Термическая обработка и нагрев сварных соединений

При экономической нецелесообразности применения дорогостоящих высоколегированных сталей используют малоуглеродистые низколегированные стали с припуском на коррозию иногда до 6—10 мм с учетом скорости проникновения коррозии и расчетного срока эксплуатации оборудования. Однако во избежание сероводородного растрескивания эти стали должны применяться при ограниченной твердости металла — не выше HR 22. Это ограничение накладывается и на металл сварного соединения. Кроме того, все сварные соединения должны быть подвергнуты послесварочной обработке. Наиболее распространенный метод снятия остаточных сварочных напряжений — термическая обработка сварного соединения (высокий отпуск). При этом очень существенны скорости нагрева и охлаждения, которые обязательно регламентируются для каждой из марок сталей. Так, для малоуглеродистых сталей типа стали 20 режим термической обработки следующий нагрев до температуры 893—933 К выдержка после прогрева 1 ч скорость нагрева 523—573 К/ч охлаждение до 573 К совместно с печью. И только для стыков диаметром менее 114 мм, имеющих толщину стенки менее 6 мм, режим может быть упрощен увеличением скорости нагрева до 873 К/ч, сокра-щение.м времени выдержки до 0,5 ч и нерегулируемым охлаждением. [c.177]

Предварительную оценку влияния термического цикла сварки на изменение структуры и свойств свариваемого металла проводят путем специальных исследований, предусматривающих нагрев и охлаждение образцов по программе с заданными скоростями и механические испытания после такой обработки (например, метод ИМЕТ-1). Испытания позволяют имитировать сварочные термические циклы любого участка сварного соединения и выявлять их воздействие на структуру и свойства металла. [c.52]

В качестве источников питания при индукционной термической обработке широко применяются сварочные трансформаторы типов ТСД—1000 и ТСД—2000, позволяющие осуществлять дистанционное управление режимами нагрева и автоматизировать их процессы. Нагрев сварных соединений обычно выполняется на форсированных режимах током величиной от 1 ООО до 1 600 а при напряжении на клеммах нагревателя 30—40 в. [c.226]

Сварные соединения стали Х17 в зоне термического влияния (>-900 С) обладают пониженной стойкостью к межкристаллитной и общей коррозии. Для повышения их коррозионной стойкости необходим дополнительный отпуск изделия или местный нагрев сварных соединений до 740—800° С с охлаждением на воздухе. При невозможности подвергать сварные конструкции термической обработке целесообразно изготовлять клепаные конструкции. [c.87]

Для термической обработки сварных соединений разрешается при.менять как общий печной нагрев, так и местный — индукционные нагреватели или. многопламенные газовые горелки. [c.510]

При дуговой сварке для предупреждения межкристаллитной коррозии сварных соединений рекомендуется сварка на малых погонных энергиях (q/V e, Дж/см) с применением теплоотводящих медных подкладок в целях получения жестких термических циклов и уменьшения времени пребывания металла при высоких температурах термическая обработка после сварки нагрев до температуры 1100 "С и закалка в воду. При нагреве происходит растворение карбидов, и закалка фиксирует чисто аустенитную структуру. [c.277]

Ввиду различия химического состава и структуры металла шва и основного металла сварные соединения некоторых никелевых сплавов особенно с Сг и Мо имеют существенную неоднородность физикохимических свойств и проявляют склонность к межкристаллитной коррозии. Для таких сплавов рекомендована послесварочная термическая обработка (нагрев до Т = 700. .. 800 °С с последующим охлаждением на воздухе или в воде). [c.464]

Сущность радиационного метода нагрева заключается в передаче тепла от источника нагрева к нагреваемому изделию через теплоноситель, которым является нагретый воздух. В электронагревателях сопротивления тепло выделяется в нагревательном элементе (нихромовой проволоке, ленте) в момент прохождения по нему электрического тока. Газопламенный способ заключается в подводе тепла, выделяющегося при сгорании, с внешней стороны изделия. Горючими газами являются ацетилен, пропан-бутановая смесь, природный газ в смеси с кислородом или воздухом. При индукционном способе сварное соединение нагревается электрическим током, индуктируемым в металле переменным электромагнитным полем. Индукционный нагрев при местной термической обработке выполняется токами промышленной и повышенной (2500—8000 Гц) частоты. Комбинированный способ нагрева заключается в применении электронагревателей комбинированного действия, когда используются способы сопротивления, и индукционный — токами промышленной частоты. При этом нагрев осуществляется, главным образом, за счет метода сопротивления, индукционная составляющая оказывает меньшее тепловое воздействие. При термохимическом способе нагрева необходимое тепло образуется при сгорании пакетов из экзотермических смесей, устанавливаемых на сварное соединение. Эти смеси, в состав которых входят окислы алюминия, соединения серы и фосфора, при сгорании [c.207]

