какие существуют методы определения сопротивления металла образованию холодных трещин при сварке

1. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1. Для машинных испытаний устанавливают пять типов основных образцов:

Образец без разделки кромок

Образец с разделкой кромок

Сварка проплавлением основного металла или вставки в разделке, а также с применением присадочной проволоки

1. Допускается изготовление пластин из сталей той же системы легирования, что и сталь для изготовления цилиндрического образца, но имеющих меньшее содержание углерода, марганца и хрома.

2. Допускается применение пластин других размеров, если обеспечивается такая же скорость охлаждения при сохранении заданного режима сварки.

1.2. Для испытаний с помощью технологического метода устанавливают четыре типа основных образцов:

Образец без разделки кромок

Образец с разделкой кромок

Сварка проплавлением основного металла или кольцевой вставки в разделке, а также присадочного прутка в разделке

Место вырезки образцов

1.3. Образцы вырезают из испытуемой стали механическим способом или термической резкой. В последнем случае свариваемые кромки образцов обрабатывают механическим способом на глубину, превышающую ширину зоны термического влияния от резки. Разделки кромок (шов) испытуемых образцов одинаково ориентируют вдоль или поперек направления прокатки и отмечают в протоколе испытаний. Ось образца типа V должна быть расположена в середине толщины листа, если его толщина меньше 25 мм, и на одной четверти толщины, если она более 25 мм.

1.5. Заготовки, толщина которых отличается от стандартной, доводят до ближайшей стандартной толщины механической обработкой. При этом контрольный шов выполняется на поверхности образцов, не подвергавшейся механической обработке.

1.6. Для изготовления образцов под сварку применяют листы и заготовки в состоянии поставки.

2. АППАРАТУРА

2.1. Испытательные машины для растяжения, сжатия и поперечного изгиба, имеющие специальные устройства для длительного поддержания заданной нагрузки по ГОСТ 15533-80 и ГОСТ 7855-74, и другие машины, удовлетворяющие требованиям:

средняя скорость нагружения при испытании до заданной нагрузки не должна быть более 10 МПа/с;

нагрузка должна оставаться постоянной в течение всего периода испытаний, равного 20 ч;

колебания величины постоянной нагрузки в течение периода испытаний должны быть не более ±5 % от ее номинального значения.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.3. После сварки каждого образца зажимные приспособления охлаждают до комнатной температуры. Поверхность теплоотводящих элементов зачищают наждачной бумагой для устранения окалины и других загрязнений, вызываемых сваркой.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. Машинные испытания

4.1.3. Испытывают 30 образцов одного типа различными по величине нагрузками и устанавливают минимальную нагрузку, при которой в образцах образуются холодные трещины.

4.2. Технологические испытания

4.2.1. Технологические испытания выполняются при невозможности проведения машинных испытаний.

Источник

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СТАЛЕЙ ОБРАЗОВАНИЮ ХОЛОДНЫХ ТРЕЩИН

Применяемые в настоящее время методы приведены в табл. 3. Один из косвенных методов — расчетное определение эквивалента углерода СЭКв (табл 3, А. 1.1). Различные исследователи предложили более десятка выражений для С9Кв> существенно отличающихся коэффициентами при легирующих элементах. В практике часто применяется выражение [22]

г г і А^п. Si Ni Си Mo V ОЭКв —O+-g-+24 + T0 +

3. Методы оценки сопротивляемости сталей образованию холодных трещин при сварке

Сущность и назначение метода

Внд критерия и его использование

1. Расчет склонности стали к образованию трещин по химическому составу

I. Эквивалент углерода Сэкв- Сопоставление с кри­тическим значением

2. Расчет склонности свар­ного соединения к образова­нию трещин по химическому составу и жесткости соеди­нения

1. Критерий трещннообра — зования Р Сопоставление

с критическим значением

1. Определение склонности стали к трещинам путем сварки лабораторных техно­логических проб

