Способ исследования свойств сварного соединения
Союз Советских
Социалмстическнх
Республик
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 1601.78 (21) 2568564/25-27 (51) м. кл.г В 23 K 25/00 с присоединением заявки È9 (23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изооретеинй н открытий Опубликовано 150780Бюллетеиь И9 26 Дата опубликования описания (S3) УДК 621. 791..793. 037 (088.8) (72) Авторы изобретения В. М. Семенов, П. П. Рудометкин, В. П. Гулида и А. Ф. Биличенко (73) Заявитель Краматорский научно-исследовательский и проектнотехнологический институт машиностроения (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Изобретение относится к сварке, а именно к методам, исследования свойств сварочного соединения в околошовной зоне при электрошлаковой сварке. Известен способ исследования свойств сварочного соединения при электрошлаковой сварке (1), при котором в свариваемом изделии выполняют сквозйые пазы, перпендикулярные линии о шва. В эти пазы устанавливают стандартные образцы заподлицо со стыкуеьнми под сварку кромками. В процессе сварки изделия, по .мере заполнения зазора между свариваемами кромками 35 металлической ванной, образцы подвергают воздействию внешних растягивающих сил. При осуществлении данного способа создаются условия, идентичные терми- 20 .ческому циклу при сварке реальных деталей, а также значительно уменьшены внешние прилагаемые силы эа счет приложения их не к свариваемому иэделию,а к образцам, установленным в па- 25 зах иэделий. Однако использование для осуществления способа образцов или .реальных деталей экономически нецелесообраз.но из-эа значительных затрат металла ЗО и трудоемкой механической обработки. К тому же выполнение в изделии пазов 4 под образцы также обуславливает дополнительно применение трудоемкой механической обработки . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретеник является способ исследования свойств сварного соединения, преимущественно при электрошлаковой сварке, в котором испытуемый образец в процессе сварки подвергают воздействию внешних растягивающих сил, направленных поперек оси шва, которые прикладывают к свариваемым кромкам выше уровня металлической ванны. В процессе сварки образца закристаллиэовавшуюся часть шва надрезают снизу газовой резкой до места, где металл еще не остыл и имеет значительную пластичность. Затем образец подвергают воздействию внешних растягивающих сил в поперечном направлении. укаэанный способ позволяет сэкономить металл при исследованиях, а также значительно уменьшить использование трудоемкой механической обработки. 747658 Однако данный способ исследования свойств câàðíoãî соединения, как и предыдущий, позволяет получить только общую оценку качества сварных соединений. В то же время на практике есть необходимость в процессе электрошлаковой сварки высокопрочных металлов получать информацию о стойкости свариваемого металла против обраэоваИия трещин-надрывов в околошовной зоне. Известные способы не позволяют провести качественное исследование на стойкость одношовной зоны сварного соединения против образования трещин-надрывов. Цель изобретения — воэможность определения стойкости околошовной зоны сварного соединения против образования трещин-надрынов, а также максимального приближения условий испытаний к реальным. Поставленная цель достигается тем, что испытуемый образец дополнительно подвергают воздействию сжимающих сил на уровне металлической ванны. Приложение сжимающих сил в направлении, противоположном воздействию внешних растягивающих сил, приклады» ваемых к образцу выше уровня металлической ванны, создает изгибающий момент, имитирующий условия для закрепления сварочного соединения. В процессе электрошлаковой сварки крупных иэделий создаются такие условия, когда заварной шон, претерпевакгщий деформацию усадки, образует жесткое соединение. В то же время в результате нагрева еще не заваренных кромок происходит понорот их относительно уровня металлической ванны. Поворот кромок сопровождается их изгибом. Причем максимальное значение изгибающего момента создается н участках околошовной зоны на уровне металлической ванны. В связи с этим н околошовной зоне (на участке сплавлеиия.