автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Снижение степени структурной и механической неоднородности сварных соединений разнородных сталей на основе совершенствования технологии ЭЛС

На правах рукописи

ГОНЧАРОВ Алексей Леонидович

СНИЖЕНИЕ СТЕПЕНИ СТРУКТУРНОЙ И МЕХАНИЧЕСКОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛС

05 03.06 - Технологии и машины сварочного производства

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва-2005

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (техническом университете) на кафедре технологии металлов

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Драгунов Виктор Карпович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Гейкин Валерий Александрович

доктор технических наук, профессор Неровный Вячеслав Михайлович

ФНПЦ Раменское приборостроительное конструкторское бюро

Защита состоится «а?^» апреля 2005 г. в ИЙ на заседании диссертационного совета К.212.129.01 при Московском государственном индустриальном университете по адресу: 115280, Москва, Автозаводская ул., 16 в ауд /60.3

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета

Автореферат разослан марта 2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета к. т.н.. доцент

Плотников А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в энергетическом оборудовании широко распространены сварные конструкции деталей и узлов из разнородных сталей. В силу конструкционных и технологических особенностей таких изделий, получение сварных соединений традиционными способами становится затруднительным, что приводит к необходимости использования более перспективных способов сварки с применением концентрированных источников теплоты, основным из которых является электронный луч. Электроннолучевая сварка сталей разных структурных классов сопряжена с рядом трудностей, связанных с особенностями формирования структуры сварных соединений. Наличие химической неоднородности при сварке сталей разных структурных классов приводит к образованию неоднородной структуры в зоне сварного соединения, а именно к возникновению различного рода прослоек у линий сплавления, которые формируются в процессе эксплуатации при повышенных температурах и снижают качество изделий. Ещё одной особенностью ЭЛС разнородных материалов является возможное отклонение электронного пучка от стыка в процессе сварки и образование непроваров по глубине соединяемых деталей. В настоящее время не выявлены специфические особенности образования структурной неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей при использовании ЭЛС и её влияние на эксплуатационные свойства изделия. Кроме того, недостаточно исследованы закономерности изменения геометрических параметров электронного пучка при сварке материалов с различными физическими свойствами и отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по выбору параметров ЭЛС в зависимости от термоэлектрических свойств свариваемых сталей. Поэтому разработка методов снижения степени химической и структурной неоднородности на основе определения особенностей формирования диффузионных прослоек и изменения параметров электронного пучка при ЭЛС разнородных сталей является актуальной задачей.

Цель работы. Совершенствование технологии ЭЛС комбинированных конструкций энергетического оборудования, путём выбора режимов сварки, обеспечивающих стабильное формирование шва и снижение структурной неоднородности сварных соединений.

Методы исследования. Исследования диффузионных прослоек проводили на разнородных сварных образцах из сталей перлитного и феррито-мартенситного классов толщиной 30 мм. Термоэлектрические и магнитные свойства определяли на образцах из сталей различных структурных классов. ЭЛС образцов осуществляли за один проход без сквозного проплавления на электронно-лучевой установке с энергетическим комплексом 017 «Languepm». Для исследования микроструктуры сварных соединений использовался метод количественной металлографии. Изображения микроструктуры анализировали на микроскопе NU-2E с цифровой приставкой для передачи изображения на персональный компьютер, последующую обработку изображения проводили в

графическом редакторе Photoshop Определение геометрических характеристик формы проплавления и расчет степени проплавления кромок проводили с помощью специализированной программы WeldShape. Характеристики твердости измеряли на приборах ПМТ-3 и МЭИ-Т7, механические свойства определяли при испытании на растяжение на испытательной машине ИМ-12 А. Спектры распределения хрома в сварных соединениях определяли на электронном сканирующем микроскопе с микроанализатором JSM JIOL-5600 Исследование магнитных полей проводили с использованием магнитометра MX-10. Обработку экспериментальных данных, а также расчёты температурных полей и изменения формы проплавления, решение дифференциальных уравнений движения электрона в магнитном поле и другие расчёты проводили с использованием математических пакетов MathCAD и Maple. Научная новизна.

1. Установлены зависимости термоэлектрических свойств сталей разных структурных классов от температуры, их химического и фазового состава

- стали аустенитного и аустенито-ферритного классов имеют положительную термоэдс, а перлитного, аустенито-мартенситного и феррито-мартенситного классов - отрицательную;

- минимум абсолютной термоэдс соответствует температурам фазовых превращений, что связано с образованием равновесных твёрдых растворов.

2. Установлены закономерности формирования дифф\зионных прослоек в сварных соединениях сталей перлитного и феррито-мартенситного классов в зависимости от степени проплавления кромок при ЭЛС после выдержки при температурах 450-650 °С в течение 100ч.

- при степени проплавления кромок, обеспечивающей содержание хрома в металле шва до 8% происходит последовательное образование двух фер-ритных прослоек у линий сплавления в менее легированной составляющей;

- при уменьшении содержания хрома в металле шва от 11 до 5% протяжённость слоя с повышенным содержанием карбидов у линии сплавления с перлитной сталью линейно увеличивается, а средняя плотность карбидных включений снижается.

Практическая ценность работы. Установленные закономерности развития диффузионных прослоек позволяют проводить оценку степени развития структурной неоднородности в процессе длительной эксплуатации изделия и снижать ее путём регулирования степени прсплавления при сварке.

Разработанные методики оценки термоэлектрических свойств материалов, контроля остаточной намагниченности и определения индукции магнитного поля термоэлектрических токов во время сварки позволяют прогнозировать

величину отклонения электронного пучка от стыка сваризаемых деталей и степень проплавления кромок.

Предложен метод определения величины коррекции положения электронного пучка. который позволяет повысить качество сварного соединения путём уменьшения вероятности образования непроваров при сварке разнородных сталей и получения требуемой степени проплавления.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы на ОАО «Калужский турбинный завод» для производства комбинированных диафрагм 5-й ступени паровых турбин при подготовительных операциях на стадии размагничивания и контроля остаточной намагниченности изделий, а также с целью оценки влияния магнитных полей термоэлектрических токов для возможной коррекции режимов сварки на электронно-лучевых установках с энергетическими комплексами У-250.

Результаты исследований и разработанные методики использованы в курсах лекций и при подготовке лабораторных работ по сварке разнородных металлов и сплавов.

Апробация работы. Основные результат работы были доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-технической конференции «Сварка и смежные технологии» (Москва, МЭИ(ТУ), 2000 г.), международных конференциях «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, МЭИ(ТУ). 2002-2005 г.). Всероссийской научно-технической конференции «МАХИ -Сварка XXI века. Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве» (Москва, «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2003 г.), 22-ой научно-технической конференции с международным участием «Сварка Урала -2003» (Киров, март 2003), международной научно-технической конференции «Славяновские чтения» (г. Липецк, ЛГТУ, 2004 г.), а также на научном семинаре кафедры Технологии металлов МЭИ(ТУ).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных работах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 175 страницах и содержит 16 таблиц и 91 рисунок Список литературы содержит 95 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, приведена краткая аннотация, показана научная новизна и практическая значимость работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основании изучения отечественных к зарубежных литературных источников проведён анализ способов изготовления комбинированных диафрагм паровых турбин и особенностей ЭЛС сталей разных структурных классов.

Показано, что применение традиционных способов сварки не обеспечивает высоких прочностных характеристик сварного соединения, требует больших экономических и трудовых затрат, а также сильно ограничено конструктивными особенностями изделия. Возможность сварки деталей на большую глубину за один проход без предварительной разделки кромок, я также другие достоинства ЭЛС определили использование этого метода для сварки диафрагмы.

