ДНР г.Мариуполь просп.Адмирала Лунина 11А
График работы:
с 8:30 по 17:30
с 8:30 по 17:30
Арматура сварные и механические соединения
Арматура широко применяется в строительстве. Предназначена для увеличения прочности бетона. Является каркасом железобетонных конструкций (ЖБК) – фундаментов, межэтажных перекрытий, опор, стеновых панелей, мостов, лестниц и так далее.
лабораторные испытания:
Арматура для изготовления железобетона воспринимает все виды нагрузок (сжатие, растяжение, изгиб),
равномерно распределяет их в теле бетона со снятием концентрированных напряжений, упрощает процесс монтажа конструкций. Имеет вид отдельных металлических стержней или сваренные из них каркасы.
(периодический, гладкий), диаметр и масса погонного метра.
Дополнительно арматурой ЖБК считается арматурная строительная сетка. Представляет собой перпендикулярно размещенные ряды металлических проволок. В местах пересечения соединяются точечной сваркой. Между собой сетки различаются размером ячеек и диаметром проволоки.
Арматурные соединения.
Наиболее широкое применение получили четыре основных вида соединений.
Самым простым считается соединение арматуры внахлест - Такой вид соединения не обладает прочностью, кроме того, вызывает перерасход арматуры.
Основное применение: в неответственных ЖБК и частном строительстве.
Сварное соединение арматуры - Одно из самых прочных и наиболее часто применяемых в промышленном строительстве.
Соединение обжимными муфтами - Востребованный способ, но требует тяжелого гидравлического оборудования.
Соединение резьбовыми конусными и цилиндрическими муфтами - Применяется при строительстве ответственных сооружений
(жилых домов, ГЭС, мостов).
Проведение испытаний и Оборудование
Измерительный инструмент (линейка, штангенциркуль, рулетка, шаблоны, скобы). Предназначен для измерения линейных размеров образцов для испытаний. Должен обеспечивать измерения с погрешностью ± 1,0 мм.
Подготовка образцов для испытаний.
Отбор образцов производят согласно требованиям нормативных документов на металлопродукцию. Длина образца ø до 20 мм - не менее 200 мм, свыше 20 мм - не менее 10d. Начальная площадь образца периодического профиля вычисляется по специальной формуле. После определения массы (в кг) образец считается подготовленным к испытанию.
Испытание на растяжение.
Метод позволяет определить прочность арматуры при воздействии на нее механических нагрузок, создаваемых разрывной машиной. Определяется предел текучести, модуль упругости и относительное удлинение после разрыва.
Испытание проводится при температуре 20° C, если она не является заданной нормативными документами.
Образец устанавливается в машину и фиксируется зажимным механизмом. При проведении испытаний должны обеспечиваться надежное центрирование образца и плавность нагружения. После включения машины происходит его растяжение при постепенно увеличивающейся нагрузке до разрыва арматуры.
Полученные при испытании результаты обрабатываются по специальным формулам (ГОСТ 12004-81) и делается заключение о свойствах исследованной арматуры, которое оформляется протоколом.
Испытание на изгиб.
Суть метода заключается в деформации образца без изменения направления действия силы до достижения заданного угла изгиба.
Испытание проводится при температуре от 10 до 35° C. Образец устанавливается на пресс или универсальную разрывную машину в предназначенную опору и подвергается действию возрастающего усилия.
Полученные результаты заносятся в протокол испытания, который должен содержать следующую ИНФОРМАЦИЮ:
Арматурные соединения испытываются в соответствии с требованиями ГОСТ 10922-2012.
Сварные соединения испытываются на растяжение, срез, отрыв и разупрочнение.
На растяжение испытываются стыковые виды соединений. Образцы испытываются на разрывных машинах с применением специальных вкладышей и приспособлений, обеспечивающих крепление в захватах. Длина образца не менее 300 мм со стыком посредине. Расстояние между захватами должно быть не менее 10 диаметров образца. Испытываются три образца. Результаты испытания заносятся в протокол.
Испытанию на срез подвергаются крестообразные и нахлесточные соединения. Разрывные машины для испытаний оснащаются специальными захватами с вкладышами, которые обеспечивают свободное перемещение стержня под действием срезывающей силы. Результаты испытаний подтверждаются протоколом.
