Устройство для испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений
Полезная модель относится к области сварки и может быть использована для испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений. Для обеспечения возможности испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений и повышения надежности работы устройства, узел нагружения выполнен в виде винта, передающего усилие через упор на образец, а узел измерения выполнен в виде стрелочного индикатора, связанного посредством рычага с упором. 2 ил.
Заявляемая полезная модель относится к области сварки и, в частности, к устройствам для испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений.
В настоящее время широко проводятся испытания основного металла на релаксацию напряжений. Испытания проводят в условиях сжатия, изгиба и кручения на винтовых пружинах при сложном напряженном состоянии. Получаемые результаты зависят не только от схемы нагружения, но и от скорости нагружения и разгрузки, реализуемых в испытательном устройстве.
Устройства для испытаний на релаксацию напряжений состоят из узла крепления и фиксации испытуемого образца, системы нагружения испытуемого образца, элементов жесткости и системы регистрации измеряемых параметров(Анализ существующих и разработка новых экспериментальных методов оценки механических свойств в связи со структурами сварных нахлесточных соединений, выполненных методами контактной сварки /А.А.Антонов, Ю.В.Субботин, Б.В.Копаев, Л.П.Андреева: В сб. науч. трудов // Под ред. Н.Г.Хохлова. -М.: МГИУ, 1997, С. 19-22). Указанные устройства предназначены в основном для испытаний основного металла на релаксацию напряжений. Однако данные устройства не могут быть применены для исследований тонколистовых точечных сварных
соединений так, как они не обеспечивают жесткость в узле крепления образца при его нагружении на отрыв.
Целью заявляемой полезной модели является обеспечение возможности испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений и высокой надежности работы устройства.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений содержит узел нагружения образца, выполненный в виде винта, который через упор передает усилие на испытуемый образец, а узел измерения выполнен в виде стрелочного индикатора, соединенного рычагом с упором.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 - представлена схема испытательного устройства; на фиг.2 - показано снижение усилия, действующего на сварное соединение в процессе релаксации напряжений.
Устройство для испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений состоит из динамометрической скобы 1 с индикатором, балки 2, упорного винта 3, упора 4 в виде стойки, индикатора 5, рычага 6, индикатора 7, базы 8, прижимной скобы 9, опоры 10, винта 11 для крепления нижней части образца и нажимного винта 12.
Заявляемое испытательное устройство работает следующим образом. Процесс релаксации напряжений протекает в условиях общей деформации, состоящей в сумме из упругой и пластической. Постоянный уровень общей деформации после нагружения образца создается упорным винтом 3, который прижимают к балке с наибольшим дозированным усилием, контролируемым по индикатору динамометра (фиг.1). В процессе релаксации напряжений с течение времени нагрузочное усилие Р нагр. остается постоянным, усилие воспринимаемое, сварной точкой Рточки снижается из-за перехода упругой деформации в пластическую, а усилие воспринимаемое упором возрастает (фиг.2). С ростом усилия Ру. на упоре 3 (фиг.1) в процессе релаксации возрастает изгибающий момент на упор 4, увеличивается
перемещение рычага 6 и стрелка индикатора 7 смещается вниз в направлении возрастания от первоначального показания. Стрелочный индикатор 7 имеет цену деления 0,001 мм с предельной величиной измерения 2 мм. Изменение показания индикатора 7 отражает изменение усилия на упоре, и таким образом характеризует процесс релаксации напряжений в сварном соединении. Перемещения балки 2 при нагрузке и разгрузки образца измеряются стрелочным индикатором 5 с ценой деления 0,01 мм с предельной величиной измерения 10 мм. Измерения данных перемещений позволяют определить пластическую деформацию в зоне сварного соединения, получаемую в ходе процесса релаксации напряжений.
Заявляемое устройство отвечает следующим требованиям: обеспечивает жесткость всех нагруженных элементов (т.е. исключает влияние собственных деформаций устройства на результаты испытания); плавное приложение нагрузки к сварному соединению, создавая в ядре и металле равномерное поле напряжений и деформаций (скорость нагружения 0,5 оборота в секунду); создает условия для протекания процесса релаксации напряжений в зоне сварки; измеряет нагрузочное усилие и деформацию образца, которые связанны с нагруженном и релаксацией; обеспечивает простоту в обращении и надежность в работе.
Схема нагружения на отрыв, реализована при применении нагрузки с использованием рычага второго рода. Для регистрации локализованного очага микроразрушений в точечном сварном соединении при испытаниях на релаксацию напряжений, был применен акустико-эмиссионный метод, являющийся пассивным методом неразрушающего контроля. Применение акустико-эмиссионного метода позволит проводить непрерывный контроль за поведением точечного сварного соединения в условиях релаксации напряжений под действием внешних нагрузок, а так же зафиксировать начало образования и развития микротрещин.
Устройство для испытаний точечных сварных соединений на релаксацию напряжений путем нагружения на отрыв, содержащее узел крепления и фиксации испытуемого образца, узел нагружения испытуемого образца, элементы жесткости и узел измерения, отличающееся тем, что узел нагружения выполнен в виде винта, передающего усилие через упор на образец, а узел измерения выполнен в виде стрелочного индикатора, связанного посредством рычага с упором.
