×
09.06.2019
219.017.7bf4

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЦЕНКИ РЕЖИМОВ СВАРКИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способу оценки режимов сварки и может быть использовано в авиакосмической промышленности, энергомашиностроении и других отраслях, осуществляющих сварку высокотемпературных сталей и сплавов на железной, никелевой или кобальтовой основе. Оценка режимов сварки по влиянию на стойкость околошовной зоны к образованию горячих трещин включает термообработку образцов для повышения их чувствительности к образованию трещин, проплавление образцов сваркой с использованием различных режимов, исследование околошовных зон полученных сварных швов на предмет образования трещин, по результатам которого выбирают оптимальный режим сварки деталей. Проплавление образцов сваркой для каждого используемого режима осуществляют с максимальной силой тока, не допускающей появление макротрещин в околошовной зоне сварного шва. В качестве критериев оценки режимов сварки используют толщину непроплавленного слоя исследуемого образца, длину участка с трещинами и длину микротрещин на этом участке. Способ позволяет выбрать оптимальный режим сварки, способствующий повышению качества сварных соединений, а также технологичности процесса сварки. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к сварке сталей и сплавов, склонных к образованию горячих трещин в околошовной зоне, и может быть использовано в авиакосмической промышленности, энергомашиностроении и. т.п.

Наиболее фундаментальная проблема при сварке таких материалов заключается в устранении горячих трещин в металле шва и околошовной зоне (Ю.С.Елисеев, В.А.Гейкин и др. «Технология создания неразъемных соединений при производстве газотурбинных двигателей». М. 2001 г.).

Оценка методов и режимов сварки по их влиянию на стойкость металла околошовной зоны к образованию горячих трещин производится по интенсивности возбуждаемого ими растрескивания. Известен способ «Performance assessment of the (Trans) Varestraint tests for determining solidifisation cracking susctptibility when using welding processes with filler metal.». Celina Leal Mendes da Silva and Americo Scotti. Measurement Science and Technology. 2004, 15, №11, в котором на кристаллизующуюся сварочную ванну накладываются дозированные количества дополнительной деформации. Критериями оценки служат: общая длина образующихся трещин или их средняя длина, определяемая как общая, деленная на их количество. Недостатком этого способа является потребность в специальном оборудовании для его осуществления.

Наиболее близким техническим решением является способ оценки режимов сварки, включающий термообработку образцов для повышения их чувствительности к образованию трещин, проплавление образцов сваркой с использованием различных режимов, исследование зон полученных сварных швов на предмет образования трещин, по результатам которого выбирают оптимальный режим сварки деталей (авт.св. СССР №278914, 21.08.70, кл. В23К 31/12). При этом за критерий оценки принимают количество поверхностных трещин, приходящихся на 1 см длины сварного шва. Однако при исследовании режимов с благоприятными термодеформационными циклами при сварке металлов с невысокой склонностью к образованию трещин этот способ не дает дифференцированных и стабильных результатов. Значения критерия оценки (количество поверхностных трещин на 1 см длины шва) оказываются различающимися друг от друга на незначительную величину, находящуюся в пределах ошибки эксперимента. Недостатком этого способа является то, что он не дает возможности четко ранжировать режимы по связанной с ними склонности к образованию горячих трещин в околошовной зоне.

Предложенное техническое решение отличается от известного тем, что проплавление образцов сваркой для каждого исследуемого режима осуществляют с максимальной силой тока, не допускающей появление макротрещин в зоне сварного шва, при этом в качестве критериев оценки режимов сварки используют толщину непроплавленного слоя исследуемого образца, протяженность в длину участка с трещинами и длину микротрещин на этом участке.

Технический результат заключается в повышении качества сварных соединений, а также технологичности процесса сварки.

Он проявляется в оценке режимов сварки по влиянию на стойкость околошовной зоны к образованию трещин в условиях, когда сваривается материал с умеренной склонностью к их образованию, а все сравниваемые режимы принадлежат к области сравнительно благоприятных термодеформационных циклов. Такая оценка дает возможность еще на этапе подготовки производства определить оптимальные технологии сварки новых изделий и обоснованно корректировать существующие технологии, добиваясь устранения трещин в сварных соединениях.

Технический результат осуществляется тем, что в способе оценки режимов сварки, включающем термообработку образцов для повышения их чувствительности к образованию трещин, проплавление образцов сваркой с использованием различных режимов, исследование зон полученных сварных швов на предмет образования трещин, по результатам которого выбирают оптимальный режим сварки деталей, проплавление образцов сваркой для каждого исследуемого режима осуществляют с максимальной силой тока, не допускающей появление макротрещин в зоне сварного шва, при этом в качестве критериев оценки режимов сварки используют толщину непроплавленного слоя исследуемого образца, протяженность в длину участка с трещинами и длину микротрещин на этом участке.

