Способ оценки условий сварки по содержанию водорода в металле шва

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ш 4 В 23 К 28/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР893470, кл. В 23 К 28/00, 1980.Козлов Р. А. Влияние условий сварки на содержание водорода в металле шва.Сварочное производство, 1958,4, с. 25 - 28, (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ СВАРКИ ПО СОДЕРЖАНИЮ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛЕ ШВА(57) Изобретение относится к области сварки, в частности к способам оценки услоЯО, 1423327 А 1 вий сварки по содержанию водорода в металле шва, и может быть применено при изготовлении сварных конструкций при оценке стойкости сварных соединений к холодным трещинам. Целью является повышение точности оценки, Для этого из металла сварочной ванны отбирают две пробы, в одну из них вносят дозированное количество водородсодержащего химического соединения. В обеих пробах определяют количество диффузионного водорода, массу проб, Рассчитывают содержание диффузионного водорода, приходящегося на 1 моль вносимого в зону сварки водорода. Влияние условий сварки на содержание водорода в металле шва оценивают путем сравнения содержания водорода для различных исследуемых условий сварки. Большему его значению соответствуют худшие условия сварки. 1 табл.(3) где С Нсп 11Изобретение относится к сварке и может быть использовано при определении влияния водорода в металле шва на пороустойчивость и образование холодных трещин при сварке плавлением.Целью изобретения является повышение точности оценки.Для осуществления способа оценки условий сварки по содержанию водорода в металле шва последовательно отбирают две пробы из металла сварочной ванны. При этом первую пробу отбирают в исследуемых условиях сварки без дополнительного введения водорода в пробу, а дополнительную пробу отбирают в исследуемых условиях сварки, смешивая металл пробы с дозированным количеством водородсоде)жашего химического соединения. В обоих случаях определяют количество дифсрузионного водорода, массу проб и рассчитывают содержание диффузионного водорода ио формуле гч.. - количество диффузионного водорода, выделившегося в эвдиометр из пробы, см;гпмасса пробы, г;Н - содержание диффузионного водорода в металле шва, см/100 г.Рассчитывают количество молей водорода, вносимоГо в дополнительную пробу с химическим водородсодержашим соединением ио формуле где и - количество атомов водорода в молекуле вносимого водородсодержашего химического соединения;гиь - масса введенного в дополнительн) ю пробу водородсодержашего соЕдинения;М - мольная масса Вносимого водородсодержащего химического сое,инения, г/моль.Рассчитывают содержание диффузионного водорода, приходящееся на 1 моль вносимого в зону сварки водорода ио фор- муле содержание диффу зионного водорода в металле гива, приходящееся на 1 моль вносимого в зону сварки водорода, см "/100 моль; содержание диффузионного зодорода в дополнительной пробе, смепанной с водородсодержашим химическим соединением, сь / /100 г;содержание диффузионного водорода в пробе без введения водородсодержашего химического соединения, смз/100 г; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 МН 2 - количество молей водорода, вносимого с водородсодержашкм соединением в дополнительную пробу, моль.Влияние условий сварки на содержаниеводорода в металле шва оценивают путемсравнения значения Сн для различных исследуемых условий сварки. Большему значению С соответствуют худшие условия сварки с точки зрения содержания водорода вметалле шва, так как водород является нежелательной примесью в металле шва.Для отбора проб из металла сварочнойванны с нижней стороны пластины выпол.няют два глухих цилиндрических отверстиядиаметром 8 мм на расстоянии, превышающем длину сварочной ванны. Выполнение отверстий на расстоянии, превышающем длину сварочной ванны, позволяет исключитьвзаимное влияние отбора проб на содержание водорода.Для отбора дополнительной пробы надодним из отверстий дйаметром 8 мм помешают дозированное количество водородсодержаШего химического соединения. Для этоговыполняют глухое цилиндрическое отверстиедиаметром 5 мм на глубину 2 мм и засыпают в него навеску водородсодержайегохимического соединения, например, А( (дН) зв 1(оличестве 8 мг. Под отверстиями рзМе 1 цают разъемные изложницы и выполняютнаилавку по отверстиям, при этом ваннадважды последовательно выливается в изложницы. Отобранные в изложницы такимобразом пробы закаливают и определяютсодержание диффузионного водорода однимиз известных методов, например помешаютпробы в эвдиометры, заполненные спи(1 том, определяют количеством диффузионногОводорода, выделившегося через 3 сут, взвешивают пробы и рассчитывают содержаниеводорода в пробах по формуле (1).Пример. Оценены условия сварки подфлюсами АНи АН-А по содержаниюводорода в металле шва. В реальных условиях автоматииеской сварки под флюсом основными поставщиками водорода в металлшва являются водородсодержашие соединения на поверхности проволоки и влагифлюса. Степень загрязненности проволокитакими соединениями и влажность флюса -трудноконтролируемые и задаваемые характеристики, поэтому они могут быть отнесенык случайным величинам. Следовательно,определяя влияние загрязненности проволоки и влажности флюса на критерий оценкиусловий сварки под флюсом, соответственноАН-А и АНпо водороду, тем самымопределяют степень точности проводимойоценки. Испытания выполнялись как под прокаленными,так и непрокаленными флюсами,использована проволока СвГ 2 С диаметром 4 мм в состоянии поставки и очищенная,Испытания выполнялись ио предлагаемому и по способу-прототипу. При этом значе(7) ния Н,соответствуют значениям содержания диффузионного водорода в металле Ндшва, определяемым по способу-прототипу,Диффузионный водород определяли помещением пробы в эвдиометр со спиртом на 3 сут.