Способ получения образца с дефектами сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 23 К 28 00 ОПИС 30 ЛЬСТВУ ТОРСКОМУ СВИ талгия,ДЕсварке, в образца с именение ых конст ас ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБРАЗЦАФЕКТАМИ СВАРКИ(57) Изобретение относится ктности к способам полученияфектами сварки, и найдет присследовании свойств сварн Изобретение относится к сварке, в частности к получению образцов с дефектами, и может быть использовано при исследовании влияния дефектов типа вогнутости корня шва на свойства сварных соединений, преимущественно легких сплавов.Способ обеспечивает получение дефектов в образцах с прямолинейными, круговыми и кольцевыми швами.Целью изобретения является обеспечение воэможности получения дефектов типа вогнутости корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным их расположением и размерами.Собирают образец из двух пластин, которые размещают на подкладке. На поверхность подкладки наносят органическое газообразующее вещество. Сварку выполняют на токе, меньшем на 5-20"-,ь оптимального значения.Сущность способа заключается в использовании локального избыточного давций, Цель изобретения - обеспечение возможности получения дефектов типа вогнутости корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным расположением и размерами дефектов. Образец сварива- ют на подкладке с нанесенным на ее поверхность слоем органического газообразующего вещества. Сварку ведут на токе, меньшем на 5 - 20 оптимального, и при длине дуги, на 50 - 100% большей оптимальной для заданных условий сварки. Способ позволяет в 2-4 раза сэкономить в исследовательской работе материалы, электроэнергию и трудозатраты. 2 з,п, ф-лы, 6 табл,ления газовои фазы на жидкую сварочную ванну. В начальный период образования сварочной ванны зто избыточное давление поднимает расплав над подкладкой с последующим уравновешиванием силами поверхностного натяжения, давления дуги и гравитационными силами расплава, который кристаллизуется с образованием вогнутости корня шва. Для создания необходимого количества и состава газовой фазы выбирается высокотемпературное и высокомолекулярное органическое вещество, которое наносится на плоскую подкладку. Затем производятся точная сборка стыка без зазора по центру нанесенного слоя и поджим свариваемых пластин. Сварку осуществляют с присадочной проволокой при сварочном токе на 5 - 20 О меньше и длине дуги на 50 - 100 О выше оптимальных сварочных. Усиление верхнего валика при этом формируют на высоту 20 - 80-",ь от свариваемых кромок.Ширина наносимого слоя ве, ества определена исходя из ширины требуемой вогнутости и образования количества газовой фазы, достаточного для создания избыточного давления, которое приподнимает жидкую сварочную ванну и выравнивается гидростатическим давлением и силами поверхностного натяжения металла расплава, Чрезмерное увеличение ширины слоя приводит к образованию такого количества газовой фазы, которое нарушает сплошность расплава и приводит к образованию прожегов и цепочек мелких утяжин.Уменьшение сварочного тока на 5 - 20 с и увеличение длины дуги на 50 - 100 , выбрано опытно-экспериментальным путем для снижения удельного давления сварочной дуги на расплавленную ванну.Так как выделяемая при нагреве газовая фаза приподнимает сварочную ванну над подкладкой, то для предотвращения прожегов ток сварки необходимо несколько снизить. Снижение менее 50 не позволяет получить качественного стабильного результата, а более 20 - однородную сварочную ванну, без несплавлений и окисленных пленок, Увеличение длины дуги на 50 - 1000 О позволяет снизить удельное давление сварочной дуги на расплав настолько, чтобы процесс сварки проходил стабильно, беэ прерываний и беэ сильного перемешивания (нижний. предел) сварочной ванны.Усиление верхнего валика сварного шва на 20 - 800 толщины кромок выше поверхности свариваемых толщин установлено исходя из создания такого количества расплавленного металла шва, что давление расплава и силы поверхностного натяжения уравновешиваются давлением избыточной газовой фазы. При увеличении усиления более 800 расплав "проседает" в некоторых местах, нарушая равномерность получения дефекта, а менее 200 недостаточно для формирования сплошного сварочного валика,В качестве органического вещества, наносимого на подкладку, применяют соединения из группы высокотемпературных и высокомолекулярных спиртов. Данные органические соединения не испаряются при комнатной и повышенной до 80 С) температурах, а разлагаются при сильном нагреве (свыше 150 С) на простые производные, большинство иэ которых является летучими, образующими газовую фазу, поднимающую над подкладкой металл сварочной ванны,Осуществление сварки на подкладке с проплавоформирующей канавкой глубиной 5-500 от толщины свариваемых кромок, вдоль которой нанесено органическое ве щество, позволяет получить дефект типапрерцвистой утяжинц за счет частичногоудаления избыточной газовой фазы черезканал канавки. Так как избыточная газоваяфаза имеет воэможность перемещаться поканавке при сварочном нагреве, то расплавленный металл в проплаве в некоторых местах достигает дна канавки, изолируя(закупоривая) часть газовой фазы, которая вэтих местах формирует вогнутость проплава. Это приводит к получению волнообразного формирования проплава. При глубине .