Способ получения образца с дефектами сварки

Способ получения образца с дефектами сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способам получения образца с дефектами сварки, и найдет применение при исследовании свойств сварных конструкций. Цель изобретения - обеспечение возможности получения дефектов типа вогнутость корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным расположением и размерами дефектов. Образец сваривают на подкладке с нанесенным на ее поверхность слоем органического газообразующего вещества. Сварку ведут на токе, меньшем на 5-20% оптимального, и при длине дуги, на 50-100% большей оптимальной для заданных условий сварки. Способ позволяет в 2-4 раза сэкономить в исследовательской работе материалы, электроэнергию и трудозатраты. 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 23 К 28/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4637619/25-27 (22) 31 10.88 (46) 07.12.90. Бюл. М 45 (72) М.Д.Мамон и А.B.Ãoðáà÷åâñêèé (53) 621.781.75.011 (088.8) (56) Шоршоров М,Х. и др. Испытания металлов на свариваемость, — М„ Металлургия, 1972, с. 141, рис. 57. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦА С ДЕФЕКТАМИ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способам получения образца с дефектами сварки, и найдет применение при исследовании свойств сварных конструкИзобретение относится к сварке, в частности к получению образцов с дефектами, и может быть использовано при исследовании влияния дефектов типа вогнутости корня шва на свойства сварных соединений, преимущественно легких сплавов.

Способ обеспечивает получение дефектов в образцах с прямолинейными, круговыми и кольцевыми швами.

Целью изобретения является обеспечение воэможности получения дефектов типа вогнутости корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным их расположением и размерами.

Собирают образец из двух пластин, которые размещают на подкладке. На поверхность подкладки наносят органическое газообразующее вещество. Сварку выполняют на токе, меньшем на 5-20% оптимального значения.

Сущность способа заключается в использовании локального избыточного давЯЛ,» 1611653 А1 ций. Цель изобретения — обеспечение возможности получения дефектов типа вогнутости корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным расположением и размерами дефектов. Образец сварива- ют на подкладке с нанесенным на ее поверхность слоем органического газообразующего вещества. Сварку ведут на токе, меньшем на 5 — 20% оптимального, и при длине дуги, на 50 — 100% большей оптимальной для заданных условий сварки. Способ позволяет в 2-4 раза сэкономить в исследовательской работе материалы, электроэнергию и трудозатраты. 2 з.п, ф-лы, 6 табл. ления газовой фазы на жидкую сварочную ванну. В начальный период образования сварочной ванны зто избыточное давление поднимает расплав над подкладкой с последующим уравновешиванием силами поверхностного натяжения, давления дуги и гравитационными силами расплава, который кристаллизуется с образованием вогнутости корня ш ва. Для создания необходимого количества и состава газовой фазы выбирается высокотемпературное и высокомолекулярное органическое вещество, которое наносится на плоскую подкладку. Затем производятся точная сборка стыка без зазора по центру нанесенного слоя и поджим свариваемых пластин. Сварку осуществляют с присадочной проволокой при сварочном токе на 5 — 20% меньше и длине дуги на 50 — 100% выше оптимальных сварочных. Усиление верхнего валика при атом формируют на высоту 20 — 80% от свариваемых кромок.

1611653 табл. 5.

Ширина наносимого слоя ве; ества определена исходя из ширины требуемой вогнутости и образования количества газовой фазы, достаточного для создания избыточного давления, которое приподнимает жидкую сварочную ванну и выравнивается гидростатическим давлением и силами поверхностного натяжения металла расплава, Чрезмерное увеличение ширины слоя приводит к образованию такого количества газовой фазы, которое нарушает сплошность расплава и приводит к образованию прожегов и цепочек мелких утяжин..

Уменьшение сварочного тока на 5 — 20% и увеличение длины дуги на 50 — 100% выбрано опытно-экспериментальным путем для снижения удельного давления сварочной дуги на расплавленную ванну.

Так как выделяемая при нагреве газовая фаза приподнимает сварочную ванну над подкладкой, то для предотвращения прожегов ток сварки необходимо несколько снизить. Снижение менее 5% не позволяет получить качественного стабильного результата, а более 20% — однородную сварочную ванну, без несплавлений и окисленных пленок. Увеличение длины дуги на 50 — 100% позволяет снизить удельное давление сварочной дуги на расплав настолько, чтобы процесс сварки проходил стабильно, беэ прерываний и беэ сильного перемешивания (нижний. предел) сварочной ванны.

Усиление верхнего в"ëèê:à сварного шва на 20 — 80% толщины кромок выше поверхности сваривэемых толщин установлено исходя из создания такого количества расплавленного металла шва, что давление расплава и силы поверхностного натяжения уравновешиваются давлением избыточной газовой фазы. При увеличении усиления более 80% расплав "проседает" в некоторых местах, нарушая равномерность получения дефекта, а менее 20% недостаточно для формирования сплошного сварочного валика.

