СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ Советский патент 1996 года по МПК B23K31/12 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для определения остаточных напряжений в изделиях из высокопрочных металлов в авиационной промышленности и в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения повышение точности определения остаточных напряжений в изделиях из оптически непрозрачных материалов.

На фиг.1 представлена дифракционная картина свободного от напряжений металла; на фиг.2 дифракционная картина сварного соединения.

Способ осуществляют следующим образом. Первоначально на изделии выбирают участок 1 для измерения собственных напряжений. Как правило, это участок предполагаемого образования трещины в процессе эксплуатации. Участок облучают рентгеновским излучением после выполнения каждой технологической операции.

В том случае, если четкость изображения недостаточна и судить о величине напряжений сложно, исследуемый участок нагружают внешними силами до появления на снимке четкого изображения. Наибольшую четкость изображения на дифракционной картине 2 (фиг. 1) получают при использовании порошка, который представляет собой среду, свободную от напряжений.

Внешними силами нагружают заданный участок сварного соединения до тех пор, пока дифракционная картина 3, снятая с детали, не будет идентична дифракционной картине 2, полученной на порошке.

Если собственные напряжения в металле растягивающие, то внешняя сила должна быть сжимающей и, наоборот, если собственные напряжения сжимающие, то внешняя сила должна быть растягивающей.

В процессе нагружения внешней силой измеряют деформации от внешней силы, например, с помощью тензодатчика. Величина напряжений, измеренная, например, тензодатчиком, будет соответствовать собственному напряжению в детали.

П р и м е р. Производили определение напряжений в стенке сварной балки центроплана, в окно которой вваривали карточку самолета ИЛ-76, изготовленной из стали 3ОХГСН2А с толщиной стенки 5 мм.

Первоначально насыпали гранулированный порошок из свариваемого материала, толщиной 1,0 мм на балку, который свободен от напряжений, и производили облучение рентгеновским излучением РУП-3, получив первую дифракционную картину 2 облучения.

Затем производили облучение рентгеновским излучением на аппарате РИН исследуемого участка 1 сварного соединения со швом 4 балки центроплана и получили вторую дифракционную картину 3 облучения. Измерения напряжения проводили после мехобработки, сварки, правки, отжига, закалки и окончательной правки. После всех операций, кроме сварочной, были получены четкие снимки и определены напряжения. В случае сварки изгибали балку для определения напряжений в исследуемом участке сварного соединения.

Нагружение производили до получения дифракционной картины облучения, идентичной первой дифракционной картине облучения для порошка. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Таким образом, с помощью нагружения сварного cоединения под контролем дифракционных картин мы можем получить сварные соединения, не имеющие остаточных напряжений в изделии.

После этого производили замеры деформаций сварной балки и определяли напряжения в зависимости от дифракционной картины облучения, полученной рентгеновским излучением.

Как видно из таблицы, в результате применения различных операций при изготовлении сварного изделия образуются значительные напряжения. Например, после сварки и закалки для снятия напряжений применяют операции отжига и отпуска, после которых требуется правка. Правка создает в изделии собственные напряжения. Применение нагружения изгибом сварного соединения позволяет с большой степенью точности измерить собственные напряжения и не оценить роль собственных напряжений при эксплуатации.

Предложенный способ определения собственных напряжений в изделиях позволяет повысить точность определения остаточных напряжений в сварных соединениях преимущественно из высокопрочных металлов.

Кроме того, способ позволяет получить сведения о собственных напряжениях в исследуемой зоне по всем переходам технологических операций.

Использование: область сварки для определения остаточных напряжений в изделиях из высокопрочных металлов в авиационной промышленности и различных отраслях машиностроения. Сущность изобретения: способ заключается в облучении исследуемого участка рентгеновским излучением, нагружении его, повторном облучении заданного участка и определении напряжений путем сравнения дифракционных картин первого последующего облучения. Проводят первоначальное облучение материала, свободного от напряжений. Нагружение заданного участка ведут до получения дифракционной картины, идентичной дифракционной картине, в материале, свободном от напряжений. О величине напряжений судят по величине деформаций. 1 табл., 2 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ИЗДЕЛИЯХ, преимущественно в сварных конструкциях, заключающийся в облучении исследуемого участка рентгеновским излучением, нагружении его, повторном облучении и определении напряжений путем сравнения дифракционных картин, полученных при первом и последующем облучении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения остаточных напряжений в изделиях из оптически непрозрачных материалов, сначала на какой-либо участок изделия помещают порошок, облучают его и получают первую дифракционную картину, а затем выполняют нагружение контролируемого участка с одновременной регистрацией деформации и ведут его до получения дифракционной картины, идентичной дифракционной картине в порошке.