СПОСОБ ЛОКАЛЬНОГО ОТПУСКА СВАРНЫХ ШВОВ Советский патент 1972 года по МПК C21D1/30 C21D9/50 

Изобретение относится к области термической обработки сварных швов крупногабаритных оболочек и ирименяется, в частности, для снижения остаточных напряжений после сварки.

Известен способ локального отпуска сварных швов, включающий нагрев в зависимости от ширины нагреваемой зоны.

Недостатком известного способа является то, что он основан на зависимости временных температурных напряжений только от ширины зоны, что является недостаточным, так как уровень временных температурных напряжений, который является основным фактором при релаксации остаточных напряжений, зависит не только от ширины нагрева, но и от профиля температурного поля в этой зоне. Профиль температурного поля при выборе способа нагрева для снятий остаточных напряжений играет существенную роль, так как нри одной и той же ширине зоны нагрева нежелательное распределение температуры может вызвать не снижение, а увеличение уровня напряжений в нагреваемой зоне.

Целью изобретения является обеспечение наиболее выгодных условий снижения остаточных панряжений.

Эта цель достигается тем, что нагрев под отпуск осуществляют в зависи.мости от температурного поля (распределения температуры) в зоне нагрева.

Оптимальное температурное поле, обеспечивающее при одной н той же ширине зоны нагрева минимальные температурные напряжения, определяют по следующему закону для цилиндрических оболочек:

7-(Го-Гс)Г1-з(-У+2(-У1 + JV аго у J

4-Гс для , при X :$ ХаТ Гс,

где Т - текущая темнература в каждой точке

поля;

Го - температура отпуска; Те - температура окрул ающей среды;

X - текущая осевая координата, отсчитываемая от середины шва; 2хо - ширина зоны нагрева. Предложенный способ нагрева поперечного сварного шва цплнндрической оболочки в процессе отпуска оиробпрован на оболочках диаметром 184 мм и толщиной 5 мм из титанового сплава ТС-5 с кольцевым сварным щвом, выполненным автоматической аргонодуговой сваркой.

Вид нагрева может быть любой, например, индукционный. Для сравнения было выбрано два профиля температурного поля - оптимальное для данной оболочкн, рассчитанное но выщеуказанной формуле, и, при прочих равных условиях, существенно от.тичающееся

от оптимального по градиеитности в центральной зоне нагрева.

Температура отпуска и время выдержки при этой температуре устанавливались по кривым релаксационной стойкости сплава.

Экспериментальный замер остаточных напряжений в оболочках в состоянии после сварки и после локального нагрева по указанным выше режимам показал, что в случае применения оптимального температурного поля уровень максимальных остаточцых напряжений в сварном шве снизился в 1,5-2 раза, а в случае нагрева с температурным полем, отличным от оптимального, увелияился в 2 раза по сравнению с начальным.

Полученные результаты показывают, что низкий уровень временных температурных напряжений, соответствующий оптимальному профилю температурного поля, обеспечивает благоприятные условия для протекания релаксационных процессов при локальном нагреве сварного шва оболочки.

4 Предмет изобретения

1.Способ локального отпуска сварных швов, включающий нагрев при заданной щирипе зоны, отличающийся тем, что, с целью снижения остаточных напряжений, нагрев осуществляют в зависимости от температурного поля в зоне нагрева.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев осуществляют в зависимости от температурного поля, определяемого для цилиндрической оболочки по следующему закону:

T (r,-T,)ll-3((, Lч Jfo /ч 0 / J

где Т - текущая температура в каждой точке поля;

Го - температура отпуска; Тс - температура окружа1рщей среды; X - текущая осевая координата, отсчитываемая от середины шва; 2хо - ширина зоны нагрева.