Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%

Классы МПК:B23K26/14 с использованием потока, например струи газа, направленного в место обработки, в сочетании с лазерным лучом
B23K26/20 соединение, например сварка
B23K26/32 с учетом свойств соединяемых материалов
C21D9/50 для сварных швов 
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Технологии энергетического машиностроения" (ООО "ТЭМ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-02-22
публикация патента:

Изобретение относится к способу лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, в частности листов из борсодержащей стали 04Х143Р1Ф-Ш, и может найти применение для изготовления сварных изделий и труб с повышенными требованиями к поглощению нейтронного излучения для объектов атомной энергетики. Задачей и техническим результатом изобретения является создание экономичного способа лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, обеспечивающего идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва и повышение устойчивости металла шва к межкристаллитной коррозии. Производят фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка. Причем сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм 2. Лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном. После этого сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°С в течение 50-80 мин.

Изобретение относится к области сварки листов стали встык лазерным лучом, в частности листов из борсодержащей стали 04Х14ТЗР1Ф-Ш, и может найти применение для изготовления сварных изделий и труб с повышенными требованиями к поглощению нейтронного излучения для объектов атомной энергетики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ лазерной сварки встык металлических листов, включающий фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки, предварительный подогрев и лазерную сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка (RU 2010115672, В23К 11/00, опубликовано 27.10.2011).

Недостатком известного способа является невозможность его использования для сварки встык листов из борсодержащей стали с содержанием бора до 3,6 мас. %, например стали 04Х14ТЗР1Ф-Ш, толщиной 5-10 мм из-за неэкономичности и сложности осуществления предварительного подогрева свариваемого стыка, а также невозможности избежать склонности металла зоны шва из указанной стали к межкристаллитной коррозии.

Задачей и техническим результатом изобретения является создание экономичного способа лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6 %, обеспечивающего идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва и повышение устойчивости металла шва к межкристаллитной коррозии.

Технический результат достигается тем, что способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6 %, включающей фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка, отличающийся тем, что сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм2, лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном, после чего сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°C в течение 50-80 мин.

Способ по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером. Свариванию подвергали сталь 04Х14ТЗР1Ф-Ш (ЧС82-Ш), содержащую следующие компоненты, мас. %: углерод 0,043; кремний 0,38; хром 14,2; бор 1,4; титан 3,3; ванадий 0,18; марганец 0,37; алюминий 0,41; никель 0,015; фосфор менее 0,02; железо - остальное, и 04Х14Т5Р2Ф-Ш (ЧС82М), содержащую следующие компоненты, мас. %: углерод 0,038; кремний 0,32; хром 15; бор 3,0; титан 6,4; ванадий 0,28; марганец 0,41; алюминий 0,43; никель 0,28; сера менее 0,015; фосфор менее 0,015; железо - остальное. Листы стали толщиной 6±0,2 мм и 9,5±0,2 мм размером 80способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора   1,3-3,6%, патент № 2510627 750 мм без разделки шва горизонтально фиксировали в кондукторе с сжатием по линии сварки с усилием 0,5 кг/мм, которое контролировали динамометром. Со стороны размещения лазерной головки свариваемые листы с зоне сварного шва обдували гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном с расходом 15-20 л/мин.

Сваривание листов вели без дополнительного нагрева за один проход в режиме сквозного проплавления волоконным лазером мощностью 8-10 КВт при мощности лазерного излучения 8,4-8,6 КВт и скорости перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка листов 1500-1600 мм/мин.

Заданные режимы сваривания обеспечивают полное проплавление стыка свариваемых листов, отсутствие их коробления, минимальные значения внутренних напряжений в металле шва и околошовной зоне и идентичность химического состава свариваемого металла и металла шва. Обдув инертными газами в условиях высокой мощности лазерного излучения обеспечил отсутствие изменения химического состава свариваемого металла в сварной зоне.