В качестве водородсодержащего химическогосоединения использован гидрат окиси алюминия А (ОН) з. Каждая молекула А 1 (ОН) зсодержит 3 атома водорода п=3. Массанавески А 1(ОН)з, смешиваемой с металломдополнительной пробы, составила гп=8 мг,взвешивания навески выполнялись на весах2 класса ВПР. Мольная масса А 1(ОН)зсоставляет М=78,004 г/моль, следовательно количество молей водорода, вносимогос водородсодержащим химическим соединением в доПолнительную пробу, рассчитанноепо формуле (2), составило МНз=153,8 ХК 0 6 моль.Результаты оценки приведены в таблице.При этом значения тз и гп - соответственно масса дополнительной и основной пробы, Чоз и Чо 1 - количество диффузионноговодорода, выделившегося из дополнительнойи основной пробы, определены экспериментально. Значения Нсп и Нд рассчитаныпо формуле (1), а значения Сн - по формуле (3),По результатам четырех опытов среднеезначение содержания диффузионного водорода в металле шва, приходящееся на1 моль вносимого в зону сварки водорода,определяют по формулеССн (4)где С; - содержание диффузионного водорода в металле шва, приходящееся на 1 моль вносимого водорода в 1-ом опыте, см/100 г.По результатам четырех опытов среднеезначение содержания диффузионного водорода в металле шва определяют по формуле (5), при этом значения Н. 1 по предлагаемому способу соответствуют значениямН. по способу-прототипу.з - Н сн;Нсп= ---4(5) где Н .; - содержание диффузионного водорода в металле шва, полученное в 1-ом опыте, смз/100 г.Отклонения содержания диффузионного водорода в металле шва, приходящегося на 1 моль вносимого в зону сварки водорода, и содержания диффузионного водорода в металле шва по результатам четырех опытов определяют соответственно по формулам (6) и (7)5 10 15 20 25 30 35 В условиях сварки под флюсом АНА получили Си=48765 смз/100 моль; ЛС = =2 7%; Ню=4,8 смз/100 г; ЛН=20 8%,В условиях сварки под флюсом АНполучили: С=66044 смз/100 моль; ЛСН= - =32% Нс.=5,8 смз/100 г; ЛНс =16,4%.Как следует из полученных результатов, насыщение металла шва водородом в условиях сварки под флюсом АНА меньше, чем в условиях сварки под флюсом АН, при сварке проволокой Св - 08 Г 2 С на приведенных режимах. Следовательно, сварка под флюсом АНА предпочтительнее по сравнению со сваркой под флюсом АНс точки зрения содержания водорода в металле шва. Этот результат получен как при оценке по содержанию диффузионного водорода в металле шва Н. (АНА)= - =4,8 смз/100 г; Н (АН) =5,8 см/ /00 моль, так и при оценке по предлагаемому способу С(АНА) =4865 смз/ /100 моль; С(АН) =66044 см"/100 моль.Отклонение от среднего значения при оценке условий сварки по способу-прототипу в результате действия случайных факторов, связанных с загрязненностью сварочных материалов, составило ЛНсп (АНА)= = - 20,8; ЛН(АН) =16,4%, а по предлагаемому способу ЛС (АНА) = 2,7; ЛС (АН) = 3,2%, это существенно меньше по сравнению со способом-прототипом, что свидетельствует о повышенной точности оценки по да н ному способу.Таким образом, предлагаемый способ оценки влияния условий сварки на содержа ние водорода в металле шва позволяет получить количественные данные, которые могут быть использованы при определении порциального давления водорода в газовой фазе в исследуемых условиях сварки. Способ оценки условий сварки по содержанию водорода в металле шва, при котором отбирают пробу из металла сварочной ванны в исследуемых условиях сварки и определяют содержание диффузионного водорода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки, производят отбор дополнительной пробы, вводят в нее дозированное количество водородсодержащего химического соединения, в обеих пробах определяют содержание диффузионного водорода, а влияние условий сварки на содержание водорода в металле шва оценивают по формуле где С - содержание диффузионного водорода в металле шва, приходящееся на 1 моль вносимого в зону сварки водорода, смз/ 100 моль;Н., - содержание диффузионного водо,Про- Очист- гпгкалка ка профлюса волоки ы,АНА 18,151 2,1 18,332 0,8 11,6 4,3 47464 18,232 2,0 18,021 0,6 11,0 3,3 50065 18,166 2,3 17,999 0,9 12,7 5,0 50065 17,994 2,5 18,203 1,2 13,9 6,6 47464 18,441 2,8 18,042 0,9 15,2 5,0 66320 18,001 2,6 18,310 0,9 14,4 4,9 61769 18,204 2,8 17,991 1,0 15,4 5,6 63719 18,177 3,2 18,164 1,4 17,6 7,7 64369 Ани и Составитель Л. НазароваРедактор Ю. Середа Техред И. Верес Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 4474/17 Тираж 922 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 рода в дополнительной пробе,смешанной. с водородсодержащимхимическим соединением, смз//100 г;Н., - содержание диффузионного водо 5рода в пробе без введения водо. родсодержащего химического оединения, см/100 г;МН - количество молей водорода, вносимого с водородсодержащим химическим соединением в дополнительну 1 о пробу, моль.