ГОСТ 26388-84

ГОСТ 26388-84 З'єднання зварені. Методи випробувань на опірність утворенню холодних тріщин при зварюванні плавленням

ГОСТ 26388-84

Група В09

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СПОЛУКИ ЗВАРНІ

Методи випробувань на опірність освіти
холодних тріщин при зварюванні плавленням

Welded joints. Test methods on resistance to cold crack formation
під fusion welding

ОКСТУ 0909

Строк дії з 01.01.86
до 01.01.91*
__________________________________
* Постановою Держстандарту Росії
від 14.10.99 N 344-ст дія стандарту
на території РФ відновлено
з 01.03.2000 (ІВД N 1, 2000 рік). -
Примітка виробника бази даних.

Розроблено Міністерством вищої та середньої спеціальної освіти СРСР

ВИКОНАВЦІ

Г. А.Миколаїв, Ю. Н. Сахаров , Е. Л. Макаров , Ю.Г.Романов

ВНЕСЕН Міністерством вищої та середньої спеціальної освіти СРСР

Член Колегії Д. І. Рижонков

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 20 грудня 1984 р. N 4829


Стандарт встановлює методи випробувань на опір вуглецевих та легованих сталей основного металу в зоні термічного впливу та металу шва утворенню холодних тріщин при однопрохідному зварюванні (у тому числі при зварюванні кореневого валика багатошарових швів).

Машинний метод заснований на доведенні металу зони термічного впливу або металу шва зварних зразків до утворення холодних тріщин під дією напружень, що розтягують від зовнішнього постійного навантаження.

Технологічний метод полягає у доведенні металу зони термічного впливу або металу шва зварних зразків до утворення холодних тріщин під дією залишкових зварювальних напруг.

Машинний метод застосовують при розбіжностях щодо оцінки якості зварних сполук.

Методи випробувань, передбачені цим стандартом, застосовують при проведенні дослідницьких випробувань з оцінки зварюваності металів.

1. МЕТОДИ ВІДБОРУ ЗРАЗКІВ

1.1. Для машинних випробувань встановлюють п'ять типів основних зразків:

I - плоский круглий або восьмигранний для сталі товщиною 1-6 мм (рис.1 табл.1) для кількісної оцінки опірності стикових з'єднань утворенню поздовжніх і поперечних (стосовно осі шва) тріщин у шві та зоні термічного впливу. Вісь шва розташовують уздовж або поперек напряму прокатки;

II - тавровий для сталі товщиною 8-20 мм (чорт.2 табл.2) для кількісної оцінки опірності кутових з'єднань утворенню поздовжніх тріщин у зоні термічного впливу вздовж площини прокату та в корені шва;

III - плоский прямокутний для сталі товщиною 8-20 мм (рис.3 табл.3) для кількісної оцінки опірності стикових з'єднань утворенню поздовжніх тріщин у зоні термічного впливу впоперек площини прокату та шві;

IV - плоский прямокутний для сталі товщиною 8-20 мм (чорт.4 табл.4) для кількісної оцінки опірності стикових з'єднань утворенню поперечних тріщин у зоні термічного впливу поперек площини прокату та шві;

V - циліндричний, діаметром 8 мм з гвинтовим надрізом (чорт.5) для кількісної оцінки опірності стикових з'єднань зі сталей міцністю до 1000 МПа утворенню поздовжніх тріщин у зоні термічного впливу поперек площини прокату в умовах наявності гострого концентратора напруг. Допускається застосування зразків діаметром 6 мм.

чорт.1. Тип I

Тип I

- стикове з'єднання без оброблення кромок; б - стикове з'єднання з обробкою кромок;
в - загальний вигляд зварної сполуки; - Товщина зразка; - Діаметр зразка;
- Розмір між гранями восьмигранного зразка; - Кут обробки зразка;
- Глибина оброблення; - Діаметр робочої частини зразка

Чорт.1

Таблиця 1

Розміри, мм

Чорт.2. Тип II

Тип II

- Довжина вертикальної стінки зразка; — товщина вхідної та вихідної планки;
- Висота стінки зразка; - Ширина основи зразка; - Довжина полиці зразка;
- Величина зазору; - катет зварного шва; 1 - стінка з сталі, що випробовується;
2 - полиця з низьковуглецевої сталі; 3 - вхідні та вихідні плавки з низьковуглецевої сталі

Чорт.2

Таблиця 2

мм

Примітка. Допускається виготовлення полиці і планок зі сталей тієї ж системи легування, що і сталь, що випробовується, але мають менший вміст вуглецю, марганцю і хрому.

