Способ определения микропористости в сварных соединениях
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕЕЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) Q Q Д QQ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено30е12.75 (21) l2308728/25 (51) М. Кл.е с присоединением заявки №{,01 14 15/08
Государственный комитет
Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (43). Опублнковано1 25.ОЗ.77Бюллетеиь №11 (4Б) Дата опубликования описания 05.05.77 (S3) Ь ДК 550.83О.
{ 088.8) И. Q. Кедрин, А. С. Езовитов„М. А. Ахметшин, Е, А. Свиченский, А. И. Вернго и И. А. Чернышова (72) Авторы изобретения
Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. 300-летия, воссоединения: Украины с Россией (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИИКРОПОРИСТССТИ
В СВАРНЫХ COEQH1-!ЕНИЯХ
Изобретение относится к области машиностроения.,,Известны различные способы определения цористости в металлах и сварных соединениях, а именно просвечивание металлов с помощью рентгеновских лучей и радиоактивного; — излучения, магнитная дефектоскопия, юпоминесцентный метод, ультразвуковой метод (1) . Увезенные методы позволяют выявлять,:внутренние дефекты раковины, включения, непровар, макропоры, трешины и др.).
Контроль скрытых дефектов вышеуказанными методами сложен и микропористость находится за пределами чувствительности этих методов.
Известны дилатометрические методы определения микропористости, связанные с изменением плотности материала. Они пж 20 воляют определить плотность дефектов крис. таллической решетки с использованием метода дифференциального гидростатпческого взвешивания, а также методом точного определения малых изменений объема (2), (3).
Указанные методы определения микропористости отличаются болыиой трудоемкостью связанной с черезвычайно малым изменением
Ю объема.
Наиболее близким техническим решением является способ определения микропористости в сварных соединениях путем нагрева и выдержки исследуемых образцов цри постоянной ммпературе, у охлаждения с последующим определением пористост 1.
Однако этот способ определения пористости дает информацию о наличии только крупных пор. Недостатком способа является также применение микроструктурного анализа, который не позволяет определять микропоры и дает лишь качественную характерис гику пористости. Это обусловлено тем, что микропоры находятся за пределами чувствительности микроструктурного анализа.
Целью изобретения является расширение диапазона измерений.
Для этого образцы нагревают до 440 о
+5 С, выдерживают при этой температуре в течении 30+1 мин, по< ле чего охлаждают в водной среде до 20+1 С, а: затем выдет551540 живают образец в кипящей воде в течение
15+1 мин, Процесс термоциклирование повторяют не менее 50 раз, после чего определяют пористость.
Расширение диапазона измерений происходит за счет использования процесса наводораживания контролируемых образцов металла при их нагревании, охлаждении и выдержке при определенных температурах, что приводит к проникновению водорода диффу- 10 зионным путем в микропоры, в связи с чем дилатометрический эффект увеличивается;а перевод микропэристости в макропористость за счет увеличения размера пор из-за возрастания давления водорода в сплошнос- 1S тях позволяет определить исходную микропористость методом гидростатического взвешивания образцов.
При исследовании образцов предлагаемым способом происходит следующий процесс. 20
Алюминий окисляется водяным паром, образуется водород, который проникает в глубь образца и локализуется у дефектов. При повышении температуры и под влиянием газового давления поры увеличиваются в разме- 5 рах. Благодаря роосту пор давление уменьшается. Уменьшается оно и при охлаждении, в связи с этим появляются возможности для поступления в поры новой порции водорода, что реализуется во время выдержки в кипя- 30 щей воде. Таким образом, поры растут при повышенных температурах, а на низкотемпературной стадии цикла создаются условия, обеспечивающие поставку водорода в образец.
lia фиг. 1 представлена зависимость из- 5 менения объема образца от числа циклов.
Характер изменения — в зависимости
ЬЧ
Ч от числа циклов термоциклирования показывает, что сварные швы полученные аргоннодуговой сваркой на штатном оборудовании при стандартных режимах дают различную микропористость при одинаковом числе циклов. Следовательно, небольшое отклонение параметров сварки (по Ч сварки и др.), не оказывая влияния на прочностные характе- 45 ристики сварного шва, влияют на микропористость, что показано на графике: а - шов, полученный по стандартной технологии, 6-шов с отклонением режимов сварки.
На фиг. 2 представлена полированная по-50 верхность околошовной зоны из материала
АМГ-6 в нетравленном виде в исходном состоянии; на фиг. 3 представлена — та же поверхность околошовной зоны после термо иклирования (50 циклов).
Пр им ер. Проводилось определение микрсоор образцов, вырезанных из сварного шва
I материал сварного шва АМГ-6).. Образцы одвергались предварительному гидростатиескому взвешиванию, после чего проводилось нагревание их в печи до температуры о
440+5 С в течение 30 мин, охлаждение о в воде до температуры 20 С и перенос в кипящую воду с выдержкой 15 мин.
Зля контролируемых образцов проводилось многократное термоциклирование (количествс термоциклов 20, 40, 50, 70, 100).
После термообработки образцы вновь подвергались гидростатическому взвешиванию и по разности объема исходного и термоциклированного образца производилось качественное определение исходной микропористости.
20 0,05
40 0,1
50 0,16
70 0,3
100 0,5
В отличие от определения пористости по методу Никифорова Г. Q., предлагаемая методика предполагает использование образцов сварных швов, вырезанных из изделия без изготовления микрошлифов и получения информации об объемной микропористости
)4g .
При предлагаемом способе микропористость определяется на одном образце без предварительной его подготовки.
Кроме того значительно расширяются границы чувствительности определения микропористости, так как объем пор значительно возрастает при наводораживании образцов.
Способ позволяет также находить оптимальные режимы сварки с минимальной микропористос тыс.
Ф ормула изобретения
Способ определения микропористости в сварных соединениях, путем нагрева и выдержки исследуемых. образцов при постоянной температуре, охлаждения с последующим определением микропористости, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, образцы о о нагревают go 440 5 С выдерживают при этой температуре в течение .30+1 мин, после чего охлаждают в водной среде до 20 о
+1 С, затем выдерживают образец в кипящей воде в течение 15+1 мин, с последующим определением микропористости.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Металловедение и термическая обработка, "М е таллургиздат", 1 9 56г „
2.КОЕГЬГо L.М. СЕагЕЪ ои(h М.Н. НагфгЕ 4, Никифоров Г. LL Металлургия сварки плавлением алюминиевых сплавов, "Машиностроение", М., 1972, с.208. 0,3 0,1 % ° Ф г "Ю ° ° ° ° ° ° М ° l ° I Ф ° ° ° ° ° Ф I с ° ф» 4 1 4 с 1 е ° 3. Гершунский С. Г., Новиков И. И. "Весник КЙУ сер. 1 физхим, 1958, Ж 1, с. 17.2. я i so 4 иг. 1 ° t Р Ю Ф ° ° ° ° ° ° 4 ° ° ° Ф ° ° ° . ° М. 3 ° Ф \ ! i ° Р ° Ф ° И %, ° ° Фе - ° ° Ф i,. М е i ъ ю ° Е ЪвФ °, а .Ъ Ф а е» ° « . IA Ф Г=— ю м ° - ° .«-ч ° ., ° ° ее 1 ,ы у ° а ° ° ° °, < ферзь, ° а ФФ МВе» .Составитель А . Журавлева, Редактор Л. Либкина,Техред М. Ликович Корректор А. Алатырев Заказ 116/22 Тираж 1052 Подписное UHHHIN Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж35, Раушскан наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, v „Проектная, 4
