Спосіб зварювання сталей під флюсом

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) SIL1263471 (51) 4 А1 В 23 К 9 / 1 8 , 9 / 1 6 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3912348/25-27 (22) 18.04.85 (46) 15.10.86. Бюл, № 38 (71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О.Патона (72) А.Е.Аснис, Г.А.Иващенко, Ю.В.Демченко и В,А.Веселое (53) 621.791.75.04(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР * 261604, кл. В 23 К 9/16, 24.11.69. (54)(57) СПОСОБ СВАРКИ СТАЛГЙ ПОД ФЛЮСОМ, при котором во флюс добавляв ют сухую углекислоту, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучше ния качества сварного соединения, повышения вязкости металла шва и околошовной зоны при сварке термоупрочненной стали путем охлаждения сварочной ванны и сварного соединения в процессе существования ванны, ее кристаллизации и охлаждения в интервале температур 800-500°С и повышения производительности сварки, сухую углекислоту добавляют во флюс в количестве, определяемом из соотношения racY = (0,2...0,4)q, где m c - масса сухой углекислоты, кг/пог. м; q - погонная энергия, ккал/см. (Л С 2 6 і А 71 Изобретение относится к электродуговой сварке под флюсом ннзкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, в частности термически упрочненных. Предлагаемый способ сварки наиболее эффективно может быть использован для получения качественных сварных соединений и повышения производительности при изготовлении и ремонте сосудов изотермических резервуаров для хранения и перевозки сжиженной двуокиси углерода. Преимущества термически упрочненной стали г повышенная прочность, сопротивляемость к хрупкому разрушению, благоприятная структура и т.п., необходимо в возможно более полной мере сохранять в сварных соединениях конструкций. Снижение данных свойств под тепловым воздействием сварки (разупрочнение) уменьшает эффективность применения этих сталей 5 10 15 20 Цель изобретения - улучшение ка• чества сварного соединения, повыше- 25 ние вязкости металла шва и околошовной зоны при сварке термоупрочненной стали путем охлаждения сварочной ванны и сварного соединения в процессе существования ванны, ее кристалли- • зо зации и охлаждения в интервале температур 800-500°С и повышение производительности сварки. Подстуживающее действие сухой углекислоты на стадии существования 35 сварочной ванны способствует снижению ее температуры и соответственно термического цикла сварки на основной металл, а на стадии кристаллизации - измельчению зерна столбчато40 дендритной структуры металла шва и участка перегрева в ЗТВ, а также уменьшению размеров ЗТВ. На стадии остывания сварного соединения в целом подстуживающее действие сухой 45 углекислоты в критическом интервале температур 800-500°С способствует образованию благоприятных структур в металле шва и ЗТВ, обладающих высокой вязкостью и необходимыми свойствами, и устранению разупрочнения в металле ЗТВ. Это позволяет повысить режимы сварки и перейти на сварку за один проход (вместо многопроходной) конструкции с толщиной элементов до 20 мм, осуществить замену сварочных материалов на менее легированные и 55 І -• м менее дорогостоящие, например силрочной проволоки СВ-08МЯ, применяемой в сочетании с флюсом АН-4 7 для сварки конструкций из стали, в частности, 09Г2С, эксплуатирующихся в условиях низких температур до минус 70 С, на проволоку Св-10Г2 либо флюс АН-47 на флюс АН-318-А. Соотношение между массой подаваемоЙ во флюс углекислоты и тепловложением при сварке получено