Способ испытания металла сварного соединения на склонность к образованию холодных трещин

Способ испытания металла сварного соединения на склонность к образованию холодных трещин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, точнее к определению механических свойств кон-, струкционных материалов при сварке. Цельповышение точности испытаний при регистрации в качестве параметра трещинооб- . разования температуры подогрева металла. Подогрев осуществляют с помощью индуктора с одного конца монолитной части образца при одновременном охлаждении противоположного конца этой части образца. После этого проводят нагружение составного образца, одинаковое для всех его элементов, создающее в шве напряжения О — Окр

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 31/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4736692/27 (22) 12.09.89 г (46) 30.01.92. Бюл. ¹ 4 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) Н.Н.прохоров, Н.Н.Прохоров, В.м.полунин и В.С.Деденев (53) 621.791.75.011 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 151 6843, кл. В 23 К 28/00, 1987. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МЕТАЛЛА

СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ НА СКЛОННОСТЬ К ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ

ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к сварке, точнее к определению механических свойств конструкционных материалов при сварке. Цельповышение точности испытаний при региИзобретение относится к машиностроению, и может быть использовано при оценке склонности к образованию холодных тре-, щин в металле сварного соединения..

Известен сйособ испытания металла сварного соединения на склонность к образованию холодных трещин, заключающийся в том, что разрезают пластину материала в продольном направлении йа две полосы, затем разрезают одну из полос на несколько частей в поперечном направлении, образуют Т-образные стыки соединением разрезанных частей и оставшейся целой полосы, выполняют сварной шов по кромкам продольного разреза. Нагружают сварной шов и регистрируют параметры трещинообразования, а по ним оценивают склонность металла сварного шва к образованию холодных трещин. Как показал целый ряд исследований одним из наиболее эффективных

„„Я „„1708566 А1 страции в качестве параметра трещинообразования температуры подогрева металла. Подогрев осуществляют с помощью индуктора с одного конца монолитной части образца при одновременном охлаждении противоположного конца этой части образца. После этого проводят нагружение составного образца, одинаковое для всех era элементов, создающее в шве напряжения

0 о,Р (1,10 — 1.15), где о Р— напряжение, при котором возникает разрушение сварного шва через время 20ч. Определяют в каких участках шва возникают холодные трещины. О необходимой температуре подогрева будят по ее величине в том участке шва, где отсутствуют трещины, а температура при сварке минимальна. 1 ил.

/ методов борьбы с холодными трещинами является применение при сварке подогрева.

Однако этот способ не учитывает влияние температуры подогрева, который часто используется при сварке.

Цель изобретения — повышение точности испытаний при регистрации в качестве параметра трещинообразования температуры нагрева свариваемых- материалов.

На фиг.1 представлен образец и оснастка, позволяющие осуществить испытание.

Монолитная часть образца отмечена позицией 1, составная позициями 2 (вставка из металла с повышенной технологической прочностью) и 3 (части образца из испытываемого материала). В левой части образца на выступающем конце монолитной его части крепится охлаждающее устройство, состочщее из медных водоохлаждаемы ти1708566 кладок 4, к которым по патрубкам 5 подводится и отводится вода. Накладки 4 прижимаются к образцу 1 прижимными планками

6 с помощью пружины 7, На другом конце монолитной части образца 1 устанавливается нагреватель в виде индуктора 8, При работе устройства нагрев индуктором и охлаждение противоположной части образца приводит.к обеспечению распределения температуры по длине образца по прямой, как показано в верхней части чертежа.

В результате при сварке образца каждая из его частей 3 приваривается к монолитной части в условиях подогрева до, определенной, равной для всех элементов образца, температуры, значение которой фиксируется термопарами или пирометром (не показаны);;.

Известно, что подогрев при сварке вли яет нэ вероятность трещинообразования. В результате сварки образца по вышеописанной методике в разных частях шва вероятность трещинообразования оказывается различной. В итоге, проведя испытания. можно установить какова величина минимального подогрева, обеспечивающая исключение образования холодных трещин.

