Как проводятся механические испытания сварных соединений?

Особенность механических испытаний сварных соединений – обязательность разрушения образцов под разнонаправленными нагрузками. Только так определяют важные эксплуатационные показатели, на основании которых производятся расчеты возможных нагрузок. Предусмотрены различные способы испытаний. Для них разработано специальное контрольное оборудование.


Для механических испытаний отбирают несколько серийных образцов сварных соединений. Заключение составляется на основании нескольких одинаковых исследований пластичности шва, устойчивости к разрушениям.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 550
Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/mehanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij

Сущность проведения механических испытаний сварных соединений

Разработан и регламентирован комплекс исследований швов, получаемых различными видами сварки. Среди испытаний сварных соединений выделяют группы методов испытаний сварных соединений с направленными напряжениями:

  • Статический способ предусматривает плавное увеличение разрушающей нагрузки. Испытания растянуты во времени, чтобы напряжение было постоянным.
  • Динамические действуют мгновенно, непродолжительный временной интервал.
  • Усталостные подразумевают многократное воздействие на исследуемый образец. Число циклов – величина, исчисляемая в десятки миллионов. Нагрузка изменяется по знаку, значению.

Механические испытания применяются для серийного выпуска деталей

Статические испытания включают испытания стыковых сварных соединений, определяющие физические характеристики швов: твердость, ползучесть, растяжимость, пластичность, способность изгибаться и другие. Сварное соединение сравнивают с подобным образцом из целостного металла. Для исследований используют образцы с зачищенным и незачищенным валиком.

Условным пределом текучести называют напряжение, при котором образец увеличивается в длину на 0,2% от первоначальной длины. Испытание на изгиб необходимо для контроля пластичности диффузного слоя. Нагрузка на изгиб оказывается до появления первой трещины на продольном и поперечном сечении сварного соединения. Для экспериментов используют плоские и трубчатые образцы.

В ходе динамических испытаний соединений определяют склонность швов к усталостной деформации, прочности на ударный изгиб. Испытания проводят при разных условиях: нормальной, пониженной и повышенной температуры. Результаты заносятся в протокол в виде графиков, исследуются по типу кривых. В некоторых случаях применяются другие нормативно утвержденные исследования.

Твердость измеряется в области диффузного слоя и зоны термического влияния, оценивается структурная прочность металла на шлифах методами металлографии.

Исследуются три области:

  • диффузный слой шва;
  • зона термического влияния;
  • металл заготовки, не подвергающийся нагреву при сварке.

Проверяется обработанный и необработанный шовный валик. Для каждого вида сварки разработаны свои эталонные формы образцов. Выделяются области, в которых возможны остаточные напряжения.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 2271
Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/mehanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij

Виды и условия механических испытаний металлов


Для определения механических свойств выполняют следующие виды испытаний:

— испытания на растяжение;

— испытания на статический изгиб;

— испытания на ударный изгиб;

— измерение твердости.

К условиям испытаний образцов относятся: температура, вид и характер приложения нагрузки к образцам.

Температура проведения испытаний:

— нормальная (+20°С);

— низкая (ниже +20°С, температура 0…-60°С);

— высокая (выше+20°С, температура +100…+1200°С).

Вид нагрузок:

Характер приложения нагрузки:

— нагрузка возрастает медленно и плавно или остаётся постоянной — статические испытания;

— нагрузка прилагается с большими скоростями; нагрузка ударная — динамические испытания;

— нагрузка многократная повторно-переменная; нагрузка изменяется по величине или по величине и направлению (растяжение и сжатие) — испытания на выносливость.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 900
Источник: https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy

Нормативные документы

Методика проведения механических испытаний, расчетные формулы регламентированы РД 26-11-08-86 (руководящий документ Минхимпрома). Отбор образцов, определение вида исследований производится в соответствии ГОСТ 6996-66. Для различных видов сварки регламентируется толщина контрольных образцов. Оговаривается метод подготовки сварных соединений к испытаниям сварных швов, условия проведения исследований. По результатам проверки составляется протокол, в котором указывается способ проверки образцов.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 519
Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/mehanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij

Образцы для механических испытаний


Механические испытания выполняют на стандартных образцах. Форма и размеры образцов устанавливаются в зависимости от вида испытаний.

Для механических испытаний на растяжение используют стандартные цилиндрические (круглого сечения) и плоские (прямоугольного сечения) образцы. Для цилиндрических образцов в качестве основных приняты образцы диаметром dо=10 мм короткий lо=5×do = 50 мм и длинный lо=10×do = 100 мм.

Короткий круглый образец

Длинный круглый образец

Плоские образцы имеют толщину равную толщине листа, а ширина устанавливается равной 10, 15, 20 или 30 мм.

Плоский образец без головок для захватов разрывной машины

Плоский образец с головками

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 691
Источник: https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy

Исследуемые свойства

Деформация детали при механических испытаниях сварных соединений зависит напрямую от физических свойств металла, из которого она изготовлена. Если по-простому, то какой металл, столько она прослужит.

Для того чтобы это вычислить образец необходимо проверить разрушительным методом испытания. Основная цель – это выяснить на что способна та или иная деталь. Для этого производится давление до тех пор, пока она не сломается.