В работах Б.Е. Патона, Н.Н. Рыкалина, Н.А. Ольшанского, И.В. Зуева, O.K. Назаренко, В.В. Башенко, Г.И. Лескова, С.Н. Киселёв, А.Н. Башкатова, В.Н. Земзина, В.Р. Рябова, Ю.Н. Готальского, И.А. Закса и других рассмотрены научные основы технологии ЭЛС, достаточно подробно изучены тепловые, термодеформационные и металлургические процессы при сварке, выявлены особенности строения сварных соединений разнородных сталей. Известно, что основные проблемы при ЭЛС разнородных сталей связаны с обеспечением требуемой структуры металла шва, образованием диффузионных и кристаллизационных прослоек в сварном соединении, а также с вероятностью образования непроваров вследствие отклонения электронного пучка от стыка, что в итоге может приводить к снижению эксплуатационных свойств изделий. Однако в настоящее время недостаточно исследованы закономерности изменения геометрических параметров электронного пучка при сварке материалов с различными физическими свойствами, а также отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по выбору параметров ЭЛС с учётом возможного изменения формы электронного пучка и развития структурной неоднородности в процессе термической обработки и эксплуатации. Эти проблемы определили цель и задачи исследования. Задачи исследования:

• исследование причин снижения эксплуатационных свойств сварных соединений разнородных сталей, выполненных ЭЛС;

• определение закономерностей формирования химической и структурной неоднородности сварных соединений и исследование их слияния на свойства комбинированных конструкций;

• исследование термоэлектрических и электромагнитных явлений и их влияния на отклонение электронного пучка при ЭЛС разнородных сталей;

• разработка технологических методов повышения качества сварных соединений и совершенствование технологии изготовления комбинированных диафрагм паровых турбин с помощью ЭЛС.

Во второй главе исследованы особенности формирования диффузионных прослоек в сварных соединениях сталей перлитного и феррито-мартенситного классов в процессе выдержки при повышенных температурах до 65G °С. Рассмотрено влияние режимов термического старения и содержания кароидообра-зующих элементов в металле шва на интенсивность развития диффузионных прослоек,

Образование диффузионных прослоек связано с диффузионным перераспределением углерода Б зоне сварного соединения в процессе реактивной диффузии при наличии градиента карбидообразующих элементов, причём направление диффузии углерода совпадает с направлением этого градиента. В сварных соединениях рассматриваемых сталей в процессе диффузии углерода Б зоне сплавления со стороны перлитной стали наблюдается образование феррит-ной прослойки, а в металле шва - слоя с повышенным содержанием карбидов.

Исследование структуры сварных соединений проводили на образцах из сталей указанных классов. Образцы сваривали с использованием ЗЛС при переменном смешении оси электронного пучка относительно плоскости стыка на режимах с различной шириной шва и постоянной глубиной проплавления. Переменное смещение оси пучка обеспечило в каждом сечении шва различную степень проплавления, а. следовательно, и различное содержание карбидообра-зующих элементов (в данном случае хрома). Среднее содержание хрома в шве оценивалось по соотношению:

где С1 и Сг - среднее содержание хрома в сталях 12ХМ и 12X13 соответственно.

По фотографиям макроструктуры (рис. 1), определяли площади проплав-ления каждой из сталей путем аппроксимации точек соответствующих линий сплавления и последующего интегрирования аппроксимирующих зависимостей. Вычисление площадей проплавления и определение степени проплавления для каждого макрошлифа проводили с помощью специализированной программы.

Анализ спектров распределения хрома в сварных соединениях показывает, что ширина зоны переменного химического состава не зависит от концентрации хрома в шве и не превышает 0,13 мм. Зона переменной концентрации хрома практически линейно зависит от ширины шва и уменьшается при ее снижении, причём вблизи корня шва наблюдается более узкая переходная зона.

Сравнивая значения средней концентрации хрома в сварном шве, рассчитанные по формуле (1), с результатами рентгеноспектрального анализа расхождение в значениях не превышает 10%, причем действительное содержание хрома в верхнем и корневом участках сварного шва оказывается меньше расчётного. В целом, можно считать, что формула (1) вполне применима для оценочных расчётов содержания легирующих элементов в сварном шве при ЭЛС.

Для исследования структурной неоднородности сварных соединений проводили термическую обработку при температурах 450, 550 и 650 °С, выдерживая при каждой температуре серию образцов с различным содержанием хрома в металле шва. Время выдержки каждой группы образцов составляло от 5 до 100 ч. Непосредственно после сварки и каждого этапа термической обработки проводили исследование микроструктуры, при этом определяли ширину образующихся ферритных прослоек и слоя карбидов у линии сплавления.

а б в г

Рис 1 Формы сварных швов при проплавлении образца из сталей 12ХМ+12X13 электронным пучком на различных режимах (х2): а - Р=4,4 кВт; б - Р= 6,4 кВт; в - Р=8,8 кВт; г - Р= 10, 4 кВт

При исследовании микроструктуры образцов после электронно-лучевой сварки а также после выдержки при 450 °С в течение 100 ч диффузионные прослойки не были выявлены. Выдержка образцов при 550 °С уже в течение 10 ч привела к формированию слоя с повышенным содержанием карбидов в металле шва, однако начало образования ферритной прослойки со стороны стали 12ХМ отмечено только в образцах с высоким содержанием хрома после выдержки 100 ч. В процессе термической обработки интенсивное образование ферритных прослоек происходит на образцах, которые выдерживались при 650 °С. Наличие прослойки выявляется у линии сплавления со стороны перлитной стали уже после 5 часов выдержки (рис. 2а).

При ЭЛС сталей 12ХМ и 12X13 образование диффузионных прослоек возможно также в зоне сплавления хромистой стали 12X13 (рис. 26), при этом в металле шва образуется обезуглероженная ферритная прослойка, а в ЗТВ стали 12X13 - слой с повышенным содержанием карбидов. Интенсивность развития прослоек уменьшается с увеличением содержания хрома в металле шва, гак как при этом снижается градиент концентрации карбидообразующего элемента, и скорость диффузии уменьшается. Длительность периода до начала образования ферритной структуры в зоне сплавления высоколегированной стали примерно в 20 раз больше, чем аналогичного периода для зоны сплавления стали 12ХМ при одинаковых условиях выдержки, что позволяет сделать вывод об уменьшении скорости диффузии углерода с повышением степени легированности стали.

Ширина, как ферритной прослойки, так и слоя карбидов увеличивается при возрастании времени выдержки при повышенных температурах, при этом снижается скорость роста этих прослоек (рис. 3).

При исследовании микроструктуры сварных соединений также было установлено, что размер зерна образующейся в обезуглероженной зоне ферриг-ной прослойки определяется размером зерна аустенита, существовавшего при нагреве в процессе сварки и изменяется по глубине шва. В корке размер зерна феррита в непосредственной близости к линии сплавления существенно меньше, чем в середине или вершине шва, что связано с отсутствием собирательной

Рис 2 Диффузионные прослойки (х 150) в зоне линии сплавления со сталью 12ХМ (а) (выдержка 650 °С, 5ч) и сталью 12X13 (б) (выдержка 650 °С, 60ч)

Рис. 3. Зависимости ширины ферритной (а) и слоя с повышенным содержанием карбидов (б) в зоне линии сплавления стали 12ХМ от времени выдержки при температуре 650 (1) и 550 °С (2)

Ширина ферритной прослойки практически не зависит от концентрации хрома в сварном шве при его содержании более 5% (рис. 4). Учитывая, что скорость реактивной диффузии определяется стойкостью образующегося карбида, постоянство размеров ферритной прослойки может быть связано с образованием в металле шва простых карбидов хрома одного и того же состава. Протяженность науглероженного слоя уменьшается при увеличении концентрации хрома, при этом увеличивается плотность карбидных включений, возрастает твердость и снижается пластичность металла прослойки. Большая ширина прослойки в швах с низким содержанием хрома связана с исчерпанием хрома в непосредственной близости от линии сплавления и диффузией углерода в более отдалённые слои металла.