1.Наличие или отсутствие трещин

2. Относительная длина трещин

3. Критическая скорость охлаждения

4. Критическая начальная температура

5.Критическое число уса­дочных валиков

6. Критическая геометри­ческая жесткость образца пробы

Критерии 1—6 используют­ся для сравнения материалов между собой нли с эталон­ным

Качественный Полуколичественный *2 То же »

Полуколичественный *2 Количественный

2. Определение сопроти­вляемости стали трещинам путем испытаний сварных образцов на замедленное раз­рушение

1. Минимальное напряже­ние, при котором образуются трещины

Для сравнения материалов между собой нли с эталонным, для сопоставления с допу­стимым показателем

3. Определение сопроти­вляемости замедленному раз­рушению путем испытаний образцов основного металла с имитацией сварочного термодеформационного цикла

1. Минимальное разрушаю­щее напряжение Для сравнения материалов между собой и с эталонным

4. Определение группы стойкости сварных соедине­ний против трещин путем сварки специализированных (отраслевых) технологиче­ских проб

1. Комплекс условий свар­ки, при которых не обра­зуется трещин.

Для выбора материалов и технологии сварки конструк­ций

5. Определение запаса стойкости против трещин пу­тем сопоставления действи­тельного показателя сопро­тивляемости стали трещинам с допустимым для конструк­ций данной категории

1. Относительное превыше­ние действительного показа­теля сопротивляемости над допустимым.

Для выбора материалов и технологии сварки сварных конструкций

** Количественные критерии имеют числовые выражения; связаны с изменением одного из факторов, обусловливающих трещины, и однозначно оценивают сопроти­вляемость трещинам.

*2 Полуколичествеиные критерии связаны с изменением нескольких активных факторов, но являются числовым выражением одного из ннх.

Стали с С9КВ ^ 0,45 не склонны к холодным трещинам при сварке. При Сэкв > 0,45 появляется потенциальная возможность их образования в определен­ных условиях. Значения Сэкв характеризуют прокаливаемость стали, т. е. некото­рую критическую скорость закалки на заданную твердость. Для сварных соеди нений за допустимую твердость принимают до HV 350, так как при ней на практике не наблюдается холодных трещин; Сэкв — sc 0,45 соответствует составам сталей,, которые во всем диапазоне сварочных скоростей охлаждения не закаливаются до твердости выше HV 350. Однако для сталей, имеющих Сэкв > 0,45, его нельзя считать показателем склонности к трещинам. Такие попытки на основании пред­полагаемой связи СЭКв с максимальной твердостью металла свар ного соеди нения не обоснованы.

Параметр трещинообразования, предложенный японскими исследователями

С+20 + 20 + 20 + 20 + 20 + 15 + ю + 5В + W + 40 [15] 10-’ ’

где [Н]—содержание диффузионного водорода в металле шва, см3/100 г; /?0 — коэффициент жесткости соединения, кгс/(мм2-мм); 6— толщина металла, мм (табл. 3. А.2.1).

По структуре аналогичен Сэкв, однако коэффициенты при легирующих элементах опреде­лены на основании статистической обработки ре­зультатов испытаний большого количества сталей на образование трещин с помощью технологической сварочной пробы Тэккен. Кроме того, введены чле­ны, отражающие влияние концентрации водорода и жесткости соединения. [Н] *Л определяют по мето-

Рис. 22. Рекомендуемый тепловой режим сварки в зависимости от параметра Pw для низколегиро­ванных сталей состава (%):

С 0,07—0,22; Si 0—0,6; Мп 0,4—1,4; Сг 0—1,2; Ni 0—1,2;

