Сварной образец для механических испытаний

(50 4 С 01 И 3/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Горьковский институт инженеровводного транспорта(56) Авторское свидетельство СССРУ 1045061, кл. С О И 3/00, 1982.(54) СВАРНОЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХИСПЫТАНИЙ(57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварныхсоединений. Цель изобретения - ускорение испытаний за счет повышенияконцентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов. Составную пластину 1 из основного материала сваривают двумя стыковыми швами, из которых более длинный шов наклонен к боковым кромкам под острым углом, а1 более короткий шов 3 расположен перпендикулярно более длинному шву отего середины до кромки пластины 1.К торцу Бшва 3 в зоне 4 сплавленияшвов нахлесточным швом 5 в направлении шва 3 приведена одним торцомпластинка 6. Она расположена противоположно валику 7 зоны сплавления иимеет толщину, равную размеру Ь околошовной зоны шва 3, ширину, равнуюширине Б шва 3, и длинуне менееС+6 В, где С и В - соответственно ширина более длинного шва и размер егооколошовной зоны. Со стороны противоположного торца 8 пластинка 6 приварена к пластиненахлесточным швом 9по ее кромке на расстоянии 6 не менееС+ЗВ от зоны 4 сплавления. При испытании нагружение образца осуществляют растяжением усилием Р и подачей Сдавления между пластиной 1 и пластинкой 6, 3 ил. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИзобретение относится к испытательной технике и может быть исполь зовано для оценки прочности сварных соединений.Цель изобретения - ускорение испытаний.за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов.На фиг, 1 изображена пластина со 10 сварными швами; на фиг. 2 - сварной образец с подкладкой пластинкой, а на фиг. 3 - зона сплавления сварных швов, сечение.Образец выполняют следующим обра зом.Составная пластина 1 из оснонногд материала сварена двумя стыковымишвами 2 и 3, из которых более длинный шов 2 наклонен к боковым граням 20под острым углом й, а более короткий шов 3 расположен перпендикулярно шву 2 от его середины до кромкипластины 1,К торцу Б шва 3 в зоне 4 сплавления швов 2 и 3 нахлесточным швом 5в направлении шва 3 приварена однимиз торцов прямоугольная пластинка 6,Пластинка 6 расположена противоположно валику 7 эдны сплавления и имеет 30 При толщине пластинки, меньшей Ъ,при испытании происходит разрушениепо шву 5 беэ разрушения зоны сплав 50 ления,При ширине пластинки Ь, большей Я,изменяется структура основного метал 5ла пластины 1, возникают дополнительные остаточные напряжения в месте нахождения узла, в результате чегоуменьшается точность имигации естестследующие размеры: толщину, равную размеру Ь околошовной зоны шва 3, ширттну, равную ширине 8 шва 3. и длину 1 не мене С+6 В, где С и В - соответственно ширина шва 2 и размер его35 околошовной зоны, Со стороны протинололожного торца 8 пластинка 6 приварена к пластине 1 нахлесточным швом 9 по ее кромке ца расстоянии Ь це менее С+3 В от зоны 4 сплавлеция. 40При толщине привариваемой пластинки 6, большей Ь, искажается структура напланлеццого металла стыконога шна 2, поскольку сказывается тепловое воздействие от наложения углового 45 шва к которому предъявляются требования приближения к равенству катетов К, и К шва 5. венных условий разрушения сварногоузла.При ширине пластинки 6, меньшей Б,в ускоренном разрушении сварного узла не участвуют цаиболее напряженныеучастки л и г" , ид которым при испытании образуется сквозное разрушение сварного узла.При выполнении шна 9 на расстоянии менее С+ЗВ дт шва 5 существенно возрастает уровень остаточных напряжений н сварном узле. В этом случае уменьшается точность определенияхарактеристик сопротивления разрушению сварного узла при использованиипредлагаемого образца,При длине привариваемой пластинки6 менее С+6 В ускорение испытаний доразрушения снарного узла несущественно,При испытании нагружецие образцаосуществляют растяжением усилием Ри подачей давления между пластиной1 и пластинкой 6. Для испытания материалов, из которых иэготонляют трубы, образец может быть выполнен из криволинейной пластины 1 ипи из трубы. В этом случае пластинка 6 также выполняется криволинейной или иэ трубы, а давление подается в межтрубное пространство.П р и м е р, В бесшовных трубах размером 530 8 мм из стали 17 ГС быпи созданы разрезы: один под углом 45 к образующей трубы и длиной 20 см, другой перпендикулярно ему по одну иэ сторон и длиной 10 см, Затем разрезы были сварецы стыкоными швами: сначала разрез протяженностью 20 см, затем - перпендикулярный ему. Стыконые швы выполняли двусторонними шириной С=8=12 мм, нротяжецность зоны спланления В=Ь=2 мм. В зоне спланления с внутренней поверхности трубы была приварена торцом металлическая пластинка из стали 14 ХГС толщиной 2 мм, шириной 12 мм, длиной 30 мм, которая на расстоянии 20 мм дт места перной приварки была соединена сваркой с трубой другим торцом.Циклическое нагружение осуществляли с плавным повышением внутреннего давления до 7 МПа с частотой цагружеция один цикл и минуту.Начало зарождения трещины фиксировалось в начале пересечения стыконых швов датчиками акустической эмис1348707 Формула изобретения Составитель М. Кузьмино Техред Л.Олийнык Корректор М, Максимиши И. Рыбч Заказ 5 П тета СССРраж 775 арственного к изобретений и ва, Ж, Рауш 42 ВНИИПИ Гос по дела 113035, Моисн ткрытиикая наб., д Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Разрушение сварного узла наблюдалось при 13-14 тыс. циклов. Количество циклов до появления первоначальной трещины базовых размеров 5-6 тыс., приращение трещины составляло (0,20-0,25) 10 мм/цикл.-2Полученные результаты свидетельствуют о том, что достигнуто существенное ускорение испытаний,Сварной образец для механических испытаний, выполненный из основного материала в виде составной пластины, сваренной двумя стыковыми швами, из которых более длинный расположен между противоположными боковыми гранями, а более короткий - перпендикулярно первому от его середины до боковой грани образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью ускорения испытаний за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов, более длинный шов наклонен к боковым граням под острымуглом, к торцу более короткого швав зоне сплавления стыковых швов с помощью нахлесточного шва приварена одним иэ торцов прямоугольная плас тинка, которая расположена противоположно валикам стыковых швов в направлении продолжения более короткого шва и имеет толщину, равную размеру его околошовной зоны, ширину, 15 равную его ширине, и длину не менееС+6 В, где С и В - соответственно ширина и размер околошовной эоны более длинного шва, а со стороны противоположного ее торца пластинка приваре на к основному материалу образца спомощью нахлесточногб шва по ее кромке на расстоянии не менее С+ЗВ от эоны сплавления.