Техническое решение поясняется чертежом, на котором изображен концевой участок образца тощиной h со сварным швом - зоной переплавленного металла дендритного строения, непроплавленным слоем толщиной δ участком, протяженностью в длину ℓ с микротрещинами длиной S1, S2 и т.д.

Способ осуществляется следующим образом.

Требуется определить применительно к сварке жаропрочного сплава ЭП708, ХН62 ВМТЮ с умеренной склонностью к образованию горячих трещин в околошовной зоне сварного шва при толщинах материала, например, порядка 2,5 мм для уменьшения опасности возникновения трещин будет ли целесообразным использование режимов сварки со скоростями менее 15 м/час и до какой степени желательно снижение скорости.

Для этого вначале осуществляют активизацию восприимчивости материала образцов к воздействию термодеформационного цикла сварки, для чего произвоят их закалку с Т=1250°С с нагревом в течение 3 часов в вакууме 10-4 мм рт.ст. с последующим старением при 800°С в течение 8 часов, то же в вакууме. Далее осуществляют проплавление образцов по центру образца, на медной подкладке, с защитой аргоном со стороны проплава, например, со скоростями 5, 10 и 15 м/час. Выключение сварочного тока в конце шва производят резко, без его плавного уменьшения. Сила тока для каждой из скоростей подбирают такой, чтобы глубина проплавления была 90% от толщины образца. При этом в проплаве возникает четко фиксированная макротрещина. Далее, уменьшая ток и увеличивая этим толщину непроплавленной зоны, добиваются исчезновения этой трещины; ток уменьшают, например, с шагом 5А. Величину сварочного тока, при котором это происходит, фиксируют. Для скоростей 15, 10 и 5 м/час и толщины образца - 2,5 мм эти токи были соответственно 105, 75 и 55А.

Теперь уже на контрольных образцах, выполняют проплавление на указанных токах и скоростях. Из зоны кратера, по оси шва вырезают темплеты и изготовляют микрошлифы, на которых определяют толщину непроплавленной зоны δ, длину участка образования трещины ℓ и длину микротрещин S (см. чертеж). Чем эти показатели меньше, тем более благоприятен режим сварки.

Пример конкретных значений параметров сварки деталей из жаропрочного сплава ЭП708, ХН62ВМТЮ, толщиной 2,5 мм и полученные показатели δ, ℓ, S приведены в таблице.

Скорость сварки м/час Максимальное значение силы тока А Показатели склонности к образованию трещин, мм
δ S
15 105 0,8 5,0 0,5…1,0
10 75 0,6 3,0 0,4…0,5
5,0 55 1,0 13,0 0,12…2,0

где δ - толщина непроплавленного слоя в зоне сварного шва;

ℓ - протяженность в длину участка с трещинами;

S - длина трещин в зоне сварного шва.

Из табличных данных следует, что для сварки деталей из жаропрочного сплава ЭП708, ХН62ВМТЮ является наилучшим режим сварки со скоростью 10 м/час. Дальнейшее снижение скорости сварки нецелесообразно.

Таким образом, приведенный способ оценки режимов сварки для деталей, выполненных из различных материалов, позволяет выбрать оптимальный режим сварки, способствующий повышению качества сварных соединений, а также технологичности процесса сварки.

Способ оценки режимов сварки по влиянию на стойкость околошовной зоны к образованию горячих трещин, включающий термообработку образцов для повышения их чувствительности к образованию трещин, проплавление образцов сваркой с использованием различных режимов, исследование околошовных зон полученных сварных швов на предмет образования трещин, по результатам которого выбирают оптимальный режим сварки деталей, отличающийся тем, что проплавление образцов сваркой для каждого используемого режима осуществляют с максимальной силой тока, не допускающей появление макротрещин в околошовной зоне сварного шва, при этом в качестве критериев оценки режимов сварки используют наименьшую толщину непроплавленного слоя исследуемого образца, длину участка с трещинами и длину микротрещин на этом участке.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-3 of 3 items.
27.04.2019
№219.017.3dff

Способ восстановления гребешков лабиринтных уплотнений лопаток турбомашин

Изобретение относится к наплавке гребешков лабиринтных уплотнений лопаток турбомашин и может быть использовано в авиационной промышленности и энергомашиностроении. Устанавливают лопатки турбомашин в положение, обеспечивающее подвод к ним сварочной головки. Между гребешками лабиринтных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002317182
Дата охранного документа: 20.02.2008
09.06.2019
№219.017.7cdf

