Т ™убины первого перепла- котором формируют свиной :ð 15 ЗШЦИТНОЙ Среде « «ского

-г - - i dJUii

при котором формируют сварной шов.

азота.

о. х

1583238

0

а затем многократно его переплавляют с плазменной дугов, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и коррозионной стойкости сварного соединения, работающего в среде с повышенным содержанием сероводорода путем получения защитной высокопластичной поверхности, первый переплав сварного шва осуществляют на глубину 1-3 мм в среде аргона с добавкой 2-5 об.% кислорода, а второй переплав осуществляют на глубину

°Т ™убины первого перепла- ЗШЦИТНОЙ Среде « «ского

ЗШ

азота.

Изобретение относится к сварке, в частности к плазменной обработке, и может быть использовано при сварке изделий, работающих в средах с повышенным содержанием сероводорода (до 25%). Цель изобретения - повышение прочности и коррозионной стойкости сварного соединения. Сварной шов подвергают двухстадийному переплаву. Первый переплав осуществляют на глубину 1 - 3 мм, используя в качестве защитной среды смесь аргона с кислородом от 2 до 5 об.%. Второй переплав осуществляют на глубину, равную 0,3-0,5 глубины первого переплава в защитной среде технического азота. Плазменная обработка поверхности приводит к повышению стойкости сварных соединений по сравнению с основным металлом независимо от того, когда проведен отпуск сварных соединений для снятия сварочных напряжений, до плазменного переплава или после него.