Для полного снятия напряжений в металле и для протекания диффузионных процессов сваренные листы дополнительно подвергали термообработке по режиму 1100°С в течение 60 мин с последующим охлаждением на воздухе. В результате осуществления способа по изобретению были получены сваренные листы стали с высоким содержанием бора в сварном шве, которые показали устойчивость к межкристаллитной коррозии, что допускает их использование для объектов атомной энергетики, к которым предъявляются повышенные требования по поглощению нейтронного излучения.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ лазерной сварки встык листов из стали с содержанием бора 1,3-3,6%, включающий фиксацию свариваемых листов, их сжатие по линии сварки и сварку путем перемещения лазерной головки вдоль свариваемого стыка, отличающийся тем, что осуществляют лазерную сварку листов стали толщиной 5-10 мм, которую ведут со скоростью перемещения лазерной головки 1000-2000 мм/мин при мощности лазерного излучения не менее 8 КВт и обдувом свариваемого стыка со стороны лазерной головки гелием, а с противоположной стороны свариваемого стыка - аргоном, после чего сваренные листы отжигают при температуре 1040-1110°С в течение 50-80 мин, при этом сжатие по линии сварки ведут с усилием сжатия 0,01-1 кг/мм2.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2510627

patent-2510627.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс B23K26/14 с использованием потока, например струи газа, направленного в место обработки, в сочетании с лазерным лучом

Патенты РФ в классе B23K26/14:
способ получения теплостойкого покрытия -  патент 2492980 (20.09.2013)
способ газолазерной резки крупногабаритных деталей из композиционных материалов и устройство для его осуществления -  патент 2471600 (10.01.2013)
способ газолазерной резки материалов и установка для газолазерной резки -  патент 2466842 (20.11.2012)
способ и устройство для сварки деталей из термостойких жаропрочных сплавов -  патент 2466841 (20.11.2012)
способ лазерного раскроя металлического листового материала -  патент 2459690 (27.08.2012)
лазерное формообразование механических микроструктур на поверхности подложки -  патент 2452792 (10.06.2012)
способ лазерно-дуговой сварки плавящимся электродом алюминия и алюминиевых сплавов -  патент 2440221 (20.01.2012)
способ лазерной термообработки сложных пространственных поверхностей крупногабаритных деталей -  патент 2425894 (10.08.2011)
сварочный инструмент -  патент 2393945 (10.07.2010)
способ газолазерной резки композиционных материалов -  патент 2382693 (27.02.2010)

Класс B23K26/20 соединение, например сварка

Патенты РФ в классе B23K26/20:
коллектор вентилятора и способ его изготовления -  патент 2514897 (10.05.2014)
способ изготовления направляющего аппарата -  патент 2494849 (10.10.2013)
способ многолучевой лазерной сварки -  патент 2492035 (10.09.2013)
способ производства составной обшивки в области авиационной и космической промышленности -  патент 2476348 (27.02.2013)
мост транспортного средства -  патент 2469876 (20.12.2012)
способ изготовления стальной трубы лазерной сваркой -  патент 2456107 (20.07.2012)
сварная стальная труба, изготовленная с применением высокоэнергоплотного луча, и способ ее изготовления -  патент 2448796 (27.04.2012)
способ сварки стыков прямошовных сварных труб из сталей повышенной прочности -  патент 2412032 (20.02.2011)
способ обработки металлических труб с v-образным срезом для соединения в трубопровод, металлические трубы, комбинированная сварка в одной сварочной ванне лазером и электрической дугой -  патент 2407616 (27.12.2010)
способ сварки, совмещающий в себе использование лазерного пучка и электрической дуги с плавящимся электродом, для сборки укладываемых встык металлических труб с целью формирования металлических трубопроводов -  патент 2403135 (10.11.2010)

Класс B23K26/32 с учетом свойств соединяемых материалов

Класс C21D9/50 для сварных швов 

Патенты РФ в классе C21D9/50:
способ термической обработки сварных стыков рельсов -  патент 2524526 (27.07.2014)
способ аргонодуговой обработки сварных соединений, полученных линейной сваркой трением -  патент 2524037 (27.07.2014)
способ внепечной термообработки сварных изделий -  патент 2518813 (10.06.2014)
способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов -  патент 2492037 (10.09.2013)
способ охлаждения зоны сварки рельса, устройство для охлаждения зоны сварки рельса и сварное соединение рельса -  патент 2485187 (20.06.2013)
способ термической обработки сварных труб -  патент 2484149 (10.06.2013)
способ снятия остаточных напряжений в кольцевых сварных соединениях металлов при сварке под флюсом и устройство для его реализации -  патент 2477202 (10.03.2013)
ультразвуковое устройство для обработки сварных соединений металлов аустенитного класса в процессе автоматической сварки -  патент 2469109 (10.12.2012)
устройство для ультразвуковой обработки сварного соединения в процессе сварки -  патент 2469108 (10.12.2012)
способ получения толстолистовой стали и стальных труб для ультравысокопрочного трубопровода -  патент 2461636 (20.09.2012)


Наверх