Большое значение имеет скорость нагрева. При увеличении скорости нагрева сокращается длительность термической обработки, увеличивается пропускная способность оборудования, уменьшается угар металла и т. д. Но при быстром нагреве в деталях возникают большие внутренние напряжения. Нагрев деталей происходит в результате смывания их горячими газами в печи или излучения тепла от стенок муфеля либо нагревательных элементов печей сопротивления, а также за счет теплопередачи от жидкого расплава. В любом из перечисленных случаев наружные слои нагреваются быстрее внутренних. Наружные слои стремятся расшириться, а внутренние, относительно более холодные, препятствуют этому. В наружных слоях возникают напряжения сжатия, во внутренних — растяжения. В нагреваемых слитках и сварных соединениях могут возникать еще и остаточные напряжения, которые суммируются с температурными внутренними напряжениями. Внутренние и остаточные напряжения могут привести к образованию трещин. [c.132]

Для поверхностной закалки деталей, когда на поверхности получается твердый закаленный слой при вязкой сердцевине, а также для термической обработки сварных соединений паропроводов применяют нагрев токами промышленной, повышенной и высокой частоты. [c.133]

Сварные соединения высокопрочных сталей, как правило, обладают пониженной конструктивной прочностью. Это вызвано более низкими прочностными свойствами металла шва и околошовной зоны в результате потерь некоторых легирующих элементов, литой структуры и образования структур перегрева. Технологически возможно путем легирования металла шва повысить его свойства до уровня основного. Значительно труднее повысить свойства металла в зоне термического влияния. Основной металл, примыкающий к зоне сплавления, нагревается до весьма высоких температур, близких к температуре плавления. Такой нагрев приводит к образованию структур перегрева. Высокопрочные стали, нагретые до температур, близких к ликвидусу, после охлаждения теряют свои механические свойства, в особенности по показателям пластичности. Последующая термическая обработка не восстанавливает полностью свойств металла в зоне перегрева. [c.15]

Когда наплавленный металл по своему химическому составу несколько отличен от основного, используют режим термической обработки, установленный для свариваемой стали, но с корректировкой параметров применительно к сварным соединениям. Если, например, наплавленный металл содержит меньше углерода и легирующих элементов, чем основной, назначают нагрев под закалку до более высоких температур, благоприятно влияющих на изменение структуры околошовной зоны. [c.337]

С целью повышения пластичности сварные соединения должны подвергаться местной термической обработке — нормализации, которую наиболее целесообразно производить при индукционном нагреве по следующему режиму (для всех сталей) нагрев до темпе-, ратуры 1000—1050° С в течение 15—30 сек. и свободное охлаждение на воздухе. [c.116]

Особенно опасен для полуферритных сталей перегрев до температур выше 1000°, в результате которого они приобретают гетерогенную крупнозернистую структуру, определяющую высокую хрупкость и низкую стойкость против коррозии (рис. 14). Последующий нагрев на температуры 700—800° не устраняет крупнозернистости и хрупкости происходящая при таком нагреве коагуляция карбидов и некоторое выравнивание концентрации хрома в твердом растворе способствуют небольшому повышению коррозионной стойкости [3]. Поэтому сварные соединения деталей из 17%-ной хромистой стали сразу же после сварки следует подвергать термической обработке для увеличения коррозионной стойкости. [c.907]

ГЛАВА XIII. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И НАГРЕВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ [c.205]

В связи с невозможностью измельчения структуры ферритных сталей методами термической обработки хрупкость их сварных соединений является необратимой. Термическая обработка, применяемая для сварных соединений сталей ферритного класса, положительно сказывается в основном на снижении уровня остаточных напряжений. Отжиг при 760 °С является универсальным для сталей ферритного класса. При этой температуре практически полностью релаксируют остаточные напряжения. Этот режим целесообразен также для устранения восприимчивости к межкристаллитной коррозии. Нагрев при 760 °С значительно увеличивает деформационную способность сварных соединений сталей 08Х17Т и 15Х25Т. В частности, после термообработки при 760 °С длительностью 2 ч возможен изгиб сварных соединений стали 08X17Т на 120°, что необходимо при испытаниях на межкристаллитную коррозию по ГОСТ 6032—75. [c.260]

