Машина для исследования образования трещинпри сварке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 23.11.1970 (№ 1408093/25-27) ЧПК В 23k 29/00 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 09Х1!.1971. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 11.Л11.1971

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

>.ДК 621,791.019(088.8) Авторы изобретения

В. В. Каратыш и Г. С. Кузьмин

Пермский политехнический институт

Заявитель

МАШИНА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТРЕЩИН

ПРИ СВАРКЕ

Предлагаемая машина относится к устройствам для испытания металла при сварке и может быть использована при оценке технологической свариваемости металлов, сплавов и сварочных материалов с точки зрения стойкости металла шва и околошовной зоны к образованию горячих и холодных трещин.

В основу известных машин для испытания на склонность к образованию трещин положен принцип одноосного растяжения или из- 10 гиба образца с заданной постоянной скоростью. При сварке или после нее в существующих сварных конструкциях действуют как продольные, так и поперечные напряжения, а следовательно, и деформации, темп нараста- 15 ния которых неравномерен. Учесть совместное действие двухосных напряжений и деформаций, а также влияние неравномерного темпа нарастания их на известных машинах не представляется возможным. Все эти машины пред- 2о назначены для испытания на склонность к образованию горячих или холодных трещин. Исключение составляет машина типа МС, но и она имеет два независимых привода: один для проведения испытаний на горячие трещины, 25 другой — на холодные.

Целью изобретения является создание в кристаллизующемся и охлаждающемся металле двухосных напряжений и деформаций обоего знака. 30

Предлагаемая машина для исследования образования трещин при сварке отличается от известных тем, что она снабжена четырьмя гидрозахватами состоящими из основания и прижимной части, расположенными по двум взаимно перпендикулярным осям и связанными с двумя автономными регулируемыми в процессе испытания гидроприводами. Прижимная часть каждого гидрозахвата закреплена на штоке независимого гидроцилин;.ра.

Скорость перемещения гидрозахватов может изменяться в процессе испытания с помощью дросселя в схеме гидропривода, проходное сечение которого изменяется по заданной программе. Скорость перемещения гидрозахватов задается деформирующим устройством и дросселем, величина развиваемых усилий растяжения — регулируемым предохранительным клапаном, а усилий сжатия — жесткостью пружин, расположенных на тягах гидрозахватов.

Гидрозахваты удерживают образец в жестко закрепленном состоянии строго фиксируемое время, например только в период принудительной деформации.

Описываемая машина позволяет производить: испытания на склонность к образованию горячих и холодных трещин; исследование пластических свойств металла шва в твердом ч жидком состоянии; построение температур30884О

3 ного интервала хрупкости и иммитацию термических циклов сварки с приложением внешних нагрузок в двух взаимно перпендикулярных направлениях, для этого применяют силовой трансформатор с регулирующей аппаратурой. Кроме того, по характеру принудительного деформирования и приложенных усилий машина позволяет производить испытания при одноосном и двухосном деформировании образца, на склонность к горячим и холодным трещинам с предварительным созданием напряженного состояния образца по оси стыка и одноосном деформировании, а также при изгибе образца (для последнего испытания необходимо закрепить на верхних прижимных губках опоры в виде призм, расположенных вершинами вниз и применить пуансон с приводом от гидроцилиндра, перенесенного в центр стола).

По характеру скорости деформации производятся испытания с заданной постоянной скоростью деформации и с заданной переменной скоростью деформации с ускорениями обоего знака.

Последовательность операций цикла испытаний следующая: а) сварка с одновременным осевым растяжением; б) сварка с одновременным созданием двухосного растяжения; в) сварка+пауза+осевая деформация; г) сварка + пауза + продольная и поперечная деформации; д) создание напряженного состояния образцов по оси стыка + сварка + пауза + поперечная деформация, Схема испытаний предварительно задается оператором и осуществляется автоматически.

На машине производятся испытания по характеру исследуемого сварного соединения и основного металла при точечном расплавлении образца и при нагреве образца путем пропускания через него тока, а также испытания стыкового шва; по форме образца — испытания на образцах в виде полоски с шейками различной конфигурации, которые расплавляются дугой или проходящим током; на составных образцах в виде двух пластин при наложении стыкового шва; на составных образцах в виде четырех пластин (точечное расплавление производится в центре состыкованных пластин); по моменту закрепления образца— испытания при предварительном закреплении ооразца, при закреплении образца в момент начала сварки, при закреплении образца в момент окончания сварки, при закреплении образца в момент начала деформации.

Момент закрепления образца предварительно задается оператором, а само закрепление производится автоматически. 6

Образец испытывается при освобождении его в момент окончания деформации и при освобождении его в любой момент.

