Установка для оценки склонности металлов к образованию холодных трещин при сварке

Установка для оценки склонности металлов к образованию холодных трещин при сварке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: сварка, в частности в устройствах для исследования и прогнозирования прочностных свойств сварных соединений . Сущность изобретения: устройство включает захваты для фиксации элементов сварного образца, рычажное нагружающее устройство, связанное через жесткие и гибкие тяги, взаимодействующие со звездочками и с набором грузов. Звездочки сблокированы попарно с роликами и свободно насажены на общий вал. На валу жестко закреплены поводки, хвостовики которых взаимодействуют с упорами на роликах , Устройство содержит также приборы регистрации усилий от нагружающих элементов и перемещений испытуемых образцов . Кроме того, предусмотрена подвижная шпонка для включения одной из звездочек во вращение от привода нагрузки. 1 з.п.флы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 B 23 К 31/12

ГOCYQAPCTBEHHOE ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со

ЬЗ

Ь

М)

4 о» (21) 4885954/08 (22) 29.11,90 (46) 30.06,93. Бюл. йл 24 (75) Ник. Никиф, Прохоров и Ник. Никсл,Прохоров (56) Труды Всесоюзного научно-технического совещания по проблемным вопросам сварки. Ч,1, М.,1958, с.158-1б1, фиг.25. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ МЕТАЛЛОВ К ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН ПРИ СВАРКЕ (57) Использование: сварка, в частности в устройствах для исследования и прогнозирования прочностных свойств сварных соединений. Сущность изобретения;

Изобретение относится к области сварки, в частности к устройствам для исследования и прогнозирования прочностных свойств сварных соединений.

Цель изобретения — повышение точности испытаний.

На фиг.1 представлена общая схема установки; на фиг.2 — звездочки и ролики, входящие в систему нагружения. продольный разрез; на фиг,3 а,б — захваты с рычажными концами-вилками.

Установка для оценки склонности металлов к образованию холодных трещин при сварке предназначена для испытания многосекционного сварного образца 1 с приваренными элементами 2, содержит винтовые зажимы 3 образца 1 и захваты 4 под элементы 2, рычажные концы которых выполнены в виде вилок и через тяги 5, снабженные пружинами б, затем через тросы 7, полиспаст 8 и цепи 9 связаны с набором грузов,. ЫÄÄ 1824276 устройство включает захваты для фиксации элементов сварного образца. рычажное нагружэющее устройство, связанное через жесткие и гибкие тяги. взаимодействующие со звездочками и с набором грузов. Звездочки сблокированы попарно с роликами и свободно насажены на общий вал. На валу жестко закреплены поводки, хвостовики которых взаимодействуют с упорами на роликах, Устройство содержит также приборы регистрации усилий от нагружающих элементов и перемещений испытуемых образцов, Кроме того, предусмотрена подвижная шпонка для включения одной из звездочек во вращение от привода нагрузки. 1 з.п.флы,3ил, 10. Тросы 7 с тросами 11 полиспаста 8 связаны через неподвижные блоки 12 и подвижные блоки полиспас1э 0. Цепи 9 взаимодействуют со звездочками 13. одетыми на общий вал 14. Грузы 10 снабжены ушками под направляющие 15 и демпферэми 16 со штоками 17 и амортизаторами 18.

На общем валу 14 вместе со звездочками 13 установлены сблокированные с ними с помощью винтов ролики 19, а также поводки 20, При этом звездочки 13 и ролики 19 установлены на валу 14 с возможностью вращения относительно последнего (например с помощью подшипников), а поводки 20 закреплены на валу 14 жестко (например с помощью шпонки). Ролики 19 снабжены упорами 21. а поводки 20 — хвостовиками 22 с лыской и установлены таким образол1, что перемещение роликов 19 поводкал1и 20 может осуществляться при вращении вэла 14 по часовой стрелке

182427б

С роликами 20 в свою о «epegib взаимодействуют гибкие нити 23, связанные с регистрирующи л са лопишущим прибором 24 (типа КСП-21), Для ограничения угла поворота вала 14 предусмотрены закрепленный на валу толкатель 25 и взаимодействующий с ним концевой выключатель 26. Для предварительного определения необходимого максимального усилия нагружения Pm перед началом испытаний используют привод с электродвигателем 27, связанным через червячный редуктор 28 и цепную передачу 79 с общим валом 14. Максимальное значение нагрузки

