Способ оценки склонности металла шв к водородной пористости

Способ оценки склонности металла шв к водородной пористости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

0ц 425752

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 17.01.72 (21) 175i8263/25-27 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.04.74. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 14.10.74 (51) М. Кл. В 23k 2 /ОО

Государственный комитет

Соввта Министров СССР па делам нзооретеннй н открытнй (53) УДК 62 1.791.75:620. .179.192 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Ф. Анохин, Е. Г. Антонов, А, Б. Караи, P. С. Курочко, Г. Д. Никифоров, Т. Н. Осокина, М. Н. Пастух и А. С. Попов (71) Заявитель ю4ъй" (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ СКЛОННОСТИ МЕТАЛЛА ШВ OQ .::;;

К ВОДОРОДНОЙ ПОРИСТОСТИ

Н =

Известна «тепловая проба», позволяющая выявить склонность основного материала к образованию пор при нагреве, но она не применима для металла шва.

Изобретение предусматривает новые критерии оценки склонности металла шва к водородной пористости в процессе сварки и заключается в следующем, Производят сварку серии образцов в среде защищенного газа, содержащего различные известные количества водорода, затем путем рентгенопросвечивания и металло-графических исследований металла швов устанавливают то минимальное содержание водорода, которое приводит к появлению пористости. За критерий склонности квадратной пористости принимают значение корня квадратного из этой минимальной концентрации водорода, вместо водорода можно использовать и другие водородсодержащие вещества.

На чертеже показана кривая растворимости водорода в сплаве в зависимости от температуры, где (Н), — исходное содержание водорода в шве; (Н)„р — критическое (предельное) содержание растворенного водорода в металле шва, вызывающее появление пористости; (Н),— — критерий склонности металла шва к водородной пористости в процессе сварки, запас «технологической противопористости».

Запас «технологической противопористости» равен (н)„= (н)„, — (н),. (1) Исходное содержание водорода в шве (Н)о зависит от содержания водорода в основном металле (Н)0, в пр|исадочной проволоке (Н)0" и от долей их участия в образовании металла шва (соответственно ni и я2)

Значение критической концентрации (Н),,-р

20 определяется родом материала и в некоторой степени режимами сварки.

Чем больше значение (Н) „, тем менее чувствителен сплав к образованию водородной пористости.

25 Определение газовым анализом величин (Н), ; (Н),"; (Н)„.р и долей участия а< и и> довольно сложно.

При сварке в среде защитных газов, содержащих водород, уравнение материального

30 баланса по водороду для предельного случая

425752 (возникновения рассеянной пористости) можно записать

МеН„, + (Н)„= — {МеН, +-(Н),} +

+ (Н)„„+ )Н)„„. = (2)

В левой части уравнения — общее содержание водорода в сварном шве: MeH — в виде гидридов, (Н)„.р — в жидком растворе. (MeHo+ (Н) o) — аналогично, для исходного содержания водорода в шве; (Н)„„— количество водорода, поступающего из окисной пленки, атмосферы и др, («Технологический водород»); (Н) Я3 количество водорода поступающего из газовой защитной среды, содержащей водород.

По закону Сивертса количество равновесного растворенного водорода прямо пропорционально корню квадратному из парциального давления водорода

)Н) = К, РН,. (3)

При сварке нет постоянства температур, неизвестно также достигается ли равновесие между газовой и жидкой фазами. Однако, если сварку производить на принятых постоянных режимах, обеспечивающих стабильные размеры сварочной ванны и постоянное время пребывания металла шва в жидком состоянии, можно принять, что доля поглощения водорода швом при постоянном его содержании в смеси, будет постоянной. Тогда при общем давлении смеси в дуге, равном 1 атм, (Н)раз: Ка Кз У« Нв: Ка Ъ Нз, (4) где UH> — содержание водорода в защитном газе, О/о об.

После подстановки в выражения 4, 1 и преобразования выражения 2 получим

К, У« Н, = (Н)„+ {MeH — MeH,}— (Н)ппв — ««и («)ппв.

При обеспечении постоянства величины поступления «технологического водорода» (Н)„, между критерием «технологической противопористости» и значением корня квадратного содержания водорода в защитной газовой среде наблюдается линейная зависимость. Поэтому величину)/ « Н можно использовать в качестве нового критерия количественной оценки склонности металла шва к водородной пористости в процессе сварки.

Для определения показателя «технологиче5 ской противопористости» в водородной шкале

П =У VH производят сварку серии образцов в среде защитного газа с различными известными концентрациями водорода. При этом режимы сварки (ток, напряжение на дуге, скорость сварки, общий расход защитной газовой смеси, толщина свар ива емого материала и т. д.) сохраняются постоянными в процессе выполнения всех экспериментов.

В результате последующего:рентгенопросвечивания или металлографических исследований металла швов образцов устанавливают то минимальное количество водорода, которое вызывает появление пор в металле шва. Показатель «технологической противопористости» Пп вычисляют извлечением корня квадратного из этого значения.

В качестве показателя «технологической противопористости» можно использовать самую минимальную концентрацию водорода или какого-либо водородсодержащего вещества (шкала по этому веществу).

Предмет изобретения

Зр 1. Способ оценки склонности металла шва к водородной пористости путем рентгенопросвечивания и металлографического исследования, при котором производят сверку серии образцов в среде защитного газа, отличаюЗБ щи и ся тем, что, с целью получения ее качественной оценки, используют защитный газ, содержащий различные известные количества водорода или водородсодержащего вещества, и по результатам металлографического анали4О за и рентгенопросвечивания устанавливают то минимальное содержание водорода или водородсодержащего вещества, которое приводит к появлению пористости.

2. Способ по п. 1, отл ич а ю щийс я тем, 45 что за критерий склонности к водородной пористости принимают наименьшее содержание водорода и водородсодержащего вещества.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что за критерий склонности к водородной

1р пористости принимают значение корня квадратного из наименьшего содержания водорода в защитном газе, вызывающего появление пор, 425752 (и) о

nnaSn

Составитель Л. Назарова

Техред 3. Тараненко Корректор Н, Учакина

Редактор О. Юркова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2713/12 Изд. № 1546 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушскзя наб., д. 4/5