Чорт.3. Тип III

Тип III

- Зразок під стикове з'єднання; б - загальний вигляд зварного з'єднання; 1 - зразок з випробовуваної
сталі; 2 - вхідні та вихідні планки з низьковуглецевої сталі; - Ширина зразка; - Довжина
зразка; - Довжина робочої частини зразка при розтягуванні; - Довжина робочої частини зразка
при згинанні; - Ширина основи оброблення кромок; - ширина вхідної та вихідної планки;
— довжина вхідної та вихідної планки; - Висота зварного шва;
- Відстань між опорами пуансона при згинанні (див. рис.14 в )

Чорт.3

Таблиця 3

мм

чорт.4. Тип IV

Тип IV

- Довжина обробки зразка

Чорт.4

Таблиця 4

мм

Примітка. При зварюванні під флюсом застосовують верхню межу довжини оброблення кромок зразка та нижню межу глибини оброблення кромок.

чорт.5. Тип V

Тип V

Примітки:

1. Допускається виготовлення пластин зі сталей тієї ж системи легування, що і сталь для виготовлення циліндричного зразка, але мають менший вміст вуглецю, марганцю та хрому.

2. Допускається застосування пластин інших розмірів, якщо забезпечується така сама швидкість охолодження за збереження заданого режиму зварювання.

Чорт.5

1.2. Для випробувань за допомогою технологічного методу встановлюють чотири типи основних зразків:

VI — плоский квадратний для сталі товщиною 1-6 мм з дископодібним вваришем у центрі зі змінним діаметром (черт.6 табл.5) для кількісної оцінки схильності стикових з'єднань до утворення поздовжніх та поперечних тріщин у зоні термічного впливу та шві;

VII - хрестоподібний зразок, зібраний з трьох плоских прямокутних елементів із сталі товщиною 8-40 мм (чорт.7 табл.6) для якісної оцінки схильності кутових з'єднань до утворення поздовжніх тріщин у зоні термічного впливу та шві;

VIII - три плоских прямокутних зразка товщиною 12-40 мм, що розрізняються довжиною елементів, що зварюються, (рис.8 табл.7) для кількісної оцінки схильності стикових з'єднань до утворення поздовжніх тріщин в зоні термічного впливу і шві;

IX - плоский прямокутний товщиною 12-40 мм з поздовжнім прорізом у центрі, оформленої у вигляді У-подібної обробки, (рис.9 табл.8) для якісної оцінки схильності зварних з'єднань до утворення поздовжніх тріщин у зоні термічного впливу та шві. Застосування зразка обмежено випробуваннями при ручному та напівавтоматичному зварюванні.

Чорт.6. Тип VI

Тип VI

- Зразок без оброблення кромок; б - зразок з обробкою кромок; в - загальний вигляд зварного з'єднання; - Змінний діаметр робочої частини зразка; - Притуплення оброблення кромок; - Підсилення зварного шва зовні; - Підсилення зварного шва докорінно

Чорт.6

Таблиця 5

Розміри, мм

чорт.7. Тип VII

Тип VII

1, 2, 3, 4 - послідовність виконання швів на зразку; - Довжина зварного шва;
- Ширина горизонтальної полиці зразка; - Довжина зварного шва, що вирізується для дослідження

Чорт.7

Таблиця 6

мм

Чорт.8. Тип VIII

Тип VIII

- Змінна відстань між пластинами-кінцевиками; - Змінна довжина зразка

Чорт.8

Таблиця 7

мм

Примітки:

1. При автоматичному зварюванні під флюсом при товщині зразка 12, 16, 20 мм застосовують вхідні та вихідні планки довжиною 55-60 мм та довжиною 70-80 мм при товщині зразка 30, 40 мм.