С целью определения оптимальных условий аустенитизации при выполнении высокотемпературной термической обработки осуществляли нагрев отдельных серий образцов из двухпроходных электрошлаковых сварных соединений со скоростью 225 ""С/ч и закалку в воду со скоростью 110°С/с после выдержки при этих температурах в течение определенного времени. Затем на приборе ПМТ-3 замеряли микротвердость металла характерных участков и определяли распределение твердости в поперечном сечении соединений (табл. 9.16, рис. 9.13). Сопоставляя кривые Л п 5 на рис. 9.13, б, можно видеть, что при закалке в воду со скоростью 1,1 °С/с твердость металла шва и ЗТВ при близких значениях других параметров значительно меньше, чем при закалке [c.221]

Свариваемость этих сталей удовлетворительная. В качестве присадочного материала может быть применена проволока той же стали с обмазкой ЭНТУЗ, при этом свойства сварного шва близки к основному. металлу. Для сварки необходи.мо предварительно подогревать кромки до 200—300 °С. Для повышения коррозионной стойкости и пластических характеристик сварного соединения рекомендуют подвергать изделия термической обработке по режиму нагрев до 950 °С, охлаждение на воздухе и последующий отпуас при 700 °С. В тех случаях, когда термическую обработку изделий осуществить невозможно, следует подвергать местному кратковременному отпуску при указанной выше температуре только сварное соединение. Любые окислы, полученные в процессе сварки или термической обработки иа сталях указанного типа и на любых нержавеющих сталях, должны быть полностью удалены. [c.143]

Кратковременный нагрев (до 1 ч) сплавов В65, Д18, Д1 и Д16 при 150 °С делает их склонными к межкристаллитной коррозии аналогичный нагрев сплавов Д19 и М40 не вызывает этой склонности. Поэтому, а также для предотвращения снижения прочности вследствие возврата сплав Д16 в случае использования его при 150 °С и выше надо применять в искусственно состаренном состоянии. С другой стороны, сплавы Д19 и М40 для работы при повышенных температурах можно применять либо в есз-ественно состаренном, либо в искусственно состаренном состояниях. Сопротивление коррозии сварных соединений из сплавов ВАД1 и М40 пониженное, так как оНи обнаруживают склонность к межкристаллитной коррозии. Этот недостаток почти полностью устраняется путем термической обработки сварных соединений (закалка и старение). Сварные соединения из сплавов ВАД1 и М40 требуют надежной защиты от коррозии и не рекомендуются для применения в морских условиях. Сплав ВД17 применяется, как правило, в закаленном и искусственно состаренном состоянии. Коррозионная стойкость его выше, чем стойкость сплавов аналогичного применения (АК4, АК4-1 и Д20). Высокопрочные сплавы типа В95 (В96, В93 и В94) в отличие от сплавов типа дуралюмин наиболее низкой коррозионной стойкостью обладают после закалки и естественного старения. [c.36]

Термическую обработку сварных соединений с помощью гибких проволочных нагревателей и муфельных печей сопротивления применяют при толщине стенки труб 5 60 мм. Газовые горелки дают достаточно равномерный нагрев при S<25 мм. Эти горелки можно применять и при 5>25 мм, но тогда следует устанавливать внутри труб тепловые заглуш- [c.359]

В случае приварки змеевиков из труб перлитной стали к кол лектору, изготовленному из этой же или другой стали перлитного класса, проводят OTiny K газовыми горелками. Например, при приварке электродуговой сваркой к камере из стали 15Х1М1Ф трубок из стали 12Х1МФ сварные соединения подвергают отпуску при 740—760° С в течение 4 ч. Нагрев осуществляют линейными (рис. 126, б) или кольцевыми (рис. 126, в) газовыми горелками в зависимости от того, какую удобнее расположить около стыков. Горелки имеют трубки для подвода природного газа и камеры, в которых имеются отверстия. Газ выходит из отверстий, смешивается с воздухом и сгорает. Кольцевая горелка для удобства использования сделана составной из двух полуколец. К полукольцевым камерам приварены дистанционирующие планки, которые упираются в поверхность коллектора. Полу-кольцевая камера горелки сразу устанавливается на требуемом расстоянии от коллектора благодаря дистанционирующим планкам. Материалом для изготовления горелок служит углеродистая сталь Ст. 3. При работе горелки практически не нагреваются. Во время термической обработки температуру контролируют при помощи термопары, вводимой в приваренный змеевик из камеры, и гальванометра или при помощи оптического пирометра. [c.263]

