Способ контроля качества сварных соединений

Способ контроля качества сварных соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

8 9427 ф Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 151179 (21) 2838452/18-25 с присоединением заявки ¹ (51)PA. Kg 3

G 01 и 25/72

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 071131, Бюллетень Hо 41 (53) УДК5З6.8 (088 ° 8У

Дата опубликования описания 071181 и (72) . Автор. изобретения

Ю.В.Клименко (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский инструментальный институт (54 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ сОединений

Изобретение относится к области исследования химических и физических свойств веществ и может быть использовано в сварочном производстве для контроля сварных соединений, в частности, полученных наплавкой.

Известен способ контроля сварных с единений ультразвуком, основанный на отражении ультразвука от.дефектов, приеме и расшифровке отраженных волн (1).

Недостатком этого способа является влияние на получаемый результат параметров акустического контакта ультразвуковой аппаратуры с изделием, которые, как правило, имеют существенные колебания.

Наиболее близким техническим решением является способ контроля качества сварных соединений, заключающийся в приготовлении микрошлифа иэ контролируемого участка сварного соединения, исследовании его под микроскопом и сравнении с эталоном (2), Недостатком этого способа является недостаточная точность контроля ввиду невозможности количественной оценки качества сварного соединения..

В этом случае -результат контроля в значительной мере зависит от субъективных качеств исследователя.

Целью изобретения является повышение точности контроля качества сварных соединений быстрорежущей стали с конструкционной.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля качества сварных соединений, согласно которому изготавливают микрошлиф иэ контролируемого участка сварного соединения,.исследуют его под микроскопом и сравнивают с эталоном, 15 перед изготовлением микрошлифа образец подвергают нагреву до температуры, обеспечивающей диффузию углерода иэ конструкционной стали в быстрорежущую до образования обез20 углероженного слоя в конструкционной стали.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

25 Согласно классической теории движущей силой диффузии является .градиент концентрации химических элементов в различных участках твердого тела. Диффузия в многокомпоненч тных системах обусловлена градиен879427

Формула изобретения

Способ контроля качества сварных соединений, согласна которому изготавливают микрошлиф из контролируемого участка сварного соединения, исследуют его под микроскопом и сравнивают с эталоном, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности контроля сварных соединений быстрорежущей стали с конструкционной, перед изготовлением микрошлифа образец подвергают нагреву до температуры, обеспечивающей диффузию углерода из конструкционной стали в быстрорежущую до образования обезуглероженного слоя в конструкционной стали.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Назаров С.Т. Методы контроля качества сварных соединений, М., "Машиностроение", 1964, с.110-115.

2. Там же, с.189-198 (прототип).

Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "ППтент",r.Ужгород, ул. Проектная, 4 том химического потенциала или градиентом термодинамической активности. Таким образом, в сварном соединении разнородных металлов или металлов с различной концентрацией химических элементов существуют возможность создавать условия интенсивного диффузионного массопереноса компонентов.

Зона сварного соединения, содержащая дефекты в виде пустот, непроваров, неметаллических включений, 10. и т.п., является барьером для диффузионного потока, сокращающим количество диффундирующего компонента при последующем после сварки нагреве,: обеспечивающем эту диффузию. 15

8 случае соединения конструкционной стали с быстрорежущей таким компонентом является углерод.

Поскольку переходит из конструкционной стали в быстрорежущую, в конструкционной стали возникает обезуглероженная эона, расположенная от сварного соединения вглубь конструкционной стали, видимая под микроскопом, глубину которой исследователь может измерить и сравнить с глубиной обезуглероженного слоя в эталоне.

Сравнивая полученные результаты, судят о соответствии полученного сварного соединения эталону, характеризующему доброкачественное соединение.

Эталоном служит микрошлиф, изготовленный из заготовки инструмента, сваренного по оптимальному режиму.

Оптимальным режимом является такой, который обеспечивает полное взаимодействие соединяемых металлов по всей площади контакта. При этом обезуглероженный слой имеет максимальную глубину, а дальнейшее увеличение тока не сопровождается увеличением глубины 4Q обезуглероженного слоя (ферритной полоски).

Если глубина обезуглероженного слоя на исследуемом образце меньше, чем на эталоне, это свидетельствует о том, что по всей площади контакта соединяемых металлов не произошло полного взаимодействия, что сказывается на работоспособности готового изделия.

Используя способ-прототип можно определить только наличие дефектов, а предлагаемый способ позволяет провести количественный анализ полученного соединения, т.е. опеределить в какой степени соединение соответ- 55 ствует предъявленным требованиям.

Пример. Исследовали качест во биметаллических дисковых фрез, изготовленных электроконтактной наплавкой быстрорежущей стали Р6М5 р на корпус из стали 45. Диаметр фрез65 мм, толщина - 5 мм. вниипи Заказ 9707/11

Контролируемые заготовки после наплавки подвергали нагреву в тео чении 8 ч при температуре 660, охлаждали на воздухе, после чего изготавливали шлифы поперечного сечения наплавленных валиков. Шлифы травили 4Ъ раствором азотной кислоты в этиловом спирте, исследовали под микроскопом при увеличении 500 и сравнивали с эталоном.

В результате диффузии углерода из конструкционной стали 45 в быстрорежущую РбМ5 на шлифах наблюдалась контрастная феритная полоска от зоны соединения вглубь конструкционной стали.

Глубина этой полости менялась в зависимости от численных значений -параметров режима.

При наплавке по оптимальному режиму (оп=0,02 с, t 0,06 с, 1=9 кА, Р> =150 кгс, скорость наплавки

0,8 м/мин) глубина ферритной полосы (т.е. обезуглероженного слоя ) в конструкционной стали была равна 130 мкм.

Уменьшение значения, например, тока о наплавки на О, 5 кА по сравнению с оптимальным при сохранении постоянными остальных лараметрбв, вызвало уменьшение глубины обезуглероженного слоя на 10 мкм, На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод о достаточно высокой чувствительности предложенного способа контроля качества сварных соединений.

Способ позволяет количественно оценить качества. сварного соединения, т.е ° является объективным, не зависящим от субъективных особенностей исполнителя.