Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70
Приведены материалы исследования свариваемости труб диаметром 168Х7 мм из стали Х70 для применения в различных по назначению трубопроводах, а также результаты металлографических исследований и механических свойств сварных соединений. The paper gives the materials of investigation of weldability...
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101727 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 / С.И. Кучук-Яценко, В.С. Качинский, В.Ю. Игнатенко, Е.И. Гончаренко, М.П. Коваль // Автоматическая сварка. — 2010. — № 7 (687). — С. 33-35. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859595610084081664 |
|---|---|
| author | Кучук-Яценко, С.И. Качинский, В.С. Игнатенко, В.Ю. Гончаренко, Е.И. Коваль, М.П. |
| author_facet | Кучук-Яценко, С.И. Качинский, В.С. Игнатенко, В.Ю. Гончаренко, Е.И. Коваль, М.П. |
| citation_txt | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 / С.И. Кучук-Яценко, В.С. Качинский, В.Ю. Игнатенко, Е.И. Гончаренко, М.П. Коваль // Автоматическая сварка. — 2010. — № 7 (687). — С. 33-35. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| description | Приведены материалы исследования свариваемости труб диаметром 168Х7 мм из стали Х70 для применения в
различных по назначению трубопроводах, а также результаты металлографических исследований и механических
свойств сварных соединений.
The paper gives the materials of investigation of weldability of pipes of 168Х7 mm from X70 steel for application in
pipelines for various purposes, as well as the results of metallographic and mechanical property investigations of welded
joints.
|
| first_indexed | 2025-11-27T19:56:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 621.791.4.03
ПРЕССОВАЯ СВАРКА МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУГОЙ
ТРУБ ИЗ СТАЛИ Х70
Академик НАН Украины С. И. КУЧУК-ЯЦЕНКО, В. С. КАЧИНСКИЙ, канд. техн. наук,
В. Ю. ИГНАТЕНКО, Е. И. ГОНЧАРЕНКО, М. П. КОВАЛЬ, инженеры
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Приведены материалы исследования свариваемости труб диаметром 168 7 мм из стали Х70 для применения в
различных по назначению трубопроводах, а также результаты металлографических исследований и механических
свойств сварных соединений.
К л ю ч е в ы е с л о в а : прессовая сварка, магнитоуправляе-
мая дуга, трубная сталь Х70, трубопроводы, формирование
соединения, технология сварки
В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины на про-
тяжении последних лет проводятся исследования
по сварке труб и трубопроводов диаметром до
219 мм и толщиной стенки до 16 мм [1]. Резуль-
таты исследований показали возможность практи-
ческого применения прессовой сварки магнитоуп-
равляемой дугой (ПСМД) для сварки труб и
трубопроводов. Процесс ПСМД отличается высо-
кой производительностью (время сварки 20…50 с),
минимальным расходом основного металла труб,
равным толщине стенки, при этом дополнитель-
ные сварочные материалы и расходный газ не тре-
буются.
Целью настоящей работы является исследова-
ние свариваемости стали Х70 способом ПСМД.
Для исследований использовали трубы диаметром
168 мм с толщиной стенки 7 мм. Выбор был свя-
зан с потребностями различных отраслей про-
мышленности и строительства в разработке новых
высокопроизводительных способов сварки труб и
трубопроводов небольшого диаметра. Сталь Х70
относится к низкоуглеродистым сталям со сле-
дующим химическим составом, мас. %: 0,030 C;
0,156 Si; 1,45 Mn; 0,004 S; 0,004 P; 0,07 Cr; 0,14 Ni;
0,20 Mo; 0,02 V; 0,30 Cu; 0,033 Al; 0,022 Ti;
0,062 Nb; 0,012 As.
Особенности формирования соединений при
ПСМД, а также основные параметры, определя-
ющие качество соединений, рассмотрены в ра-
ботах [1, 2]. Основные технологические парамет-
ры сварки труб диаметром 168 7 мм из стали
Х70 следующие (рис. 1): время сварки 34,7 с; уси-
лие осадки 247 кН; укорочение труб 7,5…7,9 мм;
потребляемая мощность 28,7 кВт.
С целью проведения механических испытаний
из сварного соединения трубы вырезали секции.
Формирование сварного соединения с внешней
и внутренней сторон трубы приведено на рис. 2.
Результаты механических испытаний показа-
ли, что прочностные и пластические свойства
сварного соединения находятся на уровне пока-
зателей основного металла (табл. 1, рис. 3).