Мо 0—0,7; Си 0-0,5; V 0—0,12; В 0—0,005; Nb и Ті по

дике МИС путем наплавки сварочных материалов на образец 10Х 25х 110 мм в мед­ном зажимном приспособлении и помещения его в вакуумное измерительное уст­ройство до полного выделения диффузионного водорода П, 40]; k0 характеризуется силой сопротивления, соответствующей перемещению кромки соединения на 1 мм и отнесенной к единице толщины металла и длины шва. Коэффициент k0 в ряде случаев может быть рассчитан с помощью методов теории упругости или определен экспериментально нагружением соединения. Для различных по жесткости свар­ных соединений k0 = 50 — і — 400 кгс/(мм2- мм). Если > 0,285, го в сварных соединениях (с Х-, V — и U-образными разделками) вероятно образование холодных трещин. Величина служит основанием для назначения теплового режима сварки (времени охлаждения fKp от 300 до 100 °С), исключающего трещины при сварке низколегированных сталей мартеновской выплавки с ав = б0н-80 кгс/м-м2 (рис. 22).

Сварочные технологические пробы представляют собой образцы определенной формы и размеров, которые сваривают в соответствии с установленной техноло­гией. Эффективность проб характеризуется способностью воспроизводить трещины в материалах с низкой склонностью к трещинам. По возрастанию эффекшвности (или «жесткости») применяемые пробы можно ориентировочно расположить

в следующем порядке: лабораторного назначения—Лихайская, крестовая, Тэккен, проба с набором образцов (ВМЭИ), с круговой наплаокои (NCFW), Кренфильд, ЦНИИТМАШ, отраслевого назначения — ЦНИИТС, круглый вва — рыш и др.

Рис. 23. Сварочные технологические пробы:

а — крестовая; б — Тэккен; в — с набо­ром образцов (ВМЭИ); г — с круговой наплавкой; д — Кренфильд; е — ЦНИИТМАШ; ж — ЦНИИТС

Лихайская проба описана на стр. 404 (табл. З, Б. 1.6).

Крестовая проба [21] (табл. З, Б. 1.1 (4.5). Размеры образца (рис. 23, а) приведены в табл. 4.

4. Размеры образца крестовой пробы, мм

Начальная температура, ®С

Стыкуемые поверхности элементов пробы обрабатывают механическим путем. Сборку образца выполняют без зазора с помощью связующих швов. При сварке

соблюдается одинаковая начальная температура пробы перед укладкой каждого шва. После сварки образцы выдерживают на воздухе не менее 24 ч. Затем из пробы вырезают поперечные темплеты для контроля с целью определения наличия тре­щин. Шлифы травят 2—4%-ным раствором HN03 в этиловом спирте. Микрошлифы исследуют при увеличении не менее, чем в 100 раз. Основным качественным критерием склонности к трещинам является факт наличия или отсутствия трещин в образце пробы. За дополнительные критерии, имеющие полуколичественный характер, принимают начальную температуру образца пробы или номер шва, при которых образуются трещины.

Проба Тэккен [36] (табл. З, Б. 1.3, рис. 23,6). Центральную канавку с У-сбраз — ной разделкой кромок заваривают на режимах, обеспечивающих толщину шва не более 6 мм. Обязательным условием использования пробы является наличие непровара в корне шва. Трещины преимущественно образуются в околошовной зоне со стороны Х-образной части разделки от концентратора напряжений в корне шва. Контрольный шов сваривают при различных температурах предваритель­ного подогрева. Контроль для определения наличия трещин аналогичен контролю, применяемому для крестовой пробы. Основным критерием склонности к тре­щинам является критическая скорость охлаждения при 300 °С (или время охлаждения от 800 до 500 °С), при которой появляются трещины в корне свар­ного шва.

Проба ВМЭИ с набором образцов [41] (табл. З, Б.2.6, рис. 23, в). Перед испытанием образцы исследуемого материала приваривают к жесткой плите связующими швами. Толщина плиты 40, 50 и 600 мм соответственно для толщины испытываемых образцов б, равной 10—16, 10—20 и 20—30 мм. Катет связующих швов /( равен толщине образцов. Контрольный стыковой шов сваривают за один проход через весь набор закрепленных образцов. Сварку выполняют на режимах, обеспечивающих толщину шва не более 6 мм. Контроль для определения наличия трещин выполняют аналогично контролю трещин в крестовой пробе. Критерием склонности к трещинам является критическая степень жесткости К = кгс/(мм*мм), при которой образуются трещины; для элементов набора суммарной длиной 100, 150 и 300 мм k0 составляет соответственно 210, 140 и 70 кгс/(мм2-мм).