Испытание сварных соединений арматуры на отрыв проводятся при тавровых соединениях на разрывной машине. Расстояние между сварным соединением и захватом разрывной машины должно быть не менее 10d. Радиус вкладыша под плоским элементом закладной детали 150-200 мм, а радиус отверстия во вкладыше не более диаметра стержня. Схема испытания представлена рисунком и фото.
Соединения муфтами рассмотрим на примере соединений металлической стержневой арматуры методом механической опрессовки.
Исследование опрессованных соединений арматуры рассмотрим на примере обжимных муфт. При проведении испытаний определяется разрушающая нагрузка, относительное удлинение соединенных стержней арматуры и деформативность соединения. Испытания на растяжение проводят на разрывных машинах (ГОСТ 28840-90).
Требования к подбору образцов определяются ГОСТ 12004-81. Количество указывается в нормативно-технической документации на арматурную сталь. Масса образца определяется путем взвешивания на весах (ГОСТ 29329-92), а линейные размеры металлической линейкой (ГОСТ 427-75).
При испытании температура окружающей среды 20° C, допускается колебание в пределах 10-35° C.
Процесс испытания на растяжение описан в разделе о проведении испытаний арматуры («Испытание на растяжение»).
При определении деформативности опрессованного соединения испытания проводятся с использованием тензометра любого типа, обеспечивающего точность измерений ±0,01 мм. Схема установки тензометра на испытываемый образец приведена на рисунке.
Образец растягивается на разрывной машине до значения напряжения в арматуре δ = 0,6, затем до δ = 2,0. Полученные при этих замерах данные используется в формуле расчета значения упругой деформации опрессованного соединения.
Испытания на выносливость проводятся на испытательном оборудовании (пульсарах), обеспечивающим частоту приложения нагрузки в пределах от 1 до 200 Гц. Продолжительность испытания - до двух миллионов циклов или до обрыва образца на расстоянии, превышающим два диаметра арматуры от захватных приспособлений.
Испытания арматуры и арматурных соединений позволяют видеть соответствие расчетных параметров, заданных при проектировании железобетонных изделий.
Механические испытания сварных соединений
Механические испытания относятся к разрушающим способам контроля. Их используют, когда нужно определить стойкость сварных швов к действию физико-механических нагрузок. Экспертиза проводится по ГОСТ 6996-66 и Руководящей документации МинХимПрома РД 26-11-08-86.
Любое сварное соединение имеет три характерные зоны:
Виды механических испытаний сварных соединений
Во время экспертизы к сварным швам прикладывают нагрузки для выявления деформаций, влияющих на герметичность конструкций, на их прочность и несущую способность. Отслеживают изменение формы и геометрии соединений. Образцы выдерживают испытание, если в них не проявятся дефекты — трещинки, надломы, расслоения, разрывы.
Определение механических свойств во всех зонах производится при нормальной, высокой и низкой температуре:
Механические испытания сварных соединений – это разрушающие методы контроля, которые используют для проверки швов под разноплановыми нагрузками. С их помощью определяют важные эксплуатационные параметры конструкций, а затем, на основании полученных сведений, рассчитывают возможные нагрузки. При проведении проверок используется специализированное контрольное оборудование.
В качестве контрольных отбираются серийные образцы сварных швов. Заключение делают на основании одинаковых исследований устойчивости к разрушениям, пластичности шва.
Суть проведения механических испытаний сварных соединений
Исследования проводятся несколькими способами, а именно:
Условный предел текучести – это напряжение, при котором образцы увеличиваются на 0,2% от первоначальных показателей длины. Исследования на изгиб проводят, чтобы выявить пластичность диффузного слоя. Нагрузку на изгиб осуществляют, пока на поперечном и продольном соединении не появится первая трещина. Для проведения тестов применяют трубчатые или плоские образцы.
При динамических испытаниях выявляют склонность швов к усталостной деформации и прочность на изгиб. Тесты проводят при пониженной, нормальной или повышенной температуре. Полученные данные заносят в виде графиков в протокол.