Структура металла в ЗТВ при ПСМД во мно-
гом подобна структуре аналогичных соединений
© С. И. Кучук-Яценко, В. С. Качинский, В. Ю. Игнатенко, Е. И. Гончаренко, М. П. Коваль, 2010
Рис. 1. Сварное соединение труб диаметром 168 7 мм из
стали Х70
Рис. 2. Формирование сварного соединения с внешней (а) и
внутренней (б) сторон труб
7/2010 33
труб, выполненных контактной стыковой сваркой
оплавлением (КССО), но в формировании цент-
ральной части соединения есть отличия. Анализ
макроструктуры соединений труб диаметром
168 7 мм из стали Х70 (рис. 4, а) показал, что
ширина ЗТВ при ПСМД не более 10 мм, а ширина
участка нормализации по средней линии 2 мм.
При КССО ширина ЗТВ и участка нормализации
соответственно 18 и 6 мм (рис. 4, б). Таким об-
разом, при ПСМД ЗТВ существенно уже, чем при
КССО, что обеспечивает формирование более
мелкозернистой структуры.
Область сварного соединения стали Х70 под-
вергли металлографическим исследованиям. Мик-
ротвердость сварного соединения измеряли на
приборе М-400 фирмы «LECO» при нагрузке 1 Н
и с шагом 100 мкм. Образец травили в 4%-м рас-
творе HNO3 в спирте.
Из рис. 5 видно, что в соединении имеет место
незначительное повышение микротвердости фер-
ритной полоски до HV 2450 МПа, что выше
микротвердости основного металла труб. При
КССО обычно наблюдается снижение микротвер-
дости на этом участке.
Линия соединения представляет собой преры-
вистую белую полосу толщиной до 10 мкм в цен-
тральной области сварного соединения и расши-
ряется до 30 мкм к краям образца шлифа (рис. 6,
а). Микротвердость ферритной полоски линии со-
Т а б л и ц а 1. Механические свойства основного металла
и сварного соединения труб из стали Х70
Участок
испытания σт, МПа σв, МПа KCV+20°С,
Дж/см2
Основной металл 448,9…469,1
460,6
528,8…566,8
551,0
248,4…265,7
256,5
Сварное соединение 411…440
425,5
511…556
533,5
124,8…283,4
204,1
Рис. 3. Результаты испытаний сварного соединения на изгиб
Рис. 4. Макрошлифы сварных соединений стали Х70, выпол-
ненных ПСМД (а) и КССО (б)
Рис. 5. Распределение микротвердости металла в зоне свар-
ного соединения
Рис. 6. Микроструктуры ( 150) сварного соединения вблизи
внешней кромки (а), в центральной области (б) и основного
металла (в)
34 7/2010
единения HV 2050…2450 МПа. Структура учас-
тка в центральной области образца мелкозернис-
тая (8-9 балл по ГОСТ 5639–82) ферритно-пер-
литная с микротвердостью HV 2470…2640 МПа
(рис. 6, б). У края образца структура более круп-
нозернистая (7 балл) с преобладанием ферритной
составляющей и микротвердостью HV
2190…2350 МПа (рис. 6, а). На участке мелкого
зерна структура мелкозернистая ферритно-пер-
литная с баллом 10-11 и микротвердостью HV
2270…2400 МПа.
Основной металл мелкозернистый с преобла-
данием ферритной составляющей (балл зерна 10)
и микротвердостью HV 2130…2360 МПа (рис. 6, в).
На участке крупного зерна повышается коли-
чество перлитной составляющей в сравнении с
основным металлом и другими участками ЗТВ,
что приводит к незначительному повышению
твердости на этом участке. Дефектов в сварном
соединении не обнаружено.
Проведенные исследования показывают, что
структура и механические свойства соединений
трубных сталей Х70, выполненных ПСМД, весьма
близки к аналогичным показателям соединений
КССО. Поэтому принятые при КССО системы и
методики неразрушающего, а также операцион-
ного контроля могут быть идентичными.
Для ПСМД труб и трубопроводов разработаны
машины, обеспечивающие сварку в полевых и ста-
ционарных условиях (табл. 2).
Установки К-980, К-872, К-981 (рис. 7), пред-
назначенные для прессовой сварки труб и тру-
бопроводов различного назначения, состоят из
сварочной головки; гидравлической насосной
станции; шкафа управления с переносным пуль-
том управления; источника питания дуги.
Подвесная головка К-872 является установкой
клещевого типа, отличительной особенностью ко-
торой является раздельное зажатие свариваемых
труб. Машина конструктивно имеет возможность
загрузки-выгрузки свариваемых труб на сторону
[3].
Установки К980 и К-981 — проходного типа,
отличительной особенностью которых также яв-
ляется раздельное зажатие свариваемых труб.
Конструкция машины проходного типа обеспе-
чивает высокую точность осевой центровки сва-
ренных труб и трубопроводов [4].
Выводы
1. Определены основные условия прессовой свар-
ки для формирования сварного соединения из ста-
ли Х70.
2. Разработана технология сварки труб диа-
метром 168 7 мм из стали Х70.
3. Разработано сварочное оборудование и тех-
нология прессовой сварки труб диаметром до
250 мм и толщиной стенки до 12 мм.
1. Кучук-Яценко С. И., Качинский В. С., Игнатенко В. Ю.
Прессовая сварка толстостенных труб с нагревом дугой,
управляемой магнитным полем // Автомат. сварка. —
2002. — № 7. — С. 28–34.
2. Magnetically impelled arc butt welding of town gas pipeli-
nes / K. Fakagi, F. Aracida, S. Sato еt al. // Metal Construc-
tion. — 1982. — № 10. — P. 542–548.
3. Пат. 45449 Україна. Машина для пресового зварювання
з нагріванням дугою, керованою магнітним полем / С. І.
Кучук-Яценко, В. С. Качинський, В. О. Сахарнов та ін.
— Чинний з 15.04.2002 р.
4. Пат. 200713302 Україна. Машина для стикового зварю-
вання труб / С. І. Кучук-Яценко, В. С. Качинський,
Б. О. Галян та ін. — Чинний з 29.11.2007 р.
The paper gives the materials of investigation of weldability of pipes of 168 7 mm from X70 steel for application in
pipelines for various purposes, as well as the results of metallographic and mechanical property investigations of welded
joints.
Поступила в редакцию 23.02.2010
Рис. 7. Внешний вид установок К-872 (а) и К-981 (б)
Т а б л и ц а 2. Технические характеристики установок
для ПСМД
Тип
установки
Диаметр
сваривае-
мых труб,
мм
Толщина
стенки,
мм
Произво-
дитель-
ность,
стыков/ч
Потребляе-
мая мощ-
ность,
кВ⋅А
Масса,
кг
К-980 50...140 3...10 80 80 3500
К-872 89...219 2,5...8 60 90 2500
К-981 120...250 3...10 50 160 4500
7/2010 35
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101727 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-27T19:56:30Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Кучук-Яценко, С.И. Качинский, В.С. Игнатенко, В.Ю. Гончаренко, Е.И. Коваль, М.П. 2016-06-06T19:00:54Z 2016-06-06T19:00:54Z 2010 Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 / С.И. Кучук-Яценко, В.С. Качинский, В.Ю. Игнатенко, Е.И. Гончаренко, М.П. Коваль // Автоматическая сварка. — 2010. — № 7 (687). — С. 33-35. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101727 621.791.4.03 Приведены материалы исследования свариваемости труб диаметром 168Х7 мм из стали Х70 для применения в различных по назначению трубопроводах, а также результаты металлографических исследований и механических свойств сварных соединений. The paper gives the materials of investigation of weldability of pipes of 168Х7 mm from X70 steel for application in pipelines for various purposes, as well as the results of metallographic and mechanical property investigations of welded joints. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Производственный раздел Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 Magnetically-impelled arc butt welding of pipes of X70 steel Article published earlier |
| spellingShingle | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 Кучук-Яценко, С.И. Качинский, В.С. Игнатенко, В.Ю. Гончаренко, Е.И. Коваль, М.П. Производственный раздел |
| title | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 |
| title_alt | Magnetically-impelled arc butt welding of pipes of X70 steel |
| title_full | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 |
| title_fullStr | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 |
| title_full_unstemmed | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 |
| title_short | Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали Х70 |
| title_sort | прессовая сварка магнитоуправляемой дугой труб из стали х70 |
| topic | Производственный раздел |
| topic_facet | Производственный раздел |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101727 |
| work_keys_str_mv | AT kučukâcenkosi pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoitrubizstalih70 AT kačinskiivs pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoitrubizstalih70 AT ignatenkovû pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoitrubizstalih70 AT gončarenkoei pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoitrubizstalih70 AT kovalʹmp pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoitrubizstalih70 AT kučukâcenkosi magneticallyimpelledarcbuttweldingofpipesofx70steel AT kačinskiivs magneticallyimpelledarcbuttweldingofpipesofx70steel AT ignatenkovû magneticallyimpelledarcbuttweldingofpipesofx70steel AT gončarenkoei magneticallyimpelledarcbuttweldingofpipesofx70steel AT kovalʹmp magneticallyimpelledarcbuttweldingofpipesofx70steel |