Проба с круговой наплавкой [38] (табл. З, Б. 1.5, рис. 23, г). Сварку выпол­няют слоями, содержащими несколько валиков. Промежуточная температура между слоями не выше 50 °С. После каждого слоя контролируют наличие трещин визуальным осмотром и магнитным (или ультразвуковым) методом. После окон­чания сварки образец пробы выдерживают семь суток и разрезают на четыре поперечных шлифа. Шлифы контролируют при увеличении не менее 100. Крите­рием оценки склонности к трещинам является номер слоя, после наложения кото­рого образуются трещины.

Проба Кренфильд [33] (табл. З, Б. 1.6, рис. 23, 3). Технология сварки про­бы и критерий аналогичны применяемым для пробы с круговой наплавкой. Пробу применяют для сранительной оценки склонности основного металла к «ламеляр ным» трещинам при многослойной сварке.

Проба ЦНИИТМАШ [табл. З, Б. Г.5, рис. 23, е). Первым сваривают конт­рольный шов 2 за четыре прохода. После сварки за время не более 0,5 ч фрезе­руют канавку 1 поперек контрольного шва с целью создания концентрации напря­жений в зоне сварного соединения. Затем сваривают деформирующий шов 3 (от 1 до 12 слоев). За основной критерий склонности к трещинам принимают число деформирующих валиков, при котором образуются трещины.

Пробу применяют для сравнительной оценки склонности материалов к попе­речным холодным трещинам при многослойной сварке.

Проба ЦНИИТС [21] (табл. З, Б.4.1, рис. 23, ж, табл. 5). Сварку образца пробы выполняют по технологии, принятой при производстве сварных конструк­ций. Для воспроизведения условий сварки на открытом воздухе при отрицатель­ных температурах образец охлаждают твердой углекислотой, куски которой по 1—2 кг укладывают на его поверхность по обе стороны от шва на расстоянии 100— 150 мм.

5. Размеры образца пробы 6. Критерии стойкости пробы ЦНИИТС

Продольные и попереч­ные,

Через сутки после сварки образец около сварного шва простукивают кувал­дой массой 4—5 кг для раскрытия трещин. Затем газовой или анодно-механичес­кой резкой из сварного соединения вырезают заготовки для продольных (б X 200), послойных (10X80X200) и поперечных (б X 20X80) шлифов. Макро­шлифы контролируют для определения трещин с помощью лупы при трехкратном увеличении. Критерием стойкости сварных соединений против трещин являются условия сварки образца, при которых не образуются трещины. В судостроении установлены четыре группы стойкости (табл. 6).

Испытания с помощью пробы ЦНИИТС являются обязательными в судострое­нии для установления пригодности материалов и технологии сварки для произ­водства судовых корпусных конструкций.

Проба «круглый вварыш» (табл. З, Б.4.1) описана на стр. 405. К главным недостаткам проб следует отнести: 1) качественный или полуколичественный характер критериев оценки склонности (стойкости) к трещинам; 2) неспособность многих проб дать оценку всех материалов, при сварке которых наблюдаются трещины. Эти недостатки делают пробы малопригодными для исследовательских работ по технологической прочности. Для указанных целей применяют методы количественной оценки, основанные на механических испытаниях сварных образ­цов или образцов основного металла, обработанных имитированным сварочным термическим или термодеформационным циклом.

