Определение механических свойств и структуры металла сварных соединений

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Механические испытания

Общие сведения. С помощью механических испытаний определяют прочность и надежность работы сварных соединений. Основные методы определения механических свойств сварного соединения и его отдельных зон устанавливает ГОСТ 6996-66. Он предусматривает различные испытания при нормальных, а в требуемых случаях при пониженных или повышенных температурах. Для сварных соединений ответственных конструкций, изготовленных из высокопрочных материалов или предназначенных для работы в условиях отрицательных температур и вибрационных нагрузок, дополнительно проводят испытания на стойкость против хрупкого разрушения и на усталостную прочность.

Механические испытания по характеру нагружения разделяют на три вида:

статические, при которых усилие плавно возрастает или длительное время остается постоянным;

динамические, при которых усилие возрастает практически мгновенно и действует непродолжительно;

усталостные, при которых нагрузка многократно (от десятков до миллионов циклов) изменяется по величине и направлению действия силы.

Испытания проводят на стандартных образцах, вырезанных непосредственно из контролируемой конструкции или специально сваренных для проведения испытаний контрольных соединений.

При сварке контрольных соединений условия подготовки под сварку, состав основного металла и сварочных материалов, режимы сварки и термообработки должны быть такими, как при сварке всей конструкции. В случае термической вырезки заготовок для образцов следует предусматривать припуск на удаление из рабочей части образца зоны металла с измененными свойствами.

Клеймение проб, контрольных соединений и готовых образцов производят любым способом, но так, чтобы клеймо располагалось вне рабочей части образца и сохранялось на нем после испытания.

Статические испытания. К статическим относятся испытания: стыкового соединения на растяжение; наплавленного металла на растяжение; стыкового соединения на изгиб; на определение твердости и т.д.

При испытании на растяжение определяют временное сопротивление условный предел текучести относительное удлинение .

Временное сопротивление сварного соединения определяют при растяжении образцов двух типов: образца для определения относительного значения шва в сравнении с основным металлом без снятия усиления шва (рис.1, а); образца для определения абсолютного значения со снятым усилением и со специальной выточкой шва, предопределяющей место разрушения (рис.1, б).

Рис.1. Образцы для определения прочности шва

а - относительной;

б - абсолютной;

L - длина образца;

I - расчетная длина;

h - величина захвата;

b - ширина;

S - толщина.

Если прочность сварного соединения меньше прочности основного металла, допускается применять плоские и круглые образцы одинакового сечения, включая их захватные части.

Для испытаний участков сварного соединения и наплавленного металла применяют цилиндрические образцы с диаметром рабочей части 3-10 мм (рис.2), вырезанные вдоль оси сварного шва в соответствующей зоне соединения из многослойной наплавки.