По данным Дюваля и Овчарского, введение операции перестаривания заготовок позволило решить проблему околошовного растрескивания сварных соединений одного из наиболее жаропрочных сплавов на никелевой основе марки Юдимет-700 (0,06% С 15,4% Сг 5,0% Мо 18,8% Со 4,4% А1 3,4% Т1 0,03% В). Разработанный для этой цели оптимальный термический режим состоит из аустенитизации при 1170° С и двухступенчатой стабилизации при 1075° С с длительностью выдержки 16 ч с последующим охлаждением со скоростью 56° С/ч до 1024° С и выдержкой при этой температуре 16 ч. Далее заготовки медленно охлаждаются со скоростью 28° С/ч до 900° С, 56° С/ч до 565° С и затем на воздухе до комнатной температуры. Отмечается также, что после этой операции заметно улучшается и формообразование сплава. После аргоно-дуговой сварки заготовок с использованием в качестве присадки проволоки марки 718 изделие успешно проходит нагрев под термическую обработку со скоростью 1600° С/ч. [c.249]

Для полного выравнивания конц,ентрацин ниобия или других элементов, входящих в состав переходного слоя или припоя, требуется более или менее длительный нагрев. Совершенно не обязательно сочетать его с самим процессом сварки. Чтобы не загружать сварочное оборудование, термическую обработку сварных соединений можно производить и по завершении процесса сварки с помощью обычных средств (нагревательных печей). Из сказанного следует, что при ПСП можно и не добиваться полного рассасывания и исчезновения прослойки. Важно довести процесс до той стадии, когда свариваемые детали соединились между собой с помощью припоя по всей поверхности без несплошностей. [c.378]

Назначение термической обработки сварных соединений 1) снятие или сни жение уровня остаточных сварочных напряжений, 2) восстановление или улучше ние структурного состояния и свойств металла в ЗТВ, на которую нагрев сварочным источником теплоты оказал неблагоприятное влияние, 3) рекристаллизациго и улучшение качества соединения в результате протекания диффузионных про цессов при методах сварки давлением. [c.411]

При термической обработке сварных изделий способы нагрева можно разделить на две основные группы 1) общий нагрев всего сварного изделия и 2) местный нагрев только зоны сварного соединения. Оборудование для общего нагрева всего сварного изделия аналогично обычному оборудованию для термической обработки, приведенному в гл. 16. Оборудование и приспособления для местного нагрева зоны сварного соединения специфично. Наиболее шйроко местную термическую обработку применяют в энергетическом машиностроении и строительстве. Эта отрасль промышленности изготовляет специализированное оборудование, достаточно широко опробованное и проверенное. В табл. 18 приведены сведения по способам и оборудованию для нагрева при местной термической обработке сварных соединений на основании опыта энергетической промышленности. [c.422]

Выделяющееся при сварке тепло уходит в основном в свариваемый металл через околошовные участки, называемые зоной термического влияния. От обычной термической обработки нагрев и охлаждение металла сварного соединения в зоне термического влияния отли-чается кратковременностью теплового воздействия и нагревом до высоких температур. Нагрев и охлаждение /V. металла околошовной зоны оказывают серьезное влия-ние на его свойства, вызывая различные структурные изменения. Свойства сварного соединения определяются свойствами металла шва и металла зоны тер мического влияния. Зона термического влияния при сварке покрытыми электродами составляет около 6 мм (участки перегрева — 2,2 мм, нормализации — 1,6 мм, неполной перекристаллизации — 2,2 мм). Сварные соединения разрушаются главным образом в зоне термического влияния в следствие потери основным металлом пластических свойств. [c.17]

Для предотвращения образования кристаллизационных трещин при сварке малопластичных и хрупких закалочных структур используют предварительный и сопутствующий нагрев кромок сварного соединения. Для нагрева могут служить разнообразные нагревательные устройства, применяемые для термической обработки. При газопламенном нагреве можно пользоваться универсальными ацетилено-кислородными горелками средней и большой мощности. Для нагрева в полевых условиях разработана серия газовых подогревателей, работающих на сжиженных или природных газах. Наибольшее распространение получили наружные газовые подогреватели серии ПС, представляющие собой два полукольца с расположенными на них инжекторными газовыми горелками. Число горелок зависит от диаметра нагреваемого трубопровода. Для обеспечения отбора при отрицательных температурах резервуар с топливом подогревают продуктами сгорания двигателей сварочных агрегатов. Подогреватель ПСК отличается от подогревателей ПС более высокой тепловой мощностью и КПД, так как пламя подогревателя ограждено защитным экраном, а применяемые горелки ГУПС обеспечивают полное сгорание топлива. Для нагрева могут применяться также термохимические устройства нз экзотермических смесей. Устройства имеют вид гибкого шнура, располагаемого по обе стороны свариваемого стыка и закрепляемого металлическими полосами. Необходимость в нагреве и его температуру устанавливает технология сварки. [c.216]

