Способ определения свариваемости материалов
Союз Советскин
Социалнстицескин
Республик (ll), 5Х4471 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено18.06.73 (21) 1936802/27 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано05.06.77.Бюллетень Ме 21 (45) Дата опубликования описания 03.08.77 г (51) M. Кл.
5 01 М 1/28, l/<л 01 3/60
В 23 К 15/00
В 23 K 29/00
В 23 К 37/00 (53) Уg,K 620.181 (088.8) 7
Государственный номнтет
Совета Мннестроа СССР оо делам нзобретеннй н открытнй (72) Авторы изобретения
Г. И. Лесков и Е. H. Трупов (73) Заявитель
Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ CBAPHBAEMOCTH МЛТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к области сварки.
Известен способ определения свариваемости материалов, заключающийся в том, что на образец из исследуемого материала наносят сварочный шов и по нему судят о склонности к образованию горячих грешин, Образец выполняют плоским, клинообразным, Шов выполняют по длине посередине ширины образца в направлении ее д уменьшения. Однако известный способ практически не применим для определения свариваемости материалов электронным лучом швами с кинжальным" проплавлением, так как для воспроизведения условий термоде- т5 формационного цикла электронно-лучевой сварки необходимы толстостенные образцы больших размеров. Обработка таких 06р83» цов трудоемка.
С целью определения воэможности свар- gO ки материалов электронным лучом швами с "кинжальным проплавлением по предпвгаемому способу используют ряд циклических образцов одинаковой высоты и раэличных диаметров, проплавляют их по продоль- g5
2 ной оси образца (вдоль оси цилиндра) алек тронным лучом постоянной мощности и течение одного и того же промежутка времени, а свариваемость определяют в баллах по числу образцов, в которых ли;ая зона и зона термического влияния не иь.еют дефектов.
На чертеже дан ряд образцов, (1-10) используемых в данном способе.
Способ определения свариваемости материалов состоит в том,:.то используют ряд цилиндрических образпов, одинаковой высоты и различных диаметров, например
10 образцов с диаметрами 11, 12, 13, 14, 15, 17, 19, 22, 30и 50 мм, Каждый образец проплавляют по продольной оси (вдоль оси шлиндра) электронным лучом одной и той же мошности Рд, включаемым не crporo определенное времц . При этом. каждый образец проплавляегся на глубину, составляюшуи около 80% высоть образца.
Каждому образцу сообшается одно t. ro же количество тепловой энергия Ж=Р„
О вызываюшей расплавление пгактическк
514471
0,24. ц
1тт1 z о> рСН вЂ”, пр где P — ппотность металпа;
С вЂ” теппоемкость метаппа;
H — высота образца;
D — диаметр образца;
Т вЂ” начальная температура образца. Q
Поско тьку при оценке свариваемости м таппа величины W, р, С и Н постоянны, то
Т = — «-Т п р2 Qi (21
r ae K - коэффициент, вкпючающий все
1 постоянные уравнения (1).
Таким образом, с увеличением диаметра Образцов увеличивается масса образца и уменьшается температура их предепьного состояния после проплавле1п1я.
Известно, что жестк1.сть цилиндрических образцов при усадке металпа в радиОдинакОвоГО ко 111 I ac raa 11етап11а !1о Оси образца. После крис талпизации расппавпе11КОГО е1 acllla и a»111авнивяния Гемператур1 по об1,eму об1азцов папьнейшее их охпаждение идет крайне "..лед11енно, так к.;к зпекгропно-лучевая сварка происходит, как правило, 1 вакууме, где конвективная геппоII(I1eëa÷a Отсутствует, а лучевые потери, нас !
1pII. .1ep, при 1000 К, не превышают
5,1> . в г/см град.
11тсюда цредепьное состояния образцов характеризуется темпе ратурой
НП 11(>М 1(а11 aa1!eIIIIII ПРО11ОР11ИОН6ПЬНа Квац»
1а ту пи 1ме тра 06pa;3! Iva, r. e.
2"-К D, 2 (3) г
5 2 где — козф1ициеит пропорционапьности.
11тсюда по мере увеличения диаметра проппавпяемых 10 оси образцов снижается температура их предепьного состояния и увепичивается жесткость, Это затрудняет
10 получение питой зоны в образцах без дефектов (попостей, несппавпений, трещин).
Чем больше диаметр образцов, питая зона которых не имеет дефектов, тем лучше свариваемость металла.
16 После определения температур предельного состояния (рассчетным способом) ъ их накладывают на термокинетические диаграммы превращений аустенита.
По мере увеличения диаметра образцов
20 в лигой зоне и зоне термического влияния образца образуются разпичные структуры
or перпита с ферритом до мартенсита. При увеличении жеcrtcáeти образцов (с увеличением диаметра) повышается вероятность
25 образования дефектов в вышеуказанных зонах. Число об азцов, в которых не обнаружены дефекты, характеризует свариваемость исспет1уемого материапа в относитепьной величине, в баллах. Зная диаметр бездефект30 ных образцов, с помошью уравнений (2) и (3) оценивают температуру и жесткость изделий в реальных условиях сварки, при которых возможно получение качественного шва, Г1редпочтительнь1е диаметры образцов и их предельн»1е температурные состояния приведены в табпице.
514471
LlHHHHH Заказ 1732/163 Тираж 1098 Подписное
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4! поскольку принято десять образ. ов, то тем самым определена и десятибалльная я кап; свариваемости, Папрпмер, свариваемосгью в 10 баллов характеризуется сталь
Y 1 AH j j, Ка практике определено время включения электронного луча 1 =0,8-1,5 сек
MOil! BC>C TE луча 3-3,3 КВ7 на 1 0 MM Bbfсоты образца.
Способ прост и нетрудоемок по выполнению, он позволяет быстро опеределигь область предпочтительных режимов сварки, предварительного и сопутствуюшего подтрева, дающих возможность получения качественных сварных швов.
Формула изобретения
Способ определения свариваемости материалов при сварке плавлением, при котором образцы из ис<-ледуемого материала проплавляют и по ним судят о свариваемоб ти, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью определения возможнос5 ти сварки материалов электронным лучом швами с кинжальным проплавлением, используют ряд цилиндрических образцов одинаковой высоты и различных диаметров, проплавляют их по продольной оси обра ца (вдоль оси цилиндра) электронным лучом постоянной мошности в течение одного и того же промежутка времени, а свариваемосгь определяют в, баллах по числу образцов, в которых литая зона и зона термического влияния не имеют дефектов.
