- •Горячие трещины в сварных соединениях.
- •Трещины повторного нагрева
- •Тема 26. Методы технологических испытаний 228
- •Тема 27. Контроль свойств паяльных соединений 234
- •27.4.3. Определение эрозии паяемого материала
- •27.4.6. Выявление и определение толщины прослойки химического соединения
- •27.4.7. Определение совместимости металлических материалов с припоями
- •Предисловие
- •Тема 1. Понятие промышленной продукции сварочного производства и её качества
- •Тема 2. Методы определения и нормирование показателей качества
- •Тема 3. Система формирования качества промышленной продукции сварочного производства
- •Контроль Стадии цикла продукции
- •Этапы формирования качества
- •Тема 4. Система разработки и постановки продукции в производство
- •Разработчик Заказчик
- •Изготовитель
- •Тема 5. Виды контроля технической документации
- •Тема 6. Общий и технологический контроль технической документации
- •Тема 7. Метрологическая экспертиза и нормоконтроль технической документации
- •Тема 8. Система технического контроля в сварочном производстве
- •Тема 9. Виды и средства технического контроля
- •Тема 10. Система испытаний в сварочном производстве
- •Тема 11. Особенности организации технического контроля в сварочном производстве
- •Тема 12. Контроль основных материалов
- •12.1. Трещины Виды трещин
- •Условия и причины образования
- •12.2 Волосовины
- •12.3. Скворечник
- •12.4. Надрывы
- •12.5. Расслоения
- •12.6. Закаты
- •12.7. Газовая раковина
- •12.8. Газовая пористость
- •Осевая пористость
- •12.9. Газовые пузыри
- •Поверхностные (подкорковые) газовые пузыри в литом металле
- •12.10. Усадочная раковина
- •12.11. Усадочная рыхлость
- •12.12. Неметаллические включения
- •12.13. Точечная неоднородность
- •12.14. Интерметаллидные (интерметаллические) включения
- •12.15. Инородные металлические включения (корольки)
- •Тема 13. Контроль сварочных материалов
- •Тема 14. Аттестация сварщиков и специалистов сварочного производства
- •Тема 15. Контроль сварочного оборудования
- •Тема 16. Порядок применения сварочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции опасных технических устройств
- •16.1. Организация аттестации технологий сварки на опасных производственных объектах
- •16.2. Исследовательская аттестация технологий сварки и наплавки
- •16.3. Производственная аттестация технологий сварки и наплавки
- •16.4. Оформление документации по аттестации технологии сварки и наплавки
- •16.5. Порядок получения разрешения на применение технологии сварки и наплавки
- •16.6. Требования к центрам, проводящим аттестацию технологий сварки и наплавки
- •Тема 17. Операционный контроль технологического процесса сварки
- •Контроль подготовки деталей под сварку.
- •Для контроля геометрических параметров разделки кромок использует мерительный инструмент и шаблоны (бесшкальная мера).
- •Контроль сборки свариваемых деталей.
- •Контроль процесса сварки
- •Контроль сварных соединений.
- •Тема 18. Приёмочный контроль сварных изделий
- •Тема 19. Ремонт сварных соединений и контроль подварок
- •Выборка выполняется до полного удаления дефектного металла (в необходимых случаях на всю толщину сварного шва). При неполной выборке толщина остающегося металла должна быть не менее 1мм.
- •Дефекты – несплошности сварки плавлением классифицируются по следующим признакам:
- •По форме: плоскостные (трещины, непровары); объёмные (поры, включения).
- •Тема 21. Дефекты сварки плавлением
- •Трещины;
- •Горячие трещины в сварных соединениях.
- •Трещины повторного нагрева
- •Тема 22. Дефекты контактной сварки
- •Тема 23. Основные неразрушающие методы дефектоскопии сварных соединений
- •23.1. Общие положения
- •23.2. Радиационный контроль Возможности контроля
- •23.3. Акустический контроль
- •23.4. Магнитный контроль
- •23.5. Течеискание
- •23.6. Капиллярный контроль
- •23.7. Метод магнитной памяти металла
- •Что же принципиально нового в предложенном методе контроля?
- •В России разработаны и введены в действие следующие стандарты:
- •24. Методы механических испытаний сварных соединений
- •24.1. Общие положения
- •24.2. Правила отбора проб, заготовок и образцов
- •24.3. Испытания при статических нагрузках
- •24.4. Испытание сварного соединения на статическое растяжение
- •Определение прочности металла шва в стыковом соединении.