Испытание составного, сваренного в условиях подогрева, образца проводят, нагружая все элементы одинаковым усилием, обеспечивающим создание в нем напряжений, равных (1,1-1,15 cr p). После выдержки под нагрузкой в течение 20 ч анализируют результаты испытаний. При этом считают, что критическое значение температуры подогрева, исключающее трещинообразование, равно минимальной температуре образца, в котором при втором испытании не возникло холодных трещин.

Пример. Два образца с размерами в собранном состоянии (100-100)х330х10 мм из стали 40Х сваривали электродом СВ-08

ГН2М. Элементы 3 составной половины имели одинаковые размеры 100хЗОх10 мм, прокладки 2 из стали, по составу соответствующей сварочной проволоки CB-08, имели размеры 100х3х10 мм . Условия сварки: разделка кромок с углом 90 глубиной 4 мм, сила сварочного тока 280 А, напряжение 28

В, скорость сварки 0,65 см/с. Количества элементов 3 в сборной части образца 9 шт.

Для зажигания дуги вне образца и вывода кратера за его пределы использовали вводную и выводную планки. После сварки образцов и остывания кратера до 200 С элементы 3 нагружали моментами: состав— ляющими ряд: 34,2; 45,6; 56,8; 68,4; 79,6;

91,2; 102,8, 114,0; 125,6 Нм. что, при толщи10

20 не(высоте) полученного сварного шва в центральном сечении равной 5,5 мм, обеспечивало создание напряжений растяжения в корне шва следующего уровня: 225, 300, 375, 450, 525, 600, 675, 750, 825 Mila.

В результате выполнения первого этапа испытаний было установлено значение критического.напряжения о,р, которое состэвило 308 МПа. На втором этапе перед сваркой был осуществлен неравномерный подогрев, при этом три хромель-алюмелевые термопары, установленные на расстоянии 1 мм от разделки в монолитной части образца напротив первой, последней "клавиши" (элемента разрезной части образца) и в середине между крайними термопарами, после достижения стационарного процесса теплопереноса показали температуры соответственно 3№ 180 и 42 С. В этих условиях была выполнена сварка и повторены испытания на изгиб с приложением нагрузки, обеспечивающей напряжения о = 340 МПа.

В результате испытаний было установлено, что трещины возникли в элементах образца, 25 нагретых при сварке ниже 180ОС. Средняя температура наименее нагретого элемента, в котором не возникли трещины =200 С.

Таким образом, рекомендуемая температура подогрева по результатам испытаний

30 200 С.

Эксперименты показали, что использование технического решения приводит к существенному (в 2-5 раз) снижению металлоемкости образцов в сравнении с

35 прототипом, сокращению в 3 — 10 раз време.ни проведения эксперимента по.оценке минимальной температуры подогрева, исключающей образование холодных трещин.

40 Формула изоб ретен ия

Способ испытания металла сварного соединения на склонность к образованию холодных трещин, при котором собирают образец из двух одинаковых по толщине и

45 ширине частей, одну из которых изготавливают составной из отдельных. элементов в аиде параллелепипедов с расположенными между ними прокладками из материала, с повышенной технологической прочностью, 50 выполняют в месте их стыка разделку с притуплением, сваривают обе части беэ проплавления притупления, нагружают сварной шов и регистрируют параметры трещинообразования, отличающийся

55 тем, что, с целью повышения точности испытаний при регистрации в качестве параметра трещинообразования температуры нагрева свариваемых металлов, монолитную часть образца изготавливают длиной, 1708566

6, 7,7. 200

Составитель Л.Назарова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор М.Товтин

Заказ 3 8 В Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 превышающей длину составной его части, перед сваркой осуществляют подогрев с одного конца монолитной части образца и охлаждение противоположного конца. а нагружение образца выполняют одинаковым для всех его элементов моментом, создавая в шве напряжения

o = а,р (1,1-1 ° 15), где oKp — напряжение, при котором через 20 ч возникает разруше-. ние сварного шва, полученного без подогрева, определяют участки с возникшими

5 холодными трещинами, а за параметр трещинообразования принимают температуру участка шва, где нет трещин.