Какие свойства определяют при испытании сварных соединений?

Механические испытания сварных соединений

Особенность механических испытаний сварных соединений – обязательность разрушения образцов под разнонаправленными нагрузками. Только так определяют важные эксплуатационные показатели, на основании которых производятся расчеты возможных нагрузок. Предусмотрены различные способы испытаний. Для них разработано специальное контрольное оборудование.

Для механических испытаний отбирают несколько серийных образцов сварных соединений. Заключение составляется на основании нескольких одинаковых исследований пластичности шва, устойчивости к разрушениям.

Сущность проведения механических испытаний сварных соединений

Разработан и регламентирован комплекс исследований швов, получаемых различными видами сварки. Среди испытаний сварных соединений выделяют группы методов испытаний сварных соединений с направленными напряжениями:

  • Статический способ предусматривает плавное увеличение разрушающей нагрузки. Испытания растянуты во времени, чтобы напряжение было постоянным.
  • Динамические действуют мгновенно, непродолжительный временной интервал.
  • Усталостные подразумевают многократное воздействие на исследуемый образец. Число циклов – величина, исчисляемая в десятки миллионов. Нагрузка изменяется по знаку, значению.

Статические испытания включают испытания стыковых сварных соединений, определяющие физические характеристики швов: твердость, ползучесть, растяжимость, пластичность, способность изгибаться и другие. Сварное соединение сравнивают с подобным образцом из целостного металла. Для исследований используют образцы с зачищенным и незачищенным валиком.

Условным пределом текучести называют напряжение, при котором образец увеличивается в длину на 0,2% от первоначальной длины. Испытание на изгиб необходимо для контроля пластичности диффузного слоя. Нагрузка на изгиб оказывается до появления первой трещины на продольном и поперечном сечении сварного соединения. Для экспериментов используют плоские и трубчатые образцы.

В ходе динамических испытаний соединений определяют склонность швов к усталостной деформации, прочности на ударный изгиб. Испытания проводят при разных условиях: нормальной, пониженной и повышенной температуры. Результаты заносятся в протокол в виде графиков, исследуются по типу кривых. В некоторых случаях применяются другие нормативно утвержденные исследования.

Твердость измеряется в области диффузного слоя и зоны термического влияния, оценивается структурная прочность металла на шлифах методами металлографии.

Исследуются три области:

  • диффузный слой шва;
  • зона термического влияния;
  • металл заготовки, не подвергающийся нагреву при сварке.

Проверяется обработанный и необработанный шовный валик. Для каждого вида сварки разработаны свои эталонные формы образцов. Выделяются области, в которых возможны остаточные напряжения.

Нормативные документы

Методика проведения механических испытаний, расчетные формулы регламентированы РД 26-11-08-86 (руководящий документ Минхимпрома). Отбор образцов, определение вида исследований производится в соответствии ГОСТ 6996-66. Для различных видов сварки регламентируется толщина контрольных образцов. Оговаривается метод подготовки сварных соединений к испытаниям сварных швов, условия проведения исследований. По результатам проверки составляется протокол, в котором указывается способ проверки образцов.

Преимущества и недостатки метода

Сначала об уникальных возможностях методики:

  • получают данные об эксплуатационных свойствах сварки;
  • изучают механические характеристики соединений;
  • устанавливают расчетные величины для определения максимальных нагрузок (данные необходимы для проектных работ);
  • проверяются возможности диффузного слоя, зоны термического влияния, где возможны внутренние дефекты.

При малых затратах на изучение образцов получают данные, по которым судят о прочностных характеристиках деталей серийного выпуска. Выбирают оптимальный вариант сварки различных сплавов.

Недостатки очевидны. Предполагается разрушение образцов, они не подлежат восстановлению. Такой метод контроля нельзя применять для приемки сварных соединений. Методики нужны для исследований на стадии запуска серий в производство.

Особенность механических испытаний сварных соединений – обязательность разрушения образцов под разнонаправленными нагрузками.

Какие свойства определяют при испытании сварных соединений

В разработанных методиках, утвержденных стандартом, указывается несколько способов испытания сварных швов для определения механических свойств диффузного слоя образцов. Кусочки термически соединенного металла подвергают воздействию разнонаправленных усилий. Определяют, под какой силой возникает деформация по шву. Учитываются:

  • трещины;
  • надрывы;
  • изменения первоначальной формы, линейных размеров.

Отдельно определяются технологически значимые свойства, влияющие на несущую способность, герметичность соединений.

Пластичность

Эксперименты на статическое растяжение определяют податливость диффузного слоя и зоны термического влияния к изменению первоначальной формы под воздействием удлиняющих усилий. От пластичности зависит способность к штамповке с вытягиванием. Показатель удлинения определяется методом измерения образцов до нагрузки и после нее. Расчеты производятся по отношении величины удлинения к первоначальным размерам. Каждую из прочностных характеристик стоит рассмотреть подробно. От каждой из них зависит качество сварки.