- •Испытание на растяжение образцов, вырезанных поперек шва
- •24.5. Испытание сварного соединения на статический изгиб и сплющивание
- •24.6. Испытания сварного соединения на ударный разрыв
- •24.7. Испытания металла на длительную прочность при растяжении
- •24.9. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении
- •24.10. Испытание металлов на сжатие
- •24.11. Испытание на кручение
- •24.12. Измерение твёрдости
- •Измерение твёрдости при статическом нагружении
- •Измерение твёрдости при динамическом нагружении
- •24.13. Испытания при ударных нагрузках
- •24.14. Испытания при циклических нагрузках
- •Тема 25. Методы коррозионных испытаний сварных соединений
- •25.1. Виды и показатели коррозии
- •Основные методы коррозионных испытаний следующие:
- •23.2. Испытания на коррозионное растрескивание.
- •Испытание на коррозионное растрескивание образцов при одноосном растяжении (в соответствии с госТом 9.901.489)
- •25.3. Испытания на коррозионное расслаивание
- •25.4. Испытания на межкристаллитную коррозию
- •25.5. Испытания на питтинговую коррозию
- •25.6. Испытания на коррозионные потери в атмосферных условиях
- •25.7. Электрохимические коррозионные испытания
- •25.8. Металлографическое определение коррозионных поражений
- •Тема 26. Методы технологических испытаний
- •26.1. Испытания на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке плавлением
- •26.2. Испытания на сопротивляемость образованию горячих трещин при сварке плавлением
- •26.3. Оценка влияния процесса сварки плавлением на основной металл
- •26.4. Оценка хладостойкости сварных конструкций по реакции на ожог сварочной дугой
- •26.5. Испытания на релаксацию напряжений
- •26.6. Определение коррозионных поражений металлографическим методом
- •26.7. Определение содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва при сварке
- •Тема 27. Контроль свойств паяных соединений
- •27.1. Общие положения
- •27.2. Методы неразрушающего контроля
- •27.3. Методы механических испытаний
- •27.3.1. Испытания на растяжение и длительную прочность
- •27.3.2. Испытания на удар
- •27.3.3. Испытания на изгиб
- •27.4. Методы технологических испытаний
- •27.4.1.Испытания для оценки влияния жидкого припоя на механические свойства паяемого материала.
- •27.4.2. Определение заполнения зазора припоем
- •27.4.3. Определение эрозии паяемого материала
- •27.4.4. Определение растекания припоя
- •27.4.5. Определение температуры распайки
- •27.4.6. Выявление и определение толщины прослойки химического соединения
- •27.4.7. Определение совместимости металлических материалов с припоями
- •27.4.8. Определение снижения прочности металлических материалов с трещинами под действием припоя
- •Список литературы
24.3. Испытания при статических нагрузках
Испытания на растяжение являются основным методом исследования и контроля металлических материалов и сварных соединений. Испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое (кратковременное) растяжение проводят в соответствии с ГОСТ 699666 и с учетом ГОСТ 149784 (при комнатной температуре), ГОСТ 1115084 (при пониженных температурах), ГОСТ 965184 (при повышенных температурах).
Испытания металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое (кратковременное) растяжение проводятся на стандартных образцах типов I, II, III (рис. 24.3, табл. 24.1).
Для испытаний, проводимых при нормальной и пониженных температурах, применяются образцы всех типов, при повышенных температурах – типов IV и V (рис. 24.4, табл. 24.1.)
Рабочее сечение образцов всех типов должно состоять из металла испытуемого участка. Все образцы должны располагаться вдоль продольной оси испытуемого участка. Рекомендуемые схемы вырезки образцов при различных видах сварки для различной толщины свариваемых металлов приведены в ГОСТ 699666. Допускается применение пропорциональных коротких цилиндрических образцов другого диаметра или типа по ГОСТ 149784.
При испытании при повышенных температурах по требованию, оговоренному в стандарте или другой технической документации, допускается применение пропорциональных длинных цилиндрических образцов № 2 и 3 по ГОСТ 965184.
При наличии соответствующих приспособлений допускается применение образцов типов I, II и III для испытаний при повышенных температурах.
Рис. 24.3. Цилиндрический образец для испытания на статическое (кратковременное) растяжение; типы I–III – при нормальной и пониженной температурах.
Таблица 24.1. Параметры стандартных образцов для испытаний на растяжение, мм.