В качестве органического вещества, наносимого на подкладку, применяют соединения из группы высокотемпературных и высокомолекулярных спиртов. Данные органические соединения не испаряются при комнатной и повышенной (до 80 С) температурах, а разлагаются при сильном нагреве (свыше 150 С) на простые производные, большинство иэ которых является летучими, образующими газовую фазу, поднимающую над подкладкой металл сварочной ванны, Осуществление сварки на подкладке с проплавоформирующей канавкой глубиной

5-50% от толщины свариваемых кромок, вдоль которой нанесено органическое ве5

55 щество, позволяет получить дефект типа прерывистой утяжины за счет частичного удаления избыточной газовой фазы через канал канавки. Так как избыточная газовая фаза имеет воэможность перемещаться по канавке при сварочном нагреве, то расплавленный металл в проплаве в некоторых местах достигает дна канавки, изолируя (закупоривая) часть газовой фазы, которая в этих местах формирует вогнутость проплава. Это приводит к получению волнообразного формирования проплава. При глубине . канавки менее 5% свариваемых толщин газовая фаза не успевает выйти из-под сварочной ванны и получаются дефекты типа вогнутости проплава. Увеличение глубины свыше 50% приводит к необходимости увеличения количества подаваемой присадочной проволоки, что вызывает появление непроваров при сварке на рекомендуемых режимах.

Пример. Необходимо получить дефект типа вогнутости корня шва при сварке пластин сплава АМг6 толщиной 3 мм. Рекомендуемый оптимальный режим автоматической аргонодуговой сварки данного материала: i

1ду и = 3 MM.

При выборе режима сварки для получения дефекта сварку проводили на стальной плоской подкладке, скорость сварки 18 м/ч, длина дуги 3 мм. Стык собирался без зазора, на подкладку наносили слой нитроглицерина шириной до 15 мм.

Данные по выбору i«сварки приведены в табл. 1.

Во всех случаях со стороны проплава в основном металле образовались небольшие утяжины диаметром до 1,5 мм, Данные по выбору длины дуги при сварке по режиму: 1св = 160 А, ч« = 18 м/ч, приведены в табл. 2.

Данные по выбору ширины наносимого слоя глицерина при сварке по режиму: 4 =

160 А, ч« = 18 м/ч, 1дуп = 5 мм, приведены в табл. 3.

Данные по выбору высоты усиления сварного швэ при сварке по режиму: ice =

160 А, чс = 18 м/ч, lpytp = 5 мм, и ширине слоя глицерина не больше ширины проплава и ри веден ы в табл. 4.

На основании результатов испытаний, приведенных в табл. 1-4, видно, что гарантированное получение стабильного дефекта типа вогнутости корня шва обеспечивается при предлагаемых пределах параметров.

Сравнительные данные по предлагаемому и известному способам приведены в

1611653

Таблица 1

Результаты визуального и рентгеновского контролей

1св A

Вогнутость очень глубокая, в некоторых местах прожоги

180

170

Вогнутость глубокая, равномерная по длине образца

То же

150

140

Вогнутость неглубокая и неровная, в некоторых местах несплавления до 5 мм длиной и окисные пленки до 7 мм длиной

Таблица 2

Результаты визуального и рентгеновского контролей! дуги, мм

Вогнутость неровная, в некоторых местах прожоги сварного шва

Вогнутость ровная, прожоги сварного шва

Вогнутость ровная по всей длине сварного шва

То же

Вогнутость неровная, в отдельных участках несплавления до 4 мм длиной

Данные по выбору органического вещества приведены в табл. 6.

Как видно из табл. S, предлагаемый способ получения дефектов типа вагнутости кор- ня шва позволяет гарантированно получать 5 данный дефект по всей длине сварного шва или на заданных участках. Способ позволяет значительно (в 2-4 раза) экономить в исследовательской работе материал, электроэнергию и трудозатраты. 10

Формула изобретения

1. Способ получения образца с дефектами сварки, при котором образец сваривают из двух пластин, которые располагают на подкладке, собирают их без зазора и саари- 15 вают с присадочной проволокой, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения дефектов типа вогнутости корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным их 20 расположением и размером, выполняют разметку подкладки и пластин, наносят на" поверхность подкладки, обращенную к пластинам, органическое газообразующее при нагреве вещество на ширину не менее расчетной ширины корня шва, сварку ведут на сварочном токе, меньшем на 5 — 20Я,. и длине дуги, большей на 5-100 оптимальных значений этих величин, формируя усиление сварного шва на высоту 20-80;(, толщины пластин.

2. Способ по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что в качестве органического вещества берут вещество из группы высокотемпературных и высокомолекулярных спиртов.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью обеспечения получения дефекта прерывистой утяжки корня шва, сварку ведут на подкладке с формирующей канавкой глубиной 5 — 50 толщины пластин с нанесением газообразующего ве- щества на канавку.

1611653

Таблица 3

Рез льтаты виз

Ши ина слоя b

Более 5MM на сторон Вдоль границы зоны спл от зоны сплавления со плава шириной 3 мм зо стороны проплава (диаметром до 1,5 мм) На 1-2 мм шире кор- Вдоль границы зоны спл ня шва в основном металле, вог

Не шире корня шва

Вдоль границы зоны сп плава в основном метал вогн ость овная, стаб

Таблица 4

Таблица 5

1611653

Таблица 5.Составитель Л, Лазарева

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3799 Тираж 630 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5