2. Допускається приварювання пластин-кінцевиків кутовими швами без оброблення кромок. У цьому випадку довжина основних пластин збільшують на 2 .

чорт.9. Тип IX

Тип IX

Чорт.9

Таблиця 8

мм

1.3. Зразки вирізують із випробуваної сталі механічним способом або термічної різкою. В останньому випадку кромки зразків, що зварюються, обробляють механічним способом на глибину, що перевищує ширину зони термічного впливу від різання. Обробки кромок (шов) випробуваних зразків однаково орієнтують вздовж або впоперек напряму прокатки і в протоколі випробувань. Вісь зразка типу V повинна бути розташована в середині товщини листа, якщо його товщина менше 25 мм і на одній чверті товщини, якщо вона більше 25 мм.

1.4. Зразки маркують на лицьовій поверхні в місцях, вказаних на рис.1-9, вздовж напрямку прокатки поєднанням однієї або декількох букв, що позначають шифр марки, плавки та вихідного стану сталі, і цифр, що позначають порядковий номер зразка серії.

1.5. Заготовки, товщина яких відрізняється від стандартної, доводять до найближчої стандартної товщини механічною обробкою. При цьому контрольний шов виконується на поверхні зразків, що не піддавалася механічній обробці.

1.6. Для виготовлення зразків під зварювання застосовують листи та заготовки у стані поставки.

1.7. Кромки готових зразків, що підлягають зварюванню, і поверхня зразків, що при зварюванні контактує з тепловідвідними елементами затискних пристосувань, для видалення іржі, окалини та напливів металу зачищають наждачним колом зернистістю N 16-24 або обдувом металевим піском.

2. АПАРАТУРА

2.1. Випробувальні машини для розтягування, стиснення та поперечного вигину, що мають спеціальні пристрої для тривалого підтримання заданого навантаження за ГОСТ 15533-80 та ГОСТ 7855-74 та інші машини, що задовольняють вимогам:

плавність навантаження;

середня швидкість навантаження при випробуванні до заданого навантаження не повинна перевищувати 10 МПа/с;

навантаження має залишатися постійним протягом усього періоду випробувань, що дорівнює 20 год;

коливання величини постійного навантаження протягом періоду випробувань має бути не більше ±5% від її номінального значення.

2.2. Схеми пристроїв для закріплення зразків та їх навантаження у випробувальних машинах наведені у довідковому додатку 1.

Схеми затискних тепловідвідних пристроїв наведені на рис.10-13 та табл.9-11.

Чорт.10

1 - зразок; 2 - положення зразка типу VI

Чорт.10

Таблиця 9

мм

- Товщина підстави пристосування;

- Ширина пристосування;

- Товщина притиску;

- Довжина пристосування;

— відстань між каналами, що охолоджуються;

, - Відстань між отворами для притискних болтів.

Чорт.11

1 - зразок; 2 - положення зразка типу I; 3 - положення зразка типу III; 4 - положення зразка типу IV

Чорт.11

Чорт.12

1 - зразок типу II; 2 - отвори для подачі води

Чорт.12

Чорт.13

- Товщина затискного пристосування; - Ширина паза в пристосуванні

Примітка. При приварюванні кінцевиків кутовими швами без обробки кромок пази затискного пристосування мають відповідні швам скоси.

Чорт.13

Таблиця 10

мм

Таблиця 11

мм

3. ПІДГОТОВКА ДО ВИПРОБУВАНЬ

3.1. Зварювання зразків проводять у лабораторному приміщенні в умовах нерухомого навколишнього повітря при температурі (20±10) °С відповідно до табл.12. Для вибору оптимального теплопокладання при зварюванні досліджуваної стали можливе варіювання питомої погонної енергією та температурою підігріву. Для зварювання досліджуваних сталей застосовують типові зварювальні матеріали. У випадку, якщо типові зварювальні матеріали для сталей ще не розроблені, застосовують низьковуглецеві зварювальні матеріали на основі дроту СВ-08 (ручне зварювання та автоматичне під флюсом) та СВ-08Г2С (зварювання у вуглекислому газі).

