Патент на изобретение №2331674

(54) СПОСОБ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству ответственных металлоконструкций, в частности к нефте- и газотрубному и может быть использовано для термопластического упрочнения сварных швов. Используют энергию нагрева процесса сварки и естественное остывание на воздухе до температуры ниже структурно-фазовых превращений. Затем проводят интенсивное охлаждение сварного соединения паровоздушной смесью или водой, или воздухом под давлением не менее 0,5 МПа. В результате достигается повышение качества сварных соединений, сокращение энергоемкости процесса упрочнения и повышение производительности.

Изобретение относится к производству ответственных металлоконструкций, в частности к нефте- и газотрубному, и может быть использовано для термопластического упрочнения сварных швов.

Известен способ термической обработки сварных изделий, в котором используется ускоренный нагрев сварного шва до температуры аустенизации, затем ускоренное охлаждение интенсивным душем [А.с. №500272].

Недостатком описанного способа является необходимость вторичного нагрева, что повышает энергоемкость процесса.

В качестве наиболее близкого аналога принят [см. Мотус Э.П. и др. «Сварка кольцевых стыков термически упрочненных труб с регулированием термических циклов». Сварочное производство, №11, 1980, с.12-14] способ термопластического упрочнения сварных соединений, в котором выполняют интенсивное охлаждение зоны сварного соединения в процессе сварки.

Этот способ не позволяет сформировать в поверхностном слое сварного соединения благоприятное напряженно-деформированного состояние с остаточными напряжениями сжатия без трещин.

Техническим результатом изобретения является сокращение энергоемкости процесса упрочнения, повышение производительности.

Технический результат достигается тем, что в способе термопластического упрочнения сварных соединений, который включает интенсивное охлаждение зоны сварного соединения в процессе сварки, согласно изобретению интенсивное охлаждение начинают при достижении зоной сварного соединения в процессе естественного остывания на воздухе температуры ниже температуры структурно-фазовых превращений и выполняют паровоздушной смесью или водой, или воздухом, которые подают под давлением не менее 0,5 МПа.

Способ термопластического упрочнения электросварных соединений осуществляется следующим образом. На участке, где проводятся сварочные работы, устанавливается установка для термопластического упрочнения на расстоянии L от сварочной установки. L – расстояние между зонами образования сварного шва и зоной интенсивного охлаждения. Сварочный аппарат двигается со скоростью V на всем протяжении сварного шва, на расстоянии L=Vt, где t – время, за которое температура сварного соединения понижается от Т=Т сварки до Т=Т упрочнения. В процессе интенсивного охлаждения происходит термопластическое упрочнение. Можно использовать несколько видов охлаждения: охлаждение паровоздушной смесью, водой, охлаждение воздухом под давлением не менее 0,5 МПа.

Так, например, для сварных соединений из стали температура, при которой начинается процесс интенсивного охлаждения, составила 600-650°С. При этом в поверхностном слое формируются благоприятные сжимающие остаточные напряжения порядка 350-450 МПа.

При использовании данного способа отпадает необходимость во вторичном нагреве, что сопряжено с дополнительными энергозатратами и низкой производительностью.

Формула изобретения

Способ термопластического упрочнения сварных соединений, включающий интенсивное охлаждение зоны сварного соединения в процессе сварки, отличающийся тем, что интенсивное охлаждение начинают при достижении зоной сварного соединения в процессе естественного остывания на воздухе температуры ниже температуры структурно-фазовых превращений и выполняют его паровоздушной смесью, или водой, или воздухом, которые подают под давлением не менее 0,5 МПа.