Для сварных опорных конструкций, испытывающих разнонаправленные напряжения, показатель прочности важен, от него зависит целостность сооружения. Прочностные характеристики определяются:

  • на изгиб, усилия прикладываются до момента критической деформации образца;
  • на усталость, количество циклов с различными нагрузками до разрушения.

Методика определение прочности на изгиб предусматривает три способа исследований:

  • искривление тонкой заготовки вокруг стандартной оправки до параллельности сторон U-образно изогнутого образца;
  • искривление под заданным углом;
  • двухсторонний изгиб до состояния сплющивания сторон.

Ударная вязкость

Динамические исследования на ударный изгиб проводятся с высокой скоростью изменения нагрузки. Соединение проверяется на хрупкость от удара, склонность к деформации или растрескивание. Для исследований готовят образцы с надрезанным шовным валиком. В месте надреза концентрируется напряжение при ударе копром маятникового типа. На основании показаний испытаний рассчитывается ударная вязкость, определяется как отношение работы по отталкиванию концентратора к площади сечения целого образца, до нанесения разреза. Для удобства проведения исследований на маятниковый копер наносится измерительная шкала.

Применяются три способа:

  • разработанный Роквеллом предусматривает вылавливание в металл жестких калиброванных образцов: стального шарика, прошедшего процедуру закалки, или алмазного конуса.
  • Шкала Веклера разработана на основе аналогичных испытаний с использованием алмазной пирамидки;
  • способ Бринелля основан на использовании стального шарика большой плотности и твердости.

На твердость стыковое соединение проверяют в двух направлениях:

  • по продольной оси;
  • от центра шва, направляясь к основному металлу сварной заготовки.

По Роквелу определяют твердость швов на тонком металле, листовой стали. По Бринелю и Векслеру – все остальные. Твердость металла зависит от пластичности. Чем тверже получается диффузный слой, тем меньше будет изгибаться. Это говорит о низкой пластичности сварного соединения.

Заключение

Механические испытания применяются для серийного выпуска деталей, из каждой партии берется регламентированное стандартом число деталей, по исследованию одного образца заключение не выдается. Для единичных изделий лучше применять неразрушающий контроль сварных соединений, не повреждающий готовую деталь.

Показания механических испытаний сварных соединений во многом зависят от первоначального состояния сварных заготовок, наличия внутренних дефектов в металле. Поэтому перед определением технических характеристик проводится дефектоскопия заготовок и проверяемых сварных швов.

Испытание материалов и сварных соединений

Механические свойства характеризуют сопротивление металла деформации и разрушению под действием механических сил (нагрузки).

К основным механическим свойствам относят:

— прочность
— пластичность
— ударную вязкость
— твердость

Прочность – это способность металла не разрушаться под действием механических сил (нагрузки).

Пластичность – это способность металла изменять форму (деформироваться) под действием механических сил (нагрузки) без разрушения.

Ударная вязкость определяет способность металла противостоять ударным (динамическим) механическим силам (ударным нагрузкам).

Твердость – это способность металла сопротивляться проникновению в него других более твердых материалов.

Виды и условия механических испытаний металлов

Для определения механических свойств выполняют следующие виды испытаний:

— испытания на растяжение;
— испытания на статический изгиб;
— испытания на ударный изгиб;
— измерение твердости.

К условиям испытаний образцов относятся: температура, вид и характер приложения нагрузки к образцам.

Температура проведения испытаний:

— нормальная (+20°С);
— низкая (ниже +20°С, температура 0. -60°С);
— высокая (выше+20°С, температура +100. +1200°С).

Вид нагрузок:

Характер приложения нагрузки:

— нагрузка возрастает медленно и плавно или остаётся постоянной — статические испытания;
— нагрузка прилагается с большими скоростями; нагрузка ударная — динамические испытания;
— нагрузка многократная повторно-переменная; нагрузка изменяется по величине или по величине и направлению (растяжение и сжатие) — испытания на выносливость.

Образцы для механических испытаний

Механические испытания выполняют на стандартных образцах. Форма и размеры образцов устанавливаются в зависимости от вида испытаний.

Для механических испытаний на растяжение используют стандартные цилиндрические (круглого сечения) и плоские (прямоугольного сечения) образцы. Для цилиндрических образцов в качестве основных приняты образцы диаметром dо=10 мм короткий lо=5×do = 50 мм и длинный lо=10×do = 100 мм.

Короткий круглый образец

Длинный круглый образец

Плоские образцы имеют толщину равную толщине листа, а ширина устанавливается равной 10, 15, 20 или 30 мм.

