BG66544B1

BG66544B1 - Метод и устройство за изпитване склонността на металите към образуване на пукнатини при заваряване

Info

Publication number: BG66544B1
Application number: BG110655A
Authority: BG
Inventors: Николай АЛЕКСИЕВ; Пламен Ташев; Стефан ХРИСТОВ
Original assignee: Институт По Металознание "Акад. А. Балевски" - Бан
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2016-09-30
Also published as: BG110655A

Abstract

Изобретението се отнася до метод и устройство за изпитване склонността на металите към образуване на пукнатини при заваряване, по-специално на кръгови шевове. Методът се състои от изработване на надрез на кръгло цилиндрично тяло (1), което се поставя в отвор (2) на втулка (3). Втулката се поставя в плоча (4), като краят на образеца се захваща към лостова система (5). Образецът се натоварва с различно усилие на усукване, по време на заваряване или след това. Устройството се състои от центриращо приспособление (8), в което е фиксирана плоча (4) с централен отвор, в който се поставя втулка (3) в отвора (2), на която се поставя тялото (1), а другият край на тялото (1) е захванат за лостова система (5) с подвижна тежест (9). На лостовата система (5) е монтиран датчик (10), с който се отчита натоварването. 4 претенции, 1 фигура

Description

Изобретението се отнася до метод и устройство за изпитване склонността на металите към θ образуване на пукнатини при заваряване, поспециално на кръгови шевове.

Изобретението ще намери приложение при изработването на метални конструкции в машиностроенето и строителството, и изпитването 15 на склонността на стоманите към образуването на пукнатини в метала на шева и около шевната зона.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е метод за изпитване устойчивостта на основния метал към образуването на студени пукнатини /1/ „имплант тест”. Имплантьт представлява цилиндрично тяло, от изследвания 25 материал на което се изработва пръстеновиден или винтообразен надрез. Имплантьт се поставя в пробит отвор на плоча от същия или идентичен по топлофизични свойства материал. Върху плочата се наварява ивица така, че да е разположена зо по оста на импланта и частично да го разтопи. В процеса на охлаждане при достигане на температура 150-100°С образецът се натоварва на опън до достигане на определено ниво на напреженията като се следи времето на нато- 3$ варване. Минималното време на натоварване без разрушаване трябва да бъде 16 h. Стойността на напрежението се изчислява спрямо напречното сечение на образеца в областта на надреза σ . кр

Резултатите от тези изпитвания не са валидни за оценяване на кръгови шевове при прътови и тръбни конструкции с размери от няколко милиметра (например дюзи, щуцери). Не се отчитат специфичните условия при заваряване на кръговите шевове. При този метод не се отчитат свойствата на материала на прътите и тръбите, 45 получили се вследствие на процеса на производство на заготовките, както и конструкцията по отношение на устойчивостта срещу образуване на студени пукнатини. Не се отчита и влиянието на конкретния тип на заварено съединение. Приложените опънови усилия за разрушаване са със значителна стойност. Методът не дава информация за поведението на материалите във високотемпературната област.

Известен е метод за изпитване на устойчивостта на основния метал към образуването на студени пукнатини /2/, при който на тяло с кръгло сечение на разстояние от челото му се прави пръстеновиден надрез, след което се прилага усилие на опън в надреза до получаване на уморна пукнатина. След това пробният образец се поставя в поддържаща планка, и се изпълнява заваръчен шев. Завареното съединение се натоварва на опън веднага след приключване на заваряването.

Резултатите от тези изпитвания не са валидни за оценяване на кръгови шевове при прътови и тръбни конструкции с размери от няколко милиметра (например дюзи, щуцери). Не са отчетени специфичните условия на заваряване на кръговите шевове, както и свойствата на материала на прътите и тръбите, получили се вследствие на процеса на производство на заготовките, както и конструкцията по отношение на устойчивостта срещу образуване на студени пукнатини. Не отчитат влиянието на конкретния тип на заварено съединение. Освен това приложените опънови усилия за разрушаване са със значителна стойност. Методът дава възможност за оценяване поведението на материалите само срещу получаването на ламеларни пукнатини.

Техническа същност на изобретението

Задачата на изобретението е да се създаде метод и устройство за изпитване склонността на металите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове.

Задачата се решава с метод и устройство за изпитване склонността на стоманите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове, където изпитваният образец представлява кръгло, плътно или тръбно цилиндрично тяло, на което се изработва винтов надрез. Тялото се поставя в отвора на втулка от същия материал. Втулката се захваща в съставна масивна плоча, а другият край на тялото се захваща към лостова система, след което тялото се заварява със заваръчна глава с ъглов заваръчен шев към втулката, като заваряваното тяло се натоварва с предварително избрано усилие на усукване т_ус с продължителност равна или по-голяма от

66544 Bl h, след което се отчита дали е настъпило разрушаване.

Вариантно изпълнение на изпитването на тялото е, че натоварването на усукване може да се извършва и по време на заваряването.

Вариантно изпълнение на изпитването е, че натоварването на усукване на тялото може да се извършва след заваряване, при охлаждане под 250°С.

Вариантно изпълнение на изпитването е, че посоките на заваряване и натоварване на тялото съвпадат или са противоположни.

Устройството за изпитване склонността на стоманите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове се състои от центриращо приспособление, в което е фиксирана съставна масивна плоча с централен отвор, в който отвор се поставя и фиксира втулката, като в отвора на втулката се поставя плътно или тръбно цилиндрично пробно тяло с изпълнен винтов надрез, за другия край на тялото е захваната лостова система за натоварване с подвижна тежест. На лостовата система е монтиран датчик, който отчита натоварването.

