С целью экспериментальной оценки влияния сварочных напря­жений и конструктивной концентрации напряжений на прочность использовали 17 серий крупных образцов с разрушающим уси­лием 50—550 тс из четырех марок малоуглеродистой и низколе­гированной стали. Маркировка и основные характеристики образ­цов приведены в табл. 4.1.

Габаритные размеры рабочей части (L, 2В и 6) для различных типов образцов показаны на рис. 4.15. Исследовались три типа концентраторов, которые в табл. 4.1 имеют следующие обозна — 200
чения: ДГП — двусторонний гиперболический надрез, создаю­щий обобщенную плоскую деформацию; Н — непровар двусто­роннего стыкового шва; Щ — концентратор в виде щели, перпен­дикулярной растягивающей внешней нагрузке.

а)

Для каждого концентратора в таблице даны его характерные размеры: а—полуширина минимального сечения; t—половина

^ 500

—————

" 100. W0 ‘

m. Нмі

щ

CQ

itX-j

eh

-0-

-"0-

т

-t———————————————- ^

ч

ОСІ

<l

о»»

1500

Рис. 4.15. Конструкция крупных образцов: а — серии ПЗ-С— П-14-СШ; б —серии ПНР —ПН-1; в—серии СЩ—СЩ-1 (по табл. 4.1)’; Д — датчики локальной деформации

глубины (или глубина для двустороннего); р — радиус закругле­ния надреза. Буква С в обозначении серии образцов показывает, что эта серия изготовлялась с помощью сварки. Сваркой созда­вали либо продольные, либо поперечные напряжения. В графе, характеризующей сварочные напряжения, стоит знак плюс, если напряжения созданы, или минус, если их нет. В образцах серий П-03 и П-14 в некоторых случаях вдоль надреза создавались растягивающие остаточные напряжения путем штемпелевки полос

Обозна­

чение

серии

образца

Марка

стали

Размеры рабочей части, мм

Размеры концентратора, мм

Остаточные

напряжения

Интервал темпе­ратур, °С

Количество

образцов

Примечание

L

2 В

6

Тип

а

і

Р

продоль­

ные

попереч­

ные

ПС-3

ПЗ-С

М16С

200

50

20

дгп

4

6,0

0,4

+

От +20 до —180 » +20 » —121

6

4

Надрез после наплавки Наплавка по надрезу

П-03

П-ОЗ-Ш

П-ОЗ-СШ

П-14

П-14-СШ

СтЗкп

1200

170

25

дгп

5

7,5

0,3—0,6

+ 1 +1 1

+

+

+

От +20 до —121 » +20 » —125 » +20 » —121

» +20 » —165 » —38 » —175

6

7

7

5

5

Штемпелевка Наплавка и штемпелевка

Наплавка и штемпелевка

пне

пнет

пнсто

ПНР

10ХСНД

600

200

40

Н

16—12

3,5—6,0

0,05—

0,10

+

+

+

От +250 до —76 » —38 » —135

» —60 » —140 * —42 » —163

11

5

5

4

Наплавка Наплавка и старение Наплавка и высокий от­пуск Ручная на­плавка

Обозна-

Размеры рабочей части, мм

Размеры концентратора, мм

Остаточные

напряжения

о

чение

серии

образца

Марка

стали

L

2 в

6

Тип

а

t

Р

продоль­

ные

попереч­

ные

Интервал темпе­ратур, °С

Количеств

образцов

Примечание

ПН-1

ПН-IC

10ХН1М

550

200

40

Н

14

6,0

0,05—

0,10

+

От —93 до —105 » —45 » —118

2

3

Наплавка

СЩ

10ХСНД

600

320

40

100

60

0,05—

0,10

+

+

От +250 