Плоский образец без головок для захватов разрывной машины

Плоский образец с головками

Механические свойства, определяемые при статических испытаниях

Статическими называют испытания, при которых прилагаемая нагрузка к образцу возрастает медленно и плавно.

При статических испытаниях на растяжение определяются следующие основные механические характеристики металла:

— предел текучести (σ т);
— предел прочности или временное сопротивление (σ в);
— относительное удлинение (δ);
— относительное сужение (ψ).

Предел текучести – это напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки.

Предел прочности – это напряжение при максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца.

Относительное удлинение – это отношение приращения длины образца после разрушения к его начальной длине до испытания.

Читать еще:  Как пользоваться канифолью при пайке

Относительное сужение – это отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрушения к его начальной площади до испытания.

При испытании на статическое растяжение железо и другие пластические металлы имеют площадку текучести, когда образец удлиняется при постоянной нагрузке Рm.

При максимальной нагрузке Рmax в одном участке образца появляется сужение поперечного сечения, так называемая “шейка”. В шейке начинается разрушение образца. Так как сечение образца уменьшается, то разрушение образца происходит при нагрузке меньше максимальной. В процессе испытания приборы рисуют диаграмму растяжения, по которой определяют нагрузки. После испытания разрушенные образцы складывают вместе и измеряют конечную длину и диаметр шейки. По этим данным рассчитывают прочность и пластичность.

Механические испытания на ударный изгиб

Динамическими называют испытания, при которых скорость деформирования значительно выше, чем при статических испытаниях.

Динамические испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению. Метод основан на разрушении образца с надрезом (концентратором напряжений) одним ударом маятникового копра.

Стандарт предусматривает образцы с надрезами трех видов:

образец U – образный с радиусом R = 1 мм (метод KCU);

образец V – образный с радиусом R = 0.25 мм (метод KCV);

образец I – образный с усталостной трещиной (метод КСТ).

Под ударной вязкостью понимают работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.

После испытания по шкале маятникового копра определяют работу удара, которую затрачивают на разрушение образца. Площадь сечения образца определяют до разрушения.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ

Твердостью называется свойство металла оказывать сопротивление пластической деформации в поверхностном слое при вдавливании шарика, конуса или пирамиды. Измерение твердости отличается простотой и быстротой осуществления и выполняется без разрушения изделия. Широкое применение нашли три метода определения твердости:

— твердость по Бринеллю (единица твердости обозначается HB);
— твердость по Роквеллу (единица твердости обозначается HR);
— твердость по Виккерсу (единица твердости обозначается HV).

Определение твердости по Бринеллю заключается во вдавливании стального шарика диаметром D = 10 мм в образец (изделие) под действием нагрузки и в измерении диаметра отпечатка d после снятия нагрузки.

Твердость по Бринеллю обозначают цифрами и буквами НВ, например, 180 НВ. Чем меньше диаметр отпечатка, тем выше твердость. Чем выше твердость, тем больше прочность металла и меньше пластичность. Чем мягче металл, тем меньше устанавливают нагрузку на приборе. Так при определении твердости стали и чугуна нагрузку принимают 3000 Н, никеля, меди и алюминия – 1000 Н, свинца и олова – 250 Н.

Определение твердости по Роквеллу заключается во вдавливании наконечника с алмазным конусом (шкалы А и С) или стального шарика диаметром 1.6 мм (шкала В) в испытуемый образец (изделие) под действием последовательно прилагаемых предварительной (Ро )и основной (Р) нагрузок и в измерении глубины внедрения наконечника (h). Твердость по Роквеллу обозначается цифрами и буквами HR с указание шкалы. Например, 60 HRC (твердость 60 по шкале С).

Определение твердости по Виккерсу заключается во вдавливании алмазного наконечника, имеющего форму правильной четырехгранной пирамиды, в образец (изделие) под действием нагрузки и в измерении диагонали отпечатка d, оставшегося после снятия нагрузки. Метод используется для определения твердости деталей малой толщины и тонких поверхностных слоёв с высокой твердостью. Твердость по Виккерсу обозначается цифрами и буквами HV, например, 200 HV.

Испытания на статический изгиб

Технологические испытания на статический изгиб служит для определения способности металла воспринимать заданный по форме и размерам загиб. Аналогичные испытания проводят и на сварных соединениях.

Испытанию на загиб подвергают образцы из листового и фасонного (пруток, квадрат, уголок, швеллер и др.) металла. Для листового металла ширина образца (b) принимается равной двойной толщине(2•t), но не менее 10 мм. Радиус оправки указывается в технических условиях.

Различают три вида изгиба:

— загиб до определенного угла;
— загиб вокруг оправки до параллельности сторон;
— загиб вплотную до соприкосновения сторон (сплющивание).

