Способ контроля качества сварных соединений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 45987 51)4 В 23 К 28 0 ОСУДАРСТВЕННЫО ИЗОБРЕТЕНИЯМРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСК 2 зцов-свидетелейприспоотноситсспользова Изобрете ожет быт сварке ля конт же со я рение эконом ма ра й, уст на изд асполо(56) Авторское свидетельство СССРР 1232441, кл. В 23 К 28/00, 1984,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ,(57) Изобретение относится к сваркеи м.б. использовано для определениявеличины и свойств эоны .разупрачнения на сварных крупногабаритных конструкциях из термоупрочняемых и на-.гартованных материалов. Изобретениеможет найти применение в машиностроении при отработке новых конструкцийкоторые должны иметь минимальную массу. Цель изобретения расширение технологических возможностей, экономия роля качества сварных соединений изтермоупрочняемых и нагартованных материалов. елью изобретения является расши технологических возможностей ия металла и снижейие трудоем кости,На фиг. 1 изображена сх положения образцов-свидетел новленных в приспособлении лии; на йиг. 2 и 3 - схем металла и снижение трудоемкости. При определении величины и свойств зоны разунрочнения на конструкцию 1 в зоне сварного шва 4 устанавливают образцы-свидетели, Контактирующие поверхности образцов-свидетелей и свариваемой конструкции зачищают до чистоты не менее К 01. Параметры образцов-свидетелей: масса не более 0,5 г, толщина 1-2 мм, длина 6-10 мм, Образцы закрепляют на изделии группами по три таким .образом, чтобы центральные точки образцов были вершинами равностороннего треугольника, а расстояние между ними не превьппало их пятикратной длины. На контактируемую поверхность создают давление не менее 0,04 кг/мм . После сварки контактируемую поверхность образцов подвергают рентгеноструктурному ана лизу, определяя зону раэупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки металла. 1 э,п.Ф-лы, 3 ил., 2 табл. блении.На свариваемам,изделии 1 располагают образцы-свидетели 2. Контролируемые поверхности образцов"свидете" лей 2 и свариваемого иэделия 1 обра" батывают до чистоты не менее КС 1 01. По три образца закрепляют на изделии таким образом, чтобы центральные точ ки образцов-свидетелей 2 были вершинами равностороннего треугольника, а расстояние между ними не превьппало их пятикратной длины, при этом устанавливают в зоне термического влияния. симметрично относительно свариваемого стыка Э, обеспечивая давление на контактируемую поверхность не менее 0,04 кг на 1 мм . После сварки кон 5 тактируемую поверхность образцов- свидетелей 2 подвергают рентгено"структурному анализу, определяя зону разупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки металла, вызванному нагревом нри сварке.Для создания прижимающего давления образцы-свидетели могут быть предварительно закреплены по три штуки в массивных приспособлениях 4, которые устанавливают на изделии. При протяженных прямолинейных швах приспособление может быть выполнено в виде прижимных балок. 20Обработка контактирукщих поверхностей образцов-свидетелей и свариваемой конструкции до чистоты не менее К 01 обеспечивает под действием нагрузки (не менее 0,04 кг/мм) 25 и нагрева при сварке временное межмолекулярное сцепление между контактируемыми поверхностями. Благодаря этому все структурные изменения, .которые происходят в материале свариваемого изделия, фиксируются в материале образцов-свидетелей. Система образец-свидетель - свариваемое изделие ведет себя как единое целое. После окончания процесса сварки и остывания материала до комнатной температуры молекулярное сцепление поверхностей прекращается.Иассу образцов-свидетелей (0,5 г) определяют опытным путем. При увеличении массы на 107. точность замеров снижается на 5 Е, при 207 - на153.Толщину образцов-свидетелей определяют равной 1-2 мм. При толщине меньше 1 мм процесс изготовленная и закрепления образцов в приспособлении становится нетехнологичным, трудно также обеспечить хороший контакт с изделием, т,е. подучить надежный теплосьем с поверхности свариваемого изделия. При толщине больше 2 мм снижается точность измеренияв таких же пропорциях, как при увеличении.массы образцов.Для получения достоверных сведе-. ний о параметрах кристаллической решетки макрообъемов исследуемого материала методом рентгеноструктурного анализа требуется получение усредненных показателей.При определении разупрочнения нагартованных и термоупрочняемых алюминиевых сплавов от температурного фактора экспериментально установлено, что оптимальная площадь облучения материала, обеспечивающая наиболее достоверные усредненные показатели параметров решетки, составляет 61 мм.