Твердость определяют в зоне термического влияния и диффузного слоя. При этом оценивают структурную прочность металла методами металлографии. Помимо прочего, проверяют необработанный и обработанный шовный валик.
Нормативная документация для испытаний сварных соединений
Методы проведения исследований, используемые формулы регламентируются руководящим документом Минхимпрома РД 26-11-08-86. Отбор образцов, а также определение типа исследований выполняется согласно ГОСТ 6996-66. Толщина образцов регламентируется в соответствии с типом сварки. Также оговаривается способ подготовки сварного шва к испытанию, условия, в которых они будут проводиться. По итогам контроля составляют протокол, где указывают метод, которым были проверены образцы.
Образцы для проведения испытаний
Исследования выполняют на стандартных образцах, форма и размер которых устанавливаются с учетом вида испытания.
Например, для проверки на растяжение применяют стандартные цилиндрические образцы круглого сечения или плоские заготовки прямоугольного сечения. Заготовки должны иметь определенные размеры, установленные стандартами.
Преимущества и недостатки механических испытаний
К достоинствам методов относятся следующие:
Свойства, которые определяют механические испытания
Для испытания швов в целях определения механических характеристик диффузного слоя применяют разные методы. Образцы подвергают разнонаправленным усилиям, выявляют, под какой нагрузкой по швам возникает деформация. При этом учитывают надрывы, трещины, изменения размеров, формы. Также определяют технологически важные характеристики, которые влияют на герметичность и несущую способность соединений.
Рассмотрим основные характеристики, которые позволяют определить испытания сварных соединений.
Пластичность
Для определения пластичности проводят тесты на статическое растяжение, в ходе которых выявляется податливость участка термического влияния и диффузного слоя, изменения формы. Пластичность – это характеристика, от которой зависит способность штамповки с вытягиванием. Удлинение определяют посредством измерения образцов до растяжения и после.
Прочность
Показатели прочности особенно важны для опорных конструкций, которые испытывают разнонаправленные нагрузки. От прочности зависит надежность, безопасность, целостность сооружения. Определяют характеристики несколькими методами. Для этого проводятся исследования на изгиб и на усталость. Испытания сварных соединений на изгиб подразумевают прикладывание усилий до момента критической деформации образцов. Исследования на усталость выполняются с разными нагрузками, пока образец не разрушится.
В ходе экспериментов могут проводиться:
Для определения ударного изгиба выполняются динамические исследования. Они подразумевают высокую скорость изменения нагрузки. Сварные швы проверяют на хрупкость, склонность к растрескиванию и деформации. Для этого применяют образец с надрезанным шовным валиком. В месте, где выполнен надрез, от удара маятниковым копром со специальной шкалой концентрируется напряжение. В результате испытаний рассчитывают ударную вязкость, которая определяется как отношение работы по отталкиванию в месте концентрации к площади сечения целостного образца, т.е. до нанесенного разреза. Если в образце не появятся трещины, изломы, надрывы и расслоения, значит, он выдержал испытание.
Твердость
Для определения твердости заготовки используют три методики:
Метод Роквелла используют для контроля соединений на листовой стали или тонком металле, Виккерса – на деталях малой толщины и тонких поверхностных слоях, Бринелля – на других типах заготовок. Твердость напрямую определяет пластичность материала, т.е. чем тверже диффузный слой, тем меньше он будет изгибаться.
Особенности механических исследований
Главная особенность состоит в том, что механические исследования – это разрушающие методы контроля. Т.е. в большинстве случаев исследуемые образцы разрушаются или повреждаются. Но если разрушение – не лучший вариант в определенном случае, приходится выбирать другие методы испытания.
В помещении, где проводятся эксперименты, должен поддерживаться один температурный режим. Данные, полученные в ходе проверки, обязательно фиксируются.
Для получения максимально точных результатов проверяют несколько образцов из одной партии. Вполне вероятно, что результаты будут различаться. Тогда из полученных показателей выводится среднее значение – это и будет самый точный результат.
Механические испытания целесообразно применять при серийном выпуске деталей, когда из каждого тиража берут количество изделий, регламентированное стандартами, и проводят исследования. Только по одному образцу выдать корректное заключение не получится. Если изделие единичное, для него стоит использовать неразрушающие методы контроля.
