Спосіб запобігання утворенню гарячих тріщин при електрошлаковому зварюванні сталей підвищеної міцності

Винахід відноситься до галузі техніки, а саме до зварювання сталей і може бути використаний для запобігання гарячих тріщин при електрошлаковому зварюванні сталей підвищеної міцності. Відомий спосіб запобігання гарячих тріщин, при ЕШЗ [1], що полягає в технологічних мірах, які сприяють запізнюванню деформацій розтягання і знижують її швидкість. Наприклад, застосовують послідовність зварювання, що забезпечує найменшу твердість закріплення, попередній і супутній підігрів і т.п. Однак такий спосіб не дозволяє цілком виключити, (запобігти) гарячі тріщини, що утворяться в місцях сульфідних включень. Сульфідні включення легкоплавкі, мають вид плівки і розташовуються по межах зерен, якість металу зварного шва нестабільна і невисока. Відомий спосіб запобігання гарячих тріщин, при ЕШЗ [2], обраний за прототип, що полягає в скороченні температурного інтервалу крихкості (ТІК), шляхом зменшення вмісту елементів, що розширюють цей інтервал (вуглець і сірка). Цей спосіб дозволяє запобігати гарячих тріщин, однак цілком виключити їх не може. До недоліку способу прототипу потрібно віднести той факт, що сульфідні включення мають вид плівок і розташовуються по межах зерен, а це приводить до появи гарячих тріщин, якість металу зварного шва нестабільна. В основу винаходу поставлена задача запобігання гарячих тріщин при електрошлаковому зварюванні сталей підвищеної міцності, шляхом: використання флюсу, що містить компоненти, які сприяють видаленню сірки в шлак (СаF2-СаО); періодичного відновлення жужільної ванни; легування металу шва марганцем, що зв'язує сірку в тугоплавкі глобулярні з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що: - як флюс, рекомендується застосовувати флюс типу АНФ-6 системи CaF2-СаО-Аl2О3 тому що в цьому випадку практично виключається утворення силікатних включень (що має місце при зварюванні сталей підвищеної міцності), а утворяться включення типу алюмінатів, що мають високу температуру плавлення і з позицій утворення гарячих тріщин не надають небезпеки; - необхідно періодичне відновлення жужільної ванни, тобто злив частини відпрацьованого шлаку і додавання порції свіжого флюсу; - необхідно легувати метал шва марганцем. Марганець утворює тугоплавкі сульфіди, що кристалізуються в першу чергу і мають глобулярну форму, істотно знижує можливість утворення легкоплавкої сульфідної евтектики, а значить і істотно знижує можливість утворення гарячих тріщин. Марганець зручно вводити в зварний шов у виді крупки зварювального дроту Св-08Г2 у кількості 2-6%. При введенні марганцю менш 2% істотного поліпшення якості зварного шва не відбувається, а при підвищенні концентрації марганцю вище 6% з'являється можливість утворення силікатних включень типу MnO × SiO2 і (MnO )2 × SiO 2 які містять від 50% до 70% марганцю. Температура їхнього плавлення низька 1250°С1300°С і тому в інтервалі температур утворення гарячих тріщин при ЕШЗ 1380°С-1450°С такі силікатні з'єднання можуть сприяти тріщиноутворенню. Таким чином, пропонований спосіб запобігає утворенню гарячих тріщин при зварюванні сталей підвищеної міцності. Наприклад: Виконували, електрошлакове зварювання сталі підвищеної міцності 20ХНМФ товщина 1000мм. Способом прототипу [2] і пропонованим способом. Режими зварювання приведені в табл.1. Таблиця 1 Режими зварювання спосіб прототип спосіб, який заявляється Кількість Напруга Швидкість Глибина жужільної електродних Флюс зварювання, В зварювання, м/с ванни, мм дротів 54 0,035 6 45-50 АН-348 52 0,037 6 45-50 АНФ-6 Зварювальні матеріали Св-08ХН2М Св-08ХН2М, крупка дроту Св-08Г2 Для зварювання великих товщин звичайно застосовують попередній підігрів 300°С-350°С, та підігрів, що супроводжує зварювання 250°С. Режим термообробки після зварювання нормалізація і високотемпературна відпустка. На фіг.1 і 2 показана макроструктура і неметалеві включення в зразках зварених способом прототипу і способом, що заявляється. Аналізуючи макроструктури і характер розподілу неметалевих включень можна відзначити, що застосовуючи спосіб, що заявляється, - гарячі тріщини не утворюються. Джерела інформації: 1. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением /Под ред. Б.Е. Патона. -М.: Машиностроение, 1974. -680с., ил. 2. Электрошлаковая сварка и наплавка /Под ред. Б.Е. Патона. -М.: Машиностроение, 1980. -511с., ил.