Сварной образец для механических испытаний Советский патент 1987 года по МПК G01N3/20 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварных соединений.

Цель изобретения - ускорение испытаний . за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов.

На фиг, 1 изображена пластина со сварными швами; на фиг. 2 - сварной образец с подкладкой пластинкой, а на фиг. 3 - зона сплавления сварных швов, сечение.

Образец выполняют следующим образом.

Составная пластина 1 из основного материала сварена двумя стыковыми швами 2 и 3, из которых более длинный шов 2 наклонен к боковым граням под острым углом dk , а более короткий ШОВ 3 расположен перпендикулярно шву 2 от его середины до кромки пластины 1.

К торцу Б шва 3 в зоне 4 сплавления швов 2 и 3 нахлесточным швом 5 в направлении шва 3 приварена одним из торцов прямоугольная пластинка 6, Пластинка 6 расположена противоположно валику 7 зоны сплавления и имеет следующие размеры: толщину, равную размеру b околошовной зоны шва 3, ширину, равную ширине S шва 3. и длину 1 не мене С+бВ, где С и В - соответственно ширина шва 2 и размер его околошовной зоны. Со стороны противоположного торца 8 пластинка 6 приварена, к пластине 1 нахлесточным швом 9 по ее кромке на расстоянии S не менее С+ЗВ от зоны 4 сплавления.

При толщине привариваемой пластинки 6, большей Ь, искажается структура наплавленного металла стыкового шва 2, поскольку сказывается теплово воздействие от наложения углового шва, к которому предъявляются требования приближения к равенству катетов К, и Krj шва 5.

При толщине пластинки, меньшей Ь, при испытании происходит разрушение по шву 5 без разрушения зоны сплавления.

При ширине пластинки 6, большей S изменяется структура основного металла пластины , возникают дополнительные остаточные напряжения в месте нахождения узла, в результате чего уменьшается точность имитации естест

5

0

5

венных условий разрушения сварного узла.

При ширине пластинки 6, меньшей S, в ускоренном разрушении сварного узла не участвуют наиболее напряженные участки Л и / , по которым при испытании образуется сквозное разрушение сварного узла.

При выполнении шва 9 на расстоянии менее С+ЗВ от шва 5 существенно возрастает уровень остаточных напряжений в сварном узле. В зтом случае уменьшается точность определения характеристик сопротивления разрушению сварного узла при использовании предлагаемого образца.

При длине привариваемой пластинки 6 менее С+бВ ускорение испытаний до разрушения сварного узла несущественно.

При испытании нагружение образца осуществляют растяжением усилием Р и подачей давления между пластиной

1и пластинкой 6. Для испытания материалов, из которых изготовляют трубы, образец может быть выполнен из криволинейной пластины 1 или из трубы. В этом случае пластинка 6 также выполняется криволинейной или из трубы, а давление подается в межтрубное пространство.

Пример. В беспювньгх трубах размером 530-8 мм из стали 17ГС бьти g созданы разрезы: один под углом А5° к образун щей трубы и длиной 20 см, другой перпендикулярно ему по одну из сторон и длиной 10 см. Затем разрезы были сварены стыковыми швами: сначала разрез протяженностью 20 см, затем - перпендикулярный ему. Стыковые швы выполняли двусторонними шириной мм, протяженность зоны сплавления мм. В зоне сплавления с внутренней пог;ерхности трубы была приварена торцом металлическая пластинка из стали 14ХГС толщиной

2мм, шириной 12 мм, длиной 30 мм, которая на расстоянии 20 мм от места первой приварки была соединена сваркой с трубой другим торцом.

Циклическое нагружение осуществляли с плавным повышением внутреннего давления до 7 МПа с частотой нагру- gc, женин один цикл в минуту.

Начало зарождения трещины фиксировалось в начале пересечения стыковых швов датчиками акустической эмиссии .

0

0

5

50

Разрушение сварного узла наблюдалось при 13-14 тыс. циклов. Количество циклов до появления первоначальной трещины базовых размеров - 5-6 тыс., приращение трещины составляло (0,20-0,25) Ю мм/цикл.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что достигнуто существенное ускорение испытаний.

Формула изобретения

Сварной образец для механических испытаний, выполненный из основного материала в виде составной пластины, сваренной двумя стыковыми швами, из которых более длинный расположен между противоположными боковыми гранями а более короткий - перпендикулярно первому от его середины до боковой грани образца, отличающий- с я тем, что, с целью ускорения ис-44-/

5

0

пытаний за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов, более длинный шов наклонен к боковым граням под острым углом, к торцу более короткого шва в зоне сплавления стыковых швов с помощью нахлесточного шва приварена одним из торцов прямоугольная пластинка, которая расположена противоположно валикам стыковых швов в направлении продолжения более короткого шва и имеет толщину, равную размеру его околощовной зоны, ширину, 5 равную его ширине, и длину не менее С+бВ, где С и В - соответственно ширина и размер околощовной зоны более длинного шва, а со стороны противоположного ее торца пластинка приварена к основному материалу образца с помощью нахлесточногб шва по ее кромке на расстоянии не менее С+ЗВ от зоны сплавления.

0

CffUS,1

Составитель М. Кузьмин Редактор И. Рыбченко Техред Л.Олийнык

Заказ 5182/42 Тираж 775Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фи8.2

Корректор М. Максимишинец

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварных соединений. Цель изобретения - ускорение испытаний за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов. Составную пластину 1 из основного материала сваривают двумя стыковыми швами, из которых более длинный шов наклонен к боковым кромкам под острым углом, а более короткий шов 3 расположен перпендикулярно более длинному шву от его середины до кромки пластины 1. К торцу Б шва 3 в зоне 4 сплавления швов нахлесточным швом 5 в направлении шва 3 приведена одним торцом пластинка 6. Она расположена противоположно валику 7 зоны сплавления и имеет толщину, равную размеру b околошовной зоны шва 3, ширину, равную ширине S шва 3, и длину Г не менее С+бВ, где С и В - соответственно ширина более длинного шва и размер его околошовной зоны. Со стороны противоположного торца 8 пластинка 6 приварена к пластине 1 нахлесточным швом 9 по ее кромке на расстоянии 6 не менее от зоны 4 сплавления. При испытании нагружение образца осуществляют растяжением усилием Р и подачей давления между пластиной I и пластинкой 6. 3 ил. (Л со 4 оо фие.З