Способ испытания сварного соединения на стойкость против образования горячих трещин

Способ испытания сварного соединения на стойкость против образования горячих трещин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ "998062

Союз Соеетскнк

Соцналнстнческнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.11.81 (21) 3357875/25-27 f51) hi. Кд, В 23 К 28/00

В 23 К 25/00 с присоединением заявки ¹(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 230383. Бюллетень ¹ 7 (33) УДК 621, 791 . .011(088.8) Дата опубликования описания 25.02.83 (72) Авторы изобретения

Б.Ф. Якушин и Л.Ф. Башев

1" -- ."":)

Московское ордена Ленина, ордена Октябрьско РевоХпй ии--; ;:.:; "с- и ордена Трудового Красного Знамени высшее ехни63фщве.--.-,,„ училище им -": :" Ъ;"

{71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

НА СТОЙКОСТЬ ПРОТИВ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРЯЧИХ

ТРЕЩИН

Изобретение относится к сварке, а именно к методам исследований свойств сварного соединения, преимущественно при электрошлаковой сварке, на стойкость против образования горячих трещин, и может применяться в различных отраслях машкностроения.

Известен способ исследования свойств сварного соединения при электрошлаковой сварке, при котором исследуют металл околошовной зоны на стойкость против образования трещин,надрывов при воздействии сжимающих усилий на уровне металлической ванны и растягивающих усилий выше уров- }

1 ня металлической ванны (1$.

Однако малые размеры образцов позволяют прикладывать дискретные усилия, не изменяющиеся в процессе сварки, это требует большого количества образцов. Исследованию подвергают только металл околошовной зоны.

Известен также способ исследования свойств сварного соединения, преимущественно при электромлаковой сварке, при котором испытуемый образец в процессе сварки подвергают воздействию внешних растя-ивающих сил, направленных поперек оси шва

Н. Э. Баумана рд,, и приложенных к свариваемим кромкам, выше уровня металлической ванны. В процессе сварки закристаллиэовавшуюся часть шва подрезают снизу газовой резкой до места, где металл еще не остыл и имеет значительную пластичность, затем образец подвергают воздействию внешних растягиващщих сил в поперечном направлении j 2).

Однако данный способ, как и предыдущий, позволяет получить лишь часть информации о свойствах сварных соединений, т.е. оценить только стойкость металла шва против образования горячих трещин.

Наиболее близким к изобретению является способ испытания сварного соединения на стойкость против образования горячих трещин, при котором собирают образец из двух пластин, одну из которых закрепляют неподвижно, а другую — с возможностью вращения вокруг оси, перпендккулярной плос25 кости пластин, и затем выполняют их. сварку с одновременным приложением растягивающего усилия к вращающейся пластине в направлении, перпендикуляр ном продОльной оси шва, и определяют критическую скорость принудительного

998062 и кр д, дефо мирования, при которой прекращается развитие трещины $3).

Известный способ не позволяет провести комплексное исследование свойств сварного соединения при электрошлаковой сварке — оценить одно . 5 временно стойкость металла шва и околошовной зоны против образования горячих трещин на одном образце, что вынуждает проводить эти исследования на трудоемких натурных образцах.

Целью изобретения является сокращение объема, уменьшение трудоемкости испытаний и обеспечение исследования свойств металла шва и околошовной эоны на одном образце.

Для достижения поставленной цели согласно способу испытания сварного соединения на стойкость против образования горячих трещин, при котором собирают образец из двух пластин, одну из которых закрепляют неподви>к- 2О но, а другую †. с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к плоскости пластин, и затем выполняют их сварку с одновременньм приложением растягивающего усилия к вращаю- 25 щейся пластине в ыалравлении, перпендикулярном к продольной оси шва, и определяют критическую скорость принудительной деформации металла шва, при которой прекращается развитие треЩ щины, растягивающую нагрузку продолжают прикладывать после прекращения развития трещины в металле шва до появления в околошовной зоне трещин- надрывов и определяют критическую 35 скорость принудительной деформации околошовной зоны, при которой прекращается развитие трещин-надрывов.

Кроме того, с целью приближения условий испытания к реальным, пластины 4g собирают под сварку с переменным по длине шва зазором.

На чертеже приведена схема приведения испытания сварного соедине-, ния на технологическую прочность, где 1 — неподвижная пластина образцау

2 — подвижная пластина образца;

3 — горячая трещина по оси шва;

4 - горячие трещины-надрывы в околошовной зоне.