Основные характеристики швов, которые вы сможете проверить путём механического испытания, вам уже известны. Туда входят твёрдость, ударная вязкость, прочность, пластичность. А теперь мы поведаем об этих свойствах более углубленно.

Показатель, который позволяет узнать насколько образец может изменять свою форму – это пластичность. Для выяснения этого аспекта металл проходит через механическое удлинение.

Насколько возможно, что другой предмет может проникнуть в структуру нашей детали? Это мы можем узнать при помощи показателя твердости металла. Возможен не один способ проверки этого показателя.

Например, методы, названные в честь Бринеля, Виккерса, Роквелла. А общее у них одно – в образец, который испытывают, подают какую-нибудь вещь, затем фиксируют, как деталь противостоит этому влиянию.

Способов для проверки этого показателя крайне много, поэтому останавливаться мы здесь не будем.

Испытание прочности чем-то похоже на испытание твёрдости. Но прочность всё же отличается. Эта проверка на умение образца сопротивляться всяческим нагрузкам.

Например, сопротивление растяжения. Запчасти крепятся в специальном оборудовании, которое производит растяжение металла в разные стороны.

Этот способ обладает хорошей эффективностью. Но если вы хотите увеличить её уровень, можете повышать температуру металла в процессе. В испытательном аппарате для этого специально встроена муфельная печь.

Также печь позволяет узнать о теплостойкости детали. Нагревать металл необходимо около получаса. Только в этом случае вы можете добиться максимальной достоверности.

Показатель ударной вязкости сварных соединений не менее важен. Он позволяет выяснить насколько деталь может подвергаться ударным нагрузкам.

Для этого испытания можно использовать обычные механические удары, бить до того момента, пока образец не разрушится.

Один из часто используемых видов проверки – это проверка при помощи маятника, на котором закреплен груз. Образец попадает под удары, путём поднимания и опускания оборудования. Маятник достигает нужной скорости, и сила удара возрастает.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 2498
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/mekhanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij

Механические свойства, определяемые при статических испытаниях


Статическими называют испытания, при которых прилагаемая нагрузка к образцу возрастает медленно и плавно.

При статических испытаниях на растяжение определяются следующие основные механические характеристики металла:

— предел текучести (σ т);

— предел прочности или временное сопротивление (σ в);

— относительное удлинение (δ);

— относительное сужение (ψ).

Предел текучести – это напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки.

Предел прочности – это напряжение при максимальной нагрузке, предшествующей разрушению образца.

Относительное удлинение – это отношение приращения длины образца после разрушения к его начальной длине до испытания.

Относительное сужение – это отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после разрушения к его начальной площади до испытания.

При испытании на статическое растяжение железо и другие пластические металлы имеют площадку текучести, когда образец удлиняется при постоянной нагрузке Рm.

При максимальной нагрузке Рmax в одном участке образца появляется сужение поперечного сечения, так называемая “шейка”. В шейке начинается разрушение образца. Так как сечение образца уменьшается, то разрушение образца происходит при нагрузке меньше максимальной. В процессе испытания приборы рисуют диаграмму растяжения, по которой определяют нагрузки. После испытания разрушенные образцы складывают вместе и измеряют конечную длину и диаметр шейки. По этим данным рассчитывают прочность и пластичность.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 1570
Источник: https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy

Характерные отличия

Конечно, в большинстве случаев таких испытаний запчасти будут повреждены или вовсе разрушены. Но бывают моменты, когда разрушение не самый лучший выход.

Поэтому в таких ситуациях нужно подумать о других методах испытаний сварных соединений, с минимальными разрушениями.

Когда вы приступаете к разрушающему методу необходимо поддерживать один температурный режим в комнате, где производите работу. Также фиксируйте данные исследуемых сварных заготовок и все виды нагрузок.

Также разрушающий метод для проверки деталей может производиться с оглаской на начальное состояние заготовок. Если вы в первый раз занимаетесь такими испытаниями швов, вы можете забыть об этой важной детали.

Ведь если взять изначально деталь плохого качества, то вероятно она сломается гораздо быстрее, чем качественный образец без изъянов.

Для того чтобы не сталкиваться с такими неудобствами, нужно просто заранее проверить деталь на наличие сварных дефектов.

Опытный сварщик, пользуясь своими глазами, а в некоторых случаях лупой, сможет выявить все огрехи, которые наверняка плохо бы отразились на итоговом результате разрушающих испытаний.

Чтобы эти дефекты не портили конечный итог, обязательно проверяйте образцы на визуальные недостатки.

Также желательно подвергать проверке несколько образцов из одного тиража, для более точного результата. Есть вероятность что результаты, которые вы получите, будут различаться друг от друга.

Из этих итогов можно вывести среднее значение, тем самым у вас будет на руках наиболее точный результат. Испытания нескольких деталей из всей партии намного предпочтительнее.

Человеческий фактор также важен, несмотря на то что все детали выполнялись одним сварочным оборудованием с одинаковыми режимами работы.

