Для оценки свойств участка полной перекристаллизации ЗТВ в сварных соединениях конкретных конструкций следует применять те же сварочные материалы (электроды, сварочная проволока, флюс и т.д.) и способы сварки, которые используются для данной конструкции.
Во всех случаях в протоколах испытаний указывают применяемые сварочные материалы, способы и режимы наплавки.
Наплавка валика для оценки свойств ЗТВ производится по одному или нескольким режимам, являющимся допускаемыми по результатам испытаний участка полной перекристаллизации ЗТВ.
Наплавку валика производят при нормальной температуре помещения и пластин (20±10) °С.
При определении свойств ЗТВ для конкретных случаев сварки или наплавки конструкций при низких или повышенных температурах наплавку валиков можно производить на пластины, имеющие соответствующую температуру, которая должна отмечаться в протоколе.
3.3.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).
При ручной наплавке валика колебательное движение электрода не допускается. Движение электрода должно быть прямолинейным с постоянной скоростью.
По окончании наплавки валика на составную пластину ее оставляют в кондукторе до получения во всех точках температуры не выше 100 °С. После этого пластина может быть вынута из кондуктора и установлена на ребро для свободного охлаждения до нормальной температуры.
При большой погонной энергии необходимо снимать усиление валика до поверхности пластины методом, исключающим нагрев пластины. При большой глубине проплавления для облегчения разборки между смежными брусками делаются прорези.
При разборке пластины не допускается наклеп поверхности или пластическая деформация брусков.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
ПРОВВДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ
Испытания на ударный изгиб
Вырезка образцов должна производиться методом, не вызывающим нагрев металла.
Размеры образцов, требования, предъявляемые к оборудованию, и подсчет результатов — по ГОСТ 9454-78 и ГОСТ 6996-66.
В образцах для определения ударной вязкости и критической температуры хрупкости участка полной перекристаллизации ЗТВ дно надреза располагается по оси валика ниже границы сплавления на расстоянии не более 0,5 мм в сторону основного металла.
Местоположение надреза намечается при изготовлении образцов на протравленных гранях, перпендикулярных продольной оси валика.
Правильность расположения надрезов при необходимости проверяется после ударных испытаний на разрушенных образцах. При наличии под надрезом участков наплавленного металла результаты испытаний не учитываются.
4.1.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Количество ударных образцов для каждого сечения и температуры испытания должно быть не менее трех.
Если в соответствии с пп. 4.1.2 и 4.1.3 часть образцов после испытаний будет забракована и количество образцов на каждое исследуемое сечение и температуру окажется менее трех, то проводят дополнительные испытания образцов.
Основным критерием для оценки свойств ЗТВ является ударная вязкость при различных температурах и критическая температура хрупкости.
Оценка свойств участка полной перекристаллизации зоны термического влияния
Испытания на ударный изгиб при определении ударной вязкости участка полной перекристаллизации ЗТВ, сопоставляемой со свойствами основного металла, проводят по ГОСТ 9454—78. Испытания при пониженных температурах могут быть ограничены той температурой, которая для основного металла является критической.
Если ударную вязкость участка полной перекристаллизации ЗТВ при пониженных температурах определяют без сопоставления с ударной вязкостью основного металла, то испытания, как правило, проводятся при следующих температурах: 0, минус 20, минус 40, минус 60, минус 80, минус 100 °С.
В случае необходимости ударную вязкость можно определять при промежуточных (между указанными выше) температурах.
Температуру испытания для определения ударной вязкости при повышенных температурах устанавливают задачами исследований.
Оценка свойств зоны термического влияния
Испытаниями на ударный изгиб при определении ударной вязкости выявляют участки охрупчивания в ЗТВ, их зоны, степень охрупчивания (повышение критической температуры хрупкости ЗТВ относительно критической температуры хрупкости основного металла) на различном удалении от зоны сплавления и место наибольшего повышения критической температуры хрупкости. Основным критерием при этом является повышение критической температуры хрупкости.