Рп определяется на первом элементе 2 сварного образца 1, в цепь нагружения которого включен динамометр 30 с устройством регистрации 31 развиваемого на нем усилия, а для региСтрации перемещений испытуемого элемента 2 предусмотрен шатун

32 и связанный с ним индукционный датчик

33 перемещения, передающий сигнал на регистрирующий самопишущий прибор 34 (типа КСП вЂ” 21) и регулируемый с помощью прибора настройки 35, Для включения нагрузки на первую звездочку 13 от привода служит подпружиненный шток 36, перемещающий подвижную шпонку 37 (прямоугольную в сечении) в паз соответствующей формы на звездочку

13, Шпонка 37 выполнена сменной и рассчитана на определенную нагрузку, выше которой шпанка срезается.

Работает установка следующим образом. Образец 1 с приваренными элементами 2 устанавливается на столе установки, при этом верхняя пластина образца фиксируется винтовыми зажимами 3, а элементы

2 попадают в ловители захватов 4, Зажимы

3 выполнены поворотными для удобства установки образца 1 сверху, а захваты 4 самоустанавливаются на элементах 2 по клиновидным внутренним поверхностям.

Нажатием кнопки включается электродвигатель 27. Вращение е о вала через червячный редуктор 28 и цепную передачу 29 передается валу 14, вращая его против часовой стрелки. При этом поводки 20 вращаются с валом 14 в том >ке направлении до срабатывания концевого выключателя, 8 зто время звездочки 13 под действием подвешенных грузов 10 поворачиваются против часовой стрелки. Поворот звездочек 13 и соответствующее опускание грузов 10 происходит до полного выбора люфтов. После этого выбор тросов 11 полиспаста 8 приводит к подъему нижних подвижных блоков полиспаста 8, которые тянут тросы 7 через систему роликов, вокруг которых тросы дважды поворачиваются на 90", затем дви5

55 жение Tðîñîe 7 через тяги 5 передается на рычажные концы-вилки захватов 4, переда- ющих изгибающее усилие элементам 2 образца, В результате нагружения элементов

2 изгибающим моментом они могут поворачиваться на определенный угол, одновременно на тот же угол поворачиваются рычаги захватов 4 (угол составляет 21 30 ).

Максимальное перемещение грузов 10 вниз (до амортизаторов 18) соответствует максимальному перемещению рычажных концов захватов 4 до упоров-ограничителей(на чертеже не показано), причем поворот каждого иэ рычагов вместе с соответствующим элементом 2 не препятствует движению остальных рычагов иэ-за выполнения их концов в виде вилок разной ширины (чередующимися через один).

При нагружении элементов 2 грузами 10 изгибающий момент зависит от величины груза 10, длины рычага 4 и угла изгиба элемента 2 (или длины хода нижнего шарнира рычага), Исходя из этого расчетным путем были определены конструктивные размеры элементов системы нагружения применительно к грузам одинаковой массы, Возможно также и применение грузов разной массы, Экспериментальная оценка реального усилия в цепи нагружения предусмотрена для одного (первого) элемента 2 образца, Для этого в трос 7 вставлена пружина динамометра 30, относительное перемещение лепестков которого передается на устройство регистрации 31. Перемещение первого элемента 2 регистрируется стандартным устройством 34 от сигнала индукционного датчика 33 перемещения, который измеряет перемещение шатуна 32, упирающегося наконечником с опорным роликом в первый элемент 2. Настройка индукционного датчика осуществляется прибором настройки 35 с выведенными на переднюю панель кнопками управления, Перемещения остальных элементов 2 лногосекционного образца 1 регистрируются стандартным многопозиционным самопишущим прибором 24, пишущий узел которого воспринимает перемещения от бесконечных гибких нитей 23, одетых на ролики 20 и движущихся по ним без проскальзывания. Поскольку ролики 20 жестко сблокированы со звездочками 13, гибкие нити по существу передают на прибор 24 перемещение рычажных концов захвата 4.

