Способ испытаний сварных соединений на стойкость против образования холодных трещин

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способам испытаний сварных соединений на стойкость против образования холодных трещин. Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний при сварке под водой. Образец-вставку размещают в отверстии пластины. На образце-ставке выполняют выступ, который при сборке плотно прижимают к обратной стороне пластины. Наплавляют слой металла на образец-вставку и пластину. Затем подвергают образец нагружению. В сварном соединении создается напряженное состояние непосредственно после окончания наплавки. Испытания ведут под водой. Выступ препятствует перемещению образца-вставки под действием усадочных напряжений от наплавки. Способ позволяет вести испытания на различных глубинах, что расширяет технологические его возможности. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 23 К 28/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4624572/31-27 (22) 22.12.88 (46) 15.12.90. Бюл. hL 46 (71) Институт электросварки им.E.О,Патона (72) И,M.Ñàâè÷, С.Ю.Максимов, А.И.Гусаченко и В.Я.Кононенко (53) 621,791.75.011 (088,8) (56) Гривняк И. Свариваемость сталей. М.:

Машиностроение, 1984, с.62. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА СТОЙКОСТЬ ПРОТИВ ОБРАЗОВАНИЯ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способам испытаний сварных соединений на стойкость против образования холодных трещин, Цель изобретения — поИзобретение относится к способам испытаний сварных соединений на сопротивляемость образованию холодных трещин в сварных соединениях, выполненных ручной или механизированной сваркой, преимущественно под водой.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний при сварке под водой путем получения деформационного цикла, близкого к натурному.

На фиг. 1 представлен образец для испытаний; на фиг. 2 = образец с дополнительным выступом.

Способ осуществляют следующим образом.

Однослойный наплавленный валик 1 выполняют дуговой сваркой на пластине 2 размером 100х150х20 с отверстием, в кото„„ЫХ„„1613283 А1 вышение достоверности результатов испытаний при сварке под водой, Образец-вставку размещают в отверстии пластины. На образце-вставке выполняют выступ, который при сборке плотно прижимают к обратной стороне пластины. Наплавляют слой металла на образец-вставку и пластину. Затем подвергают образец нагружению. В сварном соединении создается напряженное состояние непосредственно после окончания наплавки, Испытания ведут под водой. Выступ препятствует перемещению образца-вставки под действием усадо Гпых напряжений от наплавки, Способ позволяет вести испытания на различных глубинах, что расширяет технологические его возможности. 1 табл., 2 ил. ром устанавливают образец-вставку (имплант) 3 из испытуемой стали, Вставка имеет форму цилиндра диаметром 6 — 10 мм, В верхней части образца имеется острый надрез глубиной 0,5 мм, радиусом 0,1 мм и углом раскрытия 40О. Надрез предназначен для создания при нагружении образца концент- ратора напряжения для зарождения трещин. После остывания образца до 150 С вставка нагружается заданной нагрузкой, которая выдерживается постоянной в течение всего периода испытаний, равного 24 ч, Критерием стойкости к образованию трещины является критическое напряжение, при котором трещина еще не возникает.

За счет наличия выступа 1 на цилиндрической вставке 2, упирающегося в пластину, в образце создаются растягивающие напряжения. близкие к реальным, Это выражает1613283

Крити ся в уменьшении критического напряжения при испытании. Растягивающие напряжения создаются сразу после окончания сварки, что позволяет прикладывать внешнюю растягиваащую нагрузку после остывания 5 образца, а известный метод предусматривает приложение внешней нагрузки при температуре образца 150 — 100 С. Поскольку при сварке под водой образец охлаждается до комнатной температуры за 30-40 с, то 10 возникает необходимость устанавливать испытательную машину под водой, а из-эа трудности обеспечения гидроизоляции при повышенном давлении водной среды такой способ становится неприемлемым при 15 сварке в камерах с имитацией глубины погружения.

Кроме того, высокие скорости охлаждения, возникающие при подводной сварке, вызывают образование узкой зоны термиче- 20

cKof 0 BAMRHRA c шириной критической эоны крупного зерна несколько сот микрон. Эта зона с(тужит при нагружении концентратором напряжения для зарождения трещины, что позволяет отказаться от выполнения ос- 25 трого надреза.

Поэтому образец с выступом позволяет проводить достоверные испытания по известной.методике. 30

Пример, Для проведения сравнительных испытаний выполняли наплавки на ре . жиме: 1 в = 160А; Од = 30B; Чсв = 6 м/ч; глубина 10 м; время до нагру>кения 3 мин, Материал вставки — сталь 17Г1С. 35

Результаты испытаний проведены в таблице.

Разброс величин критического напряжения определяли по результатам 10 испытаний. Больший разброс результатов при 40 испытании по способу-прототипу обьясняется невозможностью выдержать одинаковые угол и радиус надреза на разных г образцах. При отсутствии надреза разброс результатов уменьшается.

Как видно из таблицы, величина критического напряжения разрушения образца при испытании по. предлагаемому способу меньше,.чем при испытании по способупрототипу. Это свидетельствует о том, что к моменту установки образца в испытательную машину в зоне термического влияния вставки уже существовали растягивающие напряжения, Они возникли из-за того, что имеющийся на вставке выступ препятствовал ее перемещению под действием усадочных напряжений, возникающих при кристаллизации металла шва.

Использование предлагаемого способа, повышает достоверность получаемых результатов при упрощении из" îòîâëåíèÿ образца, Область его применения расширяется эа счет возможности исследования свариваемости на различных глубинах в имитационных камерах.

Формула изобретения

Способ испытаний сварных соединений на стойкость против образования холодных трещин, преимущественно околошовной зоны сварки низколегированных сталей, при котором образец-вставку размещают в отверстии пластины заподлицо с ее поверхностью, выполняют наплавку на торец образца-вставки и пластину и поДвергают нагружению образец-вставку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний при сварке под водой путем получения деформационного цикла, близкого v, натурному,в сварном соединении создают напряженное состояние непосредственно после окончания наплавки образца-вставки, для чего на образце-.вставке предварительно выполняют выступ, который перед наплавкой плотно прижимают к обратной йаплавке стороне пластины.

1613283

Составитель 3.Хаустова

Техред М.Моргентал Корректор В.Гирняк

Редактор А.Лежнина

Заказ 3856 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101