Способ контроля качества сварных соединений

 

Изобретение относится к сварке и м.б„ использовано для определения величины и свойств зоны разупрочнения на сварных крупногабаритных конструкциях из термоупрочняемых и нагартованных материалов. Изобретение монСет найти применение в машиностроении при отработке новых конструкций, которые должны иметь минимальную массу . Цель изобретения расширение технологических возможностей, экономия металла и снижение трудоемкости. Цри определении величины и свойств зоны разупрочнения на конструкцию 1 в зоне сварного шва 4 устанавливают образцы-свидетели . Контактирующие поверхности образцов-свидетелей и свариваемой конструкции зачищают до чистоты не менее . Параметры образцов-свидетелей: масса не более 0,5 г,, толщина 1-2 мм, длина 6-10 мм. Образцы закрепляют на изделии группами ПО три таким образом, чтобы центральные точки образцов бьти вершинами равностороннего треугольника, а расстояние между ними не превьш1ап6 их пятикратной длины. На контактируемую поверхность создают давление не менее 0,04 кг/мм . Цосле сварки контактируемую поверхность образцов подвергают рентгеноструктурному анализу , определяя зону разупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки металла. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 2 табл. W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„145987О А 1 (51)4 В 23 K 28 00

ORHCAHNE ИЗОБРЕТКНИя

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4272857/25-27 (22) 25. 05.87 (46) 23.02.89. Бюл. N 7 (72) О.М. Новиков, В.О. Токарев, А.И. Булина, О.F.. Островский, M,Ä. Мамон, В.Г. Крылов, Е.М. Борисбв, Ю.Н. Ефремов, Н.И. Ратошнюк и С.В. Глазунова (53) 621.79 1.75.011(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н - 1232441, кл. В 23 К 28/00, 1984. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА CBAPHbK СОЕДИНЕНИЙ, (57) Изобретение относится к сварке и м.б. использовано для определения величины и свойств эоны .разупрачнения на сварных крупногабаритных конструкциях из термоупрочняемых и на-. гартованных материалов. Изобретение может найти применение в машиностроении при отработке новых конструкций, которые должны иметь минимальную массу. Цель изобретения расширение технологических возможностей, экономия

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для контроля качества сварных соединений из термоупрочняемых и нагартованных материалов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей, экономия металла и снижейие трудоемкости.

На фиг. 1 изображена схема расположения образцов-свидетелей, установленных в приспособлении, на изде.лии; на фиг. 2 и 3 — схема располометалла и снижение трудоемкости. При определении величины и свойств зоны разунрочнения на конструкцию 1 в зоне сварного шва 4 устанавливают образцы-свидетели. Контактирующие поверхности образцов-свидетелей и свариваемой конструкции зачищают до чистоты не менее К< 01. Параметры образцов-свидетелей: масса не более 0,5 r, толщина 1-2 мм, длина 6-10 мм. Образцы закрепляют на изделии группами .по три таким образом, чтобы центральные точки образцов были вершинами равностороннего треугольника, а расстояние между ними не превьппало их пятикратной длины. На контактируемую поверхность создают давление не менее 0,04 кг/мм . После сварки контактируемую поверхность образцов подвергают рентгеноструктурному анализу, определяя зону раэупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки металла. 1 э.п.ф-лы, 3 ил., 2 табл.

2 жения образцов-свидетелей в приспо.соблении.

На свариваемам,изделии 1 располагают образцы-свидетели 2. Контроли- руемые поверхности образцов-свидетелей 2 и свариваемого иэделия 1 обрабатывают до чистоты не менее R С1 01.

По три образца закрепляют на изделии таким образом, чтобы центральные точки образцов-свидетелей 2 были вершинами равностороннего треугольника, а расстояние между ними не превьппало их пятикратной длины, при этом устанавливают в зоне термического влияния

1459870. симметрично относительно свариваемого стыка Э, обеспечивая давление на контактируемую поверхность не менее

0,04 кг на 1 мм . После сварки кон5 тактируемую поверхность образцовсвидетелей 2 подвергают рентгено структурному анализу, определяя зону разупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки металла, вызванному нагревом нри сварке.

Для создания прижимающего давления образцы-свидетели могут быть предварительно закреплены по три штуки в массивных приспособлениях 4, которые устанавливают на изделии. При протяженных прямолинейных швах приспособление может быть выполнено в виде прижимных балок. 20

Обработка контактирукщих поверхностей образцов-свидетелей и свариваемой конструкции до чистоты не менее К 01 обеспечивает под действием нагрузки (не менее 0,04 кг/мм ) и нагрева при сварке временное межмолекулярное сцепление между контактируемыми поверхностями. Благодаря этому все структурные изменения, .которые происходят в материале свариваемого изделия, фиксируются в материале образцов-свидетелей. Систе ма образец-свидетель - свариваемое изделие ведет себя как единое целое.

После окончания процесса сварки и остывания материала до комнатной температуры молекулярное сцепление поверхностей прекращается.

Иассу образцов-свидетелей (0,5 r) определяют опытным путем. При увеличении массы на 10Х точность замеpos снижается íà 5Х, при 20X — на

15Х.

Толщину образцов-свидетелей определяют равной 1-2 мм. При толщине меньше f мм процесс изготовления и закрепления образцов в приспособлении становится нетехнологичным, трудно также обеспечить хороший контакт с изделием, т.е. получить надежный теплосьем с поверхности csaриваемого изделия. При толщине больше 2 мм снижается точность измерения в таких же пропорциях, как при увеличении.массы образцов.

Для получения достоверных сведе-. ний о параметрах кристаллической решетки макрообъемов исследуемого материала методом рентгеноструктурно го анализа требуется получение усредненных показателей.

При определении разупрочнения нагартованных и термоупрочняемых алюминиевых сплавов от температурного фактора экспериментально установлено, что оптимальная площадь облучения материала, обеспечивающая наиболее достоверные усредненные показатели параметров решетки, составляет 6 « 1 мм .

Исходя из оптимальной площади облучения при рентгеноструктурном анализе и надежности контактирования образцов-свидетелей с контролируемым материалом, длина образца-свидетеля находится в пределах 6-10 мм, а высота образца определяется из формулы масса образца-свидетеля, г; длина образца-свидетеля, мм; ширина образца-свидетеля, мм; удельный вес материала образца-свидетеля, г/ммз . где P

Расположение образцов-свидетелей по схеме равностороннего треугольника выбирают, исходя из равномерности распределения давления на них, кроме того, при таком расположении материалов образцов-свидетелей наиболее полно воспринимаются структурные изменения материала конструкции, так как образуется замкнутая и наиболее чувствительная к поверхностным деформациям .тензобалочная система.

Расстояние между образцами-свидетелями не меньше их пятикратной длины выбирают, исходя из того, что это расстояние достаточно для фиксации возможных изменений режима сварки и изменений в результате этого свойств металла.

Пример. .Работу проводят на цилиндрических конструкциях из сплава АМг6НПП толщиной 4,5 мм,.диаметром 1000 мм, длиной 500 мм. Габариты образцов-свидетелей 2:10«6 « х1 мм, материал тот же. Контактная поверхность свариваемой конструкции и образцов-свидетелей (10 х1) обрабатывается до чистоты не ниже R 01.

По три образца-свидетеля устанавливают в пазы приспособления 4 так, что их центральные точки являются вершинами равностороннего треуголь1459870 ия мер ердости

54

Пр одольный

ЭЛС

63

63

ЭЛС

ЭЛС

Кольцевой

Аргонодуговая сварка

102

105

101

Продольный

108

106

110

Кольцевой ника, а контактирующая поверхность выступает из приспособления на 0,20,5 мм и параллельна нижней плоскости приспособления. Приспособления весом по 1 кг устанавливают симмет5 рично с двух сторон свариваемого стыка на расстоянии 15-120 мм от стыка.

После установки приспособлений с образцами-свидетелями на конструкцию производят сварку стыка (шва) 3. Один продольный и один кольцевой шов сваривают автоматической аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом с присадочной проволокой марки СвАМг6 диаметром 2 мм. Два продольных и один кольцевой шов сваривают электронно-лучевой сваркой. После сварки приспособления демонтируют, из них вынимают образцы-свидетели. Производят рентгеноструктурный анализ материала образцов-свидетелей на плоскости их контакта со свариваемым изделием. Разупрочнение материала определяют по изменению рентгеновской 25 линии (420) на дифрактомере УРС-50ИИ в кобальтовом излучении с автомати ческой записью на диафрагму.

Для сравнения и оценки полученных данных иэ сваренных конструкций из з0 зон, на которых устанавливались образцы-свидетели, вырезают образцы для механических испытаний. Результаты сравнения рентгеноструктурного контроля образцов-свидетелей и механи35 ческих испытаний образцов, вырезанных из сварной конструкции, показали полную сходимость результатов (табл. 1).

Результаты замеров зоны разупроч" нения, выполненные при аргонодуговой 4р сварке, irpедставлены в табл.2.

Применение предлагаемого способа позволяет получить экономию металла (0,3-2,0 т на изделие) при конструктивной отработке изделия за счет 45 того, что отпадает необходимость разрезки изделия ° По этой же причине трудоемкость отработки конструкции снижается в 2-3 раза.

Формула изобретения

1. Способ контроля качества сварных соединений преимущественно из термоупрочняемых. и нагартованных материалов, при котором на подготовленное к сварке изделие помещают. образцы-свидетели и выполняют сварку, отличающийся тем, что,, с целью расширения технологических возможностей, экономии материала и снижения трудоемкости, контактирующие поверхности образцов-свидетелей и свариваемого изделия обрабатывают що чистоты не менее R0, 0,1, по три образца-свидетеля, каждый иэ которых выполняют массой не более 0,5 r, толщиной 1-2 мм, длиной 6-10 мм, закрепляют на изделии группами, располагая центральные точки образцовсвидетелей в вершинах равностороннего треугольника, с расстоянием между ними, не превышающим их пятикратной длины, устанавливают на изделие в зоне термического влияния симметрично относительно свариваемого стыка и создают давление на контактируемую поверхность не менее

0,04 кг на 1 мм .

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что после сварки образцы-свидетели подвергают рентгеноструктурному анализу, определяя зону разупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки метаЛла, предварительно устранив с их поверхности окисную пленку, образовавшуюся в результате нагрева при сварке. !

Таблица 1

1459870

0,25

0,01

0,02

0,25

0,04

0,25

0,1

101-105

101-104

0,04

0,40

0,50

0,04

0,55

0,04

0,65

0,04

0,50

0,04

0,50

0,04

Чистота обработки поверхности в местах контакта R

Давление прижатия образцов к поверхности сварных соединений

Масса образов, г

Ширина зоны разупрочнения, измеренная предлагаемым способом, мм

70-93

90-97

100-105

101-105

100" 104

96-100

87-93

93-100

78-91

Таблица 2

Реальное значение ширины зоны разупр оч нения, мм

101-105

101 105

101-105

101-105

101-105

t01-1О5

1О1-105

101-105

101-105

1459870

Составитель Л.Назарова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай

Редактор И. Шулла

Заказ 397/13 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4