Отсутствие в образце трещин, надрывов, расслоений или излома является признаком того, что образец выдержал испытание.

Контроль качества с разрушением сварного соединения – механические испытания

Механические испытания определяют прочность и надежность сварных соединений. Основные методы определения механических свойств сварных соединений и их отдельных зон устанавливает ГОСТ 6996 — 66, предусматривающий статические и ударные испытания при нормальных, а в некоторых случаях и при пониженных или повышенных температурах. Для сварных соединений ответственных конструкций, изготовленных из высокопрочных материалов или предназначенных для работы в условиях отрицательных температур и вибрационных нагрузок, дополнительно проводятся испытания на устойчивость к хрупкому разрушению и усталостную прочность. По характеру нагружения различают механические испытания:

  • статические — при которых сила нагружения плавно возрастает или длительное время остается постоянной;
  • динамические — при которых сила нагружения возрастает практически почти мгновенно и действует короткое время;
  • усталостные — при которых нагрузка многократно (при числе циклов от десятков до миллионов) изменяется по значению и знаку.

Статические испытания. Стыковые сварные соединения подвергаются следующим статическим испытаниям: на растяжение, изгиб, ползучесть, твердость и т. д.

Рис. 1. Образцы для определения относительной прочности шва при толщине основного металла менее 3 мм (а) и более 3 мм (б)

Испытание на растяжение производится в целях определения прочности и пластичности сварного соединения. Для оценки временного сопротивления σв сварного соединения при растяжении (напряжения, отвечающего наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца) используют:

  • образцы с валиком шва на лицевой поверхности (рис. 1), которые позволяют найти относительное значение σв шва в сравнении с σв основного металла;
  • образцы с валиком шва, снятым заподлицо с основным металлом, и специально выполненной выточкой шва, предопределяющей место разрушения (рис. 2), которые позволяют определить абсолютное значение σв.

Если прочность сварного соединения меньше прочности основного металла, то допускается использование для испытаний плоских и круглых образцов с одинаковым сечением. Причем длина захватной части таких образцов может выбираться в зависимости от конструкции испытательной машины, а изменение других их размеров недопустимо.

Для испытаний участков сварного соединения используются круглые образцы с рабочей частью диаметром 3 … 10 мм, вырезанные вдоль оси сварного шва в соответствующей зоне соединения при многослойной сварке.

При испытании на растяжение определяют условный предел текучести σ02, временное сопротивление σв и относительное удлинение δ.

Под условным пределом текучести понимают напряжение, при котором деформация образца составляет 0,2 % от его первоначальной расчетной длины.

Относительное удлинение образца представляет собой процентное отношение абсолютного остаточного удлинения к первоначальной расчетной длине образца.

Рис. 2. Образец для определения абсолютной прочности шва

Рис. 3. Схемы испытаний образцов на изгиб при продольном (а) и поперечном (б) расположении шва: В — ширина пуансона; S — толщина образца

Испытание на изгиб производится для определения пластичности сварного соединения в целом. Пластичность стыкового соединения при изгибе определяется по углу изгиба образца до образования первой трещины на любом его участке.

Схемы испытаний образцов на изгиб при продольном и поперечном расположении шва приведены на рис. 3, а формы образцов для испытаний — на рис. 4.

На практике часто вместо плоских образцов используют трубчатые. При испытаниях односторонних сварных швов в растянутой зоне должен располагаться верхний слой металла, а при многослойной сварке — шов, сваренный последним.

Для ответственных сварных соединений считается удовлетворительным угол изгиба 120 … 180° без образования трещин. При отсутствии трещин испытание заканчивается изгибом образца до достижения параллельности его сторон.

Рис. 4. Формы образцов для испытаний на изгиб с продольным (а) и поперечным (б) швами

Динамические испытания. К динамическим относятся испытания на ударный изгиб и усталость (выносливость).

Испытания на ударный изгиб заключаются в определении ударной вязкости сварного соединения при нормальной, пониженной и повышенной температурах, обусловленных условиями его работы. Образцы для таких испытаний (рис. 5) изготовляют в соответствии с ГОСТ 6996—66. Испытания проводятся на специальных образцах с надрезом, который может располагаться по оси шва, линии сплавления или в зоне термического влияния со стороны раскрытия шва. Место расположения надреза зависит от цели испытания. При испытании металла шва или основного металла надрез можно делать с любой стороны образца.

Испытания производятся на маятниковых копрах с различной предельной энергией. Для применения в лабораториях строительно-монтажных организаций рекомендуется маятниковый копер МК-30А, имеющий 15 ступеней запаса энергии и 17,5 тыс. ч полного технического ресурса. После испытания сварного шва исследуют структуру излома для определения дефектов. Ударная вязкость определяется как отношение работы, затраченной на излом образца, к площади его поперечного сечения в месте надреза до испытания.