Предимства на метода за изпитване склонността на материалите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове са, че дава резултат за прогнозирането на възникването на пукнатини, които конкретно се отнасят за поведението на челни и ъглови заварени съединения по затворен контур от прътов материал и тръби, както и съединения между прътов материал и тръби.

Освен това предимство е, че резултатите са валидни за различни методи на заваряване като МИГ/МАГ, ВИГ, електронно лъчево и лазерно заваряване.

Усилията на натоварване на усукване т_уо са значително по-ниски от опъновите усилия.

Методът позволява изпитанията да се провеждат извън специализирани лаборатории.

Предимствата на устройството са, че позволява да се монтира на стандартен заваръчен манипулатор или ротатор.

Устройството е удобно и лесно за употреба и позволява натоварването да се извърши както от страната на заваряване на образците, така и от обратната страна и улеснява обработването на образците след приключване на натоварването.

Разходите за изработването на устройството са по-ниски в сравнение с тези на специализираните стендове.

Пояснение на приложената фигура

Приложената фигура 1 представлява схема на устройството за изпитване склонността на материалите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове.

Примери за изпълнение на изобретението

Методът и устройството за изпитване склонността на металите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове се поясняват с фигура 1, където изпитваният образец представлява кръгло плътно или тръбно цилиндрично тяло 1, на което се изработва винтов надрез. Тялото 1 се поставя в отвор 2 на втулка 3 от същия материал. Втулката 3 се захваща в съставна масивна плоча 4, а другият край на тялото 1 се захваща към лостова система 5, след което тялото 1 се заварява със заваръчна глава 6 с ъглов заваръчен шев 7 към втулката 3, така завареното тяло 1 се натоварва с предварително избрано усилие на усукване т_ус с продължителност, равна или по-голяма от 20 h, след което се отчита дали е настъпило разрушаване.

Вариантно изпълнение на изпитването е, че натоварването на усукване на тялото може да се извършва и по време на заваряването.

Вариантно изпълнение на изпитването е, че посоките на заваряване и натоварване на тялото 1 съвпадат или са противоположни.

Устройството за изпитване склонността на стоманите към образуване на пукнатини при заваряване на кръгови шевове се състои от центриращо приспособление 8, в което е захваната съставна масивна плоча 4 с централен отвор 2, в който отвор 2 се поставя и фиксира втулката 3, в отвора 2 на втулката 3 се поставя кръглото плътно или тръбно цилиндрично тяло 1 с изработен винтов надрез, в другия край на тялото 1 е захваната лостова система за натоварване 5 с подвижна тежест 9. На лостовата система 5 е монтиран датчик 10, с който се отчита натоварването.

66544 Bl

Използване на изобретението

Тялото 1 се поставя в отвор 2, пробит във втулка 3 от същия материал. Втулката 3 се захваща в съставна масивна плоча 4. След това плочата 4 се поставя в центриращото приспособление 8, монтирано на масата на заваръчен манипулатор или ротатор. Свободният край на тялото 1 е захванат към лостова система 5. Заваръчната глава 6 е позиционирана спрямо втулката 3 и образеца 1. Тя може да бъде разположена както от страната на лостовата система 5, така и от обратната в зависимост от варианта. Лостовата система 5 позволява обръщане на посоката на натоварване по време на заваряването. По този начин завареното съединение може да се натовари както по време на заваряване, така и след приключването му. Към лостовата система 5 е захванат датчик 10, отчитащ степента на натоварване. Към лостовата система 5 подвижно е монтирана тежест 9, която предварително настройваме на необходимото усилие. След завъртане на работната маса със скорост, равна на скоростта на заваряване, в посоката на свободно въртене се изпълнява заваръчният шев 7. Заваряват се серия образци по един и същи метод на заваряване и при един и същ режим на заваряване. Изпълнява се едно и също съединение. Натоварването се извършва с различни по големина, предварително избрани усилия на усукване. Когато се провеждат изпитвания за определяне склонността на материалите към образуване на студени заваръчни пукнатини, натоварването се извършва когато образеца се охлади под 250°С. След натоварване на усукване в продължение на 20 h се проверява дали образецът е разрушен и се отчита времето от натоварване до разрушаване. Ако след 20 h образецът не е разрушен, същият се изследва за наличието на студени пукнатини. Когато се провеждат изпитвания за определяне склонността на стоманите към образуване на горещи заваръчни пукнатини, натоварването се извършва в процеса на заваряване.

Claims

1. Метод за изпитване склонността на металите към образуване на пукнатини при заваряване, при който на тяло (1) с кръгло сечение на разстояние от челото му се изработва винтов надрез, като тялото (1) се заварява и натоварва, характеризиращ се с това, че тялото (1) е с тръбно или кръгло сечение, поставя се във втулка (3), която се захваща в съставна масивна плоча (4), а другият край на тялото (1) се захваща към лостова система (5), след което тялото (1) се заварява със заваръчна глава (6) с ъглов или челен заваръчен шев към втулката (3), като по време на заваряването на тялото (1) или след това, тялото (1) се натоварва с предварително избрано усилие на усукване т_ус с продължителност равна или по-голяма от 20 h, след което се отчита наличие на разрушаване.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че натоварването на усукване на тялото (1) след заваряване, се извършва при охлаждане под 250°С.

3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че посоките на заваряване и натоварване на тялото (1) съвпадат или са противоположни.

4. Устройство за изпитване склонността на металите към образуване на пукнатини при заваряване, включващо захващащо приспособление и натоварваща система, характеризиращо се с това, че захващащото приспособление (8) е центриращо и в него е фиксирана масивна плоча (4) с централен отвор, в който е фиксирана втулка (3), в която е поставено цилиндрично плътно или тръбно тяло (1), в другия край на което е захваната лостова система за натоварване (5) с подвижна тежест (9), като на лостовата система (5) е монтиран датчик (10).