Образец для исследования собирается из неподви>хной пластины 1 и IIoдвижной 2, которая вращается вокруг оси О.

K подвижной пластине свариваемого 55 образца 2 ниже уровня металлической ванны в точке A прикладывается растягивающее усилие Р сразу после дости—

>кения устойчивого процесса сварки,вызывающее поворот свариваемой кромки 6О воКруг оси О. Скорость деформирования образца при этом назнач .ется больше критической, что приводит к образова- .- нию горячей трещины 3 в зоне наименьшей стойкости шва - по его центру 5

Сопротивление деформированию при этом незначительное. В процессе сварки, по мере подъема уровня металлической ванны происходит увеличение расстояния от места приложения силы Р до уровня сварочной ванны, что вызывает снижение скорости деформирования по линейному закону, В определенный момент, который характеризуется критической скоростью деформирования, распространение горячей трещины прекраща» ется. Об этом свидетельствует резкое возрастание сопротивления усилию деформирования.

После этого прочность сварного шва становится достаточной для противостояния деформации растяжения, и дальнейшее дефорлирование образца.:вызовет изгиб подвижной кромки вокруг точки  — места остановки горячей тре щины. Это приведет к образованию трещин-надрывов 4 в околошовной зоне.

По мере подъема уровня сварочной ванны изгибающий момент и вЫзываемая и>л деформация будет уменьшаться и при определенном его значении трещинынадрывы прекратятся. Место исчезновения трещин-надрывов соответствует ,Критическому моменту.

После сварки из образца вырезается темплет шва с околошовной зоной и после его травления замеряется расстояние от оси вращения до конца распространения горячих трещин в металле шва и трещин-надрывов в околошовной зоне. При заданной скорости дефорлирования образца определяют критические скорости деформирования где Чкр, g критические скорость растяжения и деформация;

У вЂ” начальнаи скорость растяжения; щ„р(р„) - начальный изгибающий момент; . — расстояние от оси вращения до места приложения растягивающего усилия; — расстояние от осч вращения до места прекращения горячих трещин.

Таким образом, на одно>л образце возможно проведение комплексного исследования технологической прочности металла шва и околошовнои зоны. .Пример. Проведено исследование технологической прочности образцов из стали 09Г2С толщиной 50 мм.

При режюлах электрошлаковой сварки: — 680,Ц,>р 48; Ч = 400 и/час, Ь„ =

25 мм, d = 3 мм, марка электрода

08ГА, растяжение со скоростью

10 мл/мин при $ = 440 мм, образова 998062!

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1023/23 Тираж 1104 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 лась горячая трещина, которая прекратилась на расстоянии 151 мм от оси вращения, и горячие . трещины-надрывы в околошовной зоне.

В результате применения изобретения сокращается время на определение технологической прочности различных зон шва, экономятся сварочные материалы и снижается трудоемкость исследо.ваний. Вместо сварки серии образцов достаточна сварка 4-5 образцов, т.е. !О трудоемкость исследований снижается в 3-4 раза по сравнению с известным способом.

1. Способ испытания сварного соединения на стойкость против образования горячих трещин, преимущественно при .электрошлаковой сварке, при котором собирают образец из двух пластин, одну из которых закрепляют неподвижно, а другую — с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной к плос кости пластин, и затем внполняют их сварку с одновременньм приложением растягивающего усилия к вращающейся пластине. в направлении, перпенди-. кулярном к продольной оси,аза, и 3О определяют критическую скорость де формации для металла шва, при которой прекращается развитие трещины, о т л и ч а ю- шийся. тем, что, с целью сокращения объема, уменьшения трудоемкости испытаний и обеспечения исследования свойств металла шва и околошовной зоны на одном образце, растягивающую нагрузку продолжают прикладывать после прекращения развития трещины в металле шва до появления в околошовной зоне трещиннадрывов и определяют критическую скорость принудительной деформации околошовной зоны,при которой прекращается развитие трещин-надрывов, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью приближения условий испытания к реальным, пластины собирают -под сварку с переменньм по длине шва заэорск.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 747658, кл. В 23 К 25/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 285747, кл. B 23 К 25/00 1969. . 3. Авторское свидетельство СССР

9 277349, кл. В 23 К 28/00р 1969 (прототип).