Способ устранения трещин в сварных соединениях

 

Изобретение относится к машиностроению, и в частности к технологии ремонта сварных соединений с трещинами горячего или холодного происхождения. Сущность изобретения: на расстоянии /2 5/ толщины свариваемого материала от конца трещины осуществляют локальный переплав по всему сечению сварного шва в направлении трещины, а затем с противоположного конца трещины, отступив от нее на расстояние /1 3/ толщины свариваемого материала, переплавляют сварной шов до воссоединения с предыдущим переплавом, перекрывая его. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и, в частности к технологии ремонта сварных соединений с трещинами горячего или холодного происхождения.

Известен способ сварки заплат в стенки сосудов котлов, пластин и различных стальных конструкций [1] . Заплату выбирают из материала, соответствующего ремонтируемой конструкции с размерами, превышающими габариты трещины. Поврежденное место вырезают газовым резаком, или фрезой, строганием или другим способом. По кромке выреза снимают фаски с раскрытием их в удобную для сварки сторону. Заплата-вставка вырезается точно по контуру подготовленного выреза с фасками по кромкам. Вставке придается слегка выпуклая форма для компенсации усадки наплавленного металла. Присадочную проволоку при наплавке используют в зависимости от эксплуатационных требований к конструкции.

Недостатком способа является большая трудоемкость и невозможность применения ремонта паяно-сварной конструкции со сварным швом, имеющим трещину.

Известен способ ремонта деталей с трещинами [2] , включающий следующие технические приемы. В детали по обе стороны трещины и по одной прямой, перпендикулярной к ней, сверлят ряд отверстий под углом к вертикальной оси трещины, удаляют перемычку и заполняют паз вставкой. Вдоль границ трещины создают напряжение сжатия. Отверстия заполняют расплавленным материалом и охлаждают. Недостатком способа является трудоемкость выполнения ремонтных работ, а в некоторых случаях и невозможность его применения при устранении трещин в сварных швах, контактирующих с паяной поверхностью.

В известном техническом решении [3] дефектный участок расплавляют источником тепла с последующим его удалением. Причем расплавление дефектного участка производится концентрированным источником тепла на глубину равную 1,3-1,5 от глубины залегания дефекта. Направляя тепло в зону дефекта в начале процесса его плавно увеличивают от нуля до рабочего значения, а затем после всплытия дефекта на поверхность изделия плавно уменьшают до нуля. Такой способ позволяет устранить дефекты в виде газовых пор, раковин и шлаковых включений.

Предлагаемый способ позволяет исключить данные недостатки.

Цель изобретения - снижение трудоемкости ремонта. Достигается цель за счет того, что на расстоянии (2-5) толщины свариваемого материала от конца трещины в зависимости от свойств материалов, осуществляют локальный переплав по всему сечению сварного шва в направлении трещины, а затем с противоположного конца трещины, отступив от нее на расстояние (1-3) толщины свариваемого материала, осуществляют переплав сварного шва до воссоединения с предыдущим переплавом, перекрывая его.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

Ниже приведен пример использования предложенного способа. Паяно-сварная конструкция состоит из оребренной стенки, поверх которой припаян тонкостенный лист = 0,8 мм. В местах расположения сварного шва толщина деталей составляет 7 мм. Материал деталей - медный сплав с добавками циркония. После сварки паяно-сварную конструкцию рентгенируют с целью проверки качества сварного шва. Из-за наличия в сплаве циркония, сварить конструкцию без трещин практически невозможно. Трещины, как правило, появляются вдоль сварного шва при охлаждении сваренной конструкции. Ремонтные работы по устранению трещин проводят следующим образом. На расстоянии 14-35 мм, что соответствует (2--5) толщин () свариваемого материала от вершины трещины, осуществляют локальный переплав (первичный переплав) сварного шва по всему сечению в направлении трещины. Затем с противоположного конца трещины, отступив от нее на расстояние, равное 7-21 мм, что соответствует (1-3) толщины свариваемого материала, переплавляют сварной шов (вторичный переплав) до воссоединения с предыдущим (первичным) переплавом, перекрывая его свыше 5 мм. Переплав осуществляют при I_св= 250-300А. Расход аргона в горелку 15-17 л/мин. Первичный переплав позволяет разогреть металл и создать высокопластичную зону в районе трещины. Переплав с противоположного конца трещины позволяет переплавить металл с трещиной. Распространение ее предотвращает нагретый металл от первичного переплава, представляющий собой высокопластичную структуру.

Другие расстояния в зависимости от трещины при первичном и вторичном переплаве не всегда позволяют добиться устранения трещин. Обусловлено это тем, что расстояние менее 14 мм (2 ) при первичном переплаве способствует росту имеющейся трещины до момента проплавления на все сечение сварного шва вследствие появления концентрата напряжения вблизи вершины трещины; более 35 мм, что свыше 5 , не позволяет обеспечить нагретую - высокопластичную зону, из-за рассеивания тепла вдали от вершины трещины. При расстоянии менее 7 мм (1 ) при вторичном переплаве трещина успевает продвинуться в сторону начавшегося переплава, из-за появления концентратора напряжений, и соответственно отмечается увеличение ее длины. В случае расстояния более 21 мм (3 ) происходит охлаждение материала в зоне первичного переплава, что может вызвать распространение трещины (в зону первичного переплава), когда идет процесс вторичного переплава.

Таким образом, предложенный способ позволяет осуществлять ремонт сварных соединений с трещинами с минимальными затратами на их устранение.

Использование указанной совокупности отличительных признаков в других технических решениях авторам неизвестно, следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию "существенные отличия".

Формула изобретения

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ТРЕЩИН В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ, включающий переплав сварного шва в зоне расположения трещины, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости ремонта, дополнительно на расстоянии 2 - 5 толщин свариваемого металла от конца трещины осуществляют локальный переплав по всему сечению сварного шва в направлении трещины и с противоположного конца трещины на расстоянии от трещины 1 - 3 толщин свариваемого металла, а при переплавлении зоны шва с трещиной частично переплавляют зону предыдущего переплава.

РИСУНКИ

Рисунок 1