СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ

СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ


RU (11) 2153410 (13) C1

(51) 7 B23K35/30, C22C38/44 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98120816/02 
(22) Дата подачи заявки: 1998.11.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.11.20 
(45) Опубликовано: 2000.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 821105, 17.04.1981. SU 550260, 26.04.1977. JP 55030354 A, 04.03.1980. JP 10146691 A, 02.06.1998. WO 98/22255 A1, 28.05.1998. DE 1222266, 04.12.1963. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им. акад. В.П. Глушко 
(72) Автор(ы): Семенов В.Н.; Логинов А.Л.; Пестова М.Б.; Маслюков О.А.; Агарков Д.М.; Кляжников Г.И.; Козловская В.И.; Петраков А.Ф.; Каблов Е.Н.; Деркач Г.Г.; Мовчан Ю.В.; Каторгин Б.И.; Чванов В.К.; Громыко Б.М.; Сигаев В.А.; Демин С.А. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им. акад. В.П. Глушко 
Адрес для переписки: 141400, Московская обл., г. Химки, НПО Энергомаш, главному инженеру Мовчану Ю.В. 

(54) СОСТАВ СВАРОЧНОЙ ПРОВОЛОКИ 

Изобретение относится к сварочным материалам. Состав сварочной проволоки для выполнения корневого слоя шва при сварке конструкций из коррозионно-стойкой мартенситной стали повышенной прочности содержит следующие компоненты, мас.%: углерод до 0,3, хром 14,0 - 15,0, никель 8,0 - 10,0, молибден 1,8 - 2,2, кремний 1,3 - 1,7, марганец до 0,7, железо остальное. Состав позволяет сваривать корневой слой шва из коррозионно-стойких сталей без образования трещин. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области сварки, в частности к сварочным материалам для сварки конструкций из коррозионно-стойких мартенситных сталей повышенной прочности, работающих в условиях глубокого холода.

Известно применение для сталей мартенситного класса различных марок сварочной проволоки, например Св-08Х14ГТН, Св-12Х13, Св-08Х18Н2ГТ и других [1, стр. 175].

Однако при сварке конструкций из коррозионно-стойкой стали 03Х12Н10МТ (ВНС-25), в структуре которой не содержится -феррита, благодаря чему сталь имеет высокую вязкость и обладает повышенной работоспособностью при криогенных температурах, имеется вероятность образования горячих трещин в сварных швах, особенно при выполнении корневого слоя, поскольку отсутствие -феррита неблагоприятно сказывается на свариваемости, сопротивляемости образованию горячих трещин [1, стр.161].

Имеется большое количество литературных данных о взаимосвязи между стойкостью сварных швов против образования горячих трещин и их микроструктурой. Так, известно, что однофазные швы значительно более подвержены горячим трещинам, чем двухфазные, в которых содержится - феррита 3 - 8%. Двухфазные швы более стойки против образования горячих трещин, чем однофазные, поскольку совместная кристаллизация двух фаз приводит к изменению строения шва, замене грубой транскристаллитной структуры дезориентированной структурой с развитой поверхностью кристаллитов и значительной протяженностью их границ [2, 3, 4, 5].

Склонность стали ВНС-25 к образованию горячих трещин характеризуется низкими значениями критической скорости деформации (Aкр = 0,8 - 2,2 мм/мин ) - методика МВТУ имени Баумана. Поэтому качественные сварные соединения из стали BHС-25, выполненные без присадочного материала, возможны только для ненапряженных конструкций с малой толщиной свариваемых материалов ( 2,5 мм).

При сварке конструкций больших толщин с напряженными замкнутыми контурами из стали ВНС-25 возникает вероятность образования трещин, особенно при выполнении корневого слоя шва, где содержится пониженное количество -феррита в металле шва.

Задачей изобретения является создание состава сварочной проволоки, позволяющей сваривать корневой слой шва конструкций из стали ВНС-25 без образования трещин.

Для решения поставленной задачи предлагается состав сварочной проволоки, содержащей углерод, хром, никель, молибден, кремний, марганец и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод - До 0,3

Хром - 14,0 - 15,0

Никель - 8,0 - 10,0

Молибден - 1,8 - 2,2

Кремний - 1,3 - 1,7

Марганец - До 0,7

Железо - Остальное

Сварочная проволока данного состава содержит повышенное по сравнению со сталью ВНС-25 количество элементов ферритолизаторов, молибдена 1,8 - 2,2 и кремния 1,3 - 1,7, что позволяет получить в металле шва двухфазную ферритную структуру с содержанием -феррита в количестве 4,0 - 5,0, а содержание хрома в количестве 14,0 - 15,0 обеспечивает отсутствие трещин в корневом слое шва.

Пример.

Для определения необходимого минимального количества хрома в проволоке для сварки корневого слоя было проведено определение Aкр при сварке стали ВНС-25 проволокой Св-03Х12Н9М2С-ВИ [6], содержащей хрома 12, марганца 0,7, молибдена 2,0 мас.%, на поверхность которой гальваническим способом наносился хром в различном количестве. Дополнительно проводился контроль на отсутствие трещин в корневом слое шва при сварке реальных конструкций из стали ВНС-25 проволокой Св-03Х12Н9М2С-ВИ с разным весовым процентом нанесенного гальваническим способом хрома. В результате установлено, что минимальное содержание хрома в составе сварочной проволоки, которое гарантирует отсутствие трещин в корневом слое шва, составляет 14,0 - 15,0. При таком количестве хрома в проволоке при сварке сталей ВНС- 25 Aкр составляет 6,0 - 6,2 мм/мин. Механические свойства сварных соединений из стали ВНС-25, в которых корневой слой выполнен проволокой указанного состава, составляют:

+в20= 97,8-101,1 кгс/мм2, a11+20 = 7,3 - 14,4 кгм/см2,

-в196= 141,2-142,0 кгс/мм2, a11-196 = 5,2 - 9,8 кгм/см2.

Дальнейшее повышение содержания хрома приводит к снижению a11-196 до 2,5 кгм/см2, что снижает надежность сварных конструкций, эксплуатируемых при криогенных температурах из-за опасности хрупкого разрушения.

Источники информации

1. "Сварка в машиностроении" под редакцией А.И.Акулова, т. 2. М., Машиностроение, 1978.

2. Б. И. Медовар "Сварка жаропрочных аустенитных сталей и сплавов", М., Машиностроение, 1966.

3. Г.Л.Петров и др. "Сварка жаропрочных нержавеющих сталей", М., Машгиз, 1963.

4. Г.И.Погодин-Алексеев "Теория сварочных процессов", М., Машгиз, 1950.

5. Н.И.Каховский "Сварка нержавеющих сталей", Киев, Техника. 1968.

6. ТУ 14-1-3013-80. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Состав сварочной проволоки для выполнения корневого слоя шва при сварке конструкций из коррозионно-стойкой мартенситной стали повышенной прочности, характеризующийся тем, что он содержит углерод, хром, никель, молибден, кремний, марганец и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод - До 0,3

Хром - 14,0 - 15,0

Никель - 8,0 - 10,0

Молибден - 1,8 - 2,2

Кремний - 1,3 - 1,7

Марганец - До 0,7

Железо - Остальное