Способ диагностики разрушения сварных конструкций

(56) Прохоров Н.Н. и др. Метод ЛТП МВТУ.- Сварочное производство, 1958. )ч. 9, с.15-18,Казаков С.И. Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций,- Республиканский межведомственныйсборник научных трудов, Наукова думка,1988, М 7, с. 48 - 51.Недосека А,Я, Предразрушающее состояние сварных соединений и материалов.- Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций. Республиканскиймежведомственный сборник научных трудов, Наукова думка, 1986, )ч. 3, с, 12-21,Изобретение относится к сварке, в частности, к способам диагностики разрушения сварных конструкций.Известен метод ЛТП МВТУ, согласно которому к шву при температурах начала аустенитного превращения прикладывают нагрузку, создающую напряжения растяжения в шве и околошовной зоне,Однако данный способ применим только для однопроходных швов, он определяет условие наступления самого разрушения. а период, предшествующий ему, не устанавливает,Известен также способ прогнозирования образования и развития холодных трещин в сварных соединениях конструкций из техничес является ования р , заключа ОСУДАРСТВЕНГ)ЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ РАЗРУШЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ(57) Использование: при многопроходной сварке металла большой толщины в производстве толстостенных конструкций или при выполнении ремонтно-восстановительных работ, предназначен преимущественно для сварки низкоуглеродистых низколегированных сталей, В процессе заполнения разделки производят замеры напряжений металла шва и зоны термического влияния, По снижению уровня напряжений судят о состоянии предразрушения. Все это дает возможность принять меры для предотвращения разрушения, например, введением предварительного подогрева, промежуточной термообработки, 4 ил.высокопрочных сталей, при котором используется теория механики разрушения 1(Я при условии. что средняя величина растяги- .ф вающих напряжений, при которых образу с, ются трещины в конструкциях, ниже предела текучести свариваемого металла,Однако данным способом определяется не состояние предразрушения, а готоваяююЪ трещина, которая образовалась в период между окончанием сварки и началом измерений, кроме того, достаточно сложна методика испытаний,Наиболее близким по кой сущности к предполагаемому способ диагностики и прогнозир азрушения сварных конструкций ющийся40 45 50 55 в том, что путем расчета определяют внутренние напряжения, которые возникают всварном соединении в процессе выполнения сварки. Математическая модель предполагает наличие в металле дефектов типатвердых включений, при ее помощи производят расчет напряжений по мере выполнения сварки. Возникновению трещинпредшествует преобразование дефекта излинейной формы в форму вытянутого овала,Недостатками известного способа являются сложный математический аппарат,необходимость наличия информации о величине деформации, а также то, что схемарасчета не отражает особенностей формирования напряженно-деформационного состояния при многопроходной сваркебольшой толщины,Целью изобретения является упрощение технологи испытаний и расширениетехнологических возможностей путем обеспечения определения предразрушающегосостояния при многопроходной сварке толстостенных конструкций,Указанная цель достигается тем, чтопри способе диагностики и прогнозирования разрушения сварных конструкций,включающем определение внутренних напряжений по мере выполнения сварки,внутренние напряжения определяют путемзамера в процессе выполнения многопроходной сварки, а о состоянии предразрушения судят по резкому снижению уровнявнутренних напряжений,На фиг. 1 дана схема замеров напряжений; на фиг. 2 - распределение напряженийв корне шва при отсутствии трещин: на фиг,3 - то же, при образовании единичных микротрещин; на фиг, 4 - то же, при образовании сплошной трещины,Сущность способа заключается в следующем,При односторонней сварке металлабольшой толщины наиболее опасным местом с точки зрения образования трещин является корень шва, По мере заполненияразделки по высоте величина напряженийрастет, приближается к уровню предела текучести, и, в случае, если не образуютсятрещины. напряжения остаются на прежнем уровне вплоть до окончания сварки(фиг, 2). Если в процессе заполнения разделки в металле образуются трещины. топроисходит уменьшение уровня запасенной энергии и величина напряжений снижается (фиг, 3), Для дальнейшего развитиятрещины или для образования новой требуф ется энергия, которая поступает в виде упругой энергии, возникшей в результатеналожения новых слоев (валиков). Резкое 5 10 15 20 25 30 35 падение напряжений (фиг, 4) является свидетельством возникновения глубокой трещины,Таким образом, предлагаемый способ диагностики разрушения сварных конструкций, включающий измерение внутренних напряжений в процессе заполнения разделки. позволяет по факту резкого падения напряжений точно определить момент зарождения трещины, Это, в свою очередь, дает возможность своевременно принять технологические меры и предотвратить дальнейшее распространение трещины. К таким мерам относятся введение предварительного подогрева или изменение его температуры, проведение промежуточной термообработки, изменение порядка наложения швов и т,п,Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество сварного соединения за счет предупреждения хрупкого разрушения.Способ осуществляют следующим образомСварку технологической пробы 1 (сталь 14 Х 2 ГМРЛ) осуществля.от на двух режимах. В обоих случаях контрольный валик выполняют электродами АНП -1,тип 7 - 70). Деформирующий шов в первом случае выполняют электродами аустенитного класса марки ОЗЛ-б, во втором - электродами К - 5 А, В процессе выполнения деформирующего шва осуществляют замеры уровня напряжений прибором, работающем по упруго-магнитному принципу,При сварке разделки электродами К - 5 А (по второму режиму) прибор показал непрерывный рост напряжений, Спадов напряжений не зафиксировано, После окончания испытаний производят механическую обработку, Трещин не обнаружено.При сварке разделки электродами аустенитного класса марки ОЗЛ-б (первый режим) первоначально величина напряжений возрастает непрерывно (фиг, 4), затем после седьмого валика деформирующего шва наступает спад напряжений, а в районе концентрата напряжений технологической пробы образуется трещина 5 длиной 0,07 мм. Затем сварку продолжают и напряжение опять возрастает, После девятого валика прибор вновь фиксирует спад напряжений (фиг, 4), а трещина 5 увеличивается до 0,1 мм. Сварку продолжают, и после 14-го валика начинается устойчивое снижение напряжений вплоть до смены знака на противоположный. Трещина 5 растет до 11 мм.Использование предлагаемого способа диагностики разрушения сварных конструкций обеспечивает по сравнению с известны1731546 45 ми способами следующие преимущества: определение момента зарождения трещины позволяет путем изменения режима сварки полностью исключить возможность хрупкого разрушения: упрощение способа позволяет сэкономить трудовые и материальные затраты.Формула изобретения Способ диагностики разрушения сварных конструкций, включающий определение внутренних напряжений по мере выполнения сварки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии испытания и расширения технологических возможностей путем обеспечения опреде ления предрэзрушающего состояния примногопроходной сварке толстостенных конструкций, внутренние напряжения определяют путем замера в процессе выполнения многопроходной сварки, а о состоянии 10 предразрушения судят по резкому снижению уровня внутренних напряжений.1731546 авитель Л,Назаровед М,Моргентал Корректор Н,Корол Редактор И.Шмакова Заказ 1544 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина, 101