Рис. 4. Зависимость ширины ферритной прослойки хф (1) и слоя с повышенным содержанием карбидов хк (2) от концентрации хрома в шве после термического старения 650 °С, 100 ч

Расчёт ширины ферритной прослойки за длительный срок эксплуатации при повышенных температурах на основе параметрической зависимости, показывает, что предельная температура эксплуатации сварного соединения при условии отсутствия разупрочнения за счёт роста ферритной прослойки уменьшается с увеличением содержания хрома в металле шва (рис. 5)

В третьей главе проанализированы основные источника магнитных полей при ЭЛС разнородных сталей. Исследованы термоэлектрические явления при сварке разнородных сталей, рассмотрена методика определения магнитной индукции поля термоэлектрических токов. Рассмотрены способы оценки термоэлектрических свойств сталей и предложена методика определения абсолютной термоэдс сталей перлитного, мартенситного и феррито-мартенситного класса по их химическому составу.

Точный расчёт термоэде сталей и сплавов крайне затруднён ввиду сложности явлений, происходящих в кристаллической решётке материала при нагреве. Существующие методики теоретической оценки величины термоэде либо неприменимы для многокомпонентных сплавов, либо требуют большого числа экспериментальных данных. Поэтому наиболее простым и эффективным способом остаётся прямое измерение интегральной термоэде.

Результаты измерения интегральной термоэде показывают, что потенциал различных марок сталей относительно стали 08 может быть как положительным, так и отрицательным, при этом абсолютная величина термоэде увеличивается при повышении температуры и для исследуемых сталей не превышает 6 мВ.

Рис 5 Зависимости ширины ферритной прослойки хф и критической ширины прослойки хф'1"™ от времени и температуры выдержки сварного соединения сталей 12Х1М+12Х13 при содержании хрома в металле шва 7,8 (а) и 11% (б)

Для сталей перлитного и мартенситного классов характерны отрицательные значения абсолютной термоэдс (рис. 6), причем при температурах до 650700 °С их термоэдс уменьшается, а при температурах свыше 700 °С - увеличивается и стремиться в область положительных значений (рис 7) Минимум термоэдс таких сталей наблюдается при температуре, соответствующей температуре начала образования аустенита Так, например, для стали 12ХМ минимум термозде соответствует температуре 686 °С а нижняя критическая температура Ал=695 °С Смена знака производной термоэдс связана со структурными превращениями происходящими в стали при нагреве, а именно с образованием равновесных твердых растворов аустенита или феррита. Стали аустенитного класса имеют меньшую по абсолютной величине гермоэдс, которая непрерывно возрастает до температур около 1000 С, а затем ее рост замедляется Коэффициент термоэдс таких сталей в диапазоне температур 200-900 С остается практически постоянным и не превышает 5 мкВ'К Выделив из исследуемых марок группы сталей с положительными и отрицательными значениями термоэдс установлено, что в первую группу входят стали перлитного, мартенситного фер-рито-мартенситного и аустенито-маргенситного классов Отличительной особенностью сталей этой группы является преобладание в их составе структуры с ОЦК решеткой, а также наличие в структуре либо твердых включений (цементита;, либо пересыщенного твердого раствора (мартенсита)

К сталям второй группы относится стали аустенитного и аустенито-ферритного классов, в которых основой является структура с ГЦК решехкой Лбсолютное знамение термоэдс таких сталей меньше, чем сталей первой груп-

пы, однако в рамках своей группы двухфазные аустенито-ферритные стали обладают заметно большей гермоэдс по сравнению с чисто аустенитными

Рис. 6. Исследованные стали на диаграмме Шеффлера (число рядом с точкой - абсолютная термоэдс стали при температуре 800 °С)

14 ч-

т,°с

Рис. 7. Экспериментальные зависимости абсолютной термоэдс от температуры для сталей: 1-12X13; 2-08Х14Г4Т; 3-10Х19НИМ4Ф: 4-12ХМ; 5-03Х12Н9М2С; 6-15Х1М1Ф; 7-08Г2С; 8-10X16H25AM6; 9-13Х14Н9С4ФЗГ; 10-10Х19Н11М4Ф; 11-04Х19Н11МЗ; 12-0821Н10Г6; 13-06Х19Н9Т; 14-06X15Н60М15

На основании экспериментальных данных и их статистической обработки для получения зависимости абсолютной термоэдс сталей первой группы ис-

Пчльзсвгь параметр Н, который характеризует химически состри ^али и I -рслечяется выражением

Я = 30%С - %Сг - !,2%Л; + 0 2%Мо - + %&) - 5%'/ (')

вт ^жениь (11 го^бу < ■' гт то - > >

ной зрьи.'имости

Е(Н)=-К,НтКг, (2)

где К1 и К2- статистические коэффициенты, зависящие от температуры. Сравнение значений термоэде, рассчитанных с помощью выражений (1), (2) с измеренными значениями показывает, что данная модель позволяет с достаточной степенью точности оценить термоэде сталей перлитного, мартенситного и фер-рито-мартенситного классов в диапазоне температур 400-1100 °Ст (табл 1).

Таблица 1

__Экспериментальные и расчетные оценки абсолютной термоэдс некоторых сталей

I |__I, I

1 Марка стали I 400 800 1 Н00 I ^г—-тГГ-т:---п-г^Т т~?г--^-т-тг-Г-;

С,ш, мВ | Ерш, чВ | Ешп, чВ Ерасч, МВ Еэ*сп, МВ Е,,асч, МВ |

12X13 -3,80 -3,60 -6,40 -5,83 -6,18 -5,71

08X14Г4Т -3 48 -3 45 -5 45 Г -5 39 -6 01 -5 08

09Х16Н4Б -3 09 -3 42 -4 45 -5 29 -3 37 -4 44

12ХМ -3 07 -2 81 -3 72 -3 46 -2 3 -2 36

03Х12Н9М2С -2 36 -2 62 -2 9 -2 89 -2 06 -! 56

15Х1М1Ф -2 64 -2 54 -2 56 -2 63 -0.91 -1 19 1

Наличие неравномерного поля температуры при сварке обусловливает возникновение в образце электрического поля, под действием которого происходит направленный перенос заряд?, г е. возникает электрический ток. Магнитное поле, возникающее в канале проплавления, будет определяться плотностью и направлением тока в каждой точке изделия Согласно методике, предложенной Драгуковым В К . плотность термоэлектрического тока, протекающего через сзарной шов в сечении с координатой х, определяется выражением

(3

Р '

где Е(х) - значение термоэдс свариваемо пары материалов в сечении х, и- разность потенциалов между холодными участками соединяемых деталей; р -среднее удельное электрическое сопротивление материалов; / - размер свариваемых деталей в поперечном к стыку направлении Для расчетов плотности тока по выражению (3) термоэдс сталей различных структурных классов может быть определена по предложенной выше методике.

Дчя расчетных значений плотности тока проводили моделирование процесса растекания термоэлектрических токов проводили на ферромагнитном - из сталей 12ХМ - 12X13, комбинированном - 12ХМ+12Х18Н10Т и однородном сварном парамагнитном образце из стали 12Х18Н10Г К противоположным терцам образца подключали внешний источника постоянного тока, в качестье которого использовали сварочный выпрямитель БДУ-505 Измерение магнит-

ной индукции при различных значениях плотности тока проводили в прямоугольном отверстии, моделирующем канал проплавления, в котором размещали щуп магнитометра с преобразователем Холла.

В ходе исследований было установлено, что в канале ферромагнитного и комбинированного образцов наблюдается увеличение магнитной индукции по сравнению с ее значениями в канале парамагнитного образца. Причем наибольшие абсолютные значения индукции магнитного поля, измеренные на поверхности канала проплавления, зафиксированы в комбинированном образце. Коэффициенты изменения магнитной индукции в комбинированных и ферромагнитных соединениях относительно парамагнитных составляют соответственно 4,1 и 2,6. Эти коэффициенты практически не зависят от плотности тока и площади сечения, через которое он протекает.

