Способ испытания стыкового сварного соединения пластин на сопротивляемость образованию трещин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) б 1)4 0 01 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСНСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский институт инженеровводного транспорта и Научно-исследовательский институт механики Горьковского государственного университета(56) Авторское свидетельство СССРУ 1170865, кл. 0 01 И 3/20, 1984.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СЧЫКОВОГО СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПЛАСТИН НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ОБРАЗОВАНИЮ ТРЕЩИН(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварногосоединения. С целью ускорения испытания .путем увеличения градиента напряжений в направлении концентрации на"пряжений изготовляют образец соецинения пластин 1 и 2 с 7-образной разделкой кромок. Соединение осуществляют с использованиеМ подкладной пластины 3 формированием по крайней мередвух угловых швов 4 и 5. Подкладнуюпластину 3 устанавливают с зазоромотносительно поверхности одной изпластин 2. Сначала формируют угловойшов 4, а затем - угловой шов 5. Уголс между поверхностью раздела угловыхшвов и поверхностями пластин выбираютравным от 1)/б до Я/3, На поверхности раздела выполняют концентратор 7, ориентированный к поверхностям пластин 1и 2 под углом от Т/4 до п /3 и глубиной от 0,03 до 0,3 толщины 1 пластин,Нагружение образца осуществляют доразрушения поперечным изгибом и рас1341534 тягивающими усилиями И Г 1 риложенны"ми к пластинам 1 и 2,и сжимающим усилием Р к подкладной пластине 3 в направлении сварных швов, Пластины 1-3могут быть выполнены криволинейными,Изобретение относится к испытательной технике и может быть исполь эовано для оценки прочности сварного соединения,1Цель изобретения - ускорение испытания путем увеличения градиента напряжений в направлении концентрации напряжений.На чертеже изображена схема нагружения стыкового сварного соединения при испытании. Способ осуществляют следующим образом.Изготовляют образец соединенияпластин 1 и 2 с Ч-образной разделкой кромок, Соединение осуществляютс использованием подкладной пластины3 формированием по крайней мере двухугловых швов 4 и 5. Подкладную пластину 3 устанавливают с зазором 3 относительно поверхности одной из пластин 2. Сначала формируют угловой шов4, а затем угловой шов 5. Угол ц между поверхностью раздела угловыхшвов и поверхностями пластин выбирают равным от/6 до 7 /3. Сварные швы4 и 5 заканчивают валиком 6. На валике 6 по поверхности раздела выполняют Ч-образный концентратор 7, ориентированный к поверхностям пластин подуглом /4-/3 и глубиной от 0,03 до0,3 толщины 1 пластин,Нагружение образца осуществляютпоперечным изгибающим моментом Мрастягивающими образец усилиями Б,перпендикулярными швам 4 и 5 и приложенными к пластинам 1 и 3, и сжимающим усилием Р к подкладной пластине в направлении сварного швов.При глубине концентратора 7, боль.шей 0,3 1, быстро происходит разрушение соединения, в результате этогоневозможно замерить прирост образовавшихся трещин и определить трещинностойкость наплавленного металла,в этом случае дополнительно нагружают образец давлением с 1, При нагружении первоначально возникают трещины 8 и 9, которые затем объединяются в 5сквозную трещину 10. 1 ил,При глубине концентратора 7,меньшей 0,03 1, и угле ориентацииповерхностей раздела угловых швов,большем 7/3, увеличивается времяиспытаний. Кроме того, поверхностныедефекты данной глубины являются допустимыми для многочисленных изделий.10 Выполнение угла.гр сопряжения между угловыми швами по линии несплавленияменьшего 7/6, трудноосуществимо и требует больших затрат времени.15 Первоначально возникают трещины 8 и 9, которые затем объединяются в сквозную трещину 1 О. Зтомуобъединению способствует ориентацияконцентратора 7 под углом Т/4-7/2 кповерхности. Такая ориентация концентратора дает возможность заранеепредопределить направление разрушения зоны сплавления швов 4 и 5 и измерить прирост первоначально образо 25 вавшихся трещин известными способами,например методом контроля датчикамиакустической эмиссии и др,При ориентации концентратора 6.вне угла ц =45-60 , а также при осуществлении двухстороннего зазора между подкладной пластиной 2 и образцомтрещина при разрушении получаетсяразветвленной, и невозможно предугадать направление ее распространения,вследствие чего трудно измерить прирост начальных трещин и определить трещиностойкость наплавленного металла,При испытании основного материала,из которЬго изготавливаются трубы,образец может быть изготовлен из криволинейных пластин или из труб. П р и м е р, Испытывали стыковоесоединение основного металла труб520 мм из стали 17 ГС толщиной 9 мм, 45 Одностороннюю подкладную пластину устанавливали с зазором 5 мм. Угловые1341534 Составитель М.КузьминРедактор Л.Повхан Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши Заказ 4429/47 Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 швы выполняли электродами УОНИ 13/55, ширина сварной зоны 14 мм. Концентратор выполняли глубиной 3 мм, угол между поверхностью раздела и плоскостями пластин составлял 7/б.5Испытание внутренним давлением осуществляли в режиме циклического нагружения материала до 0,36, где б - предел прочности, с частотой на гружения 1 цикл в минуту.Результаты эксперимента показали, что время до разрушения составляло 3-4 тыс. циклов, что в 1,5-2 раза меменьше, чем при испытании известного соединения. Формула изобретенияСпособ испытания стыкового сварного соединения пластин на сопротивляемость образованию трещин, по которому изготавливают образец соединения пластин с 7-образной разделкой кромок, на поверхности раздела выполняют концентратор, ориентированный к поверхностям пластин под удом от/4 до Т/3, нагружают образец поперечным изгибающим усилиемдо разрушения, регистрируют параметры трещинообраэования и по ним определяют сопротивляемость образованиютрещин, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью ускорения испытания путем увеличения градиента напряженийв направлении концентрации напряжений, зону сплавления образуют покрайней мере двумя угловыми швами сиспользованием подкладной пластины,которую устанавливают с зазором кповерхности одной из пластин, уголмежду поверхностью раздела угловыхшвов и поверхностями пластин выбирают равным от н /Ь до и /3, концентратор выполняют глубиной от 0,03 до0,3 толщины пластин, а при нагружениидополнительно растягивают образецперпендикулярно швам и прикладываютсжимающее усилие к подкладной пластине в направлении сварных швов,