Способ определения склонности к образованию холодных трещин сварных соединений

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКЛОННОСТИ К ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий сварку образцов и определение параметра, влияющего на склонность к образованию холодных трещин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, за параметр, влияющий на склонность к образованию холодных трещин, принимают градиент пластической деформации.

Изобретение относится к сварке материалов, склонных к образованию холодных трещин, и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.
Цель изобретения повышение точности измерений.
Способ определения склонности к образованию холодных трещин сварных соединений осуществляют следующим образом.
На пластины из исследуемого материала наносят базы и производят замеры параметра до сварки, сваривают образец из двух пластин, разрезают на полосы и повторяют замеры, затем находят разность замеров. Разность замеров баз, измеренных до сварки и после разгрузки, отнесенная к начальному размеру базы, представляет собой градиент пластической деформации, который берут в качестве критерия к образованию холодных трещин. Градиент пластической деформации принимают в качестве основного параметра, определяющего склонность к замедленному разрушению сварных соединений к образованию холодных трещин.
Показания градиентов пластической деформации для сварных образцов из различных материалов сравнивают для определения их склонности к образованию холодных трещин.
П р и м е р. Производят засверловку баз на пластинах из ст.3, ст. 30ХГСН2А титанового сплава ОТ4 и алюминиевых сплавов АМ16 и 1201 толщиной 2,5 мм, размером 100х300 мм. Производят сварку на режимах, принятых на производстве и указанных в нормативах. У всех серийно выпускаемых перечисленных сплавов содержание водорода минимально в соответствии с ТУ и поэтому не может быть причиной разрушения. Кроме того, серийная технология сварки исключает попадание водорода из атмосферы в процессе сварки в металл шва.
Для измерения деформации применяется механический съемный деформометр и используется индикаторная головка с ценой деления 0,01 мм. Используют образец типа "гребенка". Ножки прибора имеют на концах припаяные шарики, которые входят в конусные отверстия в металле образца. Измерения проводят по нескольку раз. Нормальный разброс показаний прибора при повторной установке на базу не превышает 2 мм. Для контроля установки шкалы индикаторной головки и исправности прибора используют эталонные базы на отдельной пластине, на которых периодически проверяют прибор. Замеры параметров производят до сварки и после разрезки на изготовленном образце "гребенка". Каждый замер производят на пяти образцах и выбирают среднее значение.
Результаты проведенных экспериментов сведены в таблицу.
Из данных таблицы видно, что сварные соединения из металлов, склонных к холодным трещинам, имеют значения параметра _пл, превосходящего значения _i в сплавах, не склонных к холодным трещинам, примерно в 15-20 раз. Значительный градиент по своей природе у высокопрочной стали и титанового сплава приводит к высокому уровню потенциальной энергии, которая после инкубационного периода зарождения трещины может вызвать разрушение.
В 1-й серии приведены образцы, сваренные в приспособлении клавишного типа.
Аналогичные измерения параметра _пл проводят во 2-й серии образцов для сплава ОТ4 и стали 30ХГСН2А после термической обработки сваренных образцов для снятия напряжений. Результаты измерений параметра _пл показывают, что отжиг снимает градиент пластических деформаций и тем самым исключает трещинообразование. В 3-ей серии сваривают образцы из ст.3 в приспособлении клавишного типа с разным усилием прижатия клавишами, имитируя приспособление относительно разной жесткости (при усилии прижатия 10-15 Н на 1 пог.см и при усилии прижатия 400 Н на 1 пог. см). Результаты показывают, что градиент пластической деформации в более жестком приспособлении несколько выше, чем в менее жестком (см.таблицу). Следовательно, параметр _пл связан с жесткостью закрепления образца. В 4-й серии сваривают образцы из сплава ОТ4 при различных скоростях сварки: V_св= 8 м/ч и V=20 м/ч. Градиент пластической деформации выше у образцов, сваренных при скорости сварки 20 м/ч.
Таким образом, выбор в качестве параметра определения склонности к образованию холодных трещин градиента пластической деформации дает возможность определять склонность к образованию холодных трещин в сварных соединениях. Таким образом, по сравнению с известным способом предлагаемый способ определения склонности к образованию холодных трещин сварных соединений за счет сравнения _пл при сварке разных сплавов, после термообработки и без нее, при сварке с разной погонной энергией и т.п. позволяет оценивать всю гамму технологий и различных ее вариантов на склонность к трещинообразованию как в образцах, так и в конструкциях.
Изобретение относится к сварке и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Цель изобретения повышение точности измерений. На образец наносят базы измерения и производят замеры до сварки. Осуществляют сварку, разрезают образец на полосы и замеряют повторно. Находят разность замеров и относят к начальному замеру базы. Полученный показатель градиент пластической деформации является критерием оценки склонности к образованию холодных трещин _пл. Изобретение за счет сравнения _пл при сварке разных сплавов, после термообработки и без нее при сварке с разной погонной энергией позволяет оценивать всю гамму технологии и различных вариантов на склонность к трещинообразованию. 1 табл.