В четвёртой главе с учётом особенностей формирования диффузионных прослоек и изменения параметров электронного пучка при ЭЛС разнородных сталей рассмотрены вопросы технологии изготовления комбинированной диафрагмы паровой турбины. Приведена методика определения отклонения электронного пучка в магнитном поле остаточной намагниченности, даны рекомендации по подготовке изделия к ЭЛС, размагничиванию и контролю уровня остаточной намагниченности деталей диафрагмы, а также выбору режимов термической обработки после сварки.

Показана возможность проведения восстановительной термической обработки сварных соединений рассматриваемых сталей с образовавшимися в процессе эксплуатации диффузионными прослойками. В качестве некоторых параметров режима такой термообработки можно рекомендовать температуру 920 °С, при этом возможно удаление, как ферритной прослойки, так и слоя карбидов.

Для исследований остаточной намагниченности использовали образцы толщиной 40 мм из сталей 12X13, 12ХМ, 15Х1М1Ф намагниченные в постоянном магнитном поле соленоида. На образцах выполняли пазы под выносной щуп магнитометра и проводили измерения как при расположении щупа в пазу, так и на поверхности стыка.

Ка основании измеренных экспериментальных данных получена зависимость, связывающая индукцию магнитного поля Вх, действующую на электронный пучок при различной ширине немагнитного зазора О:

где ¿„=1,89 у=0,12 мм;1 - экспериментальные коэффициенты; В4,25х1м а г - В 4 нитная индукция, измеренная на расстоянии 4,25 мм от каждой из стыкуемых поверхностей, мТл; О - ширина немагнитного зазора, мм.

Сравнивая отклонения пучка при прямых измерениях магнитной индукции и отклонения, полученные в результате косвенных сценок по выражению (4), установили, что эти величины совпадают с точностью около 20%, что является вполне удовлетворительным. Для применения полученных результатов к

х 2

реальным технологическим процессам можно сделать допущение, что отклонение пучка в условиях ЭЛС обусловлено теми же абсолютными значениями индукции поля, что и на стыкуемых поверхностях отдельно взятых деталей, меж-кот-ры-.'и зст^се!'^!: ье\!згнптная вставка то ".¡нчо ^ р.чцон кг^:

магнитной зоны, ограниченной изотермой с температурой Кюри.

Наиболее часто используемым методом снижения остаточной намагниченности является размагничивание деталей перед сваркой с использованием переменного магнитного поля с убывающей амплитудой. Для рассматриваемых конструкций диафрагм наиболее полное размагничивание должно происходить при создании поля в тороидальной размагничивающей катушке, магяитопрово-дом которой является сама диафрагма. Однако применение таких устройств в заводских условиях требует больших затрат времени и трудовых рес>рсов. Поэтому наиболее технологичным является метод, заключающийся в размагничивании диафрагмы в переменном магнитном поле соленоида с постоянным вращением диафрагмы вокруг оси.

Для предотвращения отклонения луча от стыка при воздействии магнитных полей термоэлектрических токсв, наводимых в процессе сварки, а также компенсирования отклонение за счёт остаточной намагниченности, которую не удалось устранить при размагничивании, широкое применение находит ориен тация пучка в направлении, противоположном его отклонению. На основании расчёта изменения формы проплавления при отклонении электронного пучка определены предельные допустимые значения магнитной индукции (рис. 8).

5, мм

Рис. 8. Зависимость допустимой величины магнитной индукции остаточной намагниченности и термоэлектрических токов от глубины проплавления при ширине шва 3,3 мм и различном ускоряющем напряжении пучка 1 - 60 кВ; 2-40 кВ; 3 - 30 кВ Кроме того, предложены способы определения величины коррекции по ложения электронного пучка в процессе сварки, для предотвращения образования непроваров (рис. 9), а также предложены способы регулирования степени проплавления перлитной стали в пределах ОД 5-0.82.

-Ь ------'---1-1-----

"3 "2 О 1 2 3 "3-2-10123

В, мТл В, мТл

а) б)

Рис. 9 Зависимости угловой (а) и линейной (б) коррекции положения электронного пучка для различной глубины проплавления: 1-15 мм; 2-20; 3-25; 4-30

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В сварных соединениях разнородных сталей перлитного и феррито-мартенситного класса, выполненных ЭЛС, в процессе выдержки при температурах отпуска происходит образование диффузионных прослоек у линии сплавления з менее легированной стали после «инкубационного периода», в течение которого концентрация углерода у линии сплавления снижается до значения предельной растворимости, дальнейшее развитие прослойки происходит с уменьшающейся скоростью. При увеличении степени легированности стали и уменьшении температуры выдержки длительность «инкубационного периода» возрастает.

2. Реактивная диффузия углерода происходит в направлении увеличения концентрации карбидообразующего элемента, поэтому в зависимости от степени проплавления диффузия углерода в сварных соединениях может проходить, как из ЗТВ перлитной стали в металл шва, так и из металла шва в феррито-мартенситную сталь.

3. Протяжённость слоя карбидов в металле шва уменьшается при увеличении содержания хрома, при этом возрастает твёрдость карбидной прослойки. Это связано с образованием карбидов в непосредственной близости от линии сплавления при наличии достаточного количества карбидо-образующего элемента. Ширина ферритной прослойки не зависит от концентрации хрома при его содержании в металле шва более 5 %.

4. Размер зерна феррита в прослойке, образующейся в процессе термического старения в корне шва существенно меньше, чем в середине или вершине шва, так как под воздействием термического цикла ЭЛС в кор-

невой части шва не происходит собирательной рекристаллизации аусте-нита и образования зоны крупного зерна

5. Образование непроваров вследствие отклонения электронного лучка от стыка под воздействием магнитного поля термоэлектрических ределяется магнитными и электрическими свойствами, так как направление магнитной индукции поля термоэлектрических токов и отклонение электронного пучка зависит от знака относительной термоэдс свариваемой пары материалов, а величина - от её абсолютного значения

6. Знак абсолютной термоэдс сталей различного легирования определяется их структурным классом Для аустенитных и аустенито-ферритных сталей характерны положительные а, для сталей перлитного, мартенситного и феррито-мартенситного классов - отрицательные значения абсолютной термоэдс. В целом аустенитные и аустенито-ферритные стали обладаю г меньшими по абсолютной величине значениями термоэдс, по сравнению со сталями других структурных классов

7. Для сталей перлитного, феррито-мартенситного и аустенито-мартенситнсго классов минимум абсолютной термоэдс соответствует температурам фазовых превращений. Смена знака коэффициента термоэдс связана со структурно-фазовыми превращениями в стали, и образованием равновесных твёрдых растворов.

8. Предложена расчётно-экспериментальная методика определения индукции магнитною поля в канале проплавления при ЭЛС разнородных сталей, учитывающая распределение плотности термоэлектрических токов и изменение магнитных свойств материалов при высокотемпературном нагреве или структурно-фазовых превращениях. Кроме того, предложены способы коррекции положения электронного пучка в процессе сварки, для предотврашения образования непроваров в случае отклонения электронного пучка от стыка, а также регулирования степени проплавления свариваемых кромок.

9. Показана возможность проведения восстановительной термической обработки после длительной эксплуатации изделия при повышенных температурах с целью удаления или уменьшения ширины образовавшихся диффузионных прослоек, так как в сварных соединениях с развитой структурной неоднородностью после нагрева выше 900 °С и охлаждения в ферритной прослойке происходит образование участков перлитных зёрен. Это обусловлено частичным распадом карбидов хрома в металле шва и диффузией углерода в перлитную сталь.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

Новокрещенов В.В , Гончаров А.Л. Технология ЭЛС отклоняемым лучом. //

Доклады Всероссийской науч.-техн. конф. «Сварка и смежные технологии)/

-М:МЭИ -2000-С 195-200.

2. Драгунов В.К., Гончаров А.Л. Определение термоэдс зысохолегированных сталей и сплавов // Тезисы докладов международной конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» -М.: МЭИ. - 20G2.T.3. С.264-265.