Таблиця 12

Режими зварювання зразків

Примітки:

1. Режим зварювання зразків коригують для одержання заданих розмірів шва з урахуванням використовуваних зварювальних матеріалів та зварювального обладнання.

2. Режим зварювання в аргоні наведено для випадку проплавлення вольфрамовим електродом цілого зразка, стику без обробки з нульовим зазором і дротяної вставки, укладеної в обробку.

3. Зразки типів I, IV та V зварюють із повним проплавленням.

4. Зразки типу III зварюють з неповним заповненням обробки кромок з заглибленням металу шва на 1,0 мм нижче поверхні основного металу.

5. Зразки типів VIII та IX зварюють з обов'язковим непроваром у корені шва.

6. Параметри режиму зварювання, наведені в дужках, належать до аргонно-дугового зварювання.

3.2. Зразки, крім типів V, VII і IX, перед зварюванням закріплюють у затискних пристосуваннях.

Необхідне тепловідведення під час зварювання забезпечується застосуванням мідних водоохолоджуваних основ при витраті води 2 дм /хв. Зразок типу II зварюють у положенні «в човник». Зварені зразки, крім типів VIII, звільняють із затискних пристроїв після їх охолодження до 150 °C. Набір трьох елементів зразка типу VIII зварюють одночасно за один прохід. Зразки типів V, VII та IX зварюють у вільному стані. Зразки типу V збирають з основною плитою «заподлицо». Зразок типу VII зварюють у положенні «в човник». Шви укладають у послідовності 1-4, дотримуючись однієї й тієї ж заданої початкової температури. У зразків типу III після зварювання наждачним колом видаляють прихватки, що закріплюють вхідну та вихідну планки.

3.3. Після зварювання кожного зразка затискні пристрої охолоджують до кімнатної температури. Поверхню тепловідвідних елементів зачищають наждачним папером для усунення окалини та інших забруднень, що викликаються зварюванням.

3.4. Зварювальні матеріали готують за нормативно-технічною документацією на зварні з'єднання. За відсутності такої документації електроди з покриттям основного типу та флюси прожарюють при температурі 200 °C протягом 2 год, а електроди з газозахисним покриттям - при температурі 80 °C протягом 1 год і використовують для зварювання протягом наступних 3-4 год. Вологість захисних газів повинна відповідати вимогам ГОСТ 10157-79 та ГОСТ 8050-76 *. Одночасно зі зварюванням зразків для випробувань визначають вміст дифузійного водню у металі шва відповідно до ГОСТ 23338–78 *. Допускається визначення вмісту водню за допомогою хроматографічного методу, спиртової або гліцеринової проб.
______________
* На території Російської Федерації діють ГОСТ 8050-85 і ГОСТ 23338-91 відповідно. - Примітка виробника бази даних.

3.5. Випробовуванню підлягають зразки, у зварних з'єднаннях яких візуальним оглядом не виявлено дефектів у вигляді свищів, непроварів (за винятком зразків типів II, VII-IX), підрізів та тріщин.

4. ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ

4.1. Машинні випробування

4.1.1. Після зварювання зразки в процесі охолодження інтервалі температур 150-100 °С навантажують постійним посиленням. Допускається починати навантаження зразків при 50 °C, якщо метою випробування є лише встановлення мінімальної руйнівної напруги. Температура зразка вимірюється контактною хромель-алюмелевою термопарою. Зразки типу I жорстко закріплюють за контуром і навантажують шляхом вигину рівномірно розподіленим навантаженням (черт.14 ). Зразки типу II навантажують шляхом консольного вигину (черт.14 б ). Зразки типів III і IV навантажують шляхом поперечного вигину ( черт.14 і 14 г ) осьового розтягування (черт.14 д ). Зразки типу V навантажують шляхом осьового розтягування (черт.14 е ).

Чорт.14

Чорт.14

4.1.2. Додаток навантаження до зразків виробляють статично зі швидкістю навантаження 5-10 МПа/с, під навантаженням зразки витримують 20 год.

4.1.3. Зазнають 30 зразків одного типу різними за величиною навантаженнями та встановлюють мінімальне навантаження, при якому у зразках утворюються холодні тріщини.

4.1.4. Застосовують наступну послідовність навантажень під час випробування зразків. Перші три зразки випробовують при напругах, рівних 0,5 основного металу Подальше випробування виконують групами з трьох зразків при зменшенні або збільшенні напруги послідовно на 0,25, 0,15, 0,10 відповідно до наявності або відсутності тріщин у зразках. При виникненні тріщин у частині зразків, випробуваних при тому самому напрузі, подальше випробування ведуть, зменшуючи напруги на 50, а потім на 25 МПа, продовжуючи випробування до встановлення . Мінімальне руйнівне навантаження встановлюють за результатами випробувань трьох зразків.

4.2. Технологічні випробування

4.2.1. Технологічні випробування виконуються за неможливості проведення машинних випробувань.

4.2.2. Після зварювання зразки витримують за нормальної температури протягом 20 год. Зразки типу VIII витримують у затискному пристосуванні. Зазнають 3-5 зразків одного типу.

4.3. Освіта холодних тріщин у зразках у процесі випробувань виявляють шляхом періодичного візуального огляду шва та зони термічного впливу за допомогою лупи зі збільшенням 3 . При утворенні тріщини, що візуально спостерігається, або повного руйнування зразка випробування припиняють. Виробляють долом зразка перерізу, в якому розташовується тріщина.

Ділянки на поверхні руйнування, що мають блискучий тендітний злам, класифікують як холодні.

4.4. Холодні тріщини у зразках, крім типів V і VII, що не зруйнувалися при випробуванні і не мають візуально спостерігаються тріщин, виявляють за допомогою неруйнівних методів контролю (ГОСТ 4782-76), окислювальною термічною обробкою або шляхом травлення поверхні і кореня шва і прилеглої до нього впливу 5%-ним водним розчином азотної кислоти. Після просушування зразки руйнують. При необхідності сполучні шви розрізають механічним шляхом або термічним різанням. Протруєні частини зламу, що виявляються візуальним оглядом за допомогою лупи зі збільшенням 3 , приймають за холодні тріщини, що утворилися при випробуванні. Зразки, у зламі яких є дефекти у вигляді непроварів (за винятком зразків II, VII-IX), несплавлень, гарячих тріщин і пористості бракують, а результат їх випробувань анулюють. Холодні тріщини у зразках типів V і VII, які не зруйнувалися при випробуванні і не мають тріщин, що візуально спостерігаються, виявляють за допомогою неруйнівних методів контролю або металографічного дослідження шліфів при збільшенні 100 . Металографічні дослідження для зразків типу V виконують на поздовжніх шліфах, площина яких проходить через вісь зразка-вставки, для зразків типу VII - на двох або трьох поперечних шліфах, що вирізують із контрольного зварного з'єднання (чорт.7).

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. Напруги (МПа) у зразках, що піддаються машинним випробуванням, обчислюють за формулами:

у зразках типу I

,

де - максимальні поздовжні та поперечні розтягувальні напруги в центрі зразка на його поверхні, МПа;

- Діаметр зони зразка, підданої випробуванню, м;

- Товщина основного металу, м;

- Інтенсивність розподіленого навантаження, МПа;

- модуль пружності низьковуглецевої сталі 21,8 · 10 МПа;

у зразках типу II

,

де - максимальна поперечна розтягуюча напруга в зоні термічного впливу стінки зразка і корені шва, МПа;

- Номінальний згинальний момент, МПа;

- Довжина зразка, м;

- Середня висота катета кутового шва на стінці таврового зразка, отримана по п'яти вимірах вздовж шва, м;

у зразках типів III та IV, що випробовуються вигином

,

де — максимальна напруга, що розтягує, на поверхні зразка, МПа;

- Коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу напруг по перерізу, рівний 0,65;

- Товщина основного металу, м;

- Відстань між опорами на підставі, м;

- Відстань між опорами на пуансоні, м;

- прогин у центрі зразка на базі , м;

- залишковий прогин у центрі зразка на базі після зняття навантаження, м;

- модуль пружності низьковуглецевої сталі 21,8 · 10 МПа;

у зразках типів III і IV, що випробовуються осьовим розтягуванням, та типу V

,

де — середня напруга, що розтягує, в зоні термічного впливу, а також у перерізі з надрізом зразків типу V без урахування концентрації напруг, МПа;

- Підсилення, МН;

- Поперечний переріз зразка, для типу V в частині, що має надріз, м .