основного и электродного металлов) образуются продольные растягинающие напряжения, которые способствуют образованию трещин-надрывов в кристаллизующемся металле. Изобретение иллюстрируется чертежом. На чертеже показаны испытуемый образец E на котором реализуется спасаб исследования свойств сварного Соединения, водоахлаждаемый медный карман (кокиль) 2, сварной шов 3, подвергаемый на уравне металлической наины 4 сжимающим усилиям Ч в точнах Ф иф.} растягивающие силы N, прикладываемые к торцам снариваемых кромок в точках C и D,, расположенным над уровнем шлаковой ванны 5, электрод б, оплавленные участки 7, трещины-надрывы 8. Пример. Электрощлаковую сварку образца 1, состоящего из двух заготовок размерами 80 х 80 х 200 мм, начинали электродом 6 в кокиле 2 с целью устранения искажающего влияния начального участка шна 3. Электрошлакон1 о сварку осуществляли аппаратом А-535 на следующем режиме: скорость подачи сварочной проволоки 250 м/ч; напряжение сварки 40...42 В, количестBQ электродных проволок диаметром 3 мм 1 шт., зазор между свариваемыми кромками 30 мм. Сварочные материалы — проволока Св-20ХНЭМФ (ЭИ вЂ” 62) и флюс АН вЂ” 8 После заварки 40...50 мм длины стыка образца на уровне металлической ванны прикладыналась посредством упором сжимающая нагрузка, а выше уровня шлаковой ванны к образцу прикладывалось с помощью захватных устройств растягивающее усилие, это обеспечинало создание необходимых деформаций и напряжений в исследуемых участках околошовной зоны. После сварки образца и снятия внешних нагрузок изготавливался продольный макрошлиф, в результате внешнего осмотра которого определялась качественная и количественная характеристика стойкости против образования трещин-надрывов. Хронометраж времени показал, что на установку, сварку, изготовление макроытифа и анализ внешнего его осмотра затрачено 2...3 ч. - Таким образом, снижена трудоемкость исследований по предлагаемому способу в сравнении с известным за счет использования малых образцов, приложения внешних сил, обеспечения максимального приближения условий испытаний к реальным. Предлагаемая схема приложения внеш. них сил создает изгибающий момент в исследуемых участках околошовной зоны, лежащих н окресности опланляемых кромок 7 (участков, наиболее подходящих для образования трещин-надрывов 8). Принудительное перемещение свариваемых кромок в результа-е действия сил М может осуществляться с различной скоростью, а величина изгибающего момента регулируется изменением точек приложения сил N относительно уровня металлической ванны, что обеспечивает имитацию условий закрепления снариваемых штатных изделий и максимальное приближение условий испытаний к реальным. После снятия нагрузок от действия внешних сил, разрезки образца, изготовления и просмотра микрошлифов определяют наличие трещин-надрывов в исследуемых участках окопошснной зоны. При отсутствии трещин скорость перемещения снаринаемых ° ромзк в 747658 Формула изобретения Составитель Н.Рощупкин Техред 0. Андрейко Корректор М.Демчик Редактор Т.Вирко Подписное Заказ 41 36/7 Тираж 1160 ПИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПраеKTHBH 4 процессе следующего образца увеличивают, а при наличии — уменьшают. Таким образом определяют критическую скорость деформации, являющуюся количественным критерием оценки склонности сварного соединения к образованию трещин-надрывов при постоянной скорости сварки и других параметров режима. Способ иследования свойств сварного соединения, преимущественно при электрошлаковой =варке, по которому испытуемый образец в процессе сварки подвергают воздействию внешних растягивающих сил, направленных поперек оси шва, и прикладываемых к свариваемым кромкам выше уровня металли еской ванны,отличающийся тем, что, с целью определения стойкости околошовной зоны сварного соединения против образования трещин-надрывов и максимального приближения условий испытаний к реальным, испытуемый обра. зец дополнительно подвергают воэдейст. вию сжимающих сил на уровне металлической ванны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 421910, кл. В 23 К 25/00, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Р 285747, кл. В 23 К 25/00, 1969.