Испытаниями на усталость (выносливость) определяют устойчивость металла к воздействию переменных нагрузок при изгибе, растяжении и кручении. Переменные нагрузки создаются при симметричном, асимметричном и пульсирующем циклах нагружения.

Читать еще:  Как правильно пескоструить?

Рис. 5. Образцы разной толщины, используемые для испытаний на ударный изгиб: а — 10 мм и более; б — 5 … 10 мм; в — 2 … 5 мм

Рис. 6. Изменение действующих напряжений (а) и относительного удлинения (б) образца из металла в зависимости от числа циклов до разрушения

Испытаниям в условиях осевого нагружения подвергаются цилиндрические или плоские образцы специальной формы и определенных размеров, вырезанные поперек сварного соединения. При испытаниях определяют предел выносливости образца. Количественной оценкой усталостной прочности является число циклов, которое выдержал сварной образец до разрушения.

Типичные зависимости для металлов между уровнем действующих циклических напряжений σmax, удлинением после разрушения δ и числом N циклов изменения напряжений до разрушения образца, построенные по результатам испытаний при пульсирующем цикле, т. е. когда нагрузка изменяется от нуля до максимального растягивающего значения, показаны на рис. 6.

На кривой зависимости между действующими напряжениями и числом циклов до разрушения (рис. 6, а) можно выделить три участка. На участке I, называемом участком квазистатического разрушения, происходит направленное пластическое деформирование, и разрушение образца здесь соответствует разрушению при однократном приложении нагрузки. При этом относительное удлинение образца (рис. 6, б) равно относительному удлинению при статическом разрушении δст, а в некоторых случаях превышает его, и излом ничем не отличается от излома при статическом разрушении металлов.

На участке II имеет место малоцикловая усталость материала, и разрушение образца происходит вследствие возникновения и развития усталостной трещины, сопровождающейся заметными пластическими деформациями.

Участок III — это участок многоциклового усталостного разрушения материала при почти полном отсутствии остаточного удлинения образца. В некоторых случаях этот участок на кривой σmax = f(N) переходит в горизонтальную линию, соответствующую напряжению σг, что свидетельствует об отсутствии разрушений при напряжениях ниже этого значения, даже если число циклов нагружения существенно увеличивается.

Число циклов нагружения, при котором имеет место переход от одного участка зависимости σmax = f(N) к другому, для различных материалов и режимов нагружения различное.

Исследование разрушения металлов в условиях многоциклового изменения нагрузки производится, как правило, при синусоидальном цикле нагружения. При этом различают симметричный и асимметричные циклы нагружения. При симметричном нагружении (рис. 7, а) среднее напряжение цикла σср равно нулю, а изменяется напряжение от минимальных значений сжатия σmin до максимальных напряжений растяжения σmax. При асимметричных циклах нагружения (рис. 7, б) среднее напряжение не равно нулю, и оно может иметь любые значения как в области растяжения, так и в области сжатия.

Рис. 7. Синусоидальные циклы нагружения образцов: а — симметричный; б — асимметричный

Рис. 8. Типовая кривая усталости для образцов металлов: Nб — базовое число циклов

Результаты исследования усталости металлов представляются в виде кривых усталости — графиков, характеризующих зависимость между максимальными, или амплитудными, напряжениями (деформациями) и числом циклов нагружения образца до разрушения, которые были получены при испытании партии одинаковых образцов при одинаковом среднем напряжении (деформации) цикла или при одинаковом коэффициенте его асимметрии (рис. 8).

Помимо рассмотренных видов испытаний, предусмотренных ГОСТ 6996 — 66, иногда необходимо проведение дополнительных испытаний для получения других прочностных характеристик. Обычно при этом стремятся создать условия нагружения и работы образцов, идентичные тем, на которые рассчитана работа конструкции. Например, это дополнительное испытание особых образцов, в рабочих сечениях которых тем или иным способом создается плоское напряженное поле, характерное для металла сосудов, работающих под давлением. В этом случае образцы представляют собой плоские или круглые стержни с захватами на концах и специальными проточками в центральной части, которые обеспечивают получение плоской схемы напряжений при нагружении.

Однако в настоящее время чаще применяют схему испытаний с разрушением основного металла или сварных соединений. Критериями прочности в этом случае являются максимальное давление и утончение образца.

Измерение твердости. Для установления изменения структуры металла шва и околошовной зоны, а также для оценки степени закалки зон сварного соединения и неоднородности его механических свойств измеряют твердость сварных швов.

