сварочная проволока для сварки броневых сталей
Классы МПК: | B23K35/30 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 1550°C C22C38/58 с более 1,5 % марганца по массе C22C38/50 с титаном или цирконием |
Автор(ы): | Сергиенко Анатолий Иванович (RU), Парамонов Борис Владимирович (RU), Жуков Алексей Васильевич (RU), Барышников Александр Павлович (RU), Шаврин Адольф Иванович (RU), Мураховский Исаак Матвеевич (RU), Войцеховский Владимир Андреевич (RU), Зяблова Татьяна Александровна (RU), Любимов Юрий Андреевич (RU), Григурко Владимир Васильевич (RU), Лебедев Виктор Николаевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Сергиенко Анатолий Иванович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2009-02-11 публикация патента:
10.08.2010 |
Изобретение относится к области металлургии и сварки, в частности к составу легированных сталей, которые применяются при изготовлении сварочной проволоки для электросварки броневых сталей. Сварочная проволока содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, серу, титан, фосфор и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,02-0,08, кремний 0,6-1,5, марганец 0,8-2,0, хром 22,5-25,0, никель 6,5-8,5, молибден 0,8-3,5, алюминий 0,08-0,35, сера 0,005-0,020, титан 0,4-1,0, фосфор 0,005-0,025, железо - остальное. После сварки отсутствуют холодные и горячие трещины в сварном шве и зоне термического влияния, снижаются затраты, связанные с ограничениями по сварочному току и обязательной ручной подварки корня шва, а также повышаются противоснарядная стойкость и живучесть сварной брони.
Формула изобретения
Сварочная проволока для сварки броневых сталей, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, серу и железо, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит титан и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
углерод | 0,02-0,08 |
кремний | 0,6-1,5 |
марганец | 0,8-2,0 |
хром | 22,5-25,0 |
никель | 6,5-8,5 |
молибден | 0,8-3,5 |
алюминий | 0,08-0,35 |
сера | 0,005-0,020 |
титан | 0,4-1,0 |
фосфор | 0,005-0,025 |
железо | остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области металлургии и сварки, в частности к составу легированных сталей, которые могут найти применение при изготовлении сварочной проволоки для электросварки броневых сталей.
Известна сварочная проволока, обеспечивающая аустенитную структуру шва и повышенную устойчивость к образованию горячих трещин, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,02-0,7; кремний 0,10-0,70; марганец 6,0-10,0; никель 15,0-20,0; хром 15,0-20,0; молибден 2,00-4,00; редкоземельный элемент 0,03-0,30; сера 0,005; фосфор 0,015, азот 0,02-0,25, кислород 0,01, железо - остальное (JP 62197294, МПК C22C 38/00; C22C 38/58; B23K 35/30; опубл. 31.08.1987).
Однако известная сварочная проволока не обеспечивает высокого качества сварного шва при ее использовании для сварки толстолистовых конструкций из броневых сталей, в первую очередь из-за появления холодных и горячих трещин по сварному шву и по зоне термического влияния.
Наиболее близкой по составу и достигаемому техническому результату является сварочная проволока для электросварки аустенитных нержавеющих сталей, содержащая компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 0,008-0,15; кремний 0,20-1,00; марганец 1,00-3,00; хром 11,0-32,0; никель 3,0-22,5; молибден 0,001 - 4,00; алюминий 0,011; сера 0,0015, кальций 0,005; кислород 0,01; магний 0,005; азот 0,25; железо - остальное (JP 09-308988, МПК C22C 38/00, C22C 38/58, B23K 35/30, опубл. 02.12.1997).
Известная сварочная проволока также в достаточной степени не обеспечивает высокого качества сварного шва сварной брони из толстолистовых броневых сталей с содержанием углерода никеля до 5 мас.% из-за наличия холодных и горячих трещин в области шва и зоны термического влияния, а также устойчивости сварного шва при его обстреле снарядами (трещины, излом, отколы). Это ведет к необходимости введения ограничений по сварочному току, регламентации раскладки валиков сварного шва, обязательной ручной подварке корня сварного шва.
Задачей изобретения является разработка сварочной аустенитно-ферритной проволоки для механизированной сварки толстолистовых броневых конструкций из высокопрочных сталей средней твердости и высокопрочных корпусных сталей с содержанием никеля до 5 мас.%, обеспечивающей устойчивость сварного шва при динамическом воздействии высокоскоростных средств поражения.
Техническим результатом является отсутствие холодных и горячих трещин в сварном шве и зоне термического влияния после сварки броневых сталей, снижение затрат при сварке, связанных с ограничениями при сварке по сварочному току и обязательной ручной подваркой корня шва, а также повышение противоснарядной стойкости и живучести сварной брони.
Технический результат достигается тем, что сварочная проволока для сварки броневых сталей содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, алюминий, серу, а также титан и фосфор при следующем отношении компонентов, мас.%: углерод 0,02-0,08; кремний 0,6-1,5; марганец 0,8-2,0; хром 22,5-25,0; никель 6,5-8,5; молибден 0,8-3,5; алюминий 0,08-0,35; сера 0,005-0,020; титан 0,4-1,0; фосфор 0,005-0,025, железо - остальное.
Изобретение может быть проиллюстрировано примером.
Для оценки качества сварного шва и его противоснарядной стойкости использовали сварочную проволоку по изобретению диаметром 2 мм, содержащую, мас.%: углерод 0,04; кремний 1,2; марганец 1,5; хром 22,8; никель 7,2; молибден 2,4; алюминий 0,22; сера 0,01; титан 0,8; фосфор 0,008. В качестве естественных примесей сварочная проволока по изобретению содержала медь, азот, вольфрам, ниобий, ванадий и мышьяк.
Сварке подвергали листы толщиной 45 и 70 мм броневой стали с пределом прочности 1272-1510 МПа, содержащей, мас.%: углерод 0,32; кремний 0,22; марганец 0,53; хром 1,46; никель 2,1; молибден 0,79; ванадий 0,16; алюминий 0,04; азот 0,008; медь 0,35; ниобий 0,02; сера 0,012; фосфор 0,011; железо - остальное. Полуавтоматическую сварку вели многопроходным швом на повышенных токах 350-400 A. Ручную подварку корня сварного шва не проводили.
Качество сварного шва оценивали по наличию горячих трещин, а также холодных трещин типа «отрыв» в области сварного шва и зоны термического влияния (через 3-5 дней после сварки). Обстрелу подвергали: сваренные плиты размером 500 на 400 мм толщиной 45 мм - снарядами калибром 57 мм, сваренные плиты размером 1500 на 1200 мм толщиной 70 мм - снарядами калибром 100 мм. Выдержавшими испытания считались образцы, которые не были пробиты при требуемых расстояниях обстрела и углах поражения и в сварных швах которых отсутствовали трещины.
Результаты испытаний показали отсутствие холодных и горячих трещин после сварки, а также отсутствие пробития и разрушения шва (излома, трещин) испытуемых сваренных плит после обстрела.
Таким образом, сварочная проволока по изобретению обеспечивает достижение поставленного технического результата: отсутствие холодных и горячих трещин в сварном шве и зоне термического влияния после сварки броневых сталей, снижение затрат при сварке, связанных с ограничениями при сварке по сварочному току и обязательной ручной подваркой корня шва, а также повышение противоснарядной стойкости и живучести сварной брони.
Класс B23K35/30 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 1550°C
Класс C22C38/58 с более 1,5 % марганца по массе
Класс C22C38/50 с титаном или цирконием