Тип образца |
d0 |
d |
K |
D |
h |
h1 |
R |
l0 |
l |
L |
I |
30,1 |
|
0,03 |
6 |
4 |
2 |
1 |
15 |
18 |
301 |
II |
60,1 |
|
0,03 |
12 |
10 |
2,5 |
1,5 |
30 |
36 |
611 |
III |
100,2 |
|
0,04 |
16 |
10 |
3 |
3 |
50 |
60 |
861 |
IV |
60,1 |
10 |
0,03 |
М12 |
15 |
5 |
5 |
30 |
36 |
861 |
V |
100,2 |
12 |
0,04 |
М16 |
15 |
5 |
5 |
50 |
60 |
1101 |
Примечание: K – допускаемая разность наибольшего и наименьшего диаметров на длине рабочей части образца. |
Рис. 24.4. Цилиндрический образец для испытания на статическое (кратковременное) растяжение; типы IV, V – при повышенных температурах.
Рабочее сечение образцов всех типов должно полностью состоять из металла испытуемого участка. В головках образца допускается наличие металла других участков сварного соединения.
Разметку места вырезки образцов производят по макрошлифам, изготовленным на торцах заготовки. Все образцы располагают вдоль продольной оси испытуемого участка. Схема расположения образцов при испытании других участков металла шва или металла околошовной зоны устанавливается стандартами или другой технической документацией.
Дополнительно в соответствии с ГОСТ 149784 допускается кроме круглых образцов применение пропорциональных плоских образцов с головками и без головок рабочим сечением от 320 мм до 2530 мм и общей длиной образца от 200 до 380 мм.
Испытания на растяжение проводятся на разрывных и универсальных испытательных машинах, соответствующих ГОСТ 28840-90.
Для различных задач могут определяться следующие механические свойства при растяжении:
- предел упругости 0,05, МПа (кгс/мм2);
- модуль упругости Е, МПа (кгс/мм2);
- физический предел текучести т, МПа (кгс/мм2);
- условный предел текучести 0,2, МПа (кгс/мм2);
- временное сопротивление (предел прочности) в, МПа (кгс/мм2);
- относительное удлинение , %;
- относительное сужение , %.
Для определения механических свойств чаще всего используются расчетный (с помощью тензометров) и графический (построение диаграмм растяжения в координатах нагрузка удлинение) способы.
Указанные характеристики определяются по следующим формулам.
Предел упругости максимальное напряжение, при котором появляется остаточная пластическая деформация, равная 0,05 %. По результатам испытаний определяется нагрузка Р0,05, по которой вычисляют предел упругости 0,05 по формуле:
0,05 Р0,05/F0, (24.1)
где F0 начальная площадь поперечного сечения образца.
Модуль упругости (модуль Юнга) модуль упругости для деформации растяжением-сжатием равен отношению нормального напряжения к вызванной им упругой деформации и вычисляется по формуле:
E (P×l0)/(lср×F0), (24.2)
где Р – степень нагружения;
l0 – начальная длина расчетной базы образца;
lср – приращение удлинения образца к приращению нагрузки на Р;
F0 – начальная площадь поперечного сечения образца.
Физический предел текучести (нижний предел текучести) – наименьшее условное (расчетное) напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки, определяется по формуле:
т Рт/F0, (24.3)
где Рт нагрузка, при которой образец деформируется без заметного увеличения его длины;
F0 – начальная площадь поперечного сечения образца.
Условный предел текучести наименьшее условное (расчетное) напряжение, при котором остаточное удлинение равно 0,2 % от начальной расчетной длины образца, определяется по формуле
0,2 Р0,2/F0, (24.4)
где Р0,2 – нагрузка, соответствующая остаточному удлинению,
F0 начальная площадь поперечного сечения образца.
Временное сопротивление разрыву (предел прочности) при растяжении – условное напряжение, равное отношению Рmax, предшествующему разрушению, к начальной площади поперечного сечения образца F0, определяется по формуле:
в Рmax/F0. (24.5)
Относительное удлинение при разрыве – отношение приращения длины образца при растяжении после разрыва к его исходной расчетной длине. Определяется по формуле:
%, (24.6)
где l0 начальная длина расчетной части образца до испытания;
lк – длина расчетной части образца после его разрыва.
Относительное сужение при разрыве – отношение уменьшения площади поперечного сечения образца в месте его разрыва к его исходной площади. Определяется по формуле:
(24.7)
где F0 площадь поперечного сечения образца до испытания;
F поперечное сечение образца после разрыва.