Машинные технологические пробы (испытания с принудительным деформированием образцов, подвергнутых сварочному нагреву)

Если в условиях кристаллизации металл шва подвергнуть внешней деформации, то для каждого сплава можно найти такую критическую скорость деформации, при которой в сварном шве появятся ГТ, т.е. запас пластичности сплава в ТИХ будет исчерпан. Количественными критериями сопротивляемости образованию ГТ в этих испытаниях служат измеряемые скорость или величина внешней деформации, усилие, приводящее к образованию ГТ, длина трещины при постоянной скорости внешней деформации. К сожалению испытательное оборудование и технология не стандартизованы.

Испытания растяжением при высоких температурах

Проводится на цилиндрических образцах и моделировании термического цикла. Разрушение производится в соответствующей момент термического

Рис. 8

цикла. Образцы могут нагреваться до температуры нулевой прочности.

Для изучения кристаллизационных трещин используются цилиндрические образцы длиной 130 мм и диаметром 10 мм (рис. 8), для изучения ликвационных трещин - длиной 110 мм, диаметр 6 мм.

Камера с образцом наполняется аргоном. К началу испытаний содержание кислорода не более 0.1 %. Измерение температуры выполняется с помощью Pt-PtRh (d=0.2...0.25 mm) термопары, закрепленной в центральной части образца.

Изучение кристаллизационных трещин

Образцы диаметром 10 мм зажимаются в водоохлаждаемых медных зажимах и с помощью проходящего тока нагреваются до точки плавления. Центральная часть образца защищается кварцевой трубкой. Во время кристаллизации и охлаждения зажимы остаются фиксированными и усадочные деформации вызывают трещины.

Изучение ликвационных трещин

Образец диаметром 6 мм нагреваются до температуры нулевой прочности (на 50…100 градусов ниже солидуса) со скоростью 50 град в секунду (для некоторых сплавов 250). На этой стадии скорость снижается до 2 градусов в секунду, пока образец не ломается (при постоянной нагрузке 100 н). Высокотемпературная пластичность определяется с использованием нагрева или охлаждения. При этом образец нагревают до температуры нулевой прочности, а затем охлаждают до температуры испытания.

При испытании на стадии нагрева образец необходимо только нагреть до температуры испытания, а затем нагрузить со скоростью 50 мм/с. Скорость нагрева и охлаждения должны соответствовать сварочным. Во время нагрева должно быть обеспечено свободное расширение образцу.

Используется минимум 12 образцов для построения надежного графика высотемпературной пластичности.

После испытания сужение вычисляется по разрушенному образцу. Предел прочности получается делением максимальной силы на начальную площадь сечения. Предел прочности и сокращение сечения строятся при нагреве и охлаждении как функция температуры.

Varestraint and Transvarestraint

Схема испытаний показана на рисунках 9 и 10. Можно определять чувствительность основного металла, присадочного и сварного соединения. Размеры образцов не оговариваются. Наиболее часто формой образца для Varestraint является плоский брусок длиной 80…300 мм и шириной 40…100 мм и толщиной, зависящей от материала и оборудования. Для образцов Transvarestraint длина 100 мм, ширина 40 мм и толщина 10 мм. Размеры образцов могут изменяться.

Рис. 9 Рис. 10

Испытания состоят в переплаве основного металла или предварительно наплавленного металла. Сварочные параметры могут выбираться для конкретного приложения, но есть стандартные условия:

· 12.5 В, 85 А, 18 см/мин (низкое тепловложение);

· 13.5 В, 205 А, 11 см/мин (большое тепловложение).

Деформирование производится со скоростью более 1.8 мм/с

Трещины оцениваются визуально при увеличении 25. Вся длина видимых трещин строится как функция деформации изгиба.

Испытание плоского образца на испытание

Проводятся для количественной оценки восприимчивости к ГТ основного металла, металла шва и сварочных параметров. В процессе сварки линейно увеличивается напряжение в направлении сварки. Испытание может проводиться как с присадочным материалом, так и без него. Для оценки

Рис. 11

основного металла можно использовать TIG.

Образец для испытаний показан на рисунке 11. Точный размер образца определяется мощностью машины.

Обычно используют образцы 40 на 10 на 300 мм. Обработка поверхности производится вдоль образца. Сварка осуществляется в специальных зажимах.

Испытания образца (рис. 12) производится при постоянной скорости сварки и линейном росте деформации от 0 до 70 мм/мин. Допускается и выполнение сварки перпендикулярно растяжению. Оценка визуальная при 25 кратном увеличении.

Критерием стойкости против трещин является критическая скорость деформирования при которой образуются трещины.

Рис. 12

Дата добавления: 2014-01-11