сварочная проволока

Классы МПК:B23K35/30 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 1550°C 
C22C38/52 с кобальтом
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-03-22
публикация патента:

Изобретение относится к сварочным присадочным проволокам для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах легированных теплоустойчивых сталей для оборудования и трубопроводов АЭС, работающих при воздействии пароводяной смеси и ионизирующего излучения. Сварочная проволока содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 0,08-0,12, марганец 1,35-1,65, кремний 0,45-0,7, ванадий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02, азот сварочная проволока, патент № 2511382 0,01, алюминий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02, титан сварочная проволока, патент № 2511382 0,02, никель 1,5-1,8, ниобий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02, молибден 0,50-0,70, хром 0,005-0,3, кобальт 0,005-0,02, медь 0,005-0,06, мышьяк 0,001-0,02, сера 0,001-0,01, фосфор 0,001-0,01, олово 0,001-0,005, сурьма 0,001-0,005, железо остальное. Проволока обеспечивает понижение критической температуры хрупкости металла шва, повышение циклической прочности и трещиностойкости сварного соединения в условиях радиационного воздействия. 1 пр.

Формула изобретения

Сварочная проволока, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, азот, алюминий, титан, никель, ниобий, молибден и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хром, кобальт, медь, мышьяк, серу, фосфор, олово, сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,08-0,12
Марганец1,35-1,65
Кремний0,45-0,7
Ванадийсварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Азот сварочная проволока, патент № 2511382 0,01
Алюминий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Титан сварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Никель 1,5-1,8
Ниобий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Молибден 0,50-0,70
Хром 0,005-0,3
Кобальт 0,005-0,02
Медь 0,005-0,06
Мышьяк 0,001-0,02
Сера 0,001-0,01
Фосфор 0,001-0,01
Олово 0,001-0,005
Сурьма 0,001-0,005
Железо остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочным материалам, в частности к сварочным присадочным проволокам для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах легированных теплоустойчивых сталей для оборудования и трубопроводов АЭС, работающих при воздействии пароводяной смеси и ионизирующего излучения.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является сварочная проволока, содержащая углерод, марганец, кремний, ванадий, азот, алюминий, титан, кальций, никель, ниобий, молибден, церий, рений и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,05-0,11
Марганец1,2-1,8
Кремний0,3-0,8
Ванадий0,01-0,1
Азот0,005-0,015
Алюминий0,01-0,05
Титан0,005-0,04
Кальций0,005-0,05
Никель1,5-2,0
Ниобий0,005-0,10
Молибден0,4-0,8
Церий0,02-0.1
Рений0,005-0,15
Железоостальное

(SU 1284763, В23К 35/30, опубликовано 23.01.1987)

Однако при изготовлении известной сварочной проволоки невозможно избежать присутствия в составе проволоки меди, мышьяка, серы, фосфора, олова и сурьмы, оказывающих заметное влияние на служебные характеристики сварного соединения, в частности на снижение пластических свойств металла шва при длительной эксплуатации в условиях радиационного воздействия (радиационное охрупчивание).

Эти недостатки ограничивают применение известной проволоки для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах деталей из легированных теплоустойчивых сталей оборудования и трубопроводов АЭС с гарантированным сроком эксплуатации не менее 60 лет.

Задачей и техническим результатом изобретения является сварочная проволока, обеспечивающая понижение критической температуры хрупкости металла шва и сварного соединения теплоустойчивых сталей, повышение циклической прочности и трещиностойкости сварного соединения в условиях радиационного воздействия после аргонодуговой сварки с использованием традиционных и, в первую очередь, узких (щелевых) разделок сварных швов.

Технический результат достигается тем, что сварочная проволока содержит углерод, марганец, кремний, ванадий, азот, алюминий, титан, никель, ниобий, молибден, хром, кобальт, медь, мышьяк, серу, фосфор, олово, сурьму и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод0,08-0,12
Марганец1,35-1,65
Кремний0,45-0,7
Ванадийсварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Азот сварочная проволока, патент № 2511382 0,01
Алюминий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Титан сварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Никель 1,5-1,8
Ниобий сварочная проволока, патент № 2511382 0,02
Молибден 0,50-0,70
Хром 0,005-0,3
Кобальт 0,005-0,02
Медь 0,005-0,06
Мышьяк 0,001-0,02
Сера 0,001-0,01
Фосфор 0,001-0,01
Олово 0,001-0,005
Сурьма 0,001-0,005
Железо остальное

Введение в состав сварочной проволоки хрома в заявленных количествах обеспечивает понижение критической температуры хрупкости металла шва и сварного соединения.

Содержания кобальта в заявленных концентрациях предотвращает образование наведенной радиоактивности при длительной эксплуатации в условиях ионизирующего излучения.

Концентрация меди, мышьяка, серы, фосфора, олова и сурьмы ограничена заявленными концентрационными пределами для предотвращения радиационного охрупчивания металла шва и сварных соединений при длительной эксплуатации в условиях радиационного воздействия, а также для повышения коррозионной стойкостью в средах АЭС и повышение циклической прочности и трещиностойкости сварного соединения.

Изобретение можно проиллюстрировать следующим примером.

С использованием сварочной проволоки по изобретению автоматической аргонодуговой сваркой с использованием вольфрамового неплавящегося электрода сваривали трубу диаметром 850 мм и толщиной 70 мм из стали 10ГН2МФА, используемой для изготовления оборудования и трубопроводов атомных электростанций.

Сварочная проволока по изобретению диаметром 0,8 мм имела следующий состав, мас.%: углерод 0,09; марганец 1,48; кремний 0,62; ванадий 0,018; азот 0,002; алюминий 0,015; титан 0,014; никель 1,62; ниобий 0,014; молибден 0,62; хром 0,25; кобальт 0,011; медь 0,008; мышьяк 0,0018; сера 0,0054; фосфор 0,0012; олово 0,004; сурьма 0,0035; железо - остальное.

Сварку вели в узкую (щелевую) разделку с использованием двух горелок. Первую горелку устанавливали внутрь разделки и использовали для заварки разделки на толщину 45 мм. Вторая горелка устанавливалась над поверхностью разделки для полной ее заварки.

В результате сварки было получено сварное соединение, в котором шов имел плотное строение без пор, а содержание легирующих компонентов шва обеспечивало требуемый уровень служебных характеристик сварного соединения.

Исследования механических свойств металла сварного шва сварного соединения при различных температурах, испытания на ударную вязкость и определение критической температуры хрупкости металла шва и сварного соединения, испытания на мало- и многоцикловую усталость показали достижение поставленного технического результата и соответствие сварного соединения, выполненного сварочной проволокой по изобретению, требованиям ПНАЭ Г-7-010-89.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2511382

patent-2511382.pdf

Класс B23K35/30 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 1550°C 

быстрозакаленный припой из сплава на основе титана-циркония -  патент 2517096 (27.05.2014)
пригодный для сварки, жаропрочный, стойкий к окислению сплав -  патент 2507290 (20.02.2014)
гамма/гамма' -суперсплав на основе никеля с многочисленными реакционно-активными элементами и применение указанного суперсплава в сложных системах материалов -  патент 2500827 (10.12.2013)
ролик для поддерживания и транспортирования горячего материала, имеющий наплавленный посредством сварки материал, присадочный сварочный материал, а также сварочная проволока для проведения наплавки сваркой -  патент 2499654 (27.11.2013)
аустенитный сварочный материал и способ профилактического технического обслуживания для предотвращения коррозионного растрескивания под напряжением и способ профилактического технического обслуживания для предотвращения межкристаллитной коррозии с его использованием -  патент 2488471 (27.07.2013)
сварочная проволока из нержавеющей стали с флюсовым сердечником для сварки оцинкованного стального листа и способ дуговой сварки оцинкованного стального листа с применением указанной сварочной проволоки -  патент 2482947 (27.05.2013)
сварочная проволока из низкоуглеродистой легированной стали -  патент 2477334 (10.03.2013)
способ нанесения покрытия на поверхность деталей с помощью электроконтактной сварки с использованием порошкового присадочного материала, содержащего железный порошок, и присадочный материал для его осуществления -  патент 2473413 (27.01.2013)
твердый припой -  патент 2469829 (20.12.2012)
сварочная проволока для сварки жаропрочных хромистых мартенситных сталей -  патент 2466001 (10.11.2012)

Класс C22C38/52 с кобальтом

аустенитно-ферритная сталь с высокой прочностью -  патент 2522914 (20.07.2014)
коррозионностойкая высокопрочная сталь -  патент 2519337 (10.06.2014)
закаленная мартенситная сталь с низким содержанием кобальта, способ получения детали из этой стали и деталь, полученная этим способом -  патент 2497974 (10.11.2013)
высокопрочный стальной сплав с высокой ударной вязкостью -  патент 2482212 (20.05.2013)
способ деформационно-термического производства листового проката -  патент 2481407 (10.05.2013)
сварочная проволока для сварки жаропрочных хромистых мартенситных сталей -  патент 2466001 (10.11.2012)
закаленная мартенситная сталь с низким или нулевым содержанием кобальта, способ изготовления детали из этой стали и полученная этим способом деталь -  патент 2456367 (20.07.2012)
сталь для корпусных конструкций атомных энергоустановок -  патент 2448196 (20.04.2012)
сварочная проволока для сварки и наплавки деталей из разнородных сталей -  патент 2443530 (27.02.2012)
сварочная проволока для сварки и наплавки разнородных сталей -  патент 2443529 (27.02.2012)
Наверх