Способ оценки склонности металлов к образованию горячих трещин Советский патент 1980 года по МПК B23K28/00 

Изобретение относится к области сварки, в часности к способам оценки склонности металлов к образованию го рячих трещин и может быть использовано в машиностроении, самолетостроении и других отраслях промышленности. Известен ряд способов оценки скло ности металлов и сплавов к образованию горячих трещин в околошовной зоне: метод ИМЕТ-ЦНИИЧМ, заключающийся в том, что принудительной деформации подвергаются образцы на специальной машине с моделированием тер мического цикла сварки ( способ с использованием технологической про бы, основанный на исскуственном повы шении склонности околошовной зоны к образованию горячих трещин путем предварительной термической обработки образцов размерами 1,8 35л Х130 мм 2J и способ, основанный на сварке в определенном порядке угловых швов крестовидного образца з . Недостатками этих способов являются необходимость применения довольно сложных специальных установок невозможность применения их для оцен ки свариваемости металлов не склонных к дисперсионному твердению, а также большая металоемкость используемых образцов и трудность обнаружения трещин в околошовной зоне. Известен также способ оценки металов к образованию горячих трещин, наиболее близкий к данному изобретению по техни шской сущности, при котором изготавливают образцы типа рыбий скелет , проплавляют их на различных погонных энергиях и за критерий оценки принимают минимальную величину погонной энергии,вызывающую появление трещин 4} . Недостатком способа является невозможность оценки к трещинообразо- . ванию околошовой зоны из-за его низкой чувствительности. Цель изобретения -обеспечение возможности оценки склонности к трещинообразованию в околошовной зоне путем повышения чувствительности образцов к трещинообразованию. Для этого в образцах выполняют продольный надрез вдоль оси проплавления, сварку первого образца производят с погонной энергией, при которой глубина проплавления равна 80% толщины образца, и уменьшают ее от образца к образцу до величины погонной энергии, при которой в околетиовной зоне у надрезов отсутствуют тре гаикы, а за критерий .оценки принимают минимальную величину погонной энерги вызывающую появление трещин в околошовной зоне. Кроме того, учитывая, что вероятность образования горячих трещин в окошовной зоне повыиается с увеличением погонной энергии, что подтвер ;|щ4ется анализом причин образования таких трещин и экспериментальными данньми, за критерий оценки склоннос ти к трешннообразованию принимают минимальную погонную энергию, вызывающую появление трещин у продольного надреза с обратной стороны образца При оценке свариваемости мета лов с повышенной склонностью к трешинообразованию за критерий оценки принимают минимальную величину погон ной энергии, вызывающую появление треиин у поперечных надрезов. На чертеже представлен общий вид испытываемого образца. Приме р.Способ оценки склонно ти металлов и сплавов к образованию трещин в околошовной зоне был испол ван г;ри оценке свариваемости различных сплавов на ocvjOBe меди. Испытания проводились следующим образом, Из испытуемых материалов изготавливались образцы оптимальных размеров установленных экспериментально. На образце по его оси бьш выполнен дополнительный продольный надрез,повышающий чувствительность к образованию трещин в околошовной зоне. Образец устанавливался без закреп ления на водоохлаждаемую прокладку с графитовой вставкой. Затем производилась сварка на автомате АДСВ-2 вольфрамовым электродом 0 4 м„м в ср де аргона.Расход аргона составлял 900 л/ч, напряжение дуги во всех слу чаях было постоянным - 13 В. Сила т ка равнялась 160 А, Сварку образцов производили на различных погонных энергиях, которую изменяли (за счет скорости сварки) в сторону уменьшения от величины погонной энергии, п которой образец проплавлялся на глу бину 80% от его толщины (в этом слу .:.чае в основном металле у надрезов п являются треашны) до величины погон ной, энергии, при которой в зоне у продольного надреза с обратной стороны образца отсутствовала трещина. При однаковом значении погонной эне гии сваривалось по 3 - 5 образцов. После сварки каждого образца производился визуальный осмотр для выявл ния трещин у продольного надреза с обратной стороны образца. Дополнительный осмотр всей серии св.аренных образцов производился на бинокулярном микроскопе (восьмикратное увели чение) после травления в 30%-ном растворе соляной кислоты. Результаты испытаний опытньгх легированных медноникилевых сплавов типа МНФ-13 приведены в табл. 1. Минимальная погонная энергия сварки, при которой появляются трещины у продольного нареза, составляет 920, 1184 и 2762 соответственно для сплавов №kf 1 , 3 и 2, т. е, наиболее склонен к образованию трещин в околошовной зоне сплав 1 и наиболее стойкий против образования таких трещин сплав № 2. Способ был применен также для оценки склонности к образованию трещин в околошовной зоне сплавов МНЖ5-1 с различными концентрациями вредных примесей. Испытания образцов проводились в той же последовательности, что и для сплавов типа МНФ - 13. Предварительными экспериментами было установлено, что при сварке образцов из сплавов МНЖ5 - 1, с различ ь№л содержанием вредных примесей, трещины у продольного надреза образуются в широком диапазоне сварки. Поэтому при оценке свариваемости сплавов за показатель склонности к образованию трещин в околошовной зоне принимают минимальную погонную энергию, при которой появлялись трещины в основном металле у поперечных надрезов. Результаты испытаний приведены в табл. 2.Как видно из таблицы,свинец оказывает более вредное влияние на образование трещин в околошовной зоне, чем фосфор. Предлагаемый способ оценки склонности металлов и образованию горячих трещин в околошовной зоне имеет следующие преимущества: обеспечивается высокая чувствительность и стабильность результатов испытаний; в качестве технологической пробы используются неметаллоемкие образцы; испытания могут проводиться как в лабораториях, так ив производственных условиях без применения специального оборудования . Таблица 2356 2007 1338 1184 920 828 1 есть есть есть есть нет 2 есть нет нет нет 3 есть есть есть есть нет нет

МНЖ-1 0,084

есть

есть

есть есть

есть

нет

0,01

есть Формула изобретения 1, Способ оценки склонности металлов к образованию горячих трещин, при котором изготавливаютобразцы типа рыбий скелет ,проплавляют их на различных погонных энергиях и за критерий оценки принимают минимальную величину погонной энергии, вызываюшую появление трещин, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности оценки склонности к. трещинообразованию в околошовной зоне путем повышения чувствительности образцов к трещинообразованию, в образцах выполняют продольный надрез вдоль оси проплавления,сварку первого образца производят с погонной энергией, при которой глубина проплавления равна 80% толщины образца, и уменьшают ее от образца к образцу до величины погонной энергии,при которой в околошовной зоне у надрезов отсутст вуют трещины, а за критерий оценки принимают минимальную величину погонной энергии, вызывающую появление тре щин в Окголошовной зоне. /5

есть

есть есть

нет

нет 2.Способ по П.1. отлич ающ и и с я тем, что за критерий оценки склонности к трещинообразованию принимают минимальную погонную энергию, вызывающую появление трещин у продольного подреза с обратной стороны образца. 3.Способ по п.1, отличающий с я тем, что за критерий оценки принимают минимальную величину погонной энергии, вызывающую появление трещин у поперечных надрезов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шоршоров М.Х. и др. Испытания металлов на свариваемость. М., 1972, с. 125 - 127. 2.Авторское свидетельство СССР № 278914, кл. В 23 К 28/00, 1969. 3 .K.Wenterton and М.З . NX/eBding Journal, voe 39 2, i960. 4.Howedcro i P.T. British .weeding Journae , voP 2, W 10, 1955 (прототип) .