Файл: Румянцев, С. В. Радиационная дефектоскопия.pdf

пористости, который определяется отношением площади пор,, измеряемых по рентгенограмме, к площади сварного шва. Од­ нако в работе [3] указывается, что более крупные дефекты, если даже они занимают меньшую площадь па рентгенограмме, силь­ нее влияют на прочность сварного шва, чем мелкие поры.

Вработах [4—9] показано, что поры, расположенные на рент­ генограмме в виде цепочки в середине пли па краях шва, ока­ зывают большее влияние на прочность, чем сравнительно боль­ шая пористость, но при беспорядочном расположении пор.

Влитературе имеются указания на то, что поры почти не влияют на статическую прочность сварных швов с усилением из котельной малоуглеродистой стали [10]. Шлаковые включения п пористость при комнатной и отрицательной (до —56° С) темпе­ ратуре также заметно не влияют на статическую прочность свар­ ных соединении из стали марки СтЗ, полученных автоматиче­ ской сваркой под флюсом [11]. Проведенные опыты [12] показали, что газовые и шлаковые включения (имитировались отверстия­ ми) размером до 20% толщины основного металла (стали марки

СтЗ) не снижают статической прочности V- и Х-образпых швов, с усилением.

По данным работы [13]. статическая прочность и относитель­ ное удлинение сварных образцов с порами и шлаковыми вклю­ чениями падают с увеличением толщины образцов из малоугле­ родистой стали от 10 до 25 мм. Зависимость статической проч­ ности от пористости в сварных швах устанавливается графиком, где по оси ординат отложены оп [кГ/см2), а по оси абсцисс — величина пористости (число пор на 1 см2 шва, изображенногона рентгенограмме). Для данной марки стали показания рентге­ нограмм сварных швов с пористостью приблизительно совпа­ дают с результатами механических испытаний.

Исследования [14— 16] показали отрицательное влияние по­ ристости на статическую прочность сварного соединения с про­ дольным швом. Это объясняется тем, что, во-первых, поры ослаб­ ляют сечение и вызывают концентрацию напряжений и, во-вто­ рых, поверхность пор имеет менее пластичную структуру, чем металл шва, что при нагрузках способствует развитию в этом слое трещин, понижающих прочность всего сварного соединения. В сварных соединениях с поперечными стыковыми швами пони­ жение статической прочности порами обусловливается уменьше­ нием рабочего сечения шва. Считается возможным допущение пор в количестве, уменьшающем сечение шва не более чем па 5%. В статье [17] также отмечается, что при работе сварных соединений из малоуглеродистой стали в условиях статических нагрузок вполне допустима пористость, не превышающая 5% сечения поперечного шва.

По данным работы [18], уменьшение пористостью плотности наплавленного металла АЛ4 на 0,05 г/см3 вызывает снижение статической прочности почти на 4 кГ/мм2 и относительного удли-

438

некая на 1%. Это также объясняется концентрацией напряже­ ний и уменьшением сечения шва, вызываемым порами.

При разработке рентгенографического стандарта для контро­

•0,8 мм, мелкая — 0,4 мм; в) по расположению: местная, прерывистая и равномерная.

Влияние пористости в стыковых швах, сваренных с двух сто­ рон, при толщине основного материала 6,35 мм зависит от того, ■снято усиление шва или нет. Если усиление можно оставить, то допустима значительная пористость, так как в этом случае она заметно не влияет на статическую прочность п пластичность.

В соединениях со снятым усилением по мере возрастания пористости наблюдается постепенное понижение статической прочности п пластичности. В большинстве случаев в промышлен­

центрация напряжений, вызванная порами, при статических на­ грузках существенно не влияла па прочность стыковых соедине­

■алюминии нерастворим. Попадая в жидкий металл шва, он по­ гружается на дно сварочной ванны. Включения вольфрама, об­ ладающего большой плотностью, хорошо выявляются на рент­ геновских и гамма-снимках в виде группы или отдельных изо­ лированных включений размером 0,4—3,2 мм.

