Введение к работе
^ї$їі5ьностї!_про6лєш. Интенсивное развитие нефтегазохими-ческой и машиностроительной промышленности неотъемлемо связано с увеличением объема применения нержавеющих коррозиснностойких и жаропрочных сталей и сплавоз для изготовления установок и элементов оборудования, работающих в агрессивных средах, Эксплуатационная надежность сварных конструкций определяется как качеством самих металлов и сплавов, так и технологией изготовления изделий.
Сварка аустенитных статей сопровождается повышенным деформациями и коробление;-! изделий, увеличение тепловлояеяия в основной металл приводит к спинений механических а коррозионных свойств сварного изделия.
Наибольшее распространение для изготовления изделий из сталей этого класса получили: автоматическая сварка под бяасом и аргонодуговая сварка, благодаря ссэей универсальности и маневренности. Указанные способы в целом удовлетворяют требованиям по качеству, тем не менее их производительность остается на низком уровне. Сварка аустенитных сталей и сплавов толщиной более 12 мм производится за 2-4 прохода на-малых погонных энергиях, но, на--пример, для трубопроводов из сталей этого класса сдача сварных соединений с первого предъявления составляет около 80. Остальные сдаются после второго, третьего и последующих ремонтов, что ухудшает коррозионную стойкость и механические езойстза соединений, появляется склонность'а шве и околсшовной зоне к горячим трещинам.
Существующий высокопроизводительный способ плазменной сгар-ки "сквозным проплавлеяием" ограничен толщиной металла 3...ICM0 jm и в нєфтегазохимической промышленности из-за относительно боль-
шой толщины стенок свариваемого оборудования (более 10 -10-1) широко не применяется.
В настоящее время большой интерес вызывают способы сварки, позволяющие раздельно регулировать провлавлекиг основного металла и производительность плавления. Это позволяет производить
сварку металла толщиной более 12,0 -10 м с предварительной
разделкой кромок за один проход с минимальной долек участия основного металла в иве.
Разработанный на кафедре "Сварка и защита от коррозии" способ двухдуговой плазменной сварки позволяет раздельно управлять такими технологическими параметрами, как прогшавление основного металла; производительность глазления присадочного металла и характер его переноса. По производительности плавления присадки этот процесс мокет сравниваться с АДСй при более низких погонные гнаргиях. При этом наиболее слабо изученным является влияние электрофизических к технологических параметров этого процесса на его производительность и коррозионка-мехаккческие свойства, что подтверждает актуальность- нестоящей работы.
Целью настоящей работы является повышение производительности процесса сварки коррозионностойких соединений кз сталей и сплазов аустенктного класса толщиной более 12,0 «Юм.
Задачи работы:
-
Исследование электрофизических характеристик двойной плазменной дуги.
-
Изучение процесса нагреза и плавления основного и присадочного металла дзухдуговим шазменнш источником нагрева.
-
Оптимизация технологических режимов по данным коррозкок-
-s-
но-механическюс свойств сварных соединений исследуемых сталей, выполненных двухдуговой плазменной сваряой.
4. Разработать оборудование и технологические рекомендации для сварки аустенитных сталей и сплавов толщиной 12-15 "Юм.
Научная новизна:
-
Выявлены электрофизические закономерности взаимодействия плазменных дуг, горящих в одно анодное пятно, заключающиеся в увеличении плотности тока и теплового потока при снижении динамического давления с увеличением степени электромагнитного взаимодействия.
-
Введена новая характеристика электрофизических и тепловых свойств двухдугового плазменного источника нагреэа (угол взаимодействия плазменных дуг - ^ ), позволяющая регулировать эти свойства.
-
Показана'возможность перераспределения эффективной тепловой мощности,'в процессе сварки двойной плазменной дугой в направлении снинения теплсзлояения в основной металл за счет уменьиения доли конвективного тепла на анод, что вызывает увеличение эффективности нагрева присадочного металла.
Практическая ценность. На основе проведенных исследований разработано оборудование и технологические рекомендации по сварке двойной плазменной дугой аустенитных сталей и сплазоз с получением оптимальной структуры шва и околошовной зоны.
Установлено, что сварка двойной плазменной дугой может применяться для получения сварных соединений из аустенитных сталей и сплавов толщиной 12...16-10- (с предварительной под-варкой корневого шва) за один проход, обладающих високим комп-
-&-
лексем коррозионно-механических свойств без последующей термообработки.
Использование этих рекомендаций позволяет повысить производительность сварки в 2-3 раза с оптимальным соотношением кор-розиокно-маханических свойств и технологичности. , Технология внедрена на заводе "Павлогргдхиммаи" для сварки корпусов Теплообменников В І99ІГ.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всесоюзной конференции "Проблема развития нефтегазового комплекса страны" (Красный Курган, ивнь 1991г.), на .^отраслевом научно-техническом семинаре "Прогрессивные процессы пайки и сварки конструкций из черкас и цветных .'-«еталлов малых толщин" (Одесса, пай 1992г.).
Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 2 работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общие выводов, списка использованной литературы, насчитывающего 109 наименовании и прилохекиГ;. Общий объем диссертации 192 страница машинописного текста, включал 91 рисунок и II таблиц.