Электронный луч можно использовать не только для сварки, но и для обработки кромок перед сваркой, а также для термической обработки сварного соединения после сварки. Нагрев под обработку кромок и для термообработки сварного соединения производится расфокусированным лучом. Нагрев кромок этим лучом в вакууме сопровождается интенсивной очисткой их от оксидных и жировых пленок и адсорбированных газов. [c.227]

Известно, что повышение прочности стали находится в прямой зависимости от повышения содержания углерода до 0,35—0,40%, однако для высокоуглеродпстых сталей неизбежна термическая обработка сварных соединений. Если низколегированную сталь подвергнуть специальной термической обработке, то можно получить очень высокие прочностные показатели. Термический цикл может быть простым — нагрев, выдержка при / = 900—920° С и охлаждение в воде (закалка) и сложным —на- [c.27]

Нагрев гибкими нагревателями сопротивления. Наиболее удобны для термической обработки сварных соединений в монтажных условиях гибкие электрические нагреватели сопротивления, которые просты по конструкции, технологичны в изготовлении и экономичны. Они выпускаются ММСС СССР по ТУ 36-1837-75. Такими нагревателями проводят предварительный (и сопутствующий) подогрев и термическую обработку сварных соединений трубопроводов, аппаратов и листовых конструкций толщиной до 100 мн. Эти нагреватели отличаются большой удельной мощностью (45— 50 кВт на 1 м поверхности), возможностью использования сварочных источников питания (трансформаторов и преобразователей), большим КПД (около 50%) за счет хорошей теплоизоляции и теплопередачи, высокой надежностью. [c.673]

На рис. 2 представлены кривые релаксации напряжений стали 15Г2СМФ в различном состоянии. Кривая 1 характеризует релаксацию напряжений в стали, прошедшей термическую обработку по термическому циклу сварки (нагрев до 1200°С, выдержка при этой температуре 20 мин и охлаждение со скоростью, равной скорости охлаждения околошовной зоны реального электрошлакового сварного соединения). Кривая 2 характеризует релаксацию напряжений в стали, прошедшей термическую обработку по термическому циклу сварки и деформационное старение (пластическая деформация %, нагрев до 250 °С и выдержка при этой температуре в течение 2 ч). [c.6]

Предварительная термическая обработка заключается в отжиге (полном, изотермическом или низкотемпературном — смягчающем) и применяется в том случае, если сварке подвергают неоднородный металл, имеющий внутренние напряжения. Сопутствующая сварке термическая обработка заключается в подогреве, осуществляемом до сварки, во время сварки и после сварки (выравнивающий нагрев) с последующим замедленным охлаждением. Последующая после сварки (окончательная) термическая обработка проводится для улучшения структуры сварного шва и зоны термического влияния и получения необходимых механических свойств. Наиболее полно это достигается закалкой с отпуском по обычному для данной стали режиму. Например, после термической обработки сварного соединения из стади ЗОХГСА по режиму закалка в масле от 880° С, отпуск при 850° С, механические свойства шва и околошовной зоны получаются такие же, как свойства основного металла. Микроструктура шва и основного металла одинакова — троостосорбит. Если детали перед сваркой были термически обработаны (закалены и отпущены), то после сварки целесообразно производить их отпуск при температуре отпуска предварительной термической обработки. [c.220]

Локальннй нагрев хотя и не является видом термической обработки, но имеет существенное значение для получаемых после термообработки результатов. С локальным нагревом при термической обработке сварных соединений связаны два основных о тоятельства [c.165]

Роль технологии сварки может быть различной. Подогрев перед сваркой или в процёссе сварки уменьшает градиент температур между зоной сварного соединения и основным металлом и тем самым понижает величину остаточных сварочных напряжений. Многослойная сварка небольшими валиками будет способствовать снижению уровня остаточных напряжений, потому что при сварке каждого последующего слоя будет происходить нагрев предыдущих и соответственно снижение остаточных напряжений. Важно также, при какой температуре окружающего воздуха осуществлялась сварка — низкая температура будет приводить к увеличению температурного градиента и росту остаточных напряжений. Значение имеет и скорость охлаждения после сварки — уменьшение скорости охлаждения с помощью теплоизоляции сварного соединения будет способствовать снижению уровня остаточных напряжений. К снижению скорости охлаждения будет вести увеличение погонной энергии при сварке (при прочих равных условиях). Поэтому проведение термической обработки зависит от технологии сварки. [c.175]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...