3. Драгунов В К., Гончаров А.Л. Методы определения отклонения электронного пучка при сварке намагниченных деталей // Сварочное производство, -2002. - №9.-С. 3-9.

Драгунов В.К., Гончаров А.Л. Методы определения отклонения электронного пучка при сварке намагниченных деталей // Welding International. - 2003 -№17(2) P. 128-134.

4. Исследование влияния остаточной намагниченности на отклонение электронного пучка при сварке // Тезисы докладов международной конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» - М.: МЭИ. - 2003.T.3. С.220-221.

5. Драгунов В.К., Гончаров А.Л., Ветров Н.А. Особенности сборки и электронно-тучевой сварки диафрагм паровых турбин // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - № 3. - С. 9-16

6. Гончаров А.Л., Овечников С А. Особенности формирования сварных соединений сталей разных структурных классов // Доклады Всероссийской научно-технической конференции «МАТИ - Сварка XXI века».: Сб. докл., М : «МАТИ»-РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2003, С. 27-31.

7. Гончаров А.Л. Влияние остаточной намагниченности изделий на параметры электронного пучка при сзарке // Тезисы докладов на 22-й научно-технической конференции «Сварка Урала - 2003» - Киров. - 2003. - С. 4142.

8. Драгунов В.К., Гончаров А.Л.. Слива А.П. Моделирование магнитного поля в канале проплавлеяия при ЭЛС разнородных материалов /7 Тезисы докладов международной конференции «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» -М.: МЭИ. - 2004.Т.З. С.188-189.

9. Драгунов В.К., Гончаров А.Л., Слива А.П. Исследование магнитных полей при ЭЛС разнородных ферро- и парамагнитных материалов // Материалы международной научно-технической конференции «Славяновские чтения».-Липецк.: ЛГТУ. - 2004. С. 282-288.

10. Драгунов В.К., Гончаров А.Л., Немытов Д.С. Причины образования диффузионных прослоек при электронно-лучевой сварке разнородных материалов /У Материалы международной научно-технической конференции «Славя-новские чтения».- Липецк.: ЛГТУ. - 2004. С. 55-61.

11. Драгунов В.К., Гончаров А.Л., Немытов Д.С. Образование диффузионных прослоек в сварных соединениях диафрагм паровых турбин, выполненных ЭЛС // Сварочное производство. -- 2005. - № 4. - С. 3-9.

Подписано в печатьЬС Объём i п.л. Тираж 100 зкз. Заказ 18

Щ)/- Oï.oè

. «

- "eso

22 гт:5

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I ОСОБЕННОСТИ СВАРКИ ДИАФРАГМ ПАРОВЫХ ТУРБИН

ИЗ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ.

1.1 .Материалы и способы изготовления диафрагм паровых турбин.

1.2.Механизм проплавления и образования дефектов при ЭЛС.

1.3.Особенности формирования и эксплуатации сварных соединений разнородных материалов.

1.3.1. Остаточные напряжения в сварных соединениях разнородных сталей

1.-3.2. Химическая и структурная неоднородности в зоне сплавления разнородных сталей.

1.3.3. Магнитные поля при электронно-лучевой сварке разнородных материалов.

1.4.Цели и задачи исследований.

ГЛАВА II ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ И РОСТА ДИФФУЗИОННЫХ ПРОСЛОЕК В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ЭЛС.

2.1.Методика исследования структуры и свойств сварных соединений.

2.2.Влияние режимов термической обработки и состава металла шва на размеры диффузионных прослоек в сварных соединениях разнородных. сталей.

2.3.Химическая неоднородность при ЭЛС разнородных сталей.

2.4.Исследование влияния структурной неоднородности на свойства сварных соединений разнородных сталей.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ II.

ГЛАВА III ВЛИЯНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В ПРОЦЕССЕ ЭЛС РАЗНОРОДНЫХ СТАЛЕЙ.

3.1 .Термоэлектрические свойства конструкционных материалов.

3.2.Термоэлектрические явления при ЭЛС разнородных сталей.

3.3.Экспериментальные оценки магнитной индукции термоэлектрических токов и её влияние на электронный пучок при ЭЛС.

3.4.Влияние остаточной намагниченности на электронный пучок в процессе

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ III.

ГЛАВА IV СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛС КОМБИНИРОВАННЫХ ДИАФРАГМ ПАРОВЫХ ТУРБИН.

4.1 .Общая технология изготовления диафрагмы.

4.2.Разработка методики контроля остаточной намагниченности и технологических приёмов снижения её влияния на электронный пучок.

4.3.Коррекция положения пучка и регулирование степени проплавления при ЭЛС разнородных сталей.

4.4.Термическая обработка сварных соединений.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ IV.

В настоящее время в энергетическом оборудовании широко распространены сварные конструкции деталей и узлов из разнородных сталей. Сварные соединения разнородных сталей обладают рядом специфических особенностей. Характерной для них особенностью является развитая химическая, структурная и механическая неоднородность. При сварке между собой сталей разных структурных классов, обладающих различием коэффициентов температурного расширения, в изделии будут возникать поля собственных напряжений, которые не могут быть сняты термической обработкой. Указанные факторы могут оказывать заметное влияние на выбор материалов конструкции, технологию её изготовления и эксплуатационную надёжность.

Зачастую, в силу конструкционных и технологических особенностей изделий, получение сварных соединений традиционными способами становится затруднительным, что приводит к необходимости использования более перспективных способов сварки с применением концентрированных источников теплоты, основным из которых является электронный луч.

Целесообразность применения электронно-лучевой сварки для изготовления комбинированных конструкций во многом обусловлена надёжной вакуумной защитой металла шва от атмосферных газов, а также локальностью теплового воздействия, что приводит к снижению сварочных напряжений и деформаций.

Электронно-лучевая сварка сталей разных структурных классов сопряжена с целым рядом трудностей, связанных с особенностями формирования структуры сварных соединений, а также с возможным изменением параметров электронного пучка при сварке разнородных сталей. Наличие химической неоднородности при сварке сталей разных структурных классов приводит к образованию неоднородной структуры в зоне сварного соединения, а именно, к возникновению различного рода прослоек у линий сплавления, которые могут снижать качество изделий. Ещё одной особенностью ЭЛС разнородных материалов является возможное отклонение электронного пучка в процессе сварки от стыка и образование непроваров по глубине соединяемых деталей.

Особенности формировании и строения сварных соединений разнородных материалов, а также основные вопросы в области изучения процесса ЭЛС рассмотрены в работах В.Н. Земзина, В.Р. Рябова, Ю.Н. Готальского, И.А. Закса, Б.Е. Патона, Н.Н. Рыкалина, Н.А., Ольшанского, Г.И., И.В. Зуева, O.K. Назаренко, В.В. Башенко, Г.И. Лескова, А.Н. Башкатова и других.

Настоящая работа посвящена разработке технологии ЭЛС разнородных сталей перлитного и феррито-мартенситного классов применительно к производству комбинированных диафрагм паровых турбин.

В первой главе на основании изучения отечественных и зарубежных литературных источников проведён анализ способов изготовления комбиниь рованных диафрагм паровых турбин и особенностей ЭЛС сталей разных структурных классов. Во второй главе исследованы особенности формирования диффузионных прослоек в сварных соединениях сталей перлитного и феррито-мартенситного классов в процессе выдержки при повышенных температурах. Рассмотрено влияние режимов термического старения и содержания карбидообразующих элементов в металле шва на интенсивность развития диффузионных прослоек. В третьей главе проанализированы основные источники магнитных полей при ЭЛС разнородных сталей. Исследованы термоэлектрические явления при сварке разнородных сталей, рассмотрена методика определения магнитной индукции поля термоэлектрических токов. Рассмотрены способы оценки термоэлектрических свойств сталей и предложена методика определения абсолютной термоэдс сталей перлитного, мар-тенситного и феррито-мартенситного класса по их химическому составу. В четвёртой главе рассмотрены вопросы технологии изготовления комбинированной диафрагмы паровой турбины. Приведена методика определения отклонения электронного пучка в магнитном поле остаточной намагниченности, даны рекомендации по подготовке изделия к ЭЛС, по размагничиванию и контролю уровня остаточной намагниченности деталей диафрагмы, а также выбору режимов термической обработки после сварки.

Объём диссертационной работы - 175 страниц машинописного текста, 1 б таблиц, 91 рисунок, 9 страниц перечня использованной литературы из 95 пунктов. Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных работах.

Научная новизна работы заключается в установлении зависимости термоэлектрических свойств сталей разных структурных классов от температуры, их химического и фазового состава: стали аустенитного и аустенито-ферритного классов имеют положительную термоэдс, а перлитного, аустени-то-мартенситного и феррито-мартенситного классов - отрицательную. Коме того, определены особенности формирования диффузионных прослоек в сварных соединениях сталей перлитного и феррито-мартенситного классов в зависимости от степени проплавления кромок при ЭЛС. Установлены закономерности формирования диффузионных прослоек в сварных соединениях сталей перлитного и феррито-мартенситного классов в зависимости от степени проплавления кромок при ЭЛС после выдержки при температурах 450650 °С в течение 100ч: при степени проплавления кромок, обеспечивающей содержание хрома в металле шва до 8% происходит последовательное образование двух ферритных прослоек у линий сплавления в менее легированной составляющей.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования формирования диффузионных прослоек в сварных соединения разнородных сталей, выполненных ЭЛС.

2. Результаты исследования термоэлектрических свойств сталей различных структурных классов.

3. Методика контроля остаточной намагниченности и определения коррекции положения пучка в процессе ЭЛС комбинированных диафрагм паровых турбин с толщиной стыка 40-50 мм.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В сварных соединениях разнородных сталей перлитного и феррито-мартенситного класса, выполненных ЭЛС, в процессе выдержки при температурах отпуска происходит образование диффузионных прослоек у линии сплавления в менее легированной стали после «инкубационного периода», в течение которого концентрация углерода у линии сплавления снижается до значения предельной растворимости, дальнейшее развитие прослойки происходит с уменьшающейся скоростью. При увеличении степени легированности стали и уменьшении температуры выдержки длительность «инкубационного периода» возрастает.

2. Реактивная диффузия углерода происходит в направлении увеличения концентрации карбидообразующего элемента, поэтому в зависимости от степени проплавления диффузия углерода в сварных соединениях может проходить, как из ЗТВ перлитной стали в металл шва, так и из металла шва в феррито-мартенситную сталь.

3. Протяжённость слоя карбидов в металле шва уменьшается при увеличении содержания хрома, при этом возрастает твёрдость карбидной прослойки. Это связано с образованием карбидов в непосредственной близости от линии сплавления при наличии достаточного количества карбидообразующего элемента. Ширина ферритной прослойки не зависит от концентрации хрома при его содержании в металле шва более 5 %.

4. Размер зерна феррита в прослойке, образующейся в процессе термического старения в корне шва существенно меньше, чем в середине или вершине шва, так как под воздействием термического цикла ЭЛС в корневой части шва не происходит собирательной рекристаллизации аустенита и образования зоны крупного зерна.

5. Образование непроваров вследствие отклонения электронного пучка от стыка под воздействием магнитного поля термоэлектрических токов определяется магнитными и электрическими свойствами, так как направлет ние магнитной индукции поля термоэлектрических токов и отклонение электронного пучка зависит от знака относительной термоэдс свариваемой пары материалов, а величина — от её абсолютного значения.

6. Знак абсолютной термоэдс сталей различного легирования определяется их структурным классом. Для аустенитных и аустенито-ферритных сталей характерны положительные а, для сталей перлитного, мартенситного и феррито-мартенситного классов - отрицательные значения абсолютной термоэдс. В целом аустенитные и аустенито-ферритные стали обладают меньшими по абсолютной величине значениями термоэдс, по сравнению со сталями других структурных классов.

7. Для сталей перлитного, феррито-мартенситного и аустенито-мартенситного классов минимум абсолютной термоэдс соответствует температурам фазовых превращений. Смена знака коэффициента термоэдс связана со структурно-фазовыми превращениями в стали, и образованием равновесных твёрдых растворов.

8. Предложена расчётно-экспериментальная методика определения индукции магнитного поля в канале проплавления при ЭЛС разнородных сталей, учитывающая распределение плотности термоэлектрических токов и изменение магнитных свойств материалов при высокотемпературном нагреве или структурно-фазовых превращениях. Кроме того, предложены" способы коррекции положения электронного пучка в процессе сварки, для предотвращения образования непроваров в случае отклонения электронного пучка от стыка, а также регулирования степени проплавления свариваемых кромок.

9. Показана возможность проведения восстановительной термической обработки после длительной эксплуатации изделия при повышенных температурах с целью удаления или уменьшения ширины образовавшихся диффузионных прослоек, так как в сварных соединениях с развитой структурной неоднородностью после нагрева выше 900 °С и охлаждения в' ферритной прослойке происходит образование участков перлитных зёрен.

Это обусловлено частичным распадом карбидов хрома в металле шва и диффузией углерода в перлитную сталь.

1. Прочность паровых турбин / Л.А. Шубенко-Шубин, Д.М. Гернер, Н.Я. Зельдес и др. М.: Машиностроение. - 1973. - 456 с.

2. Химушин Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы. М.: Металлургия. -1969.-752 с.

3. Турбины тепловых и атомных электрических станций / А.Е. Булкин, А.Г. Костюк, В.В. Фролов и др. М.: МЭИ, 2001. - 488 с.

4. Паровые и газовые турбины: Учебник для вузов / М. А. Трубилов, Г. В. Арсеньев, В. В. Фролов и др.; Под ред. А. Г. Костюка, В. В. Фролова. -М.: Энергоатомиздат, 1985. 352 с. ил.

5. Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. М.: Энергоатомиздат, 1990, 640 с.

6. Земзин В. Н. Сварные соединения разнородных сталей. / М.: Машиностроение. 1966. - 232 с.

7. Масленков С.Б., Масленкова Е.А. Стали и сплавы для высоких температур: Справ изд. В 2-х кн. Кн. М.: Металлургия. - 1991. - 383с.

8. Электронно-лучевая сварка / O.K. Назаренко, А.А. Кайдалов, С.Н. Ков-басенко и др. / Под. ред. Б.Е. Патона. Киев: Наук, думка, 1987. - 256 с.

9. Тенденции развития электроннолучевой сварки / Б.Е. Патон, В.Н. Вернадский, O.K. Назаренко и др. // Автоматическая сварка. 1976. - №10. -С. 1-8.

10. Ольшанский Н.А. ЭЛС безотходная, энергосберегающая технология сварки // Материалы VIII всесоюзной конференции по электроннолучевой сварке. - М.: МЭИ. - 1983. - С. 3-15.

11. Н.А. Ольшанский. Перспективы развития электроннолучевой сварки. // Труды МЭИ. Выпуск 411. - С.3-5.

12. Рыжков Ф.Н., Башкатов А.В., Углов А.А. Механизм формирования шва при ЭЛС. // Сварочное производство. 1972. - № 5. - С. 10-12.

13. Назаренко O.K. Кайдалов А.А., Акопьянц К.С., Локшин В.Е. Периодичность переноса металла при электроннолучевой сварке // Автоматическая сварка. 1973. - № 8. - С.75 - 76.

14. Кайдалов А.А., Назаренко O.K. Особенности движения металла у фронта плавления при электроннолучевой сварке // Автоматическая сварка. -1974.-№ 12.-С. 60-61.

15. Ольшанский Н.А. Перенос металла в кратере при электроннолучевой сварке // Материалы IV Всесоюзной конференции по электроннолучевой сварке. М.: МДНТП. - 1974 - С. 3-9.

16. Лесков Г.И., Трунов Е.Н., Живага Л.И. Форма, размеры и устойчивостьпародинамических каналов в металле при электроннолучевой сварке //

17. Автоматическая сварка. 1976. №6. - С. 13-17.

18. В.В. Башенко, Г.Л. Петров. Формирование зоны проплавления при электронно лучевой сварке // Автоматическая сварка. 1977. - № 9. - С. 23 -27.

19. Ланкин Ю.Н. Течение жидкого металла на передней стенке канала проплавления при электроннолучевой сварке // Автоматическая сварка. -1984.-№3.-С. 8-10.

20. Патон Б.Е., Лесков Г.И., Живага Л.И. Специфика образования шва при электроннолучевой сварке // Автоматическая сварка. — 1976.- № 3. С. 15.

21. Касаткин Б.С., Ковбасенко С.Н., Нестеренко В.И. Однопроходная электроннолучевая сварка конструкционных сталей больших толщин // Автоматическая сварка. 1989. - №4 .С. 18-27.

22. Спонтанные магнитные поля, возникающие при электронно-лучевой сварке / К.С. Акопьянц, С.М. Левитский, O.K., Назаренко и др. // Письма вЖТФ 1989.-Т. 15.-Вып. 22.-С. 20-23.

23. Назаренко O.K. Отклонение пучка электронов при электронно-лучевой сварке // Автоматическая сварка. 1982. № 1. — С. 33-39.

24. Крепышев В.Н., Гринфельд Р.А., Шестаков А.И. Размагничивание крупногабаритных конструкций перед электронно-лучевой сваркой // Сварочное производство. 1984. - № 6. - С. 34.

25. Лаптенок В.Д., Браверманн В.Я., Мурыгин А.В. Метод компенсациивлияния магнитных полей на точность совмещения луча со стыком при электронно-лучевой сварке // Электронно-лучевая сварка: Материалы Всесоюз. конф.-М.: 1986.-С. 15-19.

26. Заявка на пат. (Япония). Электронно-лучевая сварка встык металлов с остаточным магнетизмом / Д. Танака, С. Косуга. Опубл. 25.06.80 // РЖ. Сварка.-1981. №10.-С. 60.

27. Сварка разнородных металлов и сплавов / В.Р. Рябов, Д.М. Рабкин, Р.С. Курочко, Л.Г. Стрижевская М.: Машиностроение. - 1984. - 239с.

28. Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений / 2-е изд., перераб. и доп. М.: машиностроение. - 1989. - 336 с.

29. Готальский Ю.Н. Сварка разнородных сталей / К.: Технжа. 1981. - 184 с.

30. Жаропрочность сварных соединений / Земзин В.Н. Л.: Машиностроение. - 1972. - 272с.

31. Особенности электронно-лучевой варки разнородных сталей. И.Г. Дио-нисьев // Материалы научно-технической конференции «Металл в современных энергоустановках». М.: Энергия. — 1977. - С. 70-72.

32. Кинетика распространения усталостных трещин в мягких прослойках. Вайсман JI.A. // Вопр. свароч. пр-ва. 1985. № 6. С. 53-61.

33. Остаточные напряжения в сварных цилиндрических обечайках из разнородных сталей // Ананьева Н.С., Кутепов С.М., Логвинов В.И. и др. // Автоматическая сварка. — 1977. № 6. - С. 39 - 41.

34. Электронно-лучевая сварка технического железа с бронзой / А.Е. Башка-тов, Ф.Н. Рыжков, В.Р. Петренко и др. // Сварочное производство. -1977.-№8.-С. 11-12.

35. Ибатулин О.М. Сварка меди и ковара кольцевым электронным пучком // Автоматическая сварка. 1984. - № 4. С. 68.

36. Зайцев Г.З., Пономарёв В.Я. Усталостная прочность сварных соединений разнородных сталей // Сварочное производство. 1966. - № 9. - С. 11-13.

37. Готальский Ю.Н. Сварка перлитных сталей аустенитньши материалами / К.: Наук, думка. 1992. - 224 с.

38. Павлов И.В., Антонец Д.П., Готальский Ю.Н. К вопросу о механизме образования переходного слоя в зоне сплавления разнородных сталей // Автоматическая сварка. 1980. - № 7. - С. 5 - 7.

39. Влияние никеля и хрома в стальной основе на свойства комбинированных соединений // Рябов В.Р., Юматова В.И., Грабин В.Ф., Бутник А.П., Кузнецов Е.П., Белозеров Л.Ф. // Автоматическая сварка. 1971. - № 2. -С. 19-23.

40. Welding defects and molten metal behavior in low speed electron beam welding. Tsukamoto S., Irie H. «Weld. World». 1985.-23. - № 5-6. - 130-141.

41. Электронно-лучевая сварка многослойных деталей индукторов синхронных электрических машин / Зуев И.В., Драгунов В.К., Муравьева

42. Т.П., Панфилов А.П. // Труды МЭИ «Прогрессивные методы обработки и контроля материалов». -М.: МЭИ. 1993. - Вып. 670.-С. 118-128.

43. Драгунов В.К., Муравьева Т.П., Родионов Ю.П. ЭЛС разнородных сплавов, применяемых в электромагнитных устройствах // Сварочное производство. 1990 .-№ 4. - С. 2 - 4.

44. Анисимов Ю.И., Бакши О.А., Моношков А.Н. О напряжённом состоянии мягкой прослойки в сварном соединении с учётом деформационного упрочнения (осесимметричная деформация) // Вопр. свароч. производства, 1972.-№ 10.-С. 21-27.

45. Бакши О.А., Шрон Р.З. О расчётной оценке прочности сварных соединений с мягкой прослойкой // Сварочное производство. 1971. - № 3. -С.34.

46. Кудрявцев И.В., Гельман А.С. Влияние механической неоднородности на усталостную прочность сварных соединений // Сварочное производство, 1964, № 11, С. 1 -4.

47. Бакши О.А. О влиянии неоднородности механических свойств сварных соединений на их работоспособность при кручении // Сварочное производство. 1964. - № 8 .- С. 3 - 7.

48. Богомолова А.С., Бакши О.А., Седых B.C. и др. О рациональном проектировании сварных сосудов и труб из разнородных материалов // Сварочное производство. 1973. - № 9. - С. 3 - 6.

49. Земзин В.Н., Бойкова К.И. Трещиностойкость сварных соединений разнородных сталей // Сварочное производство. 1982. - № 6. - С. 3 - 4.

50. Игумнов В.П., Коньков Ю.Д., Игнатов В.А., Вайнерман А.Е. Усталостная прочность соединений из разнородных сталей, подвергнутых высокотемпературным нагружениям // Сварочное производство. 1978. - № 5.-С. 36-37.

51. Лившиц Л.С., Хромченко Ф.А., Фарашян Н.Э. Развитие структурной неоднородности на границе сплавления сталь 12Х1МФ высоконикелевыйшов при длительных нагревах и воздействии напряжений в упругой области // Сварочное производство. 1986. - № 11. - С. 19-21.

52. Гецфрид Э.И., Шрон Р.З., Корман А.И., Малыгина А.А. Прогнозирование длительной прочности разнородных сварных соединений // Сварочное производство. 1982. - № 9. - С. 4 - 6.

53. Заявка на пат. (Япония). Способ сварки коррозионностойкого элемента с лопаткой турбины / Т. Онота, К. Хисано, М. кодаяси, Т. Йонэдзава, М. Сига. Опубл. 05.03.81 // РЖ. Сварка. - 1982. №22. - С. 57.

54. Заявка на пат. (Япония). Способ сварки разнородных металлов / Ц. Яма-да. Опубл. 16.10.86 // РЖ Сварка. - 1987. - №17. - С 74.

