По результатам анализа способов сварки легированных сталей и проведенных исследований разработана технология сварки многослойных соединений из стали 30ХГСА без предварительного подогрева:

– многослойная автоматическая сварка стационарной дугой соединений в щелевую разделку из стали 30ХГСА поворотного стыка трубы (рис. 2.3) в среде СО2 низкоуглеродистой сварочной проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм без предварительного подогрева, режим сварки: напряжение дуги Uд = 26–27 В, скорость сварки Vсв = 14–15 м/ч, сила тока Iсв = 180–185 A, расход защитного газа Q= 10 л/мин.

– последующая местная термообработка (местный отпуск), нагрев до температуры Тто= 600 °С, выполняется газовой горелкой не позднее 30 мин после сварки.

Сварные образцы, полученные по разработанной технологии, не уступают по эксплуатационным свойствам образцам, полученным по традиционной технологии.

Это подтверждает и проведенный анализ микроструктур сварных соединений (рис. 2.7 и 2.8). Микроструктура по соответствующим областям сравниваемых сварных соединений носит одинаковый характер.

а)
б)
в)

г)

д)

Рис. 2.7. Микроструктура сварного соединения, выполненного по традиционной технологии сварки: а) шов; б) зона сплавления; в) участок перегрева; г) участок нормализации; д) основной металл

Устранение предварительного подогрева из технологического процесса сварки многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА позволяет сэкономить до 3000–4000 л/ч горючего газа (ацетилен, природный газ) и до 3000–4500 л/ч кислорода, необходимых при подогреве свариваемых изделий. Одновременно уменьшается длительность технологического процесса изготовления единицы изделия (гидроцилиндра).

а, б, в:

г, д:

Рис. 2.8. Микроструктура сварного соединения, полученного без предварительного подогрева с последующей термической обработкой при температуре 600°С: а) шов; б) зона сплавления; в) участок перегрева; г) участок нормализации; д) основной металл

Для проверки работоспособности линейных регрессионных зависимостей были проведены дополнительные исследования по параметрам разработанной технологии сварки, но с термообработкой при температуре Тто= 300 °С. Был проведен расчет предполагаемых механических свойств, результаты которого сопоставили с экспериментальными данными.

Установлено, что полученные регрессионные линейные зависимости адекватно оценивают влияние энергетических параметров термического цикла сварки (Тпод, Iсв, Тто) на механические свойства многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА и отклонение экспериментальных данных от расчетных не превышает 10%.