5.2. За показник опірності шва або зони термічного впливу утворенню холодних тріщин при зварюванні приймають мінімальну напругу, що розтягує. від зовнішнього навантаження , при якому у них утворюються тріщини.

розраховують як середнє арифметичне трьох найменших руйнівних напруг з точністю ±25 МПа.

5.3. За показник схильності металу зварних з'єднань до утворення холодних тріщин за результатами випробувань зразків типу VI приймають максимальний діаметр кругового шва при якому утворюються холодні тріщини. Показник схильності до тріщин встановлюють за двома однаковими результатами, отриманими при випробуванні трьох зразків з одним і тим самим діаметром кругового шва, при якому утворюються тріщини. За відсутності тріщин у зразках з різними діаметрами шва матеріали, що зварюються вважають несхильними до утворення тріщин в умовах зварювання зразка.

5.4. За показник схильності металу зварних з'єднань до холодних тріщин за результатами випробувань зразків типу VIII приймають максимальну довжину зварюваних елементів, у яких утворюються тріщини. Показник схильності до тріщин встановлюють за двома однаковими результатами, отриманими при випробуванні трьох складових зразків. За відсутності тріщин у всіх зразках матеріали, що зварюються, вважають несхильними до утворення тріщин в умовах зварювання зразка.

5.5. За показник схильності металу зварних з'єднань до утворення холодних тріщин за результатами випробувань зразків типів VII та IX приймають наявність або відсутність тріщин. У першому випадку матеріали, що зварюються, вважають схильними, у другому — несхильними до утворення тріщин в умовах зварювання зразка. Показник схильності до тріщин встановлюють за двома однаковими результатами, отриманими при випробуванні трьох зразків.

При утворенні холодних тріщин у зразках типів VIII і IX як додатковий порівняльно-кількісний показник приймають відсоткове відношення сумарної довжини тріщини до довжини контрольного шва або мінімальну температуру підігріву зразка , коли вже не утворюються тріщини.

5.6. Результати випробувань оформляють як протоколу випробувань. Форму протоколу наведено у рекомендованому додатку 2.

ДОДАТОК 1 (довідкове)

ДОДАТОК 1
Довідкове

чорт.1. Пристрій для випробувань зразка типу I

Пристрій для випробувань зразка типу I

1 - пуансон; 2 - гума, гідропластмаса або інші еластичні робочі тіла; 3 - зразок;
4 - опорний фланець; 5 - підкладні нарізні кільця

Чорт.1

Чорт.2. Пристрій для випробування зразка типу II

Пристрій для випробування зразка типу II

1 - захоплення машини; 2 - зразок

Чорт.2

Чорт.3. Пристрій для випробування зразка типу III

Пристрій для випробування зразка типу III

- Відстань між опорами основи; - Відстань між опорами на пуансоні;
- Навантаження при випробуванні; - Висота рами; - Довжина рами; - Радіус заокруглення опори;

1 - шток;

2 - гайка, що фіксує прогин зразка; 3 - рама (зі швелера N 10); 4 - пуансон;
5 - зразок; 6 - вимірювач прогину

Чорт.3

Таблиця 1

мм

чорт.4. Пристрій для випробування зразка типу IV

Пристрій для випробування зразка типу IV

1 - захоплення машини; 2 - зразок

Чорт.4

ДОДАТОК 2 (рекомендований). Форма протоколу випробувань зразків на опірність утворенню холодних тріщин при зварюванні

ДОДАТОК 2
Рекомендоване

Продовження