Испытания для оценки свойств различных участков ЗТВ проводят в две стации.
В первой стадии испытывают образцы с надрезом, расположенным на различном расстоянии от зоны сплавления при температуре, на 10—20 °С превышающей критическую температуру хрупкости основного металла.
Если в первой стадии испытаний не будут обнаружены участки, имеющие повышение критической температуры хрупкости, то это указывает на отсутствие в ЗТВ участков, охрупчивающих основной металл.
В противном случае для выяснения степени охрупчивания основного металла в ЗТВ проводят вторую стадию испытаний при нарастающем повышении температур испытания (на 10—20 °С ступенями) до уровня, когда показатели испытаний на ударный изгиб ЗТВ будут лучше установленных в качестве критерия критической температуры хрупкости.
4.1.9. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Расстояние (/) между смежными надрезами (черт. 5) определяется градиентом температур в процессе наплавки. При этом разница температур в местах расположения двух смежных
надрезов не должна превышать 50 °С по кривой максимальных температур. Кривая максимальных температур строится путем измерения температур нагрева точек пластины, удаленных на различное расстояние от оси наплавки по линии, перпендикулярной направлению наплавки.
Температуры можно определять термопарами. Кривая максимальных температур может быть построена также расчетным методом.
Хладноломкость или охрупчивание участка полной перекристаллизации ЗТВ можно оценивать также по минимальной ударной вязкости при температуре минус 40 °С, принятой для основного металла в соответствующих стандартах, или же (в зависимости от целей испытания) путем сравнения с ударной вязкостью основного металла при одних и тех же температурах испытания.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Испытание на статический
изгиб
Черт. 5
1 — образец; 2 — наплавленный валик; 3 — брусок
О
Черт. 7
Черт. 6
бразцы для испытания на изгиб вырезают из сплошных пластин поперек валика с таким расчетом, чтобы в растянутой зоне образца в средней части находился участок полной перекристаллизации ЗТВ (черт. 6). Вырезка образцов должна производиться механическим способом.Окончательную строжку или шлифовку поверхности растянутой зоны производят в поперечном по отношению к валику направлении. Не допускается оставлять участки наплавленного металла.
Местоположение образца по отношению к зоне сплавления определяют путем протравливания боковых поверхностей.
4.2.2. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Форма и размеры образца должны соответствовать указанным на черт. 7. Длина образца L устанавливается по ГОСТ 6996—66.
Кромки образцов в пределах его рабочей части L/3 должны быть закруглены радиусом 1,5 мм.
Испытание образцов проводят по ГОСТ 6996—66.
При испытании определяют способность образца воспринимать заданный изгиб, характеризуемый углом а при образовании первой трещины в растянутой зоне образца.
Если трещина отсутствует, загиб образца производят до параллельности сторон.
Величина угла изгиба а определяется для серии образцов с установлением зависимости угла изгиба от скорости охлаждения участка полной перекристаллизации ЗТВ в интервале наименьшей устойчивости аустенита.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Определение твердости и микротвердости и оценка микроструктуры
Твердость участка полной перекристаллизации ЗТВ определяют по ГОСТ 2999—75.
В
Черт. 8
а — прямолинейная трасса; б — сдвоенная трасса; в — строенная трасса
ыбор нагрузки при измерении твердости производится с таким расчетом, чтобы размер диагонали отпечатка не превышал 0,7 мм. При этом края каждого отпечатка должны располагаться в пределах 0—0,7 мм от зоны сплавления.Допускается определение твердости другими методами при соблюдении условий, указанных выше, для положения отпечатков и для диагонали (диаметра) отпечатка.
Твердость ЗТВ за пределами участка полной перекристаллизации определяют по Виккерсу (ГОСТ 2999—75), по Роквеллу (ГОСТ 9013—59) и по Бринеллю (ГОСТ 9012—59) шариком диаметром 2,5 мм.