Поэтому когда вы берёте лишь один образец, вы можете наткнуться на бракованную деталь, или наоборот пропустить такую, среди множества похожих заготовок из всей партии.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 1909
Источник: https://prosvarku.info/tehnika-svarki/mekhanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij

Механические испытания на ударный изгиб


Динамическими называют испытания, при которых скорость деформирования значительно выше, чем при статических испытаниях.

Динамические испытания на ударный изгиб выявляют склонность металла к хрупкому разрушению. Метод основан на разрушении образца с надрезом (концентратором напряжений) одним ударом маятникового копра.

Стандарт предусматривает образцы с надрезами трех видов:

образец U – образный с радиусом R = 1 мм (метод KCU);

образец V – образный с радиусом R = 0.25 мм (метод KCV);

образец I – образный с усталостной трещиной (метод КСТ).

Под ударной вязкостью понимают работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.

После испытания по шкале маятникового копра определяют работу удара, которую затрачивают на разрушение образца. Площадь сечения образца определяют до разрушения.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 877
Источник: https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy

Заключение

Механические испытания применяются для серийного выпуска деталей, из каждой партии берется регламентированное стандартом число деталей, по исследованию одного образца заключение не выдается. Для единичных изделий лучше применять неразрушающий контроль сварных соединений, не повреждающий готовую деталь.

Показания механических испытаний сварных соединений во многом зависят от первоначального состояния сварных заготовок, наличия внутренних дефектов в металле. Поэтому перед определением технических характеристик проводится дефектоскопия заготовок и проверяемых сварных швов.

Блок: 6/6 | Кол-во символов: 587
Источник: https://svarkaprosto.ru/tehnologii/mehanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛОВ


Твердостью называется свойство металла оказывать сопротивление пластической деформации в поверхностном слое при вдавливании шарика, конуса или пирамиды. Измерение твердости отличается простотой и быстротой осуществления и выполняется без разрушения изделия. Широкое применение нашли три метода определения твердости:

— твердость по Бринеллю (единица твердости обозначается HB);

— твердость по Роквеллу (единица твердости обозначается HR);

— твердость по Виккерсу (единица твердости обозначается HV).

Определение твердости по Бринеллю заключается во вдавливании стального шарика диаметром D = 10 мм в образец (изделие) под действием нагрузки и в измерении диаметра отпечатка d после снятия нагрузки.

Твердость по Бринеллю обозначают цифрами и буквами НВ, например, 180 НВ. Чем меньше диаметр отпечатка, тем выше твердость. Чем выше твердость, тем больше прочность металла и меньше пластичность. Чем мягче металл, тем меньше устанавливают нагрузку на приборе. Так при определении твердости стали и чугуна нагрузку принимают 3000 Н, никеля, меди и алюминия – 1000 Н, свинца и олова – 250 Н.

Определение твердости по Роквеллу заключается во вдавливании наконечника с алмазным конусом (шкалы А и С) или стального шарика диаметром 1.6 мм (шкала В) в испытуемый образец (изделие) под действием последовательно прилагаемых предварительной (Ро )и основной (Р) нагрузок и в измерении глубины внедрения наконечника (h). Твердость по Роквеллу обозначается цифрами и буквами HR с указание шкалы. Например, 60 HRC (твердость 60 по шкале С).

Определение твердости по Виккерсу заключается во вдавливании алмазного наконечника, имеющего форму правильной четырехгранной пирамиды, в образец (изделие) под действием нагрузки и в измерении диагонали отпечатка d, оставшегося после снятия нагрузки. Метод используется для определения твердости деталей малой толщины и тонких поверхностных слоёв с высокой твердостью. Твердость по Виккерсу обозначается цифрами и буквами HV, например, 200 HV.

Блок: 6/7 | Кол-во символов: 2013
Источник: https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy

Испытания на статический изгиб

Технологические испытания на статический изгиб служит для определения способности металла воспринимать заданный по форме и размерам загиб. Аналогичные испытания проводят и на сварных соединениях.

Испытанию на загиб подвергают образцы из листового и фасонного (пруток, квадрат, уголок, швеллер и др.) металла. Для листового металла ширина образца (b) принимается равной двойной толщине(2•t), но не менее 10 мм. Радиус оправки указывается в технических условиях.

Различают три вида изгиба:

— загиб до определенного угла;

— загиб вокруг оправки до параллельности сторон;

— загиб вплотную до соприкосновения сторон (сплющивание).

Отсутствие в образце трещин, надрывов, расслоений или излома является признаком того, что образец выдержал испытание.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 783
Источник: https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy
Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 23771
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

  1. https://svarkaprosto.ru/tehnologii/mehanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 3927 (17%)
  2. https://svarkaipayka.ru/tehnologia/drugoe/mehanicheskie-ispyitaniya-svarnyih-soedineniy.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 5565 (23%)
  3. https://weldering.com/ispytanie-materialov-svarnyh-soedineniy: использовано 6 блоков из 7, кол-во символов 6834 (29%)
  4. https://prosvarku.info/tehnika-svarki/mekhanicheskie-ispytaniya-svarnyh-soedinenij: использовано 5 блоков из 6, кол-во символов 7445 (31%)


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий