Способ диагностики разрушения сварных конструкций

Способ диагностики разрушения сварных конструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: при многопроходной сварке металла большой толщины в производстве толстостенных конструкций или при выполнении ремонтно-восстановительных работ, предназначен преимущественно для сварки низкоуглеродистых низколегированных сталей. В процессе заполнения разделки производят замеры напряжений металла шва и зоны термического влияния. По снижению уровня напряжений судят о состоянии предразрушения Все это дает возможность принять меры для предотвращения разрушения, например, введением предварительного подогрева, промежуточной термообработки. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 31/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817874/08 (22) 23,04,90 (46) 07.05.92. Бюл. N. 17 (71) Производственное объединение "Уралмаш" (72) В.И.Панов (53) 621,791.75.011 (088,8) (56) Прохоров Н.Н. и др. Метод ЛТП МВТУ. — Сварочное производство, 1958. N. 9, с.

15-18, Казаков С.И. Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций, — Республиканский межведомственный сборник научных трудов, Наукова думка, 1988, )ч. 7, с. 48 — 51.

Недосека А,Я, Предразрушающее состояние сварных соединений и материалов. — Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций. Республиканский межведомственный сборник научных трудов, Наукова думка, 1986. N 3, с, 12-21, Изобретение относится к сварке, в частности, к способам диагностики разрушения сварных конструкций.

Известен метод ЛТП МВТУ, согласно которому к шву при температурах начала аустенитного превращения прикладывают нагрузку, создающую напряжения растяжения в шве и околошовной зоне.

Однако данный способ применим только для однопроходных швов, он определяет условие наступления самого разрушения. а период, предшествующий ему, не устанавливает, Известен также способ прогнозирования образования и развития холодных трещин в сварных соединениях конструкций из

„„. Ы„„1731546 А1 (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (57) Использование: при многопроходной сварке металла большой толщины в производстве толстостенных конструкций или при выполнении ремонтно-восстановительных работ, предназначен преимущественно для сварки низкоуглеродистых низколегированных сталей, В процессе заполнения разделки производят замеры напряжений металла шва и зоны термического влияния.

По снижению уровня напряжений судят о состоянии предразрушения. Все это дает возможность принять меры для предотвращения разрушения, например, введением предварительного подогрева, промежуточной термообработки, 4 ил. высокопрочных сталей, при котором ис-, ° пользуется теория механики разрушения l(JI при условии. что средняя величина растяги- .ф вающих напряжений, при которых образу-,0, ются трещины в конструкциях, ниже предела текучести свариваемого металла, Однако данным способом определяется не состояние предразрушения, а готовая

«Ъ трещина, которая образовалась в период между окончанием сварки и началом измерений, кроме того, достаточно сложна методика испытаний, Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому является способ диагностики и прогнозирования разрушения сварных конструкций, заключающийся

1731546

10

20

35

55 в том, что путем расчета определяют внутренние напряжения, которые возникают в сварном соединении в процессе выполнения сварки. Математическая модель предполагает наличие в металле дефектов типа твердых включений, при ее помощи производят расчет напряжений по мере выполнения сварки. Возникновению трещин предшествует преобразование дефекта из линейной формы в форму вытянутого овала, Недостатками известного способа являются сложный математический аппарат, необходимость наличия информации о величине деформации, а также то, что схема расчета не отражает особенностей формирования напряженно-деформационного состояния при многопроходной сварке большой толщины, Целью изобретения является упрощение технологи испытаний и расширение технологических возможностей путем обеспечения определения предразрушающего состояния при многопроходной сварке толстостенных конструкций, Указанная цель достигается тем, что при способе диагностики и прогнозирования разрушения сварных конструкций, включающем определение внутренних напряжений по мере выполнения сварки, внутренние напряжения определяют путем замера в процессе выполнения многопроходной сварки. а о состоянии предразрушения судят по резкому снижению уровня внутренних напряжений.

На фиг. 1 дана схема замеров напряжений; на фиг. 2 — распределение напряжений в корне шва при отсутствии трещин: на фиг, 3 — то же, при образовании единичных микротрещин; на фиг. 4 — то же, при образовании сплошной трещины, Сущность способа заключается в следующем, При односторонней сварке металла большой толщины наиболее опасным местом с точки зрения образования трещин является корень шва. По мере заполнения разделки по высоте величина напряжений растет, приближается к уровню предела текучести, и, в случае, если не образуются трещины. напряжения остаются на прежнем уровне вплоть до окончания сварки (фиг, 2). Если в процессе заполнения разделки в металле образуются трещины. то происходит уменьшение уровня запасенной энергии и величина напряжений снижается (фиг. 3), Для дальнейшего развития трещины или для образования новой требуется энергия, которая поступает в виде упругой энергии. возникшей в результате наложения новых слоев (валиков). Резкое падение напряжений (фиг. 4) является свидетельством возникновения глубокой трещины, Таким образом, предлагаемый способ диагностики разрушения сварных конструкций, включающий измерение внутренних напряжений в процессе заполнения разделки. позволяет по факту резкого падения напряжений точно определить момент зарождения трещины, Это, в свою очередь, дает возможность своевременно принять технологические меры и предотвратить дальнейшее распространение трещины. К таким мерам относятся введение предварительного подогрева или изменение его температуры, проведение промежуточной термообработки, изменение порядка наложения швов и т.п, Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество сварного соединения за счет предупреждения хрупкого разрушения.

Способ осуществляют следующим образом

Сварку технологической пробы 1 (сталь

14Х2ГМРЛ) осуществляют на двух режимах.

В обоих случаях контрольный валик выполняют электродами АНП -1 {тип 7 — 70). Деформирующий шов в первом случае выполняют электродами аустенитного класса марки

ОЗЛ-6. во втором — электродами К вЂ” 5А. В процессе выполнения деформирующего шва осуществляют замеры уровня напряжений прибором, работающем по упруго-магнитному принципу, При сварке разделки электродами К вЂ” 5А (по второму режиму) прибор показал непрерывный рост напряжений. Спадов напряжений не зафиксировано, После окончания испытаний производят механическую обработку, Трещин не обнаружено.

При сварке разделки электродами аустенитного класса марки 03fl-6 (первый режим) первоначально величина напряжений возрастает непрерывно (фиг. 4), затем после седьмого валика деформирующего шва наступает спад напряжений. а в районе концентрата напряжений технологической пробы образуется трещина 5 длиной 0,07 мм. Затем сварку продолжают и напряжение опять возрастает, После девятого валика прибор вновь фиксирует спад напряжений (фиг, 4), а трещина 5 увеличивается до

0,1 мм. Сварку продолжают, и после 14-го валика начинается устойчивое снижение напряжений вплоть до смены знака на противоположный. Трещина 5 растет до 11 MM.

Использование предлагаемого способа диагностики разрушения сварных конструкций обеспечивает по сравнению с известны1731546

55 ми способами следующие преимущества: определение момента зарождения трещины позволяет путем изменения режима сварки полностью исключить возможность хрупкого разрушения: упрощение способа позволяет сэкономить трудовые и материальные затраты.

Формула изобретения

Способ диагностики разрушения сварных конструкций, включающий определение внутренних напряжений по мере выполнения сварки, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии испытания и расширения технологических возможностей путем обеспечения опреде5 ления предразрушающего состояния при многопроходной сварке толстостенных конструкций, внутренние напряжения определяют путем замера в процессе выполнения многопроходной сварки, а о состоянии

10 предразрушения судят по резкому снижению уровня внутренних напряжений.

1731546

А- 6г/юа

1Ы

ЮР

Ы

/ У Я 4 9 Ю 7 8 У 10 1f 12 13 14 H

Колииестда Волиноб Я и э рум Г, 1 юо аЖт

g, d we

6Ы

5И

ЯР

Z5d

ЛР

136

АР

7 2 3 4. 5 g 7 8 3 IО 1/ У f3 14 - 0

Кали гегтда Яюилюд Зеро иируюцвгв шда

Фиг.у

1731546

Составитель Л.Назарова

Техред М.Моргентал Корректор Н,Король

Редактор И.Шмакова

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

Заказ 1544 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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