Регистрирующие прибора 24 и 34 имеют регулируемую скорость подачи бумаги и йозволяют регистрировать деформации элементов сварного образца в течение

1824275

Для предварительного определения необходимого (максимального) уровня нагружения для заданного вида материала и .45 типоразмера образцов на установке могут быть проведены испытания с нагружением первого элемента 2 образца 1 в условиях возрастающей нагрузки. Для этого после установки образца с первым элементом 2 50 нажимают кнопку штока 36 и включают электродвигатель 27. При этом закрепленразличных отрезков времени (минут, часов, суток).

Наг) ужение (выдержка под нагрузкой) образцов ведется до разрушения с регистрацией перемещений элементов 2 во времени. При разрушении любого из эп ементов 2 скорость движения узлов кинематической цепи его нагружения ограничивается демпферами 16, штоки 17 которых шарнирно связаны с грузами 10. Движение самих грузов регулируется направляющими 15.

По завершении испытания (т.е. после разрушения всех элементов 2 образца 1) включают реверс электродвигателя 27 и приводят во вращение по часовой стрелке вал 14. При э1ом вместе с валом по часовой стрелке перемещаются все поводки 20, которые по мере вращения поочередно "забирают" с собой звездочки 13, приводя их ео вращение с помощью хвостовиков 22, взаимодействующих с упорами 21 роликов 19.

Включение звездочек 13 во вращение происходит в разные моменты времени в зависимости от их поворота за время испытаний (т,е. от высоты подъема грузов и угла поворота рычагов). Поворот вала 14 прекращается в момент срабатывания концевого выключателя 26 при возвращении грузов 10 в исходное положение. При подъеме грузов

10 возвратные пружины 6 толкают рычаги захватов 4 в исходное положение и выбирают тросы 11 полиспаста 8, натягивая взаимодействующие со звездочками цепи 9.

Рычаги возвращаются при этом в исходное положение, захваты 4 поворачиваются вместе с рычагами, а элементы 2 испытываемого образца остаются в положении, соответствующем окончанию испытания, В этом положении освобождаются зажимы 3 и испытанный образец 1 вынимается из ус тановки движением вверх.

35 ная нв шток 36 шпонка 37 связывает первую звездочку 13 с валом 14, исключая их взаимный проворот. В резуль ате вращения вала

14 против часовой стрелки осуществляется вращение звездочки 1 в этом же направлении и принудительное нагружение элемента

2 образца, деформируемого с постоянной (в первом приближении) скоростью. Усилие в цепи нагружения и соответствующие перемещения регистрируются приборами 31 и

34, При необходимости нагружение может проводиться до разрушения, либо прекращаться раньше. Для этого отпускается кнопка штока 36 и выключается электродвигатель 27, Шпонка 37 на штоке 36 рассчи.ана на определенный момент Mm, и при сопротивлении образца излому, превышающем значение М,, шпонка срезается, Для обеспечения воэможности варьирования значения М, для различных материалов и типоразмеров образца шпочка выполнена съемной.

Формула изобретения

1. Установка для оценки склонности металлов к образованию холодных трещин при сварке. содержащая захваты для фиксации сварного образца, механизм нагружения, состоящий из рычагов, кинематически связанных с грузом, и регистрирующие приборы, отличающаяся тем, что. с целью повышения точности испытаний, механизм нагружения снабжен валом с попарно установлеíI ыми на нем звездочками и роликами, гибкими v. жесткими тягами, гибкими нитями, поводком и хвостовиком, при этом звездочки посредством гибких и жестких тяг связаны с рычагами и грузами, а ролики посредством гибких нитей связаны с регистрирующими приборами, 2. Установкапоп.1,отлича ющаяс я тем, что, с целью сокращения времени и объема эксперимента, вал снабжен закрепленными на нем поводком и хвостовиком, звездочки и ролики установлены на валу с воэможностью вращения и снабжены упорами, закрепленными с возможностью взаимодействия с хвостовиком и поводком, причем первая пара звездочка-ролик снабжена подпружиненной шпонкой, а захваты выполнены в виде рычагов с вилками на их концах с разной шириной, 1824276

28

Составитель Н. Прохоров

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Андрушенко

Редактор

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

Заказ 2208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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