Испытание сварных образцов на замедленное разрушение по методу ЛТП2 * (21] (табл. З, Б.2.1). Метод ЛТП2основан на предпосылке, что холодные трещины являются случаем замедленного разрушения «свежезакаленной» стали. Испытания состоят в нагружении серии сварных образцов ограниченных размеров непосред­ственно после сварки (после охлаждения до 50 °С) различными внешними длитель­но действующими постоянными нагрузками. Последние моделируют постоянное действие остаточных сварочных напряжений в конструкциях. За количественный показатель сопротивляемости сварного соединения образованию трещин прини­мают минимальное растягивающее напряжение от постоянной внешней нагрузки, при котором в образце возникают трещины. При испытании сталей перлитного и мартенситного классов достаточна выдержка под нагрузкой в течение 20 ч. Испытания по различным схемам позволяют воспроизводить все разновидности холодных трещин в сварных соединениях и оценивать сопротивляемость материа-

Предложен в МВТУ им Баумана Н. Н. Прохоровым

лов их образованию (табл. 7). Исходя из простоты оборудования, применения небольших нагружающих сил и возможности одновременного испытания серии из пяти-десяти образцов для широкого применения целесообразны схемы испыта­ния, предусматривающие нагружение изгибающей нагрузкой.

7. Схемы испытаний по методу ЛТП2, образцы и оборудование

Тип сварного образца

Оборудование для испытания

1. Прямоугольный с по-

Разрывные машины ЛТП2-4

2. Изгиб распреде­ленной нагрузкой образца, жестко за­крепленного по кон­туру

перечным стыковым швом

2. Прямоугольный с продольным стыковым швом

3. Круглый (нлн вось­мигранный) плоский со стыковым швом по диа­метру

и ЛТП2-7, создающие по­стоянное усилие от 5 до 100 тс

Гндропластмассовое устрой­ство ЛТП2-5, развивающее давление до 150 кгс/см8

4. Тавровый с угловым

Установка ЛТП2-3 для на-

гружения постоянным изги­бающим моментом от 10 до

5. Прямоугольный с по-

Прессы нли разрывные ма-

перечным стыковым швом

шины, снабженные устрой-

ствами для сжатия усилием

продольным стыковым швом

3—30 тс, с жесткими ско­бами (ЛТП2-6)

При сварке образцов для испытаний по ЛТП2 необходимо воспроизводить и фиксировать термический цикл (например, скорость охлаждения при 550 °С), характерный для сварки конструкций из металла исследуемой толщины. Необ­ходимо определять концентрацию водорода в наплавленном металле с помощью спиртовой карандашной пробы [6] или вакуумным методом [1, 40]. Показатель сопротивляемости стали трещинам может использоваться только при одновре­менном указании термического цикла сварки и концентрации водорода в наплав­ленном металле.

Испытание круглых образцов путем изгиба распределенной нагрузкой (табл. 7.2.3, рис. 24 и 25). Образцы сваривают в зажимных приспособлениях из меди толщиной, равной трем—пяти толщинам свариваемого металла. Устройство для испытаний ЛТП2-5 состоит из корпуса, заполненного гидропластмассой, и плунжерной пары, с помощью которой внутри корпуса создается давление до 150 кгс/см2. Гидропластмасса СМ обладает высокой вязкостью и неспособностью течь в зазорах 0,02 мм и менее, что обеспечивает в устройстве ЛТП2-5 практичес­кое постоянство давления во времени. При подгрузке в первый час испытания падение давления в последующий период не превышает 2—3%. При испытании поверхность образца в центральной части подвергают равноосному растяжению. Сопротивляемость трещинам оценивают либо по критическому давлению, либо по критическому напряжению, рассчитанному с помощью теории упругости:

ар ^ 0,12 р + 0,00044 1 (^)6 р

Изгиб тавровых образцов консольным изгибом (табл. 7.3.4, рис. 24 и 26). Образцы собирают и сваривают «в лодочку» в приспособлении из двух медных пластин, охлаждаемых по внутренним каналам водой. Установка для испытаний ЛТП2-3 состоит из пяти одинаковых секций, собранных на общей станине. Обра­зец нагружают изгибающим моментом с помощью рычага и грузов; грузы посред­ством лебедки и тросов можно перемещать по рычагу, изменяя момент. Максималь­ная масса свинцовых грузов составляет 150 кг, а максимальный изгибающий мо-