Машина дает возможность производить испытания с ручным и автоматическим управле- 6

4 нием операциями цикла; по знаку деформаций и напряжений — испытания при осевой дсформации растяжения, при осевой деформации сжатия, при продольном растяжении и поперечном сжатии, при продольном сжатии и поперечном растяжении, при поперечном растяжении с созданием предварительного нагряженного состояния растяжения по оси стыка при поперечном растяжении с созданием

И предварительного напряжения состояния сжатия по оси сть.ка; по исследуемому металлу— испытания на стойкость металла шва и око",oøîâíîé зоны к образованию трещин.

На фиг. 1 изображена машина для исследод вания образования трещин при сварке, вид сверху ; на фиг. 2 — то же, разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — то же, разрез по Б — Б на фиг. 1.

На столе 1 (фиг. 3) расположены непод23 вижные рамка 2 и плита 8, внутри рамки размещена подвижная плита 4 (фиг. 1 и 2). Плиты 8 и 4 имеют продольные пазы 5 и б в форме «ласточкина» хвоста, в которых находятся четыре губки (основания) 7, 8, 9 и 10. Губки, 25 7 и 8 соединены поперечной осью 11, а губки

9 и 10 — поперечной осью 121 губки 7 и 9 укреплены жестко на осях 11 и 12, а губки 8 и

10 могут свободно перемещаться вдоль этих осей. Ось 11 жестко связана с продольной тягой 18, которой с помощью гайки 14 устанавливается положение губок 7 и 8; ось 12 жестко связана с продольной тягой 15 на конце которой симметрично оси тяги расположены два опорных ролика 1б, опирающихся з на прорезную (для размещения в ней тяги15) установочную планку 17 продольного деформирующего устройства 18. Пружина 19 на тяге 15 обеспечивает постоянный прижим роликов 1б к планке 17 и возврат губок 9 и 10 д в исходное положение после завершения цикла испытания, а также усилие и продольную деформацию сжатия.

Продольное деформирующее устройство (механизм деформирования) представляет co4s бой отдельный узел. Опорная плита 20 закреплена неподвижно на столе. В направляющих 21 плиты свободно перемещается подвижное основание 22, связанное со штоком 28 силового гидроцилиндра 24. В нижней части

50 основания расположен подви кный клин 25 с винтом 2б, маховичком 27 и опорным див;ом 28.

Подвижная плита 4 жестко соединена с поперечной тяго" 29, которая связана с попе5 ре иным деформирующим устройством 80. Конструкция:-.того устройства аналогична конструкции устройства 18. Пружина 81 на тяге 29 обеспечивает возврат псдвижной плиты 4 а

> следовательно, и губок 8 и 10 в исходное пои ложение после завершения цикла испытания

Ф а также усилие сжатия и поперечную деформацию сжатия.

К нижней части каждой губки (основанию)

7, 8, 9 и 10 крепится гидроцилиндр 82, шток

88 которого связан с прижимной губкой 84. Об30S840

I

Д

1, .т7 г Риг f

7 у

Риг. 2

5 разсц 85, состоящий из пластин 86, 87, 88 и 89, устанавливается на губки 7, 8, 9 и 10 соответственно. В центре образца образуются точечный распла" 40 или сварные швы 41 и 42.

Скорость продольного перемещения задается установкой планки 17 деформирующих устропств 18 и 80 под соответствующим углом к направлению движения основания 22. Планка устанавливается под необходимым углом перемещением клина 25, на который через опорный диск 28 опирается нижний конец этой планки. Другой конец планки поворачивастся в проушине 48 вокруг оси 44. Перемещается клин с помощью винта 26, приводимого в действие маховичком 27.

Машина для исследования образования трещин при сварке снабжена гидро- и электросхемами, составленными по известным принципам синтеза схем автоматического регулироDà1 ия.

П-.едмет изобретения

Машина для исследования образования трещин прп сварке, содержащая привод, сваро-.пое устропство, приспособление для зажим". Ооразцов и механизм деформирования, iO отличаюи а..ся тем, что, с целью создания в крнсталлизующемся или охлаждающемся металле двухосных напряжений и деформаций обоего знака она снабжена четырьмя гидрозахватами, состоящими из основания и прид жимпой части, расположенными по двум взаимно перпендикулярным осям и связанными с двумя автономными регулируемыми в процессе испытания гидроприводами, а прижимная часть каждого гидрозахвата закреплена

20 на штоке независимor î гидроцилиндра.

308840 иг. 3

Составитель Г. Макеева

Редактор Л. Жаворонкова Техред Е. Борисова Корректор О. С. Зайцейй

Заказ 2175/19 Изд. № 968 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова 2