Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Необходимо определять концентрацию водорода в наплавленном металле с помощью спиртовой карандашной пробы [6) или вакуумным методом 11, 40), Показатель сопротивляемости стали трещинам может использоваться только при одновременном указании термического цикла сварки и концентрации водорода в наплавленном металле. Испытание круглых образцов путем изгиба распределенной нагрузкой (табл.?.2.3, рис. 24 и 25). Образцы сваривают в зажимных приспособлениях из меди толщиной, равной трем — пяти толщинам свариваемого металла.
Устройство для испытаний ЛТП2-5 состоит из корпуса, заполненного гидропластмассой, и плунжерной пары, с помощью которой внутри корпуса создается давление до 150 кгс/смз. Гидропластмасса СМ обладает высокой вязкостью и неспособностью течь в зазорах 0,02 мм и менее, что обеспечивает в устройстве ЛТП2-5 практическое постоянство давления во времени. При подгрузке в первый час испытания падение давления в последующий период не превышает 2 — 3%. При испытании поверхность образца в центральной части подвергают равноосному растяженикь Сопротивляемость трещинам оценивают либо по критическому давлению, либо по критическому напряжению, рассчитанному с помощью теории упругости: 429 428 д 2 1О л 17 12 14 15 16 Минимальное разрушающее напряжение, кгс!мма Мини- мальное разру- шающее напря- жение, кгс/мм' Марка стали Марка стали 26Х2НВБРА 32Х2Н ВБРА 37Х2НВБРА 42Х2НВБРА 25ХСНВФА ЗОХ4Н4СК Л ЗОХ2СН2В2МФА 110 65 50 35 75 75 65 27ХГСНМЛ ЗОХ2ГСНМА 40ХГСНЗВА 42Х2ГСНМА 50Х2ГСНМА 43ХЗСНМВФА Размеры скобы, мм Технологическая прочность 24еталлов при сварке Рис.
26. Испытательная установка ЛТП2-3: ! — станина; 2 — заде ня опора; Ю вЂ” амортизатор; 4, 74 — блоки: 6 — каретка; 6 — трос; 7 — рычаг нагруження; 3 — кронштейн: 2— тяга: !Π— образец: ! 1, !3 — винты; !2 — стол; !6, 16 — лебедка; ! 7 — передняя опора; 73 — ось рычага; !2 — кассета с набором грузов: 26 — грузы; 2! — шкала, см. Рнс. 27. Жесткая скоба ЛТП2-6: 1 — корпус; 2 — шток; 3 — гайка; 4 — пуансон; 6 — образец; 6 — опоры; 7 — устройство для измерения прогиба технологическая прочность в процессе превращений образцы выдерживают в течение 20 ч.
Наличие трещин выявл вн уал осмотром поверхности образца или его излома по максимально сечению. Перед изломом образец травят 5%-ным раствором Н1чОз и высушивают. Протравленные участки излома считают трещинами. Сопротивляем тивляемость трещинам оценивают критическим разрушающим напряжением 12Е8 (~т — 1о) 2Ц+23 — ав ' где („, — полный прогиб в центре образца; го — остаточный прогиб на базе1в; я — переменный коэффициент, учитывающий возрастание момента сопротивления при изгибе при развитии пластической деформации (прн То = 0 й = 1; при = 2Г й = 0,80; при 1о = 41у й = 0,65; ~у — упругий прогиб при )о = О).
Метод оценки сопротивляемости сталей холодным трещинам при сварке, заключающийся в испытании сварных образцов на замедленное разрушени в условиях иагружения постоянным усилием, получил широкое распространение п в СССР (21, 22 и др,) и за рубежом !34 и др.]. Результаты испытаний некоторы ромышленных марок стали приведены в табл. 8 !12!. Минимальное разрушающее 1Х напряжение зависит от режима сварки, глубины проплавления и формы поверхности шва, термического цикла сварки, регулируемого применением зажимных приспособлений и подкладок под корень шва из меди и других материалов. 3. Сопротивляемость различных сталей образованию холодных трещин при сварке 1121 У с л о в и я н си ы т а н н я. 1.
Тип и размеры образцов — плоский, круглый, толщина 3 мм, рабочий диаметр !00 мм. 2. Способ н режим сварки: аргонодуговой пе. реплав вольфрамовым электродом ! = 160 —; 170 А, о =!2 м!ч. 3. Способ испытаний: метод ЛТП2, установка ЛТП2-5. 4. Расположение трещин: на поверхности шва вдоль его осн. Испытания образцов основного металла на замедленное разрушение (табл. 3, Б.3.1). Испытания предусматривают растяжение или изгиб серии образцов различными по величине постоянными длительно действующими нагрузками. Под нагрузкой образцы из сталей перлитного и мартенситного классов выдерживают в течение 20 ч. За прочность при замедленном разрушении принимают минимальное напряжение, при котором происходит разрушение образцов или в них образуются трещины.
Перед испытанием в образцах воспроизводят структурное состояние, характерное для околошовной зоны. Метод ЛТПЗ 114, 2Ц (рис. 28 и 29). Образцы подвергают воздействию имитированного сварочного термического и деформационного циклов, а также насыщению водородом. Возможно испытание при имитации только термического цикла или его сочетания с насыщением водородом.