мент 165 кгс м. После испытания образцы со стороны корня шва травят 5%-ным раствором HNOa, высушивают и разрушают. Протравленные участки излома считают трещинами. Сопротивляемость трещинам оценивают критическим разру­шающим напряжением

где Мизг — постоянный изгибающий момент, кгс-мм; Ь —ширина образца, мм; h — средняя высота излома (или катета шва) по трем—пяти измерениям, мм,

Испытания стыковых образцов путем изгиба сосредоточенной нагрузкой (табл. 7.4.5, 4.6, рис. 24 и 27). Образцы сваривают в медных зажимных приспо­соблениях, охлаждаемых водой, или охлаждают нижнюю поверхность водяным душем. Сваренные образцы изгибают в жестких скобах ЛТП2-6. После достижения заданного усилия нагружения или прогиба с помощью гайки фиксируют положе­ние штока, пуансона и сварного образца в напряженном состоянии, В скобках

1 — корпус; 2 — шток; 3 — гайка; 4 — пуансон; 5 — образец; 6 — опоры; 7— устройство для измерения прогиба

Примечание. Прн испытании образцов с продольным применяют пуансон с одной опорой (s = 0).

образцы выдерживают в течение 20 ч. Наличие трещин выявляют визуальным осмотром поверхности образца или его излома по максимально нагруженному сечению. Перед изломом образец травят 5%-ным раствором HN03 и высушивают. Протравленные участки излома считают трещинами. Сопротивляемость трещинам оценивают критическим разрушающим напряжением

где fm —полный прогиб в центре образца; /0 —остаточный прогиб на базе /.,; k — переменный коэффициент, учитывающий возрастание момента сопротивления при изгибе при развитии пластической деформации (при /0 = 0 k= 1; при fo = 2/у k =* 0,80; при f0 = Afy к — 0,65; fy — упругий прогиб при f0 = 0).

Метод оценки сопротивляемости сталей холодным трещинам при сварке, заключающийся в испытании сварных образцов на замедленное разрушение в условиях нагружения постоянным усилием, получил широкое распространение в СССР [21, 22 и др.] и за рубежом [34 и др.]. Результаты испытаний некоторых промышленных марок стали приведены в табл. 8 [12]. Минимальное разрушающее напряжение зависит от режима сварки, глубины проплавления и формы поверх­ности шва, термического цикла сварки, регулируемого применением зажимных приспособлений и подкладок под корень шва из меди и других материалов.

8. Сопротивляемость различных сталей образованию холодных трещин при сварке [12]

Условия нспытання. 1. Тип и размеры образцов — плоский, круглый, толщина 3 мм, рабочий диаметр 100 мм. 2. Способ н режим сварки: аргонодуговой пе­реплав вольфрамовым электродом / == 160-^ 170 А; рсв = 12 м/ч. 3. Способ испыта­

Испытания образцов основного металла на замедленное разрушение (табл. З, Б.3.1). Испытания предусматривают растяжение или изгиб серии образ­цов различными по величине постоянными длительно действующими нагрузками. Под нагрузкой образцы из сталей перлитного и мартенситного классов выдержи­вают в течение 20 ч. За прочность при замедленном разрушении принимают минимальное напряжение, при котором происходит разрушение образцов или в них образуются трещины. Перед испытанием в образцах воспроизводят струк­турное состояние, характерное для околошовной зоны.

Метод ЛТПЗ [14, 21] (рис. 28 и 29). Образцы подвергают воздействию ими­тированного сварочного термического и деформационного циклов, а также насы­щению водородом. Возможно испытание при имитации только термического цикла или его сочетания с насыщением водородом. Образцы нагревают проходящим электрическим током от контактного сварочного трансформатора. Максимальная температура нагрева ТтаХ зависит от состава стали и должна соответствовать

началу оплавления границ аустенитных зерен, поскольку этому состоянию соот­
ветствует минимальная прочность при замедленном разрушении [21]. Эту темпе­ратуру определяют путем металлографического исследования поверхности тонко­шлифованных образцов, нагретых в атмосфере инертного газа, по появлению на границах темной фазы, имеющей округлую форму.

