представленные на рис. 1, б. Дополнительные требования к типоразмерам образцов изложены в ГОСТ 6996-66.

Испытание на ударный изгиб. При испытании на ударный изгиб определяют ударную вязкость металла шва, околошовной зоны (в различных участках) и наплавленного металла. Для испытаний применяют образцы, форма и регламентируемые размеры которых должны соответствовать рис. 2, а и б и ГОСТ 6996- 66. Дополнительные требования к типоразмерам образцов изложены в ГОСТ 6996-66.

Образцы испытывают на ударный изгиб на маятниковом копре при одном ударе маятника, наносимом со стороны, противоположной надрезу образца, лежащего на опорах.

W±0,10

Рис. 2. Образцы для испытаний металла шва, околошовной зоны (в различных участках) и наплавленного металла на ударный изгиб

Ударная вязкость определяется работой Ли, расходуемой на ударный излом образца, отнесенной к рабочей площади поперечного сечения F в месте надреза:

Испытание металла различных участков сварного соединения на стойкость против механического старения. Стойкость против механического старения характеризуется изменением ударной вязкости металла, подвергнутого старению, по сравнению с ударной вязкостью его в исходном состоянии. О стойкости металла против механического старения судят по отношению этих величин, выраженному в процентах, или по абсолютному (нормативному) значению ударной вязкости после старения. Испытания проводят для металла шва и различных участков околошовной зоны.

Заготовки подвергают искусственному старению по методике: деформация растяжением из расчета получения 10±0,5% остаточного удлинения в пределах расчетной длины /, ограниченной кернами нли рисками. Рекомендуется на поверхности образцов через каждые 10 мм наносить риски для проверки равномерности деформации по длине расчетной части. После удлинения заготовку подвергают равномерному нагреву в течение 1 ч при 250 °С с последуюш,им охлаждением на воздухе. Из рабочей частн заготовок изготовляют образцы, типоразмеры которых представлены в ГОСТ 6996-66. Приведенную методику старения применяют для сварных соединений из сталей. Методика старения для других металлов и сплавов, а также иная температура нагрева или деформации для соединений из стали оговаривается стандартами или другой технической документацией .

Измерение твердости металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла. Твердость металла, шва, металла наплавки, наплавленного металла, металла околошовкой зоны и основного металла измеряют с помощью приборов Виккерса, Роквелла (шкалы Л, В, С) и Бринелля на образцах, вырезан-

ных таким образом, чтобы были охвачены все участки сварного соединения. Допускается вырезать образцы для измерения твердости только одного участка.

Для всех видов соединений твердость измеряют в поперечном сечении образца на макрошлифах. Должна быть обеспечена параллельность сечения шлифа и обработка поверхности в местах измерения с шероховатостью ;а>1,25мкм. Схемы определения твердости в зонах сварных соединений представлены в ГОСТ g9g5 66. Твердость определяют вдавливанием в испытуемый участок образца /изделия) индентора, представляющего собой алмазную пирамиду, алмазный конус или стальной шарик, и пересчетом геометрических параметров полученных отпечатков в соответствующие единицы твердости {HV, HRC, НВ).

Испытание сварного соединения на статическое растяжение. При испытании определяют прочность наиболее слабого участка стыкового или нахлесточного соединения; металла шва в стыковом соединении.

Определение прочности наиболее слабого участка стыкового или нахлесточного соединения. При испытании сварного соединения на статическое растяжение определяют временное сопротивление наиболее слабого участка. Испытание проводят, как правило, на образцах, толщина или диаметр которых равны толщине или диаметру металла. При испытании сварного соединения из листов разной толщины более толстый лист путем механической обработки должен быть доведен до толщины более тонкого листа.

у? 2 2/7/

RzZO,

RilO,

Рис. 3. Образцы для определения прочности наиболее слабого участка стыкового соединения при испытаниях сварного соединения на статическое растяжение

Форма и размер плоских образцов представлены на рис. 3, а и б. На рис. 3, в показан образец для испытаний стыковых соединений стержней. Типоразмеры образцов регламентированы ГОСТ 6996-66.

Утолщение шва должно быть удалено механическим способом до основного металла; при этом разрешается снимать основной металл по всей поверхности образца до 15% толщины металла или диаметра стержня, но не более 1 мм. Строгать утолщение следует поперек шва. Острые кромки плоских образцов должны быть закруглены по радиусу не более 1,0 мм путем сглаживания напильником вдоль кромки. Сварные соединения, выполненные контактной сваркой и электрозаклепками, испытывают на срез или на отрыв растяжением образцов, размеры которых регламентируются ГОСТ 6996-66. При испытании определяют разрушающую нагрузку на образец (точку).

Определение прочности металла шва в стыковом соединении. При испытании прочности металла шва в стыковом соединении определяют его временное сопротивление. Толщина или диаметр образца должны быть равны толщине или диаметру основного металла. Форма и размеры плоского и цилиндрического образцов представлены соответственно на рис. 4, а и б и регламентированы ГОСТ 6996-66, Поперечная ось образцов должна совпадать с осью шва.

Временное сопротивление

где fc - поправочный коэффициент; Р - максимальное усилие, кгс; F - площадь по[1еречного сечения образца в наименьшем сечении до испытания, мм.

Для углеродистых и низколегированных конструкционных сталей коэффициент k принимают равным 0,9. Для других металлов коэффициент k устанавливается соответствующей технической документацией. Утолщение шва должно

Рис. 4. Образец для определения прочности металла шва в стыковом соединении при испытаниях сварного соединения на статическое растяжение

быть снято механическим способом до основного металла. Строгать утолщение следует поперек шва.

Испытание сварного соединения на статический изгиб. Испытания проводят для стыковых сварных соединений. При испытании определяют способность

данного соединения принимать заданный по размеру и форме изгиб. Эта способность характеризуется углом изгиба а при образовании первой трещины в растянутой зоне образца (рис. 5).

Если трещина не образуется, то испытания в соответствии с требованиями, оговоренными в технической документации, продолжаются до получения нормируемого угла изгиба, параллельности сторон или сплющивания образца. Появление надрывов длиной до 5 мм по кромкам и на поверхности образца, не развивающихся дальше в процессе испытания, браковочным признаком не является. Форма и размеры образцов для испытания на изгиб представлены соответственно на рис. 6, а и б и регламентируются ГОСТ 6996-66. Утолщение шва удаляется механическим путем до основного металла. Строгать утолщение для

Рис. 5. Схема испытания сварного соединения на статический изгиб

Ргго. V

Рис, 6. Образцы для испытания сварного соединения на статический изгиб

образца, представленного на рис. 6, а, следует вдоль, а для образца, представленного на рис. 6, б, поперек шва.

Испытание сварного соединения на ударный разрыв. Испытание на сопротивление ударному разрыву производят для сварных стыковых соединений листов толщиной до 2 мм. Форма и размеры образца должны соответствовать рис, 7,

Испытание проводят на маятниковых копрах с приспособлением для закрепления плоских образцов. Удельная ударная работа

Рис. 7. Образец для испытания сварного соединения на ударный разрыв

J,дe I/ -объем расчетной части образца, равный произведению толщины основного металла на расчетную длину и ширину образца, смз.

Условия проведения испытаний. Выбор видов испытаний и применения метода лредусмотрен в стандартах и технических условиях на продукцию, устанавли-ваюших механические требования на нее.

Образцы, имеющие отступления от чертежных размеров по шероховатости обработки, а также механические повреждения в рабочей части, к испытаниям не допускаются и заменяются таким же числом новых образцов, изготовленных из той же пробы или контрольного соединения.

Все перечисленные виды испытаний, кроме испытания сварного соединения на статический изгиб и измерения твердости, если нет указаний Б соответствующих стандартах или другой технической документации, проводят не менее чем на трех образцах. Испытание сварного соединения на статический изгиб проводят не менее чем на двух образцах. Твердость измеряют не менее чем в пяти точках для каждого участка сварного соединения. Испытание сварных соединений, выполненных точечной и шовной контактной сваркой, если нет

других указаний в стандартах, проводят не менее чем на 10 образцах. Результаты по всем видам испытаний определяют как среднее арифметическое результатов, полученных при испытании всех образцов.

.Методика определения размеров образцов, требования, предъявляемые к оборудованию для испытаний, условия проведения испытаний, подсчет и оценка результатов должны соответствовать ГОСТ 6996-66, а также:

а) при испытании на статическое растяжение при нормальной температуре - ГОСТ 1497-73, при пониженных температурах - ГОСТ 11150-75, при повышенных температурах - ГОСТ 9651-73;

б) при измерении твердости - ГОСТ 2999-75, ГОСТ 9013-59 и ГОСТ 9012-59.

Другие требования к условиям проведения испытаний, определению размеров образцов, оборудованию для испытаний и подсчету результатов должны оговариваться стандартом или другой технической документацией,

В протоколе испытания указывают тип образца, место его отбора, место разрушения (для сварных соединений), температуру испытания, результаты испытания для всех образцов и наличие дефектов в изломе образцов,

СВОЙСТВА

Для определения прочности и пластичности сварных соединений и металла шва проводят испытания при температурах, предусмотренных техническими условиями эксплуатации в соответствии с ГОСТами. Для определения механических свойств в отдельных локальных зонах шва и зоны термического влияния производят испытание микроОбразцов с измерением микротвердости соответствующих участков. Применяют также специальные (нестандартные) методы испытаний.

Определяемые характеристики прочности и пластичности могут относиться к металлу шва, зоне термического влияния, к сварному соединению в целом и, для сравнения, к основному металлу.

Прочность и пластичность сварных соединений углеродистых и легированных сталей. В зависимости от механических свойств при растяжении стали, применяемые для стальных строительных конструкций, часто подразделяют па условные классы прочности, именуемые как классы стали , согласно табл. 1 [12, 21].

Современные способы сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей обеспечивают равнопрочность сварного соединения основному металлу при пластичности, практически не уступающей исходным показателям (табл. 2).

1. Классы стали для строительных конструкций

2. Свойства металла швов в стыковых свпрных соединениях

* при отсутствии выраженной площадки текучести за предел текучести принимают напряжение, соответствующее остаточному относительному удлинению 0.2% (Оо.а).

Примечание. Цифры в индексе класса обозначают; числитель - минимальное временное сопротивление иа разрыв (кгс/мм), знаменатель - минимальный предел текучести) (кгс/мм).

СтЗ в состоянии поставки, образцы диаметром 6 мм

Сварное соединение из стали СтЗ под керамическим флюсом, сварка в три слоя, толщина 13 мм, образцы диаметром 6 мм вырезаны поперек шва

Сталь 15ХСНД в состоянии поставки (без термической обработки)

Металл шва после автоматической сварки в среде COj пластин из стали 15ХСНД толщиной 14 мм

29,3

32,4

46,0

45,5

47,0

65,0

36,7 j 65,9

22,1 j 62,1

22.2 I -

Свойства сварных соединений сталей зависят от температуры эксплуатации.

На прочность и пластичность сварных соединений влияет термическая либо механическая обработка после сварки.

В табл. 3-6 приведены цифровые данные, характеризующие свойства сварных соединений низкоуглеродистых и низколегированных сталей при различных температурах испытания с применением и без применения термической обработки .

Одним из показателей хрупкости и пластичности является ударная вязкость сталей, которая существенным образом зависит от температуры (рис. 8).

3. Предел прочности (временное сопротивление) сварных соединений низкоуглеродистых сталей прн различной температуре, кгс/мм

4. Свойства сварных швов соединений конструкционных сталей

Свариваемая сталь, сварочные материалы

Т. С

Б СтЗип СЕ-08А

СтЗ, полуавтоматическая сварка

I2X18H10T

12X18H10T, в защитных газах, б = 1,4 мм

12XI8H10T, ручная сварка

Электроды ЦЛ2, б = 8 мм

кгс/мм2

38,9

н-кгс-м/см

5. Механические свойства при 20 С

электрода

Э42А

Э46А

Э50А

Э135

Э1.50

Металла шва или наплавляемого металла

о, кгс/мм2

бб, %

а, кгсм/см

Сварные соединения, выполненные электродами диаметром менее 3 мм

о, кгс/мм

Угол изгиба, градусы

38 42 46 50 42 46 50 55 60

60 150 150 120 180 180 150 1.50 120