Лабораторна робота № 8 механічні випробування властивостей зварних з’єднань

8.1 Мета роботи

Метою лабораторної роботи є здобуття студентами навиків по проведенню досліджень механічних властивостей зварних з'єднань шляхом визначення показників міцності і пластичності в залежності від марки зварювальних матеріалів, методу і режиму зварювання.

При цьому необхідно провести випробування зварних з'єднань на розтяг, згин і ударну в’язкість, вивчити характер структури місця руйнування зразків після випробування і зробити висновок про якість зварних з’єднань.

В результаті лабораторної робити студенти повинні знати та вміти:

- методи випробування зварних з’єднань.

- основні показники механічних властивостей;

- методики проведення механічних випробувань зварних з’єднань на розтяг, статичний згин і ударну в’язкість;

- причини зниження механічних властивостей зварних з'єднань;

- в яких випадках проводять механічні випробування зварних з'єднань;

- форму і розміри зразків для механічних випробувань.

- вибрати схему і місце вирізання зразків для механічних випробувань;

- розрахувати числове значення показників міцності зварного з'єднання;

- за результатами досліджень зробити висновок про якість зварного з’єднання і його експлуатаційну надійність;

- дати оцінку відповідності застосованих зварювальних матеріалів і режи­мів зварювання вимогам технології.

8.2 Основні теоретичні положення

Механічні випробування зварних з’єднань проводять з метою перевірки від­повідності їх механічних властивостей вимогам проекту або технічних умов на даний вид продукції. Ці випробування відносяться до руйнуючих методів контролю якості зварних з'єднань і тому виконується вибірка. Подібні випробування використовують також для контролю якості зварювальних ма­теріалів і придатності вибраної технології зварювання. Порядок механічних випробувань зварних швів і з’єднань, розміри і форма зразків регламентується ГОСТом 6996—84 «Методи визначення механічних властивостей шва і зварного з’єднання».

Для механічних випробувань зварного з’єднання зразки вирізаються без­посередньо з контрольованої конструкції або з спеціально зварених конт­рольних з’єднань. Такі з'єднання зварюються тими ж зварювальниками, з застосуванням тих самих зварювальних матеріалів і основного металу, методів і режимів зварювання, що і при зварюванні контрольованого об’єкту.

Для дослідження зразки вирізають з ділянки на відстані не менше 30 мм від початку і кінця зварного шва.

При зварюванні трубопроводів вибір зразків для випробування повинні відповідати схемі (рис. 8.1).

Рисунок 8. 1 – Статичні і динамічні випробування

Вирізані зразки механічно обробляють для одержання певної форми і розмірів і забезпечення відсутності зони термічного впливу в робочих ділянках зразків, вирізаних газовим або плазмовим різанням.

Випробування зварного з’єднання на розтяг проводиться для визначення міцності зварного шва і зварного з’єднання в цілому.

Форма і розміри зразків на розтяг наведені на рис. 8.1 і в таблиці 8.1. Випробування на розтяг проводиться на розривній машині.

Таблиця 8.1 – Розміри взірців на випробування

Товщина основного металу α, мм	Ширина робочої частини зразка в, мм	Ширина захватної частини. в1, мм	Довжина робочої частини l, мм	Загальна довжина зразка L, мм
до 6	15 ± 0,3	25	50
від 6 до 10	20 ± 0,3	30	60	- довжина захватної частини зразка
від 10 до 21	25 ± 0,3	35	100

Випробуванням на статичний згин визначається пластичність зварного з’єднання при згині. Показником пластичності служить кут згину при утворенні першої тріщини в будь-якому місці зразка. Середнє арифметичне значення кута згину повинно бути не менше 120, а оптимальне – не нижче 100.

При випробуванні на згин, навантаження повинно прикладатись рівномірно з швидкістю не більше 15 мм/хв.

Зварні з’єднання труб, крім випробування на розтяг і згин, повинні випробуватись на злом (рис. 8.1). При цьому сумарна глибина шлакових включень, газових пор і не проварів не повинна перевищувати 10 % товщини стінки труби, але не більше 1 мм. Наявність тріщини в швах є обов’язковою браковочною ознакою.

В протоколі випробувань вказується місце руйнування зразка або появи тріщини (метал шва, зона термічного впливу, основний метал), а також виявлені дефекти.

Випробування на ударний згин проводиться для визначення ударної в’язкості при заданій температурі на зразках з надрізом січення не більше 10х10 см довжиною 55 мм.

В залежності від мети досліджень надріз в зразку розміщують по осі шва, по лінії сплавлення або по зоні термічного впливу.

Випробування на ударну в’язкість проводиться на маятниковому копрі. Кількість зразків повинна бути не менше трьох.