для автоматической сварки под флюсом. При отклонении коэффициента и соответственно массы сухой углекислоты в меньшую сторону подстуживание проходит менее интенсивно. При УТОМ сварное соединение не отвечает тре-> буемым показателям по вязкости и механическим свойствам, наблюдается разупрочнение, невозможна замена сварочных материалов на менее легированные. При отклонении коэффициента и соответственно массы сухой углекислоты в большую сторону повышается интенсивность подстуживания, что приводит к образованию закалочных структур и трещин, снижению показателей вязкости металла шва. Таким образом, соотношение тс v = - (0,2...0,4)q является оптимальным. Проводилась сварка стыковых соединений термически упрочненной стали 09Г2С толщиной 14 мм. Химический состав стали, %: С 0,1; Si 0,6; Мп 1,58; S 0,03; Р 0,02. Механические свойства: S T = 440 МПа, 6В = = 590 МПа, 85 = 25%, ударная вязкость KCU - 70°С г 52 Дж/см 2 . Сварочные материалы, обеспечивающие нормативные показатели вязкости и механических свойств, - сварочная проволока Св-08МХ в сочетании с флюсом АН-47. Режим сварки, гарантирующий отсутствие разупрочнения металла в ЗТВ и обеспечивающий ударную вязкость в ЗТВ по границе сопротивления на уровне KCU - 70°С > 30 Дж/см 2 , 1 с 6 = 650-700 A, \Ja = 36-40 В, V c 6 = = 34 м/ч, (погонная энергия составляет z 6,0 ккал/см). Сварка выполняется за два прохода с обязательным остыванием после первого прохода (базовый способ), Сварку по предлагаемому способу выполняли сварочной проволокой Св09МХ в сочетании с флюсом АН-4 7 и \H-348-A, проволокой Св-10Г2 в со 1263471 приготовления шлифов. Выполняли мечетании с флюсом АН-47 за один проталлографические исследования. ход на режиме: 1се = 800-850 А, Результаты испытаний сведены U d = 36-40 В, Vc6 = 24-27 м/ч ' в таблицу. погонная энергия составляет tt 8,5 ккал/см). Предлагаемый способ сварки под Необходимое количество сухой флюсом термически упрочненных сталей углекислоты определяли из соотноше-* позволяет улучшить качество сварных ния тсч = (0,2...0,4)q, где q % соединений путем повышения ударной £ 8 , 5 ккал/см. 10 вязкости металла шва н ЗТВ, исклюСухую углекислоту в размолотом чения разупрочнения; удешевить провиде добавляли во флюс в количестве цесс путем использования менее леги0,85; 1,7; 2,5; 3,4 и 4,25 кг на рованных и менее дорогостоящих свапогонный метр шва. рочных материалов; повысить пронэИз стыков вырезали образцы для о г гводительность путем уменьшения колиределения механических свойств, чества проходов при сварке. ударной вязкости и темплеты для Режим сварки A U.. в V Сварочные материалы , м/ч Массе сухой углекислоты, кг Механичес кие свойства соединений, ИПа Ударная ВЯЗКОСТЬ KCU-70*C, Цж/см1 о. Балл зерна вО Э Ш Доля •еррнта, X Разупрочнение, X Производи Прюмтояьность чаин* ЗТВ АН-47 850 40 АН-47 800... 3 6 . . . 25 Са-ОВМХ 0,85 ЗІ2 20 600 40 АН-47 1,7 585 58 2,5 590 S 35 15 34 7 15 0 62 35 8 13 0 589 70 35 9 10 О 4,25 605 26 37 9 5 о Св-10Г2 0,85 520 24 20 S 35 15 АН-47 1.7 59! 40 38 7 »5 о 2.5 590 45 40 8 15 о 3,4 594 38 32 9 10 о 4,25 600 20 30 9 5 о Св-ОвМХ 0,85 509 26 14 5 35 15 AH-3U8-A '.7 600 55 42 7 13 0 2,5 589 48 38 8 15 О 3,4 592 46 34 9 10 0 4,25 594 П 32 9 3 0 1,5-1,7 1,5-1,7 П р и м е ч а н и е . (+) - качественное соединение;!-) - некачественно* соединение покажому-лиСо иэ признаков Редактор М.Дылын Заказ 5474/14 Составитель В.Пронин Техред Й~.Попович Корректор Л.Пилипенкс» Тираж 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4