Сварной образец для механических испытаний

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварных соединений. Цель изобретения - ускорение испытаний за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов. Составную пластину 1 из основного материала сваривают двумя стыковыми швами, из которых более длинный шов наклонен к боковым кромкам под острым углом, а более короткий шов 3 расположен перпендикулярно более длинному шву от его середины до кромки пластины 1. К торцу Б шва 3 в зоне 4 сплавления швов нахлесточным швом 5 в направлении шва 3 приведена одним торцом пластинка 6. Она расположена противоположно валику 7 зоны сплавления и имеет толщину, равную размеру b околошовной зоны шва 3, ширину, равную ширине S шва 3, и длину Г не менее С+бВ, где С и В - соответственно ширина более длинного шва и размер его околошовной зоны. Со стороны противоположного торца 8 пластинка 6 приварена к пластине 1 нахлесточным швом 9 по ее кромке на расстоянии 6 не менее от зоны 4 сплавления. При испытании нагружение образца осуществляют растяжением усилием Р и подачей давления между пластиной I и пластинкой 6. 3 ил. (Л со 4 оо фие.З

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1348707 А1 (50 4 G 01 N 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3932916/25-28 (22) 23.07.86 (46) 30.10.87. Бюл. 9 40 (71) Горьковский институт инженеров водного транспорта (72) Т.В. Молочная (53) 620.115.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 104506), кл. С 01 N 3/00, 1982. (54) СВАРНОЙ ОБРАЗЕЦ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

ИСПЫТАНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварных соединений. Цель изобретения — ускорение испытаний за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов. Составную пластину I из основного материала сваривают двумя стыковыми швами, из которых более длинный шов наклонен к боковым кромкам под острым углом, а

1 более короткий шов 3 расположен перпендикулярно более длинному шву от его середины до кромки пластины 1.

К торцу Б шва 3 в зоне 4 сплавления швов нахлесточным швом 5 в направлении шва 3 приведена одним торцом пластинка 6. Она расположена противоположно валику 7 зоны сплавления и имеет толщину, равную размеру Ь околошовной зоны шва 3, ширину, равную ширине S шва 3, и длину не менее

С+6В, где С и  — соответственно ширина более длинного шва и размер его околошовной зоны. Со стороны противоположного торца 8 пластинка 6 приварена к пластине I нахлесточным швом 9 по ее кромке на расстоянии 6 не менее

С+ЗВ от зоны 4 сплавления. При испытании нагружение образца осуществляют растяжением усилием P и подачей С давления между пластиной I и пластинкой 6. 3 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1348707

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для оценки прочности сварных соединений.

Цель изобретения — ускорение испытаний.за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов.

На фиг, 1 изображена пластина со 10 сварными швами; на фиг. 2 — сварной образец с подкладкой пластинкой, а на фиг. 3 — зона сплавления сварных швов, сечение.

Образец выполняют следующим обра- 15 зом.

Составная пластина 1 из оснонного материала сварена двумя стыковыми швами 2 и 3, из которых более длинный шов 2 наклонен к боковым граням 20 под острым углом й, а более короткий шов 3 расположен перпендикулярно шву 2 от его середины до кромки пластины 1.

К торцу Б шва 3 в зоне 4 сплавления швов 2 и 3 нахлесточным швом 5 в направлении шва 3 приварена одним из торцов прямоугольная пластинка 6, Пластинка 6 расположена противоположно валику 7 эоны сплавления и имеет 30

При толщине пластинки, меньшей Ъ, при испытании происходит разрушение по шву 5 беэ разрушения зоны сплав50 пения.

При ширине пластинки Ь, большей Я, изменяется структура основного метал5 ла пластины 1, возникают дополнительные остаточные напряжения в месте нахождения узла, в результате чего уменьшается точность имигации естестследующие размеры: толщину, равную размеру b околошовной зоны шва 3, ширтлну, равную ширине S шва 3. и длину

1 не мене С+6В, где С и  — соответственно ширина шва 2 и размер его

35 околошовной зоны, Со стороны протинололожного торца 8 пластинка 6 приварена к пластине 1 нахлесточным швом

9 по ее кромке на расстоянии не менее С+3В от зоны 4 сплавления. 40

При толщине привариваемой пластинки 6, большей Ь, искажается структура напланпенного металла стыконога шна 2, поскольку сказывается тепловое воздействие от наложения углового 45 шва, к которому предъявляются требования приближения к равенству катетов К, и К шва 5. ванных условий разрушения сварного узла.

При ширине пластинки 6, меньшей 8, в ускоренном разрушении сварного узла не участвуют наиболее напряженные участки A II, ио которым при испытании образуется сквозное разрушение сварного узла.

При выполнении шна 9 на расстоянии менее С+38 от шва 5 существенно возрастает уровень остаточных напряжений н сварном узле. В этом случае уменьшается точность определения характеристик сопротивления разрушению сварного узла при испольэîBàHèè предлагаемого образца.

При длине привариваемой пластинки

6 менее С+6В ускорение испытаний до разрушения снарного узла несущественно.

При испытании нагружение образца осуществляют растяжением усилием P и подачей давления между пластиной

1 и пластинкой 6. Для испытания материалов, из которых иэготонляют трубы, образец может быть выполнен из криволинейной пластины 1 ипи из трубы. В этом случае пластинка 6 также выполняется криволинейной или иэ трубы, а давление подается в межтрубное пространство.

Пример. В бесшовньгх трубах размером 530 8 мм из стали 17ГС быпи созданы разрезы: один под углом 45 к образующей трубы и длиной 20 см, другой перпендикулярно ему по одну иэ сторон и длиной 10 см. Затем разрезы были сварены стыкоными швами: сначала разрез протяженностью 20 см, затем — перпендикулярный ему. Стыконые швы выполняли двусторонними шириной C=S=12 мм, протяженность зоны спланления В=Ь=2 мм. В зоне спланления с внутренней поверхности трубы была приварена торцом металлическая пластинка из стали 14ХГС толщиной

2 мм, шириной 12 мм, длиной 30 мм, которая на расстоянии 20 мм от места перной приварки была соединена сваркой с трубой другим торцом.

Циклическое нагружение осуществляли с плавным повышением ннутреинего давления до 7 МПа с частотой нагружения один цикл I минуту.

Начало зарождения трещины фиксировалось в начале пересечения стыконых швов датчиками акустической эмис1348707

Формула изобретения

Составитель M. Кузьмин

Редактор И. Рыбченко Техред Л.Олийнык Корректор М. Максимишинец

Заказ 5)82/42 Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Разрушение сварного узла наблюдалось при 13-14 тыс. циклов. Количество циклов до появления первоначальной трещины базовых размеров

5-6 тыс., приращение трещины составляло (0,20-0,25) )0 мм/цикл.

-2

Полученные результаты свидетельствуют о том, что достигнуто существенное ускорение испытаний.

Сварной образец для механических испытаний, выполненный из основного материала в виде составной пластины, сваренной двумя стыковыми швами, из которых более длинный расположен между противоположными боковыми гранями, а более короткий — перпендикулярно первому от его середины до боковой грани образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью ускорения испытаний за счет повышения концентрации напряжений в зоне сплавления стыковых швов, более длинный шов наклонен к боковым граням под острым углом, к торцу более короткого шва в зоне сплавления стыковых швов с помощью нахлесточного шва приварена одним иэ торцов прямоугольная плас)ð тинка, которая расположена противоположно валикам стыковых швов в направлении продолжения более короткого шва и имеет толщину, равную размеру его околошовной зоны, ширину, 15 равную его ширине, и длину не менее

С+6В, где С и  — соответственно ширина и размер околошовной эоны более

О длинного шва, а со стороны противоположного ее торца пластинка приваре20 на к основному материалу образца с помощью нахлесточногп шва по ее кромке на расстоянии не менее С+ЗВ от эоны сплавления.