ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 82 ТЕХНОЛОГИЯ поверхностей. Установлено, что этот процесс обеспечивает высокую прочность на разрыв и бездефектные сварные швы в черных материалах, и по этой причине он преимущественно используется в автомобильной промышленности для соединения металлических труб. Кроме того, эту процедуру соединения можно применять при изготовлении котлов, теплообменников, печных трубопроводов в нефтехимической промышленности и при производстве других критически важных для безопасности деталей машин высокого давления. Применяя сварку (MIAB), можно за 10...15 с выполнять соединения труб наружным диаметром от 75 до 450 мм и толщиной стенки до 10…35 мм [22]. Однако, как считают многие исследователи [1, 5, 8, 9, 15], работники электростанций могут медлить с внедрением новых материалов и новых методов сварки по ряду причин, включая разработку новых отраслевых норм и стандартов [11], а также уверенность в долговременной работе уже смонтированных сварных узлов в машинах и механизмах. В то же время хорошо известный способ – контактно-стыковая сварка труб оплавлением – широко применяется в котлостроении, трубопроводном строительстве и производстве нефтяного оборудования. В зависимости от сечения и материала трубы выбирается непрерывная или оплавляющая сварка с предварительным подогревом. В данной статье представлены результаты исследований по контактно-стыковой сварке оплавлением труб из стали 15Х5М. Цель работы: провести оценку возможности контактностыкового способа сварки труб из стали 15Х5М и подобрать технологические параметры контактно-стыковой сварки труб с получением высоких показателей механических свойств. Материалы и методы исследований Базовым материалом, использованным в данном исследовании, была бесшовная труба наружным диаметром 25 мм и толщиной стенки 2,5 мм. Материалом труб служила сталь 15Х5М (табл. 1), поставляемая в нормализованном и отпущенном состоянии в соответствии с ГОСТ 550–75. При анализе химического состава материалов труб использовались следующие средства измерений и испытательное оборудование: спектрометр рентгеновский СРМ-25 и экспрессанализатор на углерод АН-7529. Механические свойства в состоянии поставки представлены в табл. 2. Для определения механических свойств стали из образца труб было отобрано три пробы в соответствии с отраслевыми нормативами [11]. Для сварки использовали машину контактной стыковой сварки МСО-201Н, сила сварочного тока составляла 7400…8000 А. Процесс контактной сварки труб показан на рис. 1. В ходе проведения исследований рассматривали образцы после сварки и после дополнительной термообработки. Режимы термообработки образцов сваренных труб: температура нормализации 950…1000 °С, отпуска – 780…800 °С. Термообработка проводилась на индукционной установке МГЗ-102 с частотой тока 2500 Гц в кольцевом разъёмном одновитковом индукторе с внутренним диаметром 40 мм и шириной 30 мм. Режимы отпуска (температура 500…600 °С) подбирались экспериментальным путем за счет изменения силы тока в диапазоне 25…30 А и регулировки напряжения возбуждения генератора 180…200 В, при этом мощность составляла 5…6 кВт. В режиме проведения нормализации (850…1000 °С) сила тока была в диапазоне 50…60 А, напряжение возбуждения генератора 350…370 В, мощность составляла Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Химический состав труб для сварки Chemical composition of pipes for welding Марка стали / Steel grade Содержание элементов, % / Elemental content, % C Si Mn Сr Mo Ni S Р 15Х5М по ГОСТ 20072–74 / 0.15C-5Cr-Mo According to GOST 20072-74 < 0,15 < 0,5 < 0,5 4,5…6,0 0,45…0,60 << 0,6 < 0,025 < 0,030 По факту / In fact 0,1 0,35 0,22 5,51 0,52 0,35 0,012 0,012
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1