Рис. 9. Схемы (а, б) измерения твердости сварных швов (измерения производятся в точках пересечений линий 110)

Обычно твердость определяют на шлифах для металлографического анализа тремя способами:

  1. вдавливанием стального закаленного шарика диаметром 1,568 мм или алмазного конуса с углом при вершине 120° (способ Роквелла);
  2. вдавливанием четырехгранной алмазной пирамиды с квадратным основанием и углом между противоположными гранями 136° (способ Виккерса);
  3. вдавливанием стандартного стального закаленного шарика определенного диаметра (способ Бринелля).

Измерение твердости по сечению стыкового шва производят в двух направлениях: по его продольной оси и от центра к основному металлу. Образцы для испытаний вырезаются таким образом, чтобы в них имелись все участки сварного соединения: основной металл, металл шва и зоны термического влияния, и на этих трех участках определяют твердость. Измерения производятся на поперечном сечении образца в двух взаимно-перпендикулярных направлениях: по оси шва и вдоль линий, параллельных верхней и нижней поверхностям листа (рис. 9). У стыковых соединений толщиной до 3 мм твердость может измеряться на их наружной поверхности при снятом усилении шва.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Испытание сварного соединения на статическое растяжение

Контроль сварных соединений проводят в соответствии с требованиями Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением . Качество сварных соединений, выполненных при изготовлении баллонов, контролируют внешним осмотром 100% сварных соединений, механическими испытаниями образцов, просвечиванием проникающими излучениями, гидравлическими и пневматическими испытаниями. Обязательными видами механических испытаний сварных соединений являются испытания на статическое растяжение и загиб, при этом временное сопротивление на разрыв должно быть не менее 38 кгс/мм , а угол загиба— не менее 100°. [c.42]

Испытание сварного соединения на статическое растяжение [c.271]

Испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое (кратковременное) растяжение [c.262]

Определение механических свойств сварного соединения на статическое растяжение, изгиб или сплющивание (для труб с толщиной стенки до 5= 12 мм — на ударный изгиб), а также испытания на статическое растяжение для металла щва, металла различных участков околощовной зоны и наплавленного металла при всех видах сварки, место вырезки, форма и размеры образцов, их количество, условия проведения испытаний, оценка результатов испытаний должны соответствовать требованиям ГОСТ 6996 — 66. [c.223]

А. Определение прочности наиболее слабого участка сварного соединения. При испытании сварного соединения на статическое растяжение определяют временное сопротивление наиболее слабого участка. Для испытания применяют, как правило, образцы, толщина или диаметр которых равны толщине или диаметру основного металла. Если сварное соединение выполнено из листов разной толщины, то толщина более толстого листа. механической обработкой доводится до толщины тонкого листа. [c.271]

Испытания сварного соединения на статический изгиб и растяжение, а также ударный разрыв и замеры твердости проводят при нормальной температуре, равной 20 10°С. Температура образца принимается равной температуре помещения, в котором проводят испытания. Испытания металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое (кратковременное) растяжение, ударный изгиб (на надрезанных образцах), а также испытания на стойкость против механического старения проводят при нормальной температуре или по требованию, оговоренному в соответствующих стандартах или другой технической документации, при повышенных или пониженных температурах. При испытании при пониженной или повышенной температуре температуру образца принимают равной температуре среды, в которой проводят нагрев или охлаждение. При этом допускается определение температуры на образцах-свидетелях. [c.58]

При испытании сварного соединения на статическое растяжение определяют временное сопротивление наиболее слабого участка. Подсчет временного сопротивления ведется по ГОСТ 1497. При испытании определяют место разрушения образца (по металлу шва, по металлу околошовной зоны, по основному металлу). [c.85]

Испытания при постоянной общей деформации. При этих испытаниях статические растягивающие напряжения в образцах создаются путем заданной начальной деформации изгибом или растяжением. Испытания при одноосном изгибе с постоянной общей деформацией проводят при напряжениях (во внешних волокнах), меньших предела текучести, обычно а = 0,7-ь0,9 Ох, и больших предела текучести (петлевые и подковообразные образцы). Образцы второго типа более чувствительны к растрескиванию в связи с наличием в них, наряду с упругой (напряжения), пластической деформации. Однако напряженное состояние в таких образцах весьма сложно и неопределенно, поэтому испытания с их использованием следует рассматривать как относительно грубый, сравнительный экспресс-метод. Для сварных соединений эти способы применять нецелесообразно, так как при деформации образцов (в связи с неоднородностью прочностных и деформационных свойств в различных зонах сварного соединения) неизбежно неоднородное нагружение сварного соединения и еще большая по сравнению с основным металлом неопределенность напряженного состояния Для испытаний сварных соединений широко используют образцы в виде скоб [43] (рис. 16). Изменяя стрелу прогиба, можно создавать различные начальные напряжения. [c.59]

Читать еще:  Как правильно выбрать ток при сварке инвертором?