канавки менее 50 ь свариваемых толщин газовая фаза не успевает выйти из-под сварочной ванны и получаются дефекты типавогнутости проплава. Увеличение глубинысвыше 50 приводит к необходимости увеличения количества подаваемой присадочной проволоки, что вызывает появлениенепроваров при сварке на рекомендуемыхрежимах.П р и м е р, Необходимо получить дефекттипа вогнутости корня шва при сварке пластин сплава АМг 6 толщиной 3 мм. Рекомендуемый оптимальный режимавтоматической аргонодуговой сварки данного материала; 1 св = 180- А, чсв = 18 мч,+5д = 3 мм.При выборе режима сварки для получения дефекта сварку проводили на стальнойплоской подкладке, скорость сварки 18 м/ч,длина дуги 3 мм. Стык собирался без зазора,на подкладку накосили слой нитроглицерина шириной до 15 мм.Данные по выбору 1 св сварки приведеныв табл. 1.Во всех случаях со стороны проплава восновном металле образовались небольшиеутяжины диаметром до 1,5 мм,Данные по выбору длины дуги при сварке по режиму: 1 св = 160 А, чсв = 18 мIч,приведены в табл, 2.Данные по выбору ширинь наносимогослоя глицерина при сварке по режиму: 1 св =160 А, чсв = 18 м/ч, дуги = 5 мм, приведены втабл. 3.Данные по выбору высоты усилениясварного шва при сварке по режиму: св =160 А, чсв = 18 м/ч, ду,и = 5 мм, и ширинеслоя глицерина не больше ширины проплава приведены в табл. 4,На основании результатов испытаний,приведенных в табл, 1-4, видно, что гарантированное получение стабильного дефектатипа вогнутости корня шва обеспечиваетсяпри предлагаемых пределах параметров. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Сравнительные данные по предлагаемому и известному способам приведены втабл. 5.1611653 Таблица 1 Результаты визуального и рентгеновского контролей 1 сь А Вогнутость очень глубокая, в некоторых местах прожоги180 170 Вогнутость глубокая, равномерная по длине образцаТо же 150 140 Вогнутость неглубокая и неоовная, в некоторых местахнесплавления до 5 мм длиной и окисные пленки до 7 ммдлиной Таблица 2 Результаты визуального и рентгеновского контролей дуги, мм Вогнутость неровная, в некоторых местах прожогисварного шва Вогнутость ровная, прожоги сварного шва Вогнутость ровная по всей длине сварного шва То жеВогнутость неровная, в отдельных участках несплавления до 4 мм длиной Данные по выбору органического вещества приведены в табл. 6,Как видно из табл. 5, предлагаемый способ получения дефектов типа вагнутости кор-ня шва позволяет гарантированно получать 5данный дефект по всей длине сварного шваили на заданных участках. Способ позволяет значительно (в 2-4 раза) экономить в исследовательской работе материал,электроэнергию и трудозатраты. 10Формула изобретения1. Способ получения образца с дефектами сварки, при котором образец свариваютиз двух пластин, которые располагают наподкладке, собирают их без зазора и сааривают с присадочной проволокой, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью обеспечениявозможности получения дефектов типа вогнутости корня шва в тонкостенных образцах из легких сплавов с заданным их 20расположением и размером, выполняют разметку подкладки и пластин, наносят на" поверхность подкладки, обращенную к пластинам, органическое газообразующее при нагреве вещество на ширину не менее расчетной ширины корня шва, сварку ведут на сварочном токе, меньшем на 5 - 20 Яи длине дуги, большей на 5-100 оптимальных значений этих величин, формируя усиление сварного шва на высоту 20-80 ф толщины пластин.2. Способ по п. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что в качестве органического вещества берут вещество из группы высокотемпературйых и высокомолекулярных спиртов.3. Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью обеспечения получе ния дефекта прерывистой утяжки корня шва, сварку ведут на подкладке с формирующей канавкой глубиной 5 - 50 толщины пластин с нанесением газообразующего ве-щества на канавку,1611653 Таблица 3 Рез льтаты виз Ши ина слоя Ь На 1-2 мм шире кор- Вдоль границы зоны спл ня шва в основном металле, вог Вдоль границы зоны сп плава в основном метал вогн ость овная, стаб е шире корня шва аблица блица 5 Более 5 мм на сторон Вдоль границы зоны спл от зоны сплавления со плава шириной 3 мм зо стороны проплава диаметром до 1,5 мм). Ревска Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Заказ 3799 Тираж 630, Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5