Образцы нагревают проходящим электрическим током от контактного сварочного трансформатора. Максимальная температура нагрева Т„„х зависит от состава стали и должна соответствовать началу оплавления границ аустенитных зерен, поскольку этому состоянию соот- 430 431 а) Технологическая прочность металлов при сварке ветствует минимальная прочность при замедленном разрушении [21). Эту температуру определяют путем металлографического исследования поверхности тонко- шлифованных образцов, нагретых в атмосфере инертного газа, по появлению на границах темной фазы, имеющей округлую форму. Водородом образцы насьпцают злектролитическим способом перед обработкой термическим циклом. Насышение выполняют в растворе Нз50з в дистиллированной воде концентрации О,! н с добавкой 0,5 г Нзз5зОз на 1 л в качестве стимулятора при плотности тока 10 А/см' (образец — катод, плагиновая пластина или спираль — анод). Насыщение в течение 0,5 ч при указанном режиме обеспечивает среднюю концентрацию диффузионного водорода (по вакуумному методу (11) до 7 смз/100 г.
После обработки термическим циклом концентрация пони:кается до 1,0 — 2,5 смз/100 г. Такая последовательность позволяет получить равномерное распределение водорода по сечению образца. Рис. 28. Образцы основного металла для испытаний на замедленное разрушение после обработки имитированным сварочным термодеформационным циклом по методике ЛТПЗ растяжением (а) и изгибом (б) Деформацпонный цикл воспроизводят на этапе охлаждения путем растяжения образцов с заданной постоянной скоростью либо во всем диапазоне температур от Т,„до 20 'С, либо в заданном интервале температур. Скорости деформации и конечные величины деформаций выбирают того же порядка, что и прн сварке. После воспроизведения в образцах сварочного термодеформационного цикла их нагружакт постоянной нагрузкой путем растяжения илн изгиба в приспособлениях к машине ЛТП2-3 (рис.
29). На образцах, предназначенных для испытаний изгибом, делают боковой надрез камнем в течение 1 мин после обработки термическим циклом. Разрушающие напряжения определяют условно по формуле для чистого изгиба с учетом только рабочего сечения образца.
Воспроизведение в образцах термических и деформационных сварочных циклов выполняют на мжпинах типа ЛТПЗ-5(стр. 395) или установке ЛТПЗ-бм !141. Последняя обеспечивает вертикальное расположение образцов, что позволяет нагревать образцы на большой базе до весьма высоких температур без потери устойчивости. Оно также снабжено быстродействующим дилатометром, фиксирующим изменения ширины образца как при термическом, так и деформационном цикле. Определение запаса стойкости против трещин (табл.
3, Б.5.1), Показатель сопротИВляемости трещинам не может быть непосредственно применен для оценки стойкости сварных соединений конструкций против трещин, поскольку он отражзет только свойства материалов. Стойкость соединений помимо этого зависит еще от величины сварочных напряжений. Запас стойкости в принципе может быть определен сопоставлением показателя сопротивляемости и сварочных напряжений с помощью определенного критерия прочности. Однако в насгоящее время еще затруднено определение напряжений в большинстве сложных по форме конструкций и не разработан указанный критерий прочности.
Одним из возможных путей определения запаса стойкости является сопоставление показателей Технологическая прочность в процессе превращений сопротивляемости исследуемого материала с эталонным, т. е. материалом того же класса, при применении которого в сварных конструкциях отсутствовали трещины. Другой путь — сопоставление показателя сопротивляемости исследуемого материала с допустимым для данного типа конструкций. Последний определяется путем параллельного проведения испытаний по методу ЛТП2 и сварки соответствующих сварных конструкций или заменяющих их натурных образцов Рис.
29. Схема испытания образцов основного металла на замедленное разрушение на машине ЛТП2-3: а — растяжением; б — нзгнбом; т — стол; 2 — основание захвата; а, 6 — за- хваты; 4 — образего в — стойка; 7 — опоры; 8 — траверса !31. При этом соблюдается идентичность термических циклов, влажности электродных материалов и окружающего воздуха. Последние условия задаются в двух- трех вариантах так, чтобы они обусловливали как образование, так и отсутствие трещин в сварной конструкции. Показатель сопротивляемости по методу ЛТП2, соответствующий условиям, при которых отсутствовали трещины в конструкции, принимают за допустимый. Равенство или превышение показателя сопротивляемости материала показателюэталонного материала или допустимого гарантирует стойкость против трещин при сварке конструкций из новых материалов.
СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СТАЛЕЙ ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН Способы повышения сопротивляемости сталей перлитного и мартенситного классов трещинам направлены на устранение отрицательного действия основных факторов, обусловливающих их образование. В соответствии с этим способы можно разделить на группы. 1. Регулирование структуры металла сварных соединений тепловым воздействием путем повышения д/р, предварительным подогревом, сопутствующим нагревом и последующим отпуском. Эффективность различных способов связана с нх воздействием на структурно определяющие параметры термического цикла; время пребывания при высоких температурах выше 900 'С (/ „), скорости охлаждения при 550 и 300'С ((вззь и гвззз).
Повышение а/р увеличивает г' и уменьшает гвзщ и гизев в пропорциональной зависимости при многослойной сварке больших толщин и в квадратичной — при однопроходной сварке соединений малых и средних толщин. Предварительный подогрев в пределах 100 — 400 'С наиболее сильно воздействует на гаазе, а затем по убывающей степени на ваза 432 Технологическая прочность металлов при сварке Технологическая прочность в процессе превращений и 1> „„. Сопутствующий подогрев в основном замедляет щ .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
