Технические условия часто предусматривают вырезку образцов из сварных изделий и их лабораторные испытания.

Металлографические исследования образцов заключаются в изу­чении макро - и микроструктуры металла, а иногда и в исследо­вании структуры излома образца.

Образцы для металлографического исследования вырезаются из изделия таким образом, чтобы поверхность шлифа включала пол­
ное сечение сварного шва, зону влияния и не подверженный из­менениям основной металл. Обработка вырезанных образцов, их шлифование, полирование и травление производятся обычными при­ёмами, применяемыми при металлографическом исследовании ме­таллов.

Исследование макроструктуры позволяет выявить непровары, недостаточную или излишнюю глубину расплавления, поры, рако­вины, шлаковые включения и прослойки, трещины, ликвацию в наплавленном металле, крупнозернистость и дендритное строение металла. Травление сварного шва на макроструктуру должно отчёт­ливо выявить отдельные слои наплавленного металла, переходную зону, неизменённый основной металл. В необходимых случаях с макрошлифа снимается отпечаток по Бауману. Во многих случаях полезно определение твёрдости основного, наплавленного металла и переходной зоны дюрометром.

Исследование микроструктуры сварного соединения произво­дится под микроскопом. Для выявления микроструктуры приме­няются обычные реактивы и способы травления. В необходимых случаях микроструктура фотографируется. Исследование микро­структуры особенно важно при сварке специальных сталей, так как оно позволяет установить различные дефекты сварки: микропоры, микротрещины, микроскопические включения и прослойки, непро­вары, включения нитридов, окислов и других загрязнений, наличие видманштеттовой структуры, крупнозернистость, неравномерность величины зёрен, выпадение карбидов, выгорание отдельных эле­ментов, наличие закалочных структур мартенсита и троостита, нали­чие отбеливания в чугунах и т. д.

Химический анализ. Помимо металлографического исследования, в необходимых случаях производится химический анализ металла сварного соединения. Химический анализ основного и электродного металлов производится обычными способами. Для определения хи­мического состава наплавленного металла проба берётся или из металла шва или из специально производимой наплавки. Наплавка производится на пластине толщиной не менее 8 мм, высота на­плавки должна быть не менее 15 мм, ширина 25 мм и длина не менее 120 мм. Проба берётся в глубину на 5 мм меньше высоты наплавки. При взятии пробы непосредственно из шва она берётся не ближе 15 мм от начала и конца шва, в пределах зоны наплав­ленного металла.

Границы зоны наплавленного металла определяются травле­нием на торцах образцов или в лунках двух засверловок шва. Для полного анализа углеродистой стали на С, Mn, Si, S и Р берётся не менее 30 г стружки. Для анализа спецсталей на легирующие элементы проба берётся в количестве не менее 50 г, а для определения содержания в металле азота и кислорода — не ме­нее 60 г.

Химический анализ производится по правилам, указанным в стандартах на производство химического анализа данного вида металла.

Испытания сварных соединений на коррозию. Испытания свар­ных соединений на коррозию проводятся в соответствии с прави­лами приёмки. Образцы погружаются в соответствующую жидкость, обычно в водные растворы кислот и солей. При определённой тем­пературе и по истечении испытательного срока коррозия сварного

образца сравнивается с коррозией образца из основного металла, не подвергавшегося сварке. Оценка устойчивости против коррозии может производиться на основании внешнего осмотра образцов после испытания; иногда практикуется снятие профилограммы о поверхности образца после испытания. Определяется также измене­ние веса образца с пересчётом на потерю веса с единицы поверх­ности за единицу времени.

Механические испытания сварных образцов. Механические испы­тания сварных образцов можно разделить на статические и дина-

Фиг. 198. Образец для испытания прочности стыкового соединения.

Усипение сострогиЬоть Фиг. 199. Образец для испыта­ния прочности металла шва.

мические. Порядок проведения испытаний предусмотрен ОСТ 7687. Испытание на растяжение при статической нагрузке проводится для определения относительной прочности стыкового сварного шва по сравнению с прочностью основного металла. В этом случае изготовляют плоские образцы (фиг. 198) без сня­тия усиления сварного шва.