Испытание на статическое растяжение в соответствии с Правилами по котлонадзору допускается не производить для контроля поперечных сварных соединений сосудов, камер, трубопроводов (в том числе в пределах котла) и труб поверхностей нагрева, если они подвергнуты 100%-ному контролю ультразвуком или просвечиванием. [c.243]

РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ИСПЫТАНИИ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКОВ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ (ПО ГОСТ 6996 — 66), мм [c.262]

Сварные соединения, помимо выявления внутренних дефектов, подвергаются, в соответствии с Правилами, механическим испытаниям на статическое растяжение, статический изгиб или сплющивание, на ударную вязкость в зависимости от толщины стенки сосуда или его элементов и рабочей температуры. [c.128]

Если нет других указаний в стандартах или другой технической документации, то испытания на статическое растяжение и статический изгиб проводят не менее чем на двух образцах испытания на ударный изгиб, на стойкость против механического старения и ударный разрыв — не менее чем на трех обр цах измерение твердости — не менее чем на четырех точках для каждого свиного соединения. Если размеры сварного соединения исключают возможность размещения четырех точек, то допускается уменьшать их количество в соответствии с реальными возможностями. [c.57]

Механические испытания сварных стыков производят на растяжение, статический загиб, отдир и сдвиг (для раструбных соединений). Испытание на растяжение выполняют на трубных образцах при Д до 50 мм и на линейных образцах при Д более 50 мм и толщине стенки более 10 мм. Испытание на статический загиб проводят на линейных образцах при Дн более 50 мм и толщине стенки до 10 мм, а на отдир —при Д более 50 мм независимо от толщины стенки. Испытание на сдвиг вьшолняют на трубчатых образцах, вырезанных из середины раструба с высотой, равной половине его глубины. [c.131]

Примечания 1. Показатели механических свойств сварных соединений должны определяться как среднеарифметическое значение результатов испытаний отдельных образцов. Результаты испьттаний на стаггическое растяжение и статический изгиб считаются неудовлетворительными, если хотя бы один из образцов показал значение ниже установленных требований более чем на 10 %. Результаты [c.111]

Исследования проводили в условиях постоянной растягивающей нагрузки и при циклическом нагружении образцов. Статические испытания при постоянном напряжении производили на специально сконструированной многопозиционной установке, позволяющей создавать в образцах различные по величине растягивающие напряжения. Испытания на циклическую выносливость проводили в условиях напряжения растяжения переменной величины на разрывной машине ГРМ-1 с гидропульсатором. Условия испытания нагрузка знакопостоянная, асимметричная (коэффициент асимметрии 0,5) при частоте нагружения 200 циклов в минуту на базе испытания ЫО циклов. Одновременно произво-дпли испытания натурных образцов сварных стыковых соединений и основного металла, вырезанных из труб действующего рассолонровода с размерами, аналогичными экспериментальным. [c.236]

Смотреть страницы где упоминается термин Испытание сварного соединения на статическое растяжение: [c.33] [c.260] [c.162] [c.52] [c.7] [c.259] [c.162] [c.52] Смотреть главы в:

Испытание сварного соединения на статическое растяжение;

Определение прочности наиболее слабого участка стыковогои нахлесточного соединений

При испытании сварного соединения на статическое растяжение в соответствии с ГОСТ 6996-66 определяют временное сопротивление наиболее слабого участка стыкового или нахлесточного соединения либо прочность металла шва в стыковом соединении. Подсчет временного сопротивления ведется по ГОСТу 1497-84. При испытании определяют место разрушения образца (по металлу шва, по металлу околошовной зоны, по основному металлу).

Испытания проводят, как правило, на образцах, толщина или диаметр которых равен толщине или диаметру основного металла. При испытании сварного соединения или листов разной толщины более толстый лист путем механической обработки должен быть доведен до толщины более тонкого листа.

Форма и размеры плоских образцов (типы ХII, XIII и XIIIа) для испытания стыковых соединений должны соответствовать указанным на рис. 24.5 и в табл.24.2. Допускается применение цилиндрических образцов типов I-V. Металл шва в этих образцах должен располагаться посередине их рабочей части. Разрешается применение образца по ГОСТ 1497-84.

Рис. 24.5. Плоские образцы типов XII (a), XIII (б), XIIIa (в) для испытания стыковых соединений на статическое растяжение.

Таблица 24.2. Параметры стандартных образцов для испытаний стыковых соединений на растяжение, мм

Форма и размеры цилиндрических образцов для испытания стыковых соединений стержней круглого или многогранного сечения (тип XIV) должны соответствовать указанным на рис. 24.6 и в табл. 24.3.

