Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 86
Текст из файла (страница 86)
3. А.2.1), По структуре Р, аналогичен С„„, однако 2«р,'С коэффициенты при легирующих элементах определены на основании статистической обработки результатов испытаний большого количества сталей на образование трещин с помощью технологической сварочной пробы Тэккен, Кроме того, введены чле- 7200 ны, отражающие влияние концентрации водорода и жесткости соединения. [Н) *' определяют по мето- 000 Технологическая прочность в процессе превращений Технологическая прочность металлов при сварке 422 в следующем порядке: лабораторного назначения — Лихайская, крестов: я, Тэккен, проба с набором образцов (ВМЭИ), с круговой наплгвкой (ХСГЪ'), Кренфильд, ЦНИИТМАШ, отраслевого назначения — ЦНИИТС, круглый вварыш и др.
л-л « г) Рис. 23. Сварочные технологические пробы: а — крестовая; б — Тзккен; в — с набо. ром образцов (ВМЭИ); г — с круговой наплавкой; д — Кренфйльд", г — ЦИИИТМАШ; ж — ЦИИИТС Лихайская проба описана на стр. 404 (табл. 3, Б.1.6). Крестовая проба [2!) (табл. 3, Б.1.1 (4.5). Размеры образца (рис. 23, а) приведены в табл. 4.
е. Размеры образца крестовой пробы, мм Стыкуемые поверхности элементов пробы обрабатывают механическим путем. Сборку образца выполняют без зазора с помощью связующих швов. При сварке соблюдается одинаковая начальная температура пробы перед укладкой каждого шва. После сварки образцы выдерживают на воздухе не менее 24 ч.
Затем из пробы вырезают поперечные темплеты для контроля с целью определения наличия тре- щин. Шлифы травят 2 — 4%-ным раствором НХОз в этиловом спирте, Микрошлифы исследуют при увеличении не менее, чем в 100 раз. Основным качественным критерием склонности к трещинам является факт наличия или отсутствия трещин в образце пробы. За дополнительные критерии, имеющие полуколичественный характер, принимают начальную температуру образца пробы или номер шва, при которых образуются трещины. Проба Тэккен [36) (табл. 3, Б.1.3, рис.
23,б). Центральную канавку с У-образ- ной разделкой кромок заваривают на режимах, обеспечивающих толщину шва не более 6 мм. Обязательным условием использования пробы является нгличие непровара в корне шва. Трещины преимущественно образуются в околошовной зоне со стороны Х-образной части разделки от концентратора напряжений в корне шва.
Контрольный шов сваривгют при различных температурах предваритель- ного подогрева, Контроль для определения наличия трещин аналогичен контролю, применяемому для крестовой пробы. Основным критерием склонности к тре- щинам является критическая скорость охлаждения при 300 'С (или время охлаждения от 800 до 500 'С), при которой появляются трещины в корне свар- ного шва.
Проба ВМЗИ с набором образцов [41) (табл. 3, Б.2.6, рис, 23, е). Перед испытанием образцы исследуемого материала привгривают к жесткой плите связующими швами. Толщина плиты 40, 50 и 600 мм соответственно для толщины испытгываемых образцов б, равной 10 — !6, 10 — 20 и 20 — 30 мм, Катет связующих швов К равен толщине образцов. Контрольный стыковой шов сваривают за один проход через весь набор закрепленных образцов. Сварку выполняют нг режимах, обесгечивающих толщину шва не более 6 мм. Контроль для определения наличия трещин выполняют аналогично контролю трещин в крестовой пробе.
Критерием склонности к трещинам является критическая степень жесткости К = )габ кгс/(мм мм), при которой образуются трещины; для элементов набора суммарной длиной 100, 150 и 300 мм на составляет соответственно 210, 140 и 70 кгс/(мм'мм).
Проба с круговой наплавкой [381 (табл. 3, Б.1.5, рис. 23, г). Сварку выпол- няют слоями, содержащими несколько валиков. Промежуточная температура между слоями не выше 50'С. После каждого слоя контролируют наличие трещин визуальным осмотром и магнитным (или ультразвуковым) методом. После окон- чания сварки образец пробы выдерживают семь суток и разрезают на четыре поперечных шлифа.
Шлифы контролируют при увеличении не менее 100. Крите- рием оценки склонности к трещинам является номер слоя, после наложения кото- рого образуются трещины. Проба Кренфильд [33) (табл. 3, Б.1.5, рис. 23, д). Технология сварки про- бы и критерий аналогичны применяемым для пробы с круговой наплавкой. Пробу применяют для сранительной оценки склонности основного металла к «ламеляр ныма трещинам при многослойной сварке. Проба КНИИТМАШ [табл.
3, Б.1.5, рис. 23, е). Первым сваривают конт. рольный шов 2 за четыре прохода. После сварки за время не более 0,5 ч фрезе- руют канавку! поперек контрольного шва с целью создания концентрации напря- жений в зоне сварного соединения. Затем сваривают деформирующий шов 3 (от 1 до 12 слоев). За основной критерий склонности к трещинам принимают число деформирующих валиков, при котором образуются трещины.