Результаты испытаний зависят от разных факторов. Это и первоначальное состояние заготовок, и наличие дефектов в металле. Поэтому перед определением технических характеристик нужно провести дефектоскопию сварных соединений, например, ультразвуковой контроль.
Арматура широко применяется в строительстве. Предназначена для увеличения прочности бетона. Является каркасом железобетонных конструкций (ЖБК) – фундаментов, межэтажных перекрытий, опор, стеновых панелей, мостов, лестниц и так далее.
Срок службы изделий из бетона зависит не только от его марки, но и от параметров арматуры
(способности выдерживать длительные нагрузки, противостоять воздействию коррозии, соответствия температурным режимам эксплуатации).
Изготовляется из низколегированной или углеродистой стали.
От качества арматуры зависит надежность и прочность ЖБК, зданий и сооружений в целом. Для его определения проводятсялабораторные испытания:
- Арматурной стали на растяжение и изгиб;
- Сварного шва на растяжение;
- Муфтовых соединений на растяжение.
Арматура для изготовления железобетона воспринимает все виды нагрузок (сжатие, растяжение, изгиб),
равномерно распределяет их в теле бетона со снятием концентрированных напряжений, упрощает процесс монтажа конструкций. Имеет вид отдельных металлических стержней или сваренные из них каркасы.
- Гладкая арматура
- Армированный каркас
- Рифленая арматура
(периодический, гладкий), диаметр и масса погонного метра.
Дополнительно арматурой ЖБК считается арматурная строительная сетка. Представляет собой перпендикулярно размещенные ряды металлических проволок. В местах пересечения соединяются точечной сваркой. Между собой сетки различаются размером ячеек и диаметром проволоки.
Арматурные соединения.
Наиболее широкое применение получили четыре основных вида соединений.
Самым простым считается соединение арматуры внахлест - Такой вид соединения не обладает прочностью, кроме того, вызывает перерасход арматуры.
Основное применение: в неответственных ЖБК и частном строительстве.
Сварное соединение арматуры - Одно из самых прочных и наиболее часто применяемых в промышленном строительстве.
Соединение обжимными муфтами - Востребованный способ, но требует тяжелого гидравлического оборудования.
Соединение резьбовыми конусными и цилиндрическими муфтами - Применяется при строительстве ответственных сооружений
(жилых домов, ГЭС, мостов).
Проведение испытаний и Оборудование
- Разрывные машины - Предназначены для проведения испытаний арматуры на растяжение или разрыв.
- Пресс - Предназначен для испытания строительных материалов на сжатие. При проведении испытаний на универсальной испытательной машине пресс не применяется. Его функция выполняется машиной.
Измерительный инструмент (линейка, штангенциркуль, рулетка, шаблоны, скобы). Предназначен для измерения линейных размеров образцов для испытаний. Должен обеспечивать измерения с погрешностью ± 1,0 мм.
Подготовка образцов для испытаний.
Отбор образцов производят согласно требованиям нормативных документов на металлопродукцию. Длина образца ø до 20 мм - не менее 200 мм, свыше 20 мм - не менее 10d. Начальная площадь образца периодического профиля вычисляется по специальной формуле. После определения массы (в кг) образец считается подготовленным к испытанию.
Испытание на растяжение.
Метод позволяет определить прочность арматуры при воздействии на нее механических нагрузок, создаваемых разрывной машиной. Определяется предел текучести, модуль упругости и относительное удлинение после разрыва.
Испытание проводится при температуре 20° C, если она не является заданной нормативными документами.
Образец устанавливается в машину и фиксируется зажимным механизмом. При проведении испытаний должны обеспечиваться надежное центрирование образца и плавность нагружения. После включения машины происходит его растяжение при постепенно увеличивающейся нагрузке до разрыва арматуры.
Полученные при испытании результаты обрабатываются по специальным формулам (ГОСТ 12004-81) и делается заключение о свойствах исследованной арматуры, которое оформляется протоколом.
Испытание на изгиб.
Суть метода заключается в деформации образца без изменения направления действия силы до достижения заданного угла изгиба.