Рис. 24.6. Цилиндрические образцы типов XIV (a), XIVa (б) для испытаний стыковых соединений стержней круглого сечения.

Утолщение шва должно быть снято механическим способом до уровня основного металла. Удаление основного металла с поверхности образца производят только с той стороны, с которой снимают утолщение шва или имеется уступ. Строгать утолщение следует поперек шва.

Испытания образцов типов XII, XIII, XIIIа (рис. 24.5) и XIV (трубный, рис. 24.6.) разрешается проводить без снятия усиления, если это оговорено в нормативно-технической документации.

В этом случае в формулу расчета временного сопротивления вводят значение площади сечения образца на его базе вне шва.

Таблица 24.3. Параметры стандартных цилиндрических образцов для испытаний стыковых соединений, мм.

При недостаточной мощности разрывной машины разрешается испытывать плоские образцы типа XV (рис. 24.7, а) или цилиндрические образцы типов XVI, XVII (рис. 24.7, б, в). Разрешается применять цилиндрические образцы с другими рабочими диаметрами и другим типом захватной части в соответствии с ГОСТ 1497-84.

Рис. 24.7. Плоские образцы типов ХV (а), ХVI (б), ХVII (в) стыковых соединений для испытаний на статическое растяжение; а — толщина основного металла, мм.

Для контроля прочности сварных соединений труб применяют сегментные образцы, а также цилиндрические образцы в виде отрезков труб (рис. 24.8). Образцы типов ХII, ХIII, ХIIIа не выправляют. Форму их в поперечном сечении определяет естественная кривизна трубы.

Сегментные образцы вырезают при диаметре трубы более 20 мм.

Цилиндрические образцы типов ХVIII и ХVIIIа вырезают при диаметре трубы до 100 мм. Образцы этих типов можно вырезать и на трубах больших диаметров.

В формулу расчета временного сопротивления для таких образцов вводят значение площади сечения трубы вне шва. В образцах типов ХII, ХIII и ХIIIа выпуклость швов удаляют с двух сторон. В образцах типов ХVIII и ХIХ выпуклость шва не удаляют, в образцах типа ХVIIIа выпуклость шва удаляют только с наружной стороны.

При недостаточной мощности испытательной машины разрешается применять образцы типов I-V. Металл сварного шва всегда располагают посередине образца.

Рис. 24.8. Цилиндрические образцы типов ХVIII (а), ХVIIIa (б), ХIX (в) для испытаний сварных труб на статическое растяжение.

Сварные соединения, выполненные точечной сваркой и электрозаклепками, испытывают на срез путем растяжения образца типа XX (рис.24.9) или на отрыв растяжением образца типа XXI (рис. 24.10). При испытании электрозаклепок ширина образца во всех случаях должна быть равна 50 мм.

Рис. 24.9. Сварные соединения; образец для испытаний на срез: а — толщина основного металла, мм; b — ширина образца, мм; l — длина рабочей части образца, мм; h — длина захватной части образца.

Рис. 24.10. Сварные соединения; образец для испытаний на отрыв растяжением;

а — толщина основного металла, мм; b — ширина образца, мм.

Сварные соединения листов, выполненные шовной сваркой, испытывают на срез путем растяжения образцов типов XXII и XXIII (рис. 24.11). При толщине металла до 1,0 мм испытывают образцы типа ХХIII, при толщине металла более 1,0 мм выбор типа образца не устанавливается.

Рис. 24.11. Сварные соединения листов, выполненные шовной сваркой. Образцы типов ХХII (а), ХХIII (б) для испытаний на срез путем растяжения: a — толщина основного металла, мм; h — длина захватной части образца (выбирается в зависимости от конструкции испытательной машины), мм.

Определение прочности металла шва в стыковом соединении.

При испытании прочности металла шва в стыковом соединении на образцах типов XXIV и XXV его временное сопротивление определяют по формуле:

где sв – временное сопротивление, МПа (кгс/мм 2 );

k — поправочный коэффициент;

Р — максимальное усилие, Н (кгс);

F— площадь поперечного сечения образца в наименьшем сечении до испытания, м 2 (мм 2 ).

Для углеродистых и низколегированных сталей коэффициент k принимают равным 0,9, для других металлов значение k устанавливается соответствующей технической документацией.

Толщина образца типа ХХIV должна равняться толщине основного металла. Диаметр захватной части образца типа ХХV должен равняться толщине основного металла или диаметру свариваемых элементов.

Форма и размеры плоского образца должны соответствовать приведенным на рис. 24.12 и в табл. 24.4, цилиндрического образца — на рис. 24.13 и в табл. 24.5.

Таблица 24.4. Параметры плоских образцов для испытаний стыковых соединений, мм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector