SU941104A1 - Способ управлени процессом термической обработки сварного соединени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к термической обработке соединений, сваренных давлением по всему сечению одновременно, включающей принудительное охлаждение сварного соединени  от температуры сварочного на- 5 грева до заданной температуры с последующим нагревом или без него.

Известны способы сварки и термообработки , когда сварные соединени  сразу после сварки охлаждают с установленной ю интенсивностью до заданной температуры

Недостатком этих способов  вл етс  то,

что заданную температуру охлаждени  определ ют или непосредственным, или is косвенным ее измерением по длительности охлаждени  с установленной интенсивностью . Непосредственный замер температуры в зоне соединени  при сварке давлением , например, таких крупногабаритных 20 изделий, как трубы,  вл етс  трудоемким процессом и на практике не всегда осуществимым , особенно при сварке с принудительным охлаждением, когда поверхность соединени  соприкасаетс  с охлаждающей 25 средой. Определение заданной температуры по длительности охлаждени , которую устанавливают до сварки, не учитывает возможные изменени  условий нагрева и охлаждени , например увеличение времени зо

охлаждени  ввиду повыщенного нагрева свариваемых деталей в процессе сварки.

Известен способ управлени  процессом термической обработки сварного соединени , выполненного сваркой давлением, включающий принудительное охлаждение сварного соединени  от температуры сварочного нагрева до заданной температуры с последзющим нагревом сварного соединени  2.

Недостатком этого способа  вл етс  относительно больща  продолжительность времени между осадкой, т. е. концом сварки , и последующей термообработкой. В поточном производстве это снижает производительность работ при изготовлении сварных конструкций, особенно морских трубопроводов, когда увеличение промежутка времени меладу концом сварки и последующей термообработкой соединени  заметно увеличивает стоимость работ.

Кроме того, при об зательной последующей термической обработке сварного соединени  часто возникает необходимость знать определенную температуру сварного соединени , котора  достигаетс  в процессе принудительного , ускоренного охлаждени .

Цель изобретени  - улучщение качества соединений и новыщение производительности .

Цель достигаетс  тем, что в способе управлени  процессом термической обработки свариого соединени , выполненного сваркой давлением, включающим принудительное охлаждение сварного соединени  от температуры сварочного нагрева до заданной температуры с последующим нагревом сварного соединени  или без него, в процессе принудительного охлаждени  измер ют Врем  TI охлаждени  сварного соединени  от температуры сварочного нагрева до точки Кюри, затем по полученному значению этого времени определ ют врем  Т2 охлаждени  от температуры магнитного превращени  до заданной температуры - по зависимости: , где k - коэффициент , учитывающий услови  охлаждени  сварного соединени , значение которого определ ют экспериментально или вычисл ют до сварки, и охлаждают сварное соединение до истечени  этого времени, после чего принудительное охлаждение прекращают , а сварное соединение или охлаждают естественно, или подвергают последующему нагреву, причем при увеличении времени охлаждени  от температуры сварочного нагрева до точки Кюри свыше максимального установленного значени  повь шают интенсивность охлаждени  соединени  от температуры магнитного превращени  до заданной темпер атуры, при этом врем  охлаждени  с повышенной интенсивностью уменьшают обратно пропорционально повышению интенсивности охлаждени .

В первоначальный период принудительного охлаждени  измер ют врем  охлаждени  зовы соединени  от температуры сварочного нагрева до температуры магнитного превращени , а по величине этого времени определ ют врем  охлалсдени  от температуры магнитного превращени  до заданной температуры, по достижению которой принудительное охлаждение прекращают , и сварное соединение подвергаетс  последующему нагреву или охлаждаетс  естественно. Обычно температуру начала последующего нагрева устанавливают на 20 .. 50°С ниже температуры минимальной устойчивости аустенита, значение которой зависит от химического состава свариваемой стали и находитс  в пределах 200... 600°С.

Врем  TI определ ют известным способом с помощью электромагнитного устройства по величине индуктивного сопротивлени , которое увеличиваетс  в зависимости от понижени  температуры сварного соединени  после сварки.

Врем  Т2 устанавливают как произведение . Величину коэффициента k определ ют до сварки известными методами расчета или экспериментально.

При увеличении времени охлаждени  от температуры сварочного нагрева до температуры магнитного превращени  больше максимально установленного значени  повышают интенсивность охлаждени  соединени  от температуры магнитного превращени  до заданной температуры.

На схеме представлены кривые охлаждени  в координатах Температура (Т) -врем  охлаждени . Тсв.и. - максимальна  температура нагрева сварного соединени 

сразу после сварки; Аг2 - точка Кюри, температура магнитного превращени . Гзад.- заданна  температура охлаждени , по достижению которой начинают последующий нагрев.

Крива  1 характеризует период охлаждени  с повышенной интенсивностью, при этом продолжительность охлаждени  уменьшают обратно пропорционально повышению интенсивности охлаждени . Период принудительного охлаждени  состоит из времени т/ и T2 Ti-A. Крива  2 представл ет максимально заданный по продолжительности период охлаждени , состо щий из времени п и . Крива  3

характеризует период принудительного охлаждени , длительность которого при установленной интенсивности охлаждени  превышает длительность цикла с максимально заданной продолжительностью. В последнем случае период охлаждени  состоит из времени т/ - охлаждени  с установленной интенсивностью и времени с повышенной интенсивностью принудительного охлаждени  по сравнению с устаиовленной .

Предложенный способ управлени  процессом термической обработки позвол ет с достаточно высокой точностью определить длительность охлаждени  сварного соединени  до заданной температуры, значение которой равно или меньше точки магнитного превращени .

Способ управлени  процессом термообработки наиболее эффективно примен ют при

способах сварки, при которых сварка и последующа  термообработка осуществл ютс  одновременно по всему периметру свариваемых участков соедин емых деталей. Способ реализуют следующим образом.

Например, при контактной стыковой сварке, одном из способов сварки давлением теплоустойчивых труб из хромомолибденованадиевой стали перлитного класса диаметром 159 мм с толщиной стенки

20 мм по предложенному способу сразу после осадки определ ют врем  охлаждени  зоны соединени  от температуры сварочпого нагрева до температуры магнитного превращени . При сварке указанных

труб на оптимальном режиме врем  п при установленной интенсивности охлаждени  со средней скоростью: 12, 18 и 2ГС/с соответственно равно: 40, 30 и 23 с. На основании экспериментальных данных врем  тг

(охлаладение до температуры 350°С) устанавливали равным: 40-45 180 с, 30-3,3 :99л;100 с и 2,3-2,,4«65 с.

Если период охлаждени , равно как и другие операции, строго ограничен во времени , а чрезмерно большое количество тепла , накопленного в детал х до сварки, а также в процессе сварки, не позвол ет охладить соединение до заданной температуры за максимально установленный промежуток времени TI, то в этом случае повышают интенсивность охлаждени  при охлаждении от температуры магнитного превращени  до заданной температуры. Например , если врем  периода охлаждени  установить равным 130 с, то при увеличении времени п до 40 с, что возможно при увеличении нагрева свариваемых деталей, врем  Т2 сокращают до 90 с за счет повышени  интенсивности охлаждени .

Изменение условий нагрева или охлаждени  в процессе сварки сразу отражаетс  на длительности охлаждени  от температуры сварочного нагрева до температуры магнитного превращени . В соответствии с величиной времени этого периода вноситс  коррекци  в величину времени охлаледени  до заданной температуры, но достижению которой начинают, например, последующий нагрев.

Применение предлагаемого способа позвол ет улучшить качество соединений, повысить производительность и сократить расход электроэнергии.

Claims (2)

1. Способ управлени  процессом термической обработки сварного соединени , выполненного сваркой давлением, включающий принудительное охлаждение сварного

соединени  от температуры сварочного нагрева до заданной температуры с последующим нагревом сварного соединени  или без него, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества соединений и повышени  производительности, в нроцессе принудительного охлаждени  измер ют врем  охлаждени  сварного соединени  от температзфы сварочного нагрева до точки

Кюри (TI), затем по полученному значению этого времени определ ют врем  о.хлаждени  от температуры магнитного превращени  до заданной температуры (та) по зависимости , где - коэффициент,

учитывающий услови  охлаждени  сварного соединени , и охлаледают сварное соединение в течение этого времени, после чего принудительное охлаждение прекращают, а сварное соединение пли охлаждают естественно , или подвергают последующему нагреву .

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при увеличении времени охлаждени  от температуры сварочного нагрева до

точки Кюри свыше максимально установленного значени  повышают интенсивность охлаждени  соединени  от температуры магнитного превращени  до заданной, при этом врем  охлаждени  с повышенной интенспвностью уменьшают обратно пропорционально повышению интенсивности охлаждени .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 219027, кл. В 23К 28/00, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 186587, кл. В 23К 28/00, 1963 (прототип ).