Испытание проводится при температуре от 10 до 35° C. Образец устанавливается на пресс или универсальную разрывную машину в предназначенную опору и подвергается действию возрастающего усилия.
Полученные результаты заносятся в протокол испытания, который должен содержать следующую ИНФОРМАЦИЮ:
- Ссылку на стандарт;
- Идентификацию образца (тип материала, номер плавки, НАПРАВЛЕНИЕ оси образца относительно изделия);
- Форму и размеры образца;
- Метод испытания;
- Результаты испытания.
Арматурные соединения испытываются в соответствии с требованиями ГОСТ 10922-2012.
Сварные соединения испытываются на растяжение, срез, отрыв и разупрочнение.
На растяжение испытываются стыковые виды соединений. Образцы испытываются на разрывных машинах с применением специальных вкладышей и приспособлений, обеспечивающих крепление в захватах. Длина образца не менее 300 мм со стыком посредине. Расстояние между захватами должно быть не менее 10 диаметров образца. Испытываются три образца. Результаты испытания заносятся в протокол.
Испытанию на срез подвергаются крестообразные и нахлесточные соединения. Разрывные машины для испытаний оснащаются специальными захватами с вкладышами, которые обеспечивают свободное перемещение стержня под действием срезывающей силы. Результаты испытаний подтверждаются протоколом.
Испытание сварных соединений арматуры на отрыв проводятся при тавровых соединениях на разрывной машине. Расстояние между сварным соединением и захватом разрывной машины должно быть не менее 10d. Радиус вкладыша под плоским элементом закладной детали 150-200 мм, а радиус отверстия во вкладыше не более диаметра стержня. Схема испытания представлена рисунком и фото.
Соединения муфтами рассмотрим на примере соединений металлической стержневой арматуры методом механической опрессовки.
Исследование опрессованных соединений арматуры рассмотрим на примере обжимных муфт. При проведении испытаний определяется разрушающая нагрузка, относительное удлинение соединенных стержней арматуры и деформативность соединения. Испытания на растяжение проводят на разрывных машинах (ГОСТ 28840-90).
Требования к подбору образцов определяются ГОСТ 12004-81. Количество указывается в нормативно-технической документации на арматурную сталь. Масса образца определяется путем взвешивания на весах (ГОСТ 29329-92), а линейные размеры металлической линейкой (ГОСТ 427-75).
При испытании температура окружающей среды 20° C, допускается колебание в пределах 10-35° C.
Процесс испытания на растяжение описан в разделе о проведении испытаний арматуры («Испытание на растяжение»).
При определении деформативности опрессованного соединения испытания проводятся с использованием тензометра любого типа, обеспечивающего точность измерений ±0,01 мм. Схема установки тензометра на испытываемый образец приведена на рисунке.
Образец растягивается на разрывной машине до значения напряжения в арматуре δ = 0,6, затем до δ = 2,0. Полученные при этих замерах данные используется в формуле расчета значения упругой деформации опрессованного соединения.
Испытания на выносливость проводятся на испытательном оборудовании (пульсарах), обеспечивающим частоту приложения нагрузки в пределах от 1 до 200 Гц. Продолжительность испытания - до двух миллионов циклов или до обрыва образца на расстоянии, превышающим два диаметра арматуры от захватных приспособлений.
Испытания арматуры и арматурных соединений позволяют видеть соответствие расчетных параметров, заданных при проектировании железобетонных изделий.
Механические испытания сварных соединений
Механические испытания относятся к разрушающим способам контроля. Их используют, когда нужно определить стойкость сварных швов к действию физико-механических нагрузок. Экспертиза проводится по ГОСТ 6996-66 и Руководящей документации МинХимПрома РД 26-11-08-86.
Любое сварное соединение имеет три характерные зоны:
- Шов, образованный кристаллизацией расплавленного основного материала (или основного с наплавленным).
- Зона сплавления — граница между металлом конструкции и сварным швом.
- ЗТВ (зона термического влияния) — прилегающая область, нагревающаяся при сварке.
