Способ испытания стыкового сварного соединения пластин на сопротивляемость образованию трещин

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварного соединения. С целью ускорения испытания .путем увеличения градиента напряJ 10 жений в направлении концентрации напряжений изготовляют образец соединения пластин 1 и 2 с V-образной разделкой кромок. Соединение ос тцествляют с использованием подкладной пластины 3 формированием lio крайней мере двух угловых швов 4 и 5. Подкладную пластину 3 устанавливают с зазором относительно поверхности одной из пластин 2. Сначала формируют угловой шов 4, а затем - угловой шов 5. Угол ср между поверхностью раздела угловых пшов и поверхностями пластин выбирают равным от до й /З. На поверхности раздела выполняют концентратор 7 , ориентированный к поверхностям пластин 1 и 2 под углом от Т/4 до (Г/З и глубиной от 0,03 до 0,3 толщины t пластин. Нагружение образца осуществляют до разрушения поперечным изгибом и /V4 .1 поп /К О1 со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) {51) 4 G 01 N 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+non

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) . 3928732/25-28 (22) 15.07.85 (46) 30.09,87. Бюл. М 36 (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта и Научно-исследовательский институт механики Горьковского государственного университета (72) T.В.Молочная и А.Н.Терехов (53) 620.172.24(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1170865, кл. G 01 N 3/20, 1984. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СЧЫКОВОГО СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПЛАСТИН НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварного соединения. С целью ускорения испытания .путем увеличения градиента напряжений в направлении концентрации на" пряжений изготовляют образец соецинения пластин 1 и 2 с V-образной разделкой кромок. Соединение осуществляют с использованиеМ подкладной пластины 3 формированием по крайней мере двух угловых швов 4 и 5. Подкладную пластину 3 устанавливают с зазором относительно поверхности одной из пластин 2. Сначала формируют угловой шов 4, а затем — угловой шов 5. Угол

qrмежду поверхностью раздела угловых швов и поверхностями пластин выбирают равным от 11 /б до W

Нагружение образца осуществляют до разрушения поперечным изгибом и рас1341534 тягHBающими усилиями N„ прилoженны ми к пластинам 1 и 2,и сжимающим усилием Р к подкладной пластине 3 в направлении сварных швов. Пластины 1-3 могут быть выполнены криволинейными, Изобретение относится к испытательной технике и может быть испольэовано для оценки прочности сварного соединения, 1

Цель изобретения — ускорение испытания путем увеличения градиента напряжений в направлении концентрации напряжений.

На чертеже изображена схема нагружения стыкового сварного соединения при испытании, Способ осуществляют следующим образом.

Изготовляют образец соединения пластин i и 2 с V-образной разделкой кромок. Соединение осуществляют с использованием подкладной пластины

3 формированием по крайней мере двух угловых швов 4 и 5. Подкладную пластину 3 устанавливают с зазором 3 относительно поверхности одной из пластин 2. Сначала формируют угловой шов

4, а затем угловой шов 5. Угол g между поверхностью раздела угловых швов и поверхностями пластин выбирают равным от /6 до Т /3. Сварные швы

4 и 5 заканчивают валиком 6. На валике 6 по поверхности раздела выполняют V-образный концентратор 7, ориентированный к поверхностям пластин под углом /4-11/3 и глубиной от 0,03 до

0,3 толщины t пластин.

Нагружение образца осуществляют поперечным изгибающим моментом М„,„, растягивающими образец усилиями N перпендикулярными швам 4 и 5 и приложенными к пластинам 1 и 3, и сжимающим усилием Р к подкладной пластине в направлении сварного швов.

При глубине концентратора 7, большей 0,3 t, быстро происходит разрушение соединения, в результате этого невозможно замерить прирост образовавшихся трещин и определить трещинностойкость наплавленног0 металла, в этом случае дополнительно нагружают образец давлением с1. При нагружении первоначально возникают трещины

8 и 9, которые затем объединяются в

5 сквозную трещину 10, 1 ил.

При глубине концентратора 7, меньшей 0,03 t, и угле ориентации поверхностей раздела угловых швов, большем iI/3, увеличивается время испытаний. Кроме того, поверхностные дефекты данной глубины являются допустимыми для многочисленных изделий.

10 Выполнение угла.<р сопряжения между угловыми швами по линии несплавления, меньшего i /6, трудноосуществимо и требует больших затрат времени.

l5 Первоначально возникают трещины 8 и 9, которые затем объединяются в сквозную трещину 10. Зтому объединению способствует ориентация концентратора 7 под углом Т/4-Т/2 к поверхности. Такая ориентация концентратора дает возможность заранее предопределить направление разрушения зоны сплавления швов 4 и 5 и измерить прирост первоначально образо25 вавшихся трещин известными способами, например методом контроля датчиками акустической эмиссии и др, При ориентации концентратора 6 .вне угла q =45-60, а также при осуществлении двухстороннего зазора между подкладной пластиной 2 и образцом трещина при разрушении получается разветвленной, и невозможно предугадать направление ее распространения, вследствие чего трудно измерить прирост начальных трещин и определить трещиностойкость наплавленного металла, При испытании основного материала, из которЬго изготавливаются трубы, образец может быть изготовлен из криволинейных пластин или из труб.

Пример. Испытывали стыковое соединение основного металла труб ф520 мм из стали 171С толщиной 9 мм.

ОдноСтороннюю подкладную пластину устанавливали с зазором 5 мм. Угловые

1341534

Составитель M.Êóçüìèí

Редактор Л.Повхан Техред M.Õîäàíè÷ Корректор М.Шароши

Заказ 4429/47

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 швы выполняли электродами УОНИ 13/55, ширина сварной зоны 14 мм. Концентратор выполняли глубиной 3 мм, угол между поверхностью раздела и плоскостями пластин составлял /6.

Испытание внутренним давлением осуществляли в режиме циклического нагружения материала до 0,3Б, где

b б — предел прочности, с частотой на- 10 гружения 1 цикл в минуту.

Результаты эксперимента показали, что время до разрушения составляло

3-4 тыс. циклов, что в 1,5-2 раза меменьше, чем при испытании известного соединения.

Формула изобретения

Способ испытания стыкового сварного соединения пластин на сопротивляемость образованию трещин, по ко.торому изготавливают образец соединения пластин с V-образной разделкой кромок, на поверхности раздела выполняют концентратор, ориентированный к поверхностям пластин под уг дом от /4 до Т/3, нагружают образец поперечным изгибающим усилием до разрушения, регистрируют параметры трещинообраэования и по ним определяют сопротивляемость образованию трещин, отличающийся тем, что, с целью ускорения испытания путем увеличения градиента напряжений в направлении концентрации напряжений, зону сплавления образуют по крайней мере двумя угловыми швами с использованием подкладной пластины, которую устанавливают с зазором к поверхности одной из пластин, угол между поверхностью раздела угловых швов и поверхностями пластин выбирают равным от н /Ь до и /3, концентратор выполняют глубиной от 0,03 до

0,3 толщины пластин, а при нагружении дополнительно растягивают образец перпендикулярно швам и прикладывают сжимающее усилие к подкладной пластине в направлении сварных швов.