Водородом образцы насыщают электролитическим способом перед обработкой термическим циклом. Насыщение выполняют в растворе H2S04 в дистиллирован­ной воде концентрации 0,1 н с добавкой 0,5 г Na2S203 на 1 л в качестве стимуля­тора при плотности тока 10 А/см2 (образец—катод, платиновая пластина или спираль — анод). Насыщение в течение 0,5 ч при указанном режиме обеспечивает среднюю концентрацию диффузионного водорода (по вакуумному методу [1]) до 7см8/’100г. После обработки термическим циклом концентрация понижается до 1,0—2,5см3/100 г. Такая последовательность позволяет получить равномерное распределение водорода по сечению образца.

Деформационный цикл воспроизводят на этапе охлаждения путем растяжения образцов с заданной постоянной скоростью либо во всем диапазоне температур от Tmax до 20 °С, либо в заданном интервале температур. Скорости деформации

и конечные величины деформаций выбирают того же порядка, что и при сварке.

После воспроизведения в образцах сварочного термодеформационного цикла их нагружают постоянной нагрузкой путем растяжения или изгиба в приспособле­ниях к машине ЛТП2-3 (рис. 29). На образцах, предназначенных для испытаний изгибом, делают боковой надрез камнем в течение I мин после обработки терми­ческим циклом. Разрушающие напряжения определяют условно по формуле для чистого изгиба с учетом только рабочего сечения образца.

Воспроизведение в образцах термических и деформационных сварочных циклов выполняют на машинах типа ЛТПЗ-5 (стр. 395) или установке ЛТПЗ-бм 114]. Последняя обеспечивает вертикальное расположение образцов, что позво­ляет нагревать образцы на большой базе до весьма высоких температур без потери устойчивости. Оно также снабжено быстродействующим дилатометром, фикси­рующим изменения ширины образца как при термическом, так и деформационном цикле.

Определение запаса стойкости против трещин (табл. З, Б.5.1). Показатель сопротивляемости трещинам не может быть непосредственно применен для оценки стойкости сварных соединений конструкций против трещин, поскольку он отра­жает только свойства материалов. Стойкость соединений помимо этого зависит еще от величины, сварочных напряжений. Запас стойкости в принципе может быть определен сопоставлением показателя сопротивляемости и сварочных напря­жений с помощью определенного критерия прочности. Однако в настоящее время еще затруднено определение напряжений в большинстве сложных по форме конструкций и не разработан указанный критерий прочности. Одним из возмож­ных путей определения запаса стойкости является сопоставление показателей
сопротивляемости исследуемого материала с эталонным, т. е. материалом того же класса, при применении которого в сварных конструкциях отсутствовали трещины. Другой путь — сопоставление показателя сопротивляемости исследуе­мого материала с допустимым для данного типа конструкций. Последний опре­деляется путем параллельного проведения испытаний по методу ЛТП2 и сварки соответствующих сварных конструкций или заменяющих их натурных образцов

а — растяжением; б — изгибом; / — стол; 2 — основание захвата; 3, б — за­хваты; 4 — образец; 6 — стойка; 7 — опоры; 8 — траверса

[3]. При этом соблюдается идентичность термических циклов, влажности электрод­ных материалов и окружающего воздуха. Последние условия задаются в двух­трех вариантах так, чтобы они обусловливали как образование, так и отсутствие трещин в сварной конструкции. Показатель сопротивляемости по методу ЛТП2, соответствующий условиям, при которых отсутствовали трещины в конструкции, принимают за допустимый. Равенство или превышение показателя сопротивля­емости материала показателю эталонного материала или допустимого гарантирует стойкость против трещин при сварке конструкций из новых материалов.

Источник