растающей ширины до тех пор, пока трещины в сварном шве пе- рестанут образовываться. Необходимое условие работы пробы — полное проплавление перемычки в-корне разделки. За количествен- ный показатель стойкости к образованию горячих трещин прини- мают минимальную ширину образца, в котором уже не образуется трещина. Наличие трещины определяют визуально на поверхно- сти шва и по его излому, где за горячую трещину принимают окис- ленные участки.

Второй достаточно удобной пробой является тавровая проба (рис. 77), которая выполняется следующим образом. Стенку тав-

рового образца прикрепляют к полке только одной прихват- кой в начале шва. Это позво- ляет стенке во время сварки легко поворачиваться особенно при наложении первого шва. что вызывает деформацию и, как следствие этого, обра- зование трещин в корне шва. После наложения двух швов по обе стороны и их визуально- го осмотра полку с обратной стороны вдоль продольной оси между швами разрезают меха-

ническим способом. Разрезанные части полки отгибают для уста- новления наличия трещин в изломе шва. Испытание тавровой пробы даст количественную оценку металлов — при отсутствии трещин их считают стойкими к образованию трещин, при наличии трещин относят к склонным к их образованию. На образование горячих трещин испытываю г все без исключения металлы и сплавы.

§ 2. Механические испытания

Механические испытания определяют прочность и надежность работы сварных соединений. Основные методы определения ме­ханических свойств сварного соединения и его отдельных зон устанавливает ГОСТ 6996- 66. Он предусматривает статиче­ские и ударные испытания при нормальных, а в некоторых случаях при пониженных или повышенных температурах. Для сварных сое­динений ответственных конструкций, изготовленных из высокопроч­ных материалов или предназначенных для работы в условиях отри­цательных температур и вибрационных нагрузок, дополнительно проводят испытания на стойкость против хрупкого разрушения и на усталостную прочность. Механические испытания по харак­теру нагружения разделяют на:

статические, при которых усилие плавно возрастает или дли­тельное время остается постоянным;

динамические, при которых усиление возрастает практически мгновенно и действует короткое время;

114

усталостные, при которых нагрузка многократно (от десятков и миллионов циклов) изменяется по величине и знаку.

Статические испытания. К статическим можно отнести испыта­ния: стыкового соединении на растяжение; наплавленного металла на растяжение; стыкового соединения на изгиб; »на ползучесть; на определение твердости и т. д.

Место марнирс5хи

Место цгрщосОки

Рис. 78. Образцы для определения относительной прочности шва

Испытание на растяжение применяют для опредетения прочности и пластичности сварного соединения. Для определения временного сопротивления (а_в) сварного соединения при растяже­нии применяют образцы двух типов:

образец для определения относительного значения о_в шва в сравнении с основным металлом без снятия усиления шва (рис. 78);

Рис. 79. Образцы для определения абсолютной прочности шва

Рис. 80. Образец для испытания па растяжение при больших толщинах шва

образец для определения абсолютного значения с_в со снятым усилением и со специальной выточкой шва, предопределяющей место разрушения (рис. 79).

Если прочность сварного соединения меньше прочности основ­ного металла, допускается применять плоские и круглые образцы одинакового сечения, включая их захватные части.

При испытании стыковых швов соединений больших толщин (более 30 мм) применяют образцы, показанные на рис. 80. Длина захватной части может быть установлена в зависимости от кон-

115

струкции испытательной машины, но изменение других размеров образцов недопустимо.

Для испытаний участков сварного соединения и наплавленного металла применяют пятикратные круглые образцы диаметром рабочей части 3—10 мм, вырезанные вдоль оси сварного шва в соответствующей зоне соединения из многослойной наплавки.

При испытании на растяжение определяют предел текучести (00,2), временное сопротивление (<т_в), относительное удлине- ние (6).

Временное сопротивление разрыву (а_в) представ- ляет собой напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, пред- шествующей разрушению образца.

Под условным пределом текучести (о₀,2) понимают

напряжение, при котором обра- зец получает достаточную дефор- мацию, равную 0,2% первона- чальной расчетной длины.

Относительное удлине- ние (б) образца определяется как отношение абсолютного оста- точного удлинения к первонача- льной расчетной длине образца.

Испытание на изгиб применяют для определения пла- стичности сварного соединения в целом. Пластичность стыкового соединения при изгибе определя-

ется по углу загиба до образования первой трещины в любом ме- сте образца. Схема испытаний на изгиб при продольном и попереч- ном расположениях шва показана на рис. 81. Формы образцов для испытания приведены на рис. 82. На практике часто вме- сто плоских образцов используют трубчатые. При испытании од- носторонних швов в растянутой зоне должен располагаться верх- ний слой металла, а при многослойной сварке—шов, заваренный последним.

Для ответственных изделий считается удовлетворительным угол загиба 120—180°. При отсутствии трещин испытание закан­чивается загибом образца до параллельности сторон.

Динамические испытания. К динамическим относят испытания: на ударный изгиб; на усталость.

Испытания на ударный изгиб проводят для опреде­ления ударной вязкости при заданной температуре. Образцы для испытания па изгиб выбирают в соответствии с ГОСТ 6996—66 (рис. 83). В зависимости от назначения испытания надрез распо­лагают на оси сварного шва, в зоне сплавления или в зоне тер­мического влияния. После испытания исследуют структуру излома для определения дефектов сварного шва.

Испытаниями на усталость (выносливость) определя­ют способность металла сопротивляться действию переменных

Рис. 81. Схема испытания на изгиб при расположениях шва:

а —-« продольном, б —« поперечном

116

J - -	Я	1
	1
“Ях ]
* L

Рис. 82. Образцы для испытания на загиб:

а — с продольным швом, 6 — с поперечным швом

резанных поперек сварного соединения, в условиях осевого нагружения. При испытаниях определяют предел выносливости; количественной оценкой усталостной прочности является число циклов, которое выдержал сварной образец до разрушения.

Рис. 83. Образцы для испытания на удар толщиной: а — 10 мм и выше, б — 5—10 мм. в — 2—5 мм

Помимо приведенных испытаний, предусмотренных ГОСТ 6996—66, иногда необходимо применять дополнительные испытания для получения других прочностных характеристик. Обычно при этом стремятся создать условия нагружения и работы образцов при испытании, идентичные тем, »на которые рассчитана конструк­ция. Одним из примеров может служить испытание особых образ­цов, в которых тем или иным способом в рабочем сечении созда­ется плоское напряженное поле, характеризующее работу металла г> сосудах под давлением. Образцы представляют собой плоские или круглые стержни с захватами на концах и со специальными проточками в центральной части, которые обеспечивают плоскую схему «напряжений при нагружении. Однако в настоящее время

И7