Исследовали сварные стыковые соединения с Х-образной под­

439

не превышает 20 .iui, а также более 3 мм при толщине стенки

по следующим признакам (ГОСТ 7512—69); А — отдельные дефекты, которые по своему расположению не

образуют цепочки или скопления;

Б— цепочка дефектов, которые расположены на одной линии

вколичестве не менее трех с расстоянием между ними, равным пли меньшим трехкратной величины дефекта;

В— скопление дефектов с кучным расположением в количе­ стве не менее трех с расстоянием между ними, равным пли мень­ шим трехкратной величины дефектов.

Размером дефекта считается наибольшая длина его изобра­

жения на рентгеновском или гамма-снимке в миллиметрах. При наличии группы дефектов разных размеров одного вида указы­ вают средний или преобладающий размер дефектов в группе.

Из литературных данных следует, что при статической на­ грузке влияние пор и шлаковых включений проявляется главным образом в ослаблении сечения. Но если наплавленный металл обладает достаточно высокими механическими свойствами по сравнению с основным материалом, эти дефекты до определен­ ной величины не сказываются заметным образом на статической прочности соединения. Усиление шва в значительной степени компенсирует ослабление сечения дефектом.

2. Влияние пор, шлаковых и вольфрамовых включений на усталостную прочность

По данным работы [24], наличие пор в наплавленном металле сильно снижает предел усталости сварного соединения. В то же время автор работы [25] указывает, что на усталостную проч­ ность сварных соединений из малоуглеродистой стали пористость заметно не. влияла.

Влияние газовых и шлаковых включений на вибрационную прочность сварных образцов с усилением из стали марки СтЗ при пульсирующем цикле растяжение — сжатие исследовали в работе [12]. Шлаковые и газовые включения в V-образных швах, полученных ручной сваркой, имитировали просверленными в шве отверстиями. Влияние таких включений размером до 20% ос­ новного металла на усталость усиливается по мере их прибли­ жения к корню шва.

440

В работе [26] также изучали влияние шлаковых включении на усталостную прочность сварных образцов из стали марки СтЗ. Отверстия в центре шва, залитые шлаком, 'имитировали шлаковые включения. Давление шлаковых включений на стенки шва составляло: максимальное 10— 12 кГ/мм2, среднее 4— 5 кГ/мм2 и пулевое. Испытания па усталость проводили на гпдропульсационной машине. Шлаки, оказывающие давление на стенки шва, повышали усталостную прочность образцов, а шла­ ки, не оказывающие давления, не вызывали изменения уста­ лостной прочности по сравнению с образцами, отверстия кото­ рых шлаком не заполнены.

Повышение усталостной прочности, вызываемое давлением шлаков, объясняется тем, что шлак, играя роль упругого тела, вставленного в отверстие, снижает концентрацию напряжений, обусловленную отверстием без шлака.

В работе [11] приводятся результаты исследования влияния пор и шлаковых включений на вибрационную прочность сварных соединений из стали марки СтЗ. Сварка производилась на ав­ томате под флюсом.

Пористость в стыковых соединениях с усилением не влияла на усталостную прочность. Пористость в виде цепочки пор резко снижала усталостную прочность стыкового соединения со снятым усилением. Отдельные поры на усталость не влияли. Точно так же не оказывали заметного влияния на усталость внутренние шлаковые включения, расположенные между отдельными слоя­ ми. Шлаковые включения, выходящие па поверхность, опасны, так как они создают высокую концентрацию напряжений.

Степень влияния шлаковых включений и пористости на виб­ рационную прочность определяется не только количеством от­ дельных дефектов, но главным образом их формой, размерами is взаимным расположением в шве.

Поры малых размеров снижают усталостную прочность свар­ ного шва (при толщине основного материала 6 и 10 мм) на 30%, а большие поры — на 50% [7].

Исследование влияния пористости на сопротивление сварного шва усталостным разрушениям при комнатной температуре по­ казало [17], что допустимой можно считать площадь пор (рав­ номерно распределенных по сечению шва), не превышающую 1,7% площади шва.

Испытание на усталость (при изгибе) образцов из основного металла и сварных соединений автоклава, находившегося в эксплуатации 10 лет, показало [27], что при отсутствии коррозии поры и небольшие шлаковые включения, как внутренние, так и поверхностные, незначительно влияют на усталостную прочность. Меньшее влияние оказывают внутренние дефекты.

Испытания на коррозионную усталость (при температуре ЮО^С) показали, что шлаковые включения и поры небольших размеров снижают усталостную прочность на 30%. С повыше-

441