Исходя из оптимальной площади облучения при рентгеноструктурном анализе и надежности контактирования образцов-свидетелей с контролируемым материалом, длина образца-свидетеля находится в пределах 6-10 мм, а высота образца определяется из форму- лы Н = Б мм)т ьв масса образца-свидетеля, г;длина образца-свидетеля, мм,ширина образца-свидетеля, мм;удельный вес материала образца-свидетеля, г/ммз . где РюБ Расположение образцов-свидетелей по схеме равностороннего треугольника выбирают, исходя из равномерности распределения давления на них, кроме того, при таком расположении материалов образцов-свидетелей наиболее полно воспринимаются структурные изменения материала конструкции, так как образуется замкнутая и наиболее чувствительная к поверхностным деформациям .тензобалочная система.Расстояние между образцами-свидетелями не меньше их пятикратной длины выбирают, исходя из того, что это расстояние достаточно для фиксации возможных изменений режима сварки и изменений в результате этого свойств металла.П р и м е р. .Работу проводят на цилиндрических конструкциях из сплава АМг 6 НПП толщиной 4,5 мм, диаметром 1000 мм, длиной 500 мм. Габариты образцов-свидетелей 2;1061 мм, материал тот же. Контактная поверхность свариваемой конструкции и образцов-свидетелей (10 х 1) обрабатывается до чистоты не ниже К 01. По три образца-свидетеля устанавливают в пазы приспособления 4 так, что их центральные точки являются вершинами равностороннего треуголь1459870 ия ердости ЭЛ одольныи ЭЛС ЭЛС льцевой ргонодуговаварка одольный Кольцевой ника, а контактирующая поверхность выступает из приспособления на 0,2- 0,5 мм и параллельна нижней плоскости приспособления. Приспособления весом по 1 кг устанавливают симмет 5 рично с двух сторон свариваемого стыка на расстоянии 15-120 мм от стыка. После установки приспособлений с образцами-свидетелями на конструкцию производят сварку стыка (шва) 3. Один продольный и один кольцевой шов сваривают автоматической аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом с присадочной проволокой марки СвАМгб 15 диаметром 2 мм. Лва продольных и один кольцевой шов сваривают электронно-лучевой сваркой. После сварки приспособления демонтируют, из них вынимают образцы-свидетели. Производят рентгеноструктурный анализ материала образцов-свидетелей на плоскости их контакта со свариваемым изделием. Разупрочнение материала определяют по изменению рентгеновской 25 линии (420) на дифрактомере УРСИИ в кобальтовом излучении с автомати ческой записью на диафрагму,Для сравнения и оценки полученных данных иэ сваренных конструкций из ЗО зон, на которых устанавливались образцы-свидетели, вырезают образцы для механических испытаний. Результаты сравнения рентгеноструктурного контроля образцов-свидетелей и механи 35 ческих испытаний образцов, вырезанных из сварной конструкции, показали полную сходимость результатов (табл. 1).Результаты замеров зоны разупроч" нения, выполненные при аргонодуговой 4 О сварке, представлены в табл.2.Применение предлагаемого способа позволяет получить экономию металла (0,3-2,0 т на изделие) при конструктивной отработке изделия за счет45 того, что отпадает необходимость разрезки изделияПо этой же причинетрудоемкость отработки конструкцииснижается в 2-3 раза,Формула изобретения 1. Способ контроля качества сварных соединений преимущественно из термоупрочняемых и нагартованных материалов, при котором на подготовленное к сварке изделие помещают, образцы-свидетели и выполняют сварку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью расширения технологических возможностей, экономии материала и снижения трудоемкости, контактирующие поверхности образцов-свидетелей и свариваемого изделия обрабатывают що чистоты не менее К 0,1, по три образца-свидетеля, каждый иэ которых выполняют массой не более 0,5 г, толщиной 1-2 мм, длиной 6-10 мм, закрепляют на изделии группами, располагая центральные точки образцов- свидетелей в вершинах равностороннего треугольника, с расстоянием между ними, не превышающим их пятикратной длины, устанавливают на изделие в зоне термического влияния симметрично относительно свариваемого стыка и создают давление на контактируемую поверхность не менее 0 04 кг на 1 мм .2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что после сварки образцы-свидетели подвергают рентгеноструктурному анализу, определяя зону разупрочнения по изменению параметров кристаллической решетки метаЛла, предварительно устранив с их поверхности окисную пленку, образовавшуюся в результате нагрева при сварке.Таблица 1,04 0 0,04 02 0,04 0 01-105 78-91 О,0,0 Чистотаобработкиповерхноств местахконтакта К прижатияобразцов кповерхностисварных соединений Ширина разупр измере предла 100" 104 96-100 87-93 93-100 Таблица 2 Реальное значение ны зоны ранения, мм 101" 105 101 "105 101-105 101-105при ГКНТ СССР зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 397/13 Тираж 892НИИПИ Государственного комитета но изобретениям113035, Москва, 3-35, Раушская н одписное открытияд. 4/5