Виды механических испытаний сварных соединений
Во время экспертизы к сварным швам прикладывают нагрузки для выявления деформаций, влияющих на герметичность конструкций, на их прочность и несущую способность. Отслеживают изменение формы и геометрии соединений. Образцы выдерживают испытание, если в них не проявятся дефекты — трещинки, надломы, расслоения, разрывы.
Определение механических свойств во всех зонах производится при нормальной, высокой и низкой температуре:
- Кратковременное растяжение — исследуется сопротивление, текучесть, сужение в местах разрыва.
- Ударный изгиб — определяется отношение вязкой и хрупкой составляющей в месте излома.
- Статическое растяжение — проверяется прочность нахлесточного соединения и стыков.
- Твердость — измеряется по методу Роквелла, Бринелля, Виккераса.
- Статический изгиб — выявляется способность шва принимать заданную форму (угол изгиба).
- Ударный разрыв — определяется сопротивление образца разрывному воздействию.
- Стойкость к механическому старению — отслеживаются изменения ударной вязкости металла в исходном состоянии и искусственно состаренного.
Механические испытания сварных соединений – это разрушающие методы контроля, которые используют для проверки швов под разноплановыми нагрузками. С их помощью определяют важные эксплуатационные параметры конструкций, а затем, на основании полученных сведений, рассчитывают возможные нагрузки. При проведении проверок используется специализированное контрольное оборудование.
В качестве контрольных отбираются серийные образцы сварных швов. Заключение делают на основании одинаковых исследований устойчивости к разрушениям, пластичности шва.
Суть проведения механических испытаний сварных соединений
Исследования проводятся несколькими способами, а именно:
- Статическим. Подразумевает плавное увеличение нагрузки. Исследования растянуты по времени, чтобы разрушающая нагрузка была постоянной.
- Динамическим. Суть – в мгновенном воздействии за непродолжительный интервал времени.
- Усталостным. Это многократное воздействие на образец. Число циклов определяет величина, которая исчисляется десятками миллионов. Нагрузку изменяют по значению, знаку.
Условный предел текучести – это напряжение, при котором образцы увеличиваются на 0,2% от первоначальных показателей длины. Исследования на изгиб проводят, чтобы выявить пластичность диффузного слоя. Нагрузку на изгиб осуществляют, пока на поперечном и продольном соединении не появится первая трещина. Для проведения тестов применяют трубчатые или плоские образцы.
При динамических испытаниях выявляют склонность швов к усталостной деформации и прочность на изгиб. Тесты проводят при пониженной, нормальной или повышенной температуре. Полученные данные заносят в виде графиков в протокол.
Твердость определяют в зоне термического влияния и диффузного слоя. При этом оценивают структурную прочность металла методами металлографии. Помимо прочего, проверяют необработанный и обработанный шовный валик.
Нормативная документация для испытаний сварных соединений
Методы проведения исследований, используемые формулы регламентируются руководящим документом Минхимпрома РД 26-11-08-86. Отбор образцов, а также определение типа исследований выполняется согласно ГОСТ 6996-66. Толщина образцов регламентируется в соответствии с типом сварки. Также оговаривается способ подготовки сварного шва к испытанию, условия, в которых они будут проводиться. По итогам контроля составляют протокол, где указывают метод, которым были проверены образцы.
Образцы для проведения испытаний
Исследования выполняют на стандартных образцах, форма и размер которых устанавливаются с учетом вида испытания.
Например, для проверки на растяжение применяют стандартные цилиндрические образцы круглого сечения или плоские заготовки прямоугольного сечения. Заготовки должны иметь определенные размеры, установленные стандартами.
Преимущества и недостатки механических испытаний
К достоинствам методов относятся следующие:
- получение данных об эксплуатационных характеристиках сварных соединений;
- изучение механических свойств швов;
- установление расчетных величин, что позволяет определить максимальные нагрузки – сведения, необходимые для проектных работ;
- проверка возможностей зоны термического влияния, диффузного слоя, в которых зачастую обнаруживаются внутренние дефекты;
- небольшие затраты, но при этом получение точных результатов, на основе которых можно определить прочностные характеристики конструкций, выбрать наилучший способ сварки разных сплавов.
