Способ изготовления образца для испытания сварных труб Советский патент 1990 года по МПК B23K28/00 

Изобретение относится к механическим испытаниям сварных, соединений и может быть использовано при отработке технологии сварки трубчатых элементов конструкции.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности испытания материала сварной трубы в условиях циклического растяжения-сжатия при нагружении трубы кручением, а также обеспечение возможности сравнительной оценки сопротивления различных структурных зон сварной трубы.

На чертеже представлена схема испытаний.

После выполнения кольцевого сварного стыкового шва 1 в трубных заготовках 2 выполняют отверстия 3.

Отверстия 3 сверлят в вершинах . прямоугольных равнобедренных треугольников с гипотенузами, параллельными или перпендикулярными относительно образующей поверхности трубы. Отверстия 3 сверлят по предварительной разметке. Центры отверстий размещают таким образом, чтобы образовать между отверстиями объемы металла, охватывающие именно те зоны соединения, которые планируют испытать при последующем нагружении готового образца. Края отверстий закругляют

сл

00

со о to сл

любым из известных способов, например, электрохимическим полированием.

Кроме того, отверстия сверлят в различных точках поверхности в пределах рабочей части образца, смещая их вдоль оси шва и поперек нее, в шве и вне шва.

При нагружении испытуемого трубного образца циклическим кручением в объеме стенки трубы возникает циклическое напряженное состояние с главными напряжениями растяжения- сжатия, векторы которых ориентированы под углом 45° к образующей поверхности трубы. Таким образом, возможность использования такого простого способа нагружения, как циклическое кручение для создания напряжений растяжения- сжатия в испытуемых объемах стенки трубы, определяется геометрией рабочих сечений образца. Располагая сверления в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника при изготовлении трубного образца, образуют рабочие участки образца в виде перемычек переменного сечения между отверстиями.

Оси этих перемычек будут ориентированы под углом 45° к образующей поверхности трубы, т.е. по направлениям действия главных напряжений при последующем нагружении образца кручения. Смещая отверстия за пределы металла собственно сварного шва, образуют рабочие перемычки сорокапятиградусной ориентации, имеющие поперечные сечения в околошовной зоне и на линии сплавления и т.д. При последующем испытании разрушение пойдет предпочтительнее между сверлениями, выполненными в самой слабой структурной зоне. Этим открывается возможность оценить сравнительное сопротивление различных структурных зон сварной трубы, а не только шва. Пример. Способ изготовления образца проверили на конкретном примере: изготовили несколько образцов из сварной трубы: сваривали ар- гонодуговым способом трубные заготовки из стали ЗОХГСА, диаметром 22 мм при толщине стенки 1,5 мм. Сварные трубки резали на участки длиной 150 мм. Шов выполняли по присадке из малоуглеродистой проволоки диаметром 1,8 мм. Усиления шва удалялись точением изнутри трубы и снаружи. Место положения шва перед

0

разметкой отверстий фиксировали травлением металла раствором азотной кислоты. Отверстия диаметром 3 мм сверлили так, что они оказались в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников с гипотенузой, перпендикулярной образующей поверхности трубы. Длина катетов в треуголышках при разметке 8 мм. Наименьшая ширина в перемычках между отверстиями составила всюду 4 мм. Отверстия расположили и вне металла шва так, что при последующем нагруже5 нии образца деформации растяжения- сжатия одинаковой величины проходили и в металле шва, и в околошовной зоне, ив основном металле. Испытания образцов проводили циклическим кручением на установке-тораторе при частоте 150 Гц. После 80 тыс циклов появилась трещина в околошовной зоне сварного соединения. Этим подтвердили возможность испытания образца, изго5 топленного по новому способу. Образец, изготовленный по известному способу, не дал трещины ни в одной из перемычек в металле шва при той же амплитуде колебаний даже через 15 10 циклов.

Таким образом, способ изготовления образца дает преимущество сравнительно с известными: обеспечивает возможность испытания сварной трубы растяжением-сжатием при нагружении образца простым способом-кручением, с определением зоны наименьшего сопротивления.

Формула изобретения 0

1.Способ изготовления образца для испытания сварных труб, включающий сварку заготовок и последующее формирование рабочего сечения сверлением отверстий в стенках трубы, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытаний материала циклическим растяжением-сжатием за счет использования крутильных колебаний, отверстия сверлят в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников с гипотенузами, параллельными или нормаль5 ными образующей поверхности трубы.

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что, с целью обеспечения сравнительной оценки сопро0

5

5

0

515390256

тивлений различных структурных зон талле шва и в зонах, прилегающих к сварной трубы, отверстия сверлят в ме- сварному шву.

Изобретение относится к механическим испытаниям сварных труб, и найдет применение в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. В стенках трубы сверлят отверстия, располагая их в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников, гипотенузы которых параллельны или перпендикулярны образующей поверхности трубы. Перемычки металла между отверстиями совпадают по направлению с векторами главных нормальных напряжений в стенке при кручении трубы. Помещая отверстия вне шва и в шве, обеспечивают возможность испытания и сравнительной оценки сопротивления металла шва и других структурных зон сварного соединения в трубе. Такая схема сверления отверстий позволяет обеспечить возможность испытывать металл трубы на прочность при растяжении-сжатии в условиях нагружения способом кручения. 1 ил.