55. Заявка на пат. (Франция). Способ соединения с помощью электронного луча медной детали и детали из тугоплавкого металла / Gervais Y., Gillet R., Tanis G. Опубл. 06.02.81 // РЖ Сварка. - 1982. № 18. - С. 42.

56. Ефименко Н.Г., Балан Л.Н. Влияние иттрия на диффузию углерода в сварных соединениях // Сварочное производство. 1988. - № 7. - С. 32 — 36.

57. Лесков Г.И., Живага Л.И. Особенности электронно-лучевой сварки ферромагнитных материалов // Автоматическая сварка. 1981. - № 11. — С. 38-40.

58. Драгунов В.К. Формирование швов при электронно-лучевой сварке магнитных и немагнитных сталей и сплавов // Тр. Моск. энерг. ин-та. 1989. -Вып. 207.-С. 58-64.

59. Application of EBW to steam-turbine diaphragms / Y. Akutsu, H. Kita, T. Nakazavi et al. // Strahltechnik. 1980. № 63. - P. 63-69.

60. Blakeley P.I., Sanderson A. The origine and effect of magnetic fields in electron beam welding // Weld. J. 1984. - V.63, № 1. - P. 42-49.

61. Влияние остаточной намагниченности на формирование сварного шва при ЭЛС низколегированной стали / А.П. Лаптенок, А.В. Грабар, А.П. Панфилов и др. // Тр. Моск. энерг. ин-та. 1987. № 137. - С. 29-32.

62. The origin and influence of residual magnetism on the electron beam welding of 18% Ni-maraging steels / M. Farman, A. Had, Q.R. All and al. // Mater, and Des. -1988. V.9, № 5. - P.263-274.

63. Евграфов H.H., Минин B.A, Жаринов В.И. Влияние остаточной намагниченности стали 1Х2М на электронно-лучевую сварку соединений труба трубная доска // Материалы VIII Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке.-М., 1983. - С. 49-51.

64. High power electron beam welding of thick steel plates Method for eliminating beam deflection caused residual magnetism. Kihara Hiroshi, Monehitta Setuji, Sakabata Nobuharu, Shibuya Yoshiaki. "Weld. World". - 1984. - 22. -№5-6.-P. 126-135

65. Крепышев B.H., Гринфельд P.А., Шестаков А.И. Размагничивание крупногабаритных конструкций перед электронно-лучевой сваркой // Сварочное производство. 1984. -№ 6. - С 34.

66. Шилов Г.А. Размагничивание изделий перед электронно-лучевой сваркой // Автоматическая сварка. 1977. - № 6. - С. 71 - 72.

67. Developpement d'une methode permettant d'eliminer la deflexion du faisceau dueau magnetisme remanent des toles de forte epaisseun / H. Kihara, S. Sakabata et. aut. // Soudage et techn. connexes. 1987. T. - 41. - № 5-6. - P. 207214

68. Драгунов В.К. Неустойчивость электронного пучка в области стыка при сварке пластин из разнородных металлов и сплавов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Сварка и смежные технологии». М.: МЭИ(ТУ). - 2000. - С. 182 - 187.

69. Лукаш Е.А., Драгунов В.К. Экспериментальное определение отклонения пучка от стыка при ЭЛС разнородных сплавов // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Сварка и смежные технологии».-М.: МЭИ(ТУ). 2000. - С. 187- 190.

70. Заявка на пат. 56-77083 (Япония). Способ электронно-лучевой сварки / М. Такане, А. Танаки, Р. Наяма. Опубл. 25.06.81 // РЖ Сварка. - 1982. -№11.-С. 51.

71. Непорожний В.Ю. Устройство локальной компенсации магнитного потока изделий с остаточной намагниченностью в процессе ЭЛС // Материалы VIII Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке. -М.: 1983.-С. 156-158.

72. Контроль качества термической обработки стальных полуфабрикатов и деталей: Справочник / Под общ. ред. В.Д. Кальнера. М.: «Машиностроение». - 1984. - 384 с.

73. Атлас структур сварных соединений. Хорн Ф. Пер. с нем. М.: «Металлургия». 1977.-288 с.

74. Петров Г.Л. Неоднородность металла сварных соединений. Л.: Судпром-гиз. 1963. 206 с.

75. Бакши О.А., Богомолова А.С. прочность механически неоднородных сварных соединений при двухосном растяжении // Сварочное производство. 1971. - №5. - С. 3-6.

76. Анисимов Ю.И. Прочность мягкой прослойки сварных соединений из разнородных сталей / Сварка разнородных, композиционных и многослойных материалов. К. - 1990. - С. 104 - 107.

77. Толмачёва Н.В., Кулешова Л.П. Условия равнопрочности мягкой прослойки в сварном соединении термически упрочнённого проката различной толщины // Сварочное производство. — 1973. № 9. - С. 6-8.

78. Анатычук Л.И. Термоэлементы и термоэлектрические устройства / Справочник. К.: Наук, думка. - 1979. - 768 с.

79. Бушманов Б.Н., Хромов Ю.А. Физика твердого тела / Учебн. Пособие для втузов. М.:Высш. Школа. 1971. - 224 с.

80. Ч. Уэрт, Р. Томсон. Физика твердого тела / Пер. с англ. А.С. Пахомова и Б.Д. Сумма. М.: Мир. 1969. - 558 с.

81. Рогельберг И.Л., Бейлин В.М. Сплавы для термопар / Справочник. М.: металлургия. - 1983. - 360 с.

82. Ирвинг Б.К. Термоэлектрические материалы и преобразователи / пер. с англ. A.M. Брагинского и др. М.: Мир. 1964. - 352 с.

83. Ф. Дж Блатт, П. А. Шредер, К. Л. Фойлз, Д. Грейг. Термоэлектродвижущая сила металлов: Пер. с англ. / Под ред. Д. К. Белащенко. М.: Металлургия, 1980. 248 с.

84. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования эпспериментов. М.: машиностроение; София: Техника. - 1980.-304 с.

85. Драгунов В.К., Чепурин М.В. ЭЛС разнородных сплавов в условиях генерации термоэлектрических токов // Сварочное производство. 2001 -№12.-с. 8-16.

86. Хокс П., Каспер Э. Основы электронной оптики: В 2-х т. Т. 1 / Пер. с англ. М.:Мир. 1993. - 552 с.

87. В.К. Драгунов, А.Л. Гончаров Методы определения отклонения электронного пучка при сварке намагниченных деталей // Сварочное производство. 2002. - №9. - С. 3-9.

88. Dragunov V.K., Goncharov A.L. Methods of determination of the deflection of the electron beam in welding magnetized components // Welding International. 2003. - № 17(2) P. 128-134.

89. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. М.: Машиностроение, 1979 - Т.4 / Под ред. Ю. Н. Зорина 1979. 512 с.

90. Электронно-лучевая сварка сталей с остаточной намагниченностью / А. П. Панфилов, Е. В. Комаров, А. В. Грабар и др. // Материалы VIII Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке. — М.: Моск. энерг. ин-т. 1983 - с. 68-76.

91. Deverloppement d'une methode permrttant d'eliminer la deflexion du faisceau du au magnetisme remanent des toles de forte epaisseun / H. Kihara,

92. S Minehisa, N. Sakabata et aut. // Soudage et techn. connexes. 1987. 41. № 5-6-p. 207-214.

93. Драгунов B.K., Гончаров A.JI., Ветров H.A. Особенности сборки и электронно-лучевой сварки диафрагм паровых турбин // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. - № 3. - С. 9-16

94. Теория сварочных процессов / В.Н. Волченко, В.М. Ямпольский, В.А. Аинокуров и др.; Под ред. В.В. Фролова. М.: Высш школа. - 1988. -559 с.

95. Утюшев Р.И., Саморукова Г.В., Никитин Н.И. К вопросу о работоспособности сварных соединений разнородных сталей, полученных ЭЛС // Материалы VI Всесоюзной конференции по электронно-лучевой сварке. М.: МЭИ. - 1978. - С. 100 - 107.