Примечания:
1. Режим сварки образцов корректируют для получения заданных размеров шва с учетом используемых сварочных материалов и сварочного оборудования.
2. Режим сварки в аргоне приведен для случая проплавления вольфрамовым электродом целого образца, стыка без разделки с нулевым зазором и проволочной вставки, уложенной в разделку.
3. Образцы типов I, IV и V сваривают с полным проплавлением.
4. Образцы типа III сваривают с неполным заполнением разделки кромок с заглублением металла шва на 1,0 мм ниже поверхности основного металла.
5. Образцы типов VIII и IX сваривают с обязательным непроваром в корне шва.
6. Параметры режима сварки, приведенные в скобках, относятся к аргонно-дуговой сварке.
4.2.2. После сварки образцы выдерживают при нормальной температуре в течение 20 ч. Образцы типа VIII выдерживают в зажимном приспособлении. Испытывают 3 - 5 образцов одного типа.
4.3. Образование холодных трещин в образцах в процессе испытаний выявляют путем периодического визуального осмотра шва и зоны термического влияния с помощью лупы с увеличением 3´. При образовании визуально наблюдаемой трещины или полного разрушения образца испытания прекращают. Производят долом образца по сечению, в котором располагается трещина.
Участки на поверхности разрушения, имеющие блестящий хрупкий излом, классифицируют как холодные.
4.4. Холодные трещины в образцах, кроме типов V и VII, неразрушившихся при испытании и не имеющих визуально наблюдаемых трещин, выявляют с помощью неразрушающих методов контроля (ГОСТ 4782-76), окислительной термической обработкой или путем травления поверхности и корня шва и прилегающей к нему зоны термического влияния 5 %-ным водным раствором азотной кислоты. После просушки образцы разрушают. При необходимости связующие швы разрезают механическим путем или термической резкой. Протравленные части излома, выявляемые визуальным осмотром с помощью лупы с увеличением 3´, принимают за образовавшиеся при испытании холодные трещины. Образцы, в изломе которых имеются дефекты в виде непроваров (за исключением образцов типов II, VII - IX), несплавлений, горячих трещин и пористости бракуют, а результат их испытаний аннулируют. Холодные трещины в образцах типов V и VII, не разрушившихся при испытании и не имеющих визуально наблюдаемых трещин, выявляют с помощью неразрушающих методов контроля или металлографического исследования шлифов при увеличении 100´. Металлографические исследования для образцов типа V выполняют на продольных шлифах, плоскость которых проходит через ось образца-вставки, для образцов типа VII - на двух или трех поперечных шлифах, вырезаемых из контрольного сварного соединения (черт. 7).
5.1. Напряжения (МПа) в образцах, подвергаемых машинным испытаниям, вычисляют по формулам:
в образцах типа I
,
где s - максимальные продольные и поперечные растягивающие напряжения в центре образца на его поверхности, МПа;
Dи - диаметр зоны образца, подвергнутой испытанию, м;
s - толщина основного металла, м;
Р - интенсивность распределенной нагрузки, МПа;
E - модуль упругости низкоуглеродистой стали 21,8·104 МПа;
в образцах типа II
,
где s - максимальные поперечные растягивающие напряжения в зоне термического влияния стенки образца и корне шва, МПа;
Мизг - номинальный изгибающий момент, МПа;
l - длина образца, м;
Kср - средняя высота катета углового шва на стенке таврового образца, полученная по пяти измерениям вдоль шва, м;
в образцах типов III и IV, испытываемых изгибом
,
где s - максимальное растягивающее напряжение на поверхности образца, МПа;
j - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений по сечению, равный 0,65;
s - толщина основного металла, м;
L1 - расстояние между опорами на основании, м;
L3 - расстояние между опорами на пуансоне, м;
fm - прогиб в центре образца на базе L1, м;
fо - остаточный прогиб в центре образца на базе L1, после снятия нагрузки, м;
Е - модуль упругости низкоуглеродистой стали 21,8·104 МПа;
в образцах типов III и IV, испытываемых осевым растяжением, и типа V
,
где s - среднее растягивающее напряжение в зоне термического влияния, а также в сечении с надрезом образцов типа V без учета концентрации напряжений, МПа;
Р - усиление, МН;
F - поперечное сечение образца, для типа V в части, имеющей надрез, м2.
5.2. За показатель сопротивляемости шва или зоны термического влияния образованию холодных трещин при сварке принимают минимальное растягивающее напряжение sp min от внешней нагрузки Р, при котором в них образуются трещины.
sp min рассчитывают как среднее арифметическое трех наименьших разрушающих напряжений с точностью ±25 МПа.