Пробу применяютдля сравнительной оценки склонности материалов к попе- речным холодным трещинам при многослойной сварке, Проба КНИИТС [21) (табл. 3, Б.4.1, рис. 23, ж, табл. 5), Сварку образца пробы выполняют по технологии, принятой при пноизводстве сварных конструк- ций. Для воспроизведения условий сварки на открытом воздухе при отрицатель- ных температурах образец охлаждают твердой углекислотой, куски которой по 1 — 2 кг укладывают на его поверхность по обе стороны от шва на расстоянии 100 — !50 мм, 425 Технологическая прочность в процессе превращений Технологическая прочность металлов при сварке 424 а, Критерии стойкости пробы ЦНИИТС б.
Размеры образца пробы ЦНИИТС, мм Условия сваркн м и ом км 'м Я ое й о. и м ~о оа Температура, 'С Состояние кромок Способ сварки о мя н мял (аь о й ~$5 ) 1П 20 20 Напроход Нагрев до 40'С газовым пламенем То же Протирка ветошью Предложен в МВТУ км Баумана Н Н, Прохоровым Через сутки после сварки образец около сварного шва простукивают кувалдой массой 4 — 5 кг для раскрытия трещин. Затем газовой или анодно-механической резкой из сварного соединения вырезают заготовки для продольных (б Х 200), послойных (10Х80Х 200) и поперечных (5 Х 20Х80) шлифов. Макрошлифы контролируют для определения трещин с помощью лупы при трехкратном увеличении.
Критерием стойкости сварных соединений против трещин являются условия сварки образца, при которых не образуются трещины. В судостроении установлены четыре группы стойкости (табл. 6). Испытания с помощью пробы ЦНИИТС являются обязательными в судострое« нии для установления пригодности материалов и технологии сварки для производства судовых корпусных конструкций.
Проба «круглый вварыш» (табл, 3, Б.4.1) описана на стр. 405. К главным недостаткам проб следует отнести: 1) качественный или полуколичественный характер критериев оценки склонности (стойкости) к трещинам; 2) неспособность многих проб дать оценку всех материалов, при сварке которых наблюдаются трещины. Эти недостатки делают пробы малопригодными для исследовательских работ по технологической прочности.
Для указанных целей применяют методы количественной оценки, основанные на механических испытаниях сварных образцов или образцов основного металла, обработанных имитированным сварочным термическим или термодеформационным циклом. Испытание сварных образцов иа замедленное разрушение по методу ЛТП2 * (21) (табл. 3, Б.2.1). Метод ЛТП2основаи на предпосылке, что холодные трещины являются случаем замедленного разрушения «свежезакаленной» стали.
Испытания состоят в нагружении серии сварных образцов ограниченных размеров непосредственно после сварки (после охлаждения до 50 'С) различными внешними длительно действующими постоянными нагрузками. Последние моделируют постоянное действие остаточных сварочных напряжений в конструкциях. За количественный показатель сопротивляемости сварного соединения образованию трещин принимают минимальное растягивающее напряжение от постоянной внешней нагрузки, при котором в образце возникают трещины.
При испытании сталей перлитного и мартенситного классов достаточна выдержка под нагрузкой в течение 20 ч, Испытания по различным схемам позволяют воспроизводить все разновидности холодных трещин в сварных соединениях и оценивать сопротивляемость материа- лов их образованию (табл. 7). Исходя из простоты оборудования, применения небольших нагружающих сил и возможности одновременного испытания серии из пяти-десяти образцов для широкого применения целесообразны схемы испыта- ния, предусматривающие нагруженне изгибающей нагрузкой.
7. Схемы испытаний по методу ЛТП2, образцы н оборудованне Тол- щина, мм Оборудованне для Тнп сварного образца испытания Схема нагруження Разрывные машины ЛТП2-4 н ЛТП2-7, создающне постоянное усилие от Ь до 100 тс 1 — !О 1. Прямоугольный с поперечным стыковым швом 2. Прямоугольный с продольным стыковым швом 3. Круглый (нлн восьмнгранный1 плоский со стыковым швом по дна- метру 1. Растяженне 1 — 3 Гндропластмассовое устройство ЛТП2-3, развнвающее давление до 160 кгс/смз 2. Изгиб распределенной нагрузкой образца, жестко закрепленного по контуру 3. Изгиб консоль- ный Установка ЛТП2-3 для нагруження постоянным нзгкбающнм моментом от 1О до 166 кгс м Г!рессы нлн разрывные машины, снабженные устройствамй для сжатия усилием 3 — 30 тс, с жесткими скобамн (ЛТП2-6) 8 — 20 4. Тавровый с угловым швом 6.
Прямоугольный с поперечным стыковым швом 6. Прямоугольный с продольным стыковым швом 4. Изгиб трехточечный сосредоточенной нагрузкой 8 — 20 (г — 0,12 —" р+ 0>00044 и р /Рн~з 1 ГП,14 Е'(5) Изгиб тавровых образцов консольным изгибом (табл. 7.3.4, рис. 24 и 26), Образцы собирают и сваривают «в лодочку» в приспособлении из двух медных пластин, охлаждаемых по внутренним каналам водой. Установка для испытаний ЛТП2-3 состоит из пяти одинаковых секций, собранных на общей станине.
Образец нагружают изгибающим моментом с помощью рычага и грузов; грузы посредством лебедки и тросов можно перемещать по рычагу, изменяя момент. Максимальная масса свинцовых грузов составляет 150 кг, а максимальный изгибающий мо- При сварке образцов для испытаний по ЛТП2 необходимо воспроизводить и фиксировать термический цикл (например, скорость охлаждения при 550'С), характерный для сварки конструкций из металла исследуемой толщины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