Если при измерении твердости ЗТВ по прямолинейной трассе расстояние между соседними отпечатками, установленное по ГОСТ 9012-59, ГОСТ 9013-59 и ГОСТ 2999-75, будет больше, чем необходимо в соответствии с целями исследований, то отпечатки располагают на сдвоенной или строенной трассах в шахматном порядке (черт. 8).
4.3.1—4.3.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
Для установления средней твердости количество измерений должно быть не менее трех.
Образцы для определения твердости вырезают с учетом полосчатости стали и глубины отпечатков.
Образцы можно вырезать с расположением исследуемой поверхности параллельно или перпендикулярно поверхности проката, если глубина отпечатков будет больше четырехкратной толщины полосы (структурной строчки) или если микроструктура стали по характеру полосчатости оценивается 0 и 1 баллами по ГОСТ 5640—68. В противном случае поверхность для измерения твердости должна располагаться перпендикулярно поверхности проката.
Поверхности микрошлифов и образцов для определения микротвердости по ГОСТ 9450—76 должны располагаться перпендикулярно поверхности проката.
Допускается изготовление шлифов и образцов для определения микротвердости с расположением исследуемой поверхности параллельно поверхности проката в том случае, если микроструктура стали по полосчатости оценивается 0 и 1 баллами по ГОСТ 5640—68.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
По результатам испытаний, полученным при разных значениях погонной энергии, устанавливается диапазон допускаемых значений скорости охлаждения в интервале наименьшей устойчивости аустенита.
Погонная энергия сварочной дуги (J/V), МДж/м, и требуемые параметры режима сварки вычисляются по формуле
//К= п
где I — сварочный ток, А;
Ug — напряжение, В;
V — скорость сварки, мм/с;
Т| — эффективный к.п.д. теплового действия дуги.
Значение г] принимается равным: при сварке открытой дугой металлическими электродами 0,70—0,85; при сварке под флюсом 0,80—0,85; при сварке в углекислом газе и аргоне приблизительно 0,65.
Меньшие значения т| соответствуют наплавке на поверхность удлиненной дугой, а большие — сварке короткой дугой с углублением ее в разделку кромок или в сварочную ванну.
Для других методов сварки значения т] устанавливаются особо.
Скорость охлаждения ЗТВ (И^), соответствующая установленным значениям q/V. при наплавке валика на пластину определяется по номограммам (см. приложение).
При толщине пластин больше 36 мм в номограмме следует пользоваться наклонной прямой, обозначенной знаком оо.
5.3. (Измененная редакция, Изм. № 1).
ПРИЛОЖЕНИЕ
Обязательное
Номограмма для определения скорости охлаждения ЗТВ Wq при наплавке валика на пластину
Наплавка с предварительным подогревом основного металла на ~300 °С.
Т — температура наименьшей устойчивости аустенита, °С; То — начальная температура основного металла, °С;
8 — толщина металла, см
Черт. 9Номограмма для определения скорости охлаждения ЗТВ Wq при наплавке валика на пластину
Наплавка с предварительным подоіревом основного металла на ~200 °С.
Т— температура наименьшей устойчивости аустенита, °С; Тй — начальная температура основного металла, °С;
8 — толщина металла, смНомограмма д ля определения охлаждения ЗТВ Wq при наплавке валика на пластину
Wo, град/с
Наплавка с предварительным подогревом основного металла на ~100 ’С.
Т— температура наименьшей устойчивости аустенита, ’С; 7ц — начальная температура основного металла, "С;
5 — толщина металла, с
мНомограмма для определения скорости охлаждения ЗТВ Wq при наплавке валика на пластину
Wo, град/с
Наплавка при нормальной (комнатной) температуре основного металла.
Г — температура наименьшей устойчивости аустенита, °С; То — начальная температура основного металла, °С;