5.3. За показатель склонности металла сварных соединений к образованию холодных трещин по результатам испытаний образцов типа VI принимают максимальный диаметр кругового шва Dкр, при котором образуются холодные трещины. Показатель склонности к трещинам устанавливают по двум одинаковым результатам, полученным при испытании трех образцов с одним и тем же диаметром кругового шва, при котором образуются трещины. При отсутствии трещин в образцах с различными диаметрами шва свариваемые материалы считают несклонными к образованию трещин в условиях сварки образца.
5.4. За показатель склонности металла сварных соединений к холодным трещинам по результатам испытаний образцов типа VIII принимают максимальную длину lкр свариваемых элементов, в которых образуются трещины. Показатель склонности к трещинам устанавливают по двум одинаковым результатам, полученным при испытании трех составных образцов. При отсутствии трещин во всех образцах свариваемые материалы считают несклонными к образованию трещин в условиях сварки образца.
5.5. За показатель склонности металла сварных соединений к образованию холодных трещин по результатам испытаний образцов типов VII и IX принимают наличие или отсутствие трещин. В первом случае свариваемые материалы считают склонными, во втором - несклонными к образованию трещин в условиях сварки образца. Показатель склонности к трещинам устанавливают по двум одинаковым результатам, полученным при испытании трех образцов.
При образовании холодных трещин в образцах типов VIII и IX в качестве дополнительного сравнительно-количественного показателя принимают процентное отношение суммарной длины трещины к длине контрольного шва lш или минимальную температуру подогрева образца Tmin, при которой уже не образуются трещины.
5.6. Результаты испытаний оформляют в виде протокола испытаний. Форма протокола приведена в рекомендуемом приложении 2.
Справочное
Приспособление для испытаний образца типа I
1 - пуансон, 2 - резина, гидропластмасса или другие эластичные рабочие тела; 3 - образец; 4 - опорный фланец; 5 - подкладные нарезные кольца
Черт. 1
Приспособление для испытания образца типа II
1 - захват машины; 2 - образец
Черт. 2
Приспособление для испытания образца типа III
L1 - расстояние между опорами основания; L3 - расстояние между опорами на пуансоне; Р - нагрузка при испытании, Hр - высота рамы; Lр - длина рамы; R - радиус скругления опоры, 1 - шток; 2 - гайка, фиксирующая прогиб образца; 3 - рама (из швеллера № 10); 4 - пуансон; 5 - образец; 6 - измеритель прогиба
Черт. 3
Таблица 1
мм
s |
L1 |
L3 |
Hр |
Lр |
R |
8 |
180 |
30 |
210 |
320 |
10 |
10 |
220 |
40 |
210 |
320 |
10 |
12 |
220 |
40 |
210 |
320 |
10 |
16 |
300 |
60 |
260 |
500 |
16 |
20 |
300 |
60 |
260 |
500 |
16 |
Приспособление для испытания образца типа IV
1 - захват машины; 2 - образец
Черт. 4
Рекомендуемое
Форма протокола испытаний образцов на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке
Номер образца |
Марка стали |
Номер плавки |
Толщина стали, мм |
Исходное состояние (прокат, поковка, литье, термическая обработка) |
Направление проката (вдоль или поперек сварного шва) |
Способ сварки |
Марка электрода, сварочной проволоки |
Марка флюса |
Режим прокалки электродов, флюса |
Род защитного газа |
Точка росы защитного газа, °С |
Содержание диффузионного водорода в наплавленном металле, см3/100 |
Метод определения диффузионного водорода |
Диаметр электрода, мм |
Род и полярность тока |
Сварочный ток, А |
Напряжение дуги, В |
Скорость сварки, м/ч |
Температура предварительного подогрева образца, °С |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
Продолжение
Вид испытания (машинное, технологическое) |
Тип образца |
Маркировка образца |
Температура образца в период приложения внешней нагрузки, °С |
Напряжение от внешней нагрузки, МПа |
Изменяемая длина свариваемого элемента образца, мм |
Изменяющийся диаметр свариваемого элемента образца, мм |
Наличие или отсутствие трещин |
Зона образования и ориентация трещин (зона термического влияния, зона сплавления, шов; продольные, поперечные) |
Отношение суммарной длины трещин к длине контрольного шва в образце, % |
Установленный показатель сопротивляемости (склонности) образованию холодных трещин |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 |
СОДЕРЖАНИЕ
1. Методы отбора образцов 1 2. Аппаратура 7 3. Подготовка к испытаниям 10 4. Проведение испытаний 10 5. Обработка результатов 13 Приложение 1 14 Приложение 2 17 |