Свойства, которые определяют механические испытания
Для испытания швов в целях определения механических характеристик диффузного слоя применяют разные методы. Образцы подвергают разнонаправленным усилиям, выявляют, под какой нагрузкой по швам возникает деформация. При этом учитывают надрывы, трещины, изменения размеров, формы. Также определяют технологически важные характеристики, которые влияют на герметичность и несущую способность соединений.
Рассмотрим основные характеристики, которые позволяют определить испытания сварных соединений.
Пластичность
Для определения пластичности проводят тесты на статическое растяжение, в ходе которых выявляется податливость участка термического влияния и диффузного слоя, изменения формы. Пластичность – это характеристика, от которой зависит способность штамповки с вытягиванием. Удлинение определяют посредством измерения образцов до растяжения и после.
Прочность
Показатели прочности особенно важны для опорных конструкций, которые испытывают разнонаправленные нагрузки. От прочности зависит надежность, безопасность, целостность сооружения. Определяют характеристики несколькими методами. Для этого проводятся исследования на изгиб и на усталость. Испытания сварных соединений на изгиб подразумевают прикладывание усилий до момента критической деформации образцов. Исследования на усталость выполняются с разными нагрузками, пока образец не разрушится.
В ходе экспериментов могут проводиться:
- Искривление заготовки под заданным углом.
- Двухсторонний изгиб, пока стороны заготовки не сплющатся.
- Искривление тонких заготовок, пока стороны не встанут параллельно и образец не примет U-образную форму.
Для определения ударного изгиба выполняются динамические исследования. Они подразумевают высокую скорость изменения нагрузки. Сварные швы проверяют на хрупкость, склонность к растрескиванию и деформации. Для этого применяют образец с надрезанным шовным валиком. В месте, где выполнен надрез, от удара маятниковым копром со специальной шкалой концентрируется напряжение. В результате испытаний рассчитывают ударную вязкость, которая определяется как отношение работы по отталкиванию в месте концентрации к площади сечения целостного образца, т.е. до нанесенного разреза. Если в образце не появятся трещины, изломы, надрывы и расслоения, значит, он выдержал испытание.
Твердость
Для определения твердости заготовки используют три методики:
- Тестирование по методу Роквелла. Во время исследования в металл вдавливают твердый наконечник – индентор, в качестве которого выступают алмазный конус или стальной шарик, прошедший специальную закалку.
- Исследования по Виккерсу. Способ, имеющий сходство с методом Роквелла. В качестве индентора используется алмазная пирамидка.
- Способ Бринелля. Применяется стальной шар с высокой плотностью и твердостью.
Метод Роквелла используют для контроля соединений на листовой стали или тонком металле, Виккерса – на деталях малой толщины и тонких поверхностных слоях, Бринелля – на других типах заготовок. Твердость напрямую определяет пластичность материала, т.е. чем тверже диффузный слой, тем меньше он будет изгибаться.
Особенности механических исследований
Главная особенность состоит в том, что механические исследования – это разрушающие методы контроля. Т.е. в большинстве случаев исследуемые образцы разрушаются или повреждаются. Но если разрушение – не лучший вариант в определенном случае, приходится выбирать другие методы испытания.
В помещении, где проводятся эксперименты, должен поддерживаться один температурный режим. Данные, полученные в ходе проверки, обязательно фиксируются.
Для получения максимально точных результатов проверяют несколько образцов из одной партии. Вполне вероятно, что результаты будут различаться. Тогда из полученных показателей выводится среднее значение – это и будет самый точный результат.
Механические испытания целесообразно применять при серийном выпуске деталей, когда из каждого тиража берут количество изделий, регламентированное стандартами, и проводят исследования. Только по одному образцу выдать корректное заключение не получится. Если изделие единичное, для него стоит использовать неразрушающие методы контроля.
Результаты испытаний зависят от разных факторов. Это и первоначальное состояние заготовок, и наличие дефектов в металле. Поэтому перед определением технических характеристик нужно провести дефектоскопию сварных соединений, например, ультразвуковой контроль.
ОГРН:1249300010651
© ООО "ТЕХНОТЕСТ" 2024
© ООО "ТЕХНОТЕСТ" 2024