Способ изготовления рессор

Изобретение относится к обработке металлов, может быть использовано при изгибе полосового материала, например при изготовлении рессор. Заготовку нагревают индукторами с обеих сторон в различных режимах до закалочной температуры, а изгиб заготовки осуществляют закалкой в жидкости воздействием на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002413585
Дата охранного документа: 10.03.2011
19.06.2019
№219.017.8956

Способ изготовления проволочного щеточного уплотнения

Изобретение относится к способам изготовления проволочных щеточных уплотнений. Способ изготовления проволочного щеточного уплотнения заключается в намотке проволоки на каркас последовательно слоями, разрезке намотанных слоев проволоки посредством электронно-лучевой или лазерной сварки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002425269
Дата охранного документа: 27.07.2011
Showing 11-20 of 60 items.
10.06.2016
№216.015.49b4

Высокотемпературное теплозащитное покрытие

Изобретение относится к областям порошковой металлургии, в частности к неорганическим покрытиям из многослойных композиционных материалов, и может быть использовано в машиностроении для получения высокотемпературного теплозащитного покрытия (ТЗП) методом газотермического напыления, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586376
Дата охранного документа: 10.06.2016
25.08.2017
№217.015.ab54

Способ изготовления моноколеса гтд из заготовки с обнаруженными при её обработке дефектами

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано для изготовления моноколес турбомашин. Способ включает последовательную черновую обработку концевыми фрезами верхних, средних и концевых участков лопаток и дальнейшую их чистовую обработку. При этом после проведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612108
Дата охранного документа: 02.03.2017
26.08.2017
№217.015.e87d

Способ восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (гтд)

Изобретение относится к способу восстановления бандажных полок лопаток компрессора газотурбинных двигателей (ГТД). Определяют линии ремонтного среза бандажных полок. Удаляют по указанной линии их дефектные части. Изготавливают накладки из твердосплавного материала толщиной не более 0,9 мм со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627558
Дата охранного документа: 08.08.2017
13.02.2018
№218.016.1f29

Способ нанесения износостойкого покрытия на бандажную полку лопатки турбомашин из никелевых сплавов

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при производстве или ремонте бандажированных лопаток турбин турбомашин, выполненных из жаропрочных никелевых сплавов. Выполняют бандажную полку лопатки турбины. Наносят на подготовленную к наплавке контактную поверхность бандажной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641210
Дата охранного документа: 16.01.2018
20.02.2019
№219.016.bcc0

Способ изготовления щеточного уплотнения

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к способам изготовления щеточных уплотнений, и может быть использовано в машиностроении, авиадвигателестроении и других областях техники. Способ изготовления щеточного уплотнения, включающий намотку материала щетины на оправку из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002289742
Дата охранного документа: 20.12.2006
20.02.2019
№219.016.c081

Воздушно-реактивный двигатель

Воздушно-реактивный двигатель содержит турбокомпрессорную часть с компрессором, камерой сгорания и турбиной, размещенную перед выходным соплом камеру, имеющую, по меньшей мере, одно окно и заслонки, установленные с возможностью перемещения относительно окна с образованием канала, сообщенного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002305200
Дата охранного документа: 27.08.2007
11.03.2019
№219.016.d6fa

Щеточное уплотнение

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для уплотнения зазора между подвижными относительно одна другой деталями, а именно к щеточным уплотнениям. Щеточное уплотнение зазора между выполненными с возможностью перемещения одна относительно другой деталями...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002293894
Дата охранного документа: 20.02.2007
11.03.2019
№219.016.d93e

Сплав на никелевой основе для литья монокристаллических лопаток турбины газотурбинного двигателя

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству литейных жаропрочных коррозионно-стойких сплавов на никелевой основе, предназначенных для литья монокристаллических лопаток турбин газотурбинных двигателей методом направленной кристаллизации, и может быть использовано в наземных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002354733
Дата охранного документа: 10.05.2009
16.03.2019
№219.016.e196

Способ изготовления секций ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области изготовления роторов газотурбинных двигателей (ГТД). Способ включает предварительное изготовление кольцевых заготовок ступеней ротора с торцевыми стыковочными поверхностями, соосное размещение относительно друг друга упомянутых кольцевых заготовок. Торцевые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682065
Дата охранного документа: 14.03.2019
16.03.2019
№219.016.e1c8

Способ изготовления ротора турбомашины

Изобретение относится к области изготовления роторов турбомашин с применением электронно-лучевой сварки. Способ включает изготовление вала ротора со стыковочной поверхностью и замковым элементом для соединения и кольцевых деталей ротора с плоскими торцевыми стыковочными поверхностями и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682064
Дата охранного документа: 14.03.2019
+ добавить свой РИД