Показателями прочности являют­ся как предел прочности, отнесённый к сечению основного металла образ­ца, такм место разрыва образца. При этом различают три случая: разрыв по наплавленному металлу, разрыв по зоне влияния и разрыв по основ­ному металлу вне зоны влияния. Прочность металла сварного шва испытывается на образцах со снятым усилением шва. Форма образца, приведённого на фиг. 199, обеспечивает обязательный разрыв образ-

ца по месту сварки, независимо от прочности наплавленного металла, Для определения прочности и вязкости наплавленного металла и металла шва применяются образцы Гагарина (фиг. 200, а и б).

Фиг. 200. Гагаринский образец. а — большой; б — матый.

Образец изготовляется целиком из наплавленного металла, для чего наплавка должна быть достаточных размеров. Для изготов­ления гагаринского образца из металла шва сечение последнего должно обеспечивать воз-

можность изготовления шеи- ки образца целиком из метал- ла шва; в головке допускает- ся наличие основного металла. Гагаринские образцы испы- тываются на специальном прессе и да юг для металла предел прочности, предел те- кучести, относительное удли- нение и поперечное сжатие сечения металла при разрыве. Испытание на загиб ха- рактеризует вязкость сварно- го соединения и проводится на плоском образце со сня- тым усилением (фиг. 201, а). Грани образца закругляются напильником. Изгиб ведётся на прессе в специальных приспособлениях с керном (фиг. 201,6). Раскрытие шва должно быть обращено к выпуклой стороне образца при загибе, который ведётся до появления в процессе испытания ясно видимой трещины по всей ширине образца. Мелкие трещины и надрывы по углам образца не принимаются в расчёт. При испы- тании особое внимание нужно обращать на участие наплавленного металла в изгибе образца. На фиг. 202 показаны образцы, загнутые правильно и непра- вильно, из которых последний не даёт возможности судить о дей- ствительной величине угла загиба. Измерение угла загиба показано на той же фигуре. Данные об угле загиба, приводимые в стандар-

к ]	шя
«О j * !	и

н.------------- l---------

! і 14~г

£0,28

з

	т 28
	4.J

Фиг. 201. Испытание на загиб: a — образец; 6 — проведение испытания.

тах или технических условиях, без особых оговорок, обычно отно­сятся к толщине образца около 10 мм. Уменьшение толщины уве­личивает, а увеличение её уменьшает у гол загиба; норм для разных толщин не установлено. Сравнимы результаты изгиба образцов лишь приблизительно одинаковой толщины.

неправильно

Фиг. 202. Образец после загиба.

К динамическим испытаниям сварных образцов относятся испы- тания на удар и на усталость. Испытание на удар может опреде- лять ударную вязкость наплавленного металла (например, для оценки электродов), металла шва, металла зоны влияния. Для определения ударной вязкости разбивают на маятни- ковом копре образец с надрезом. Ударная вязкость определяется работой разрушения образца, от- несённой к площади поперечно- го сечения образца, и выражает- ся в кгм! смг. Нормальная фор- ма образцов для определения ударной вязкости показана на фиг. 203. Для испытания сварных об- разцов на усталость ещё не вы- работано общепринятой методи- ки и формы образцов. Физические методы контроля сварных соединений. Под физи- ческими методами контроля подразумеваются способы опре- деления качества металла или сварного соединения по изменению каких-либо физических свойств, например проницаемости для корот- коволновых электромагнитных излучений, звуковых колебаний, маг- нитной проницаемости, электропроводности и т. д. Физические ме- тоды контроля могут применяться не только для образцов сварки, но и для целых сварных изделий. Физические методы позволяют проверить качество сварного шва на всём его протяжении без по- вреждения изделия. Физические методы находятся в настоящее

Правильно

і u е: "ї-ьЧ L

ш

м

>SJ

ю

-ш.
	.2 " *
6 /т

-55-

Фиг. 203. Образцы для определения унарной вязкости: a — наплавленного металла; б — металла шва; о—металла зоны влияния.

її** ї

ю

время в стадии разработки и промышленного освоения. Весьма ве­роятно значительное развитие применения этих методов для кон­троля качества сварки в ближайшем будущем.

Выдающиеся работы по усовершенствованию физических методов контроля сварных соединений провёл С. Т. Назаров. В результате этих работ многие методы уже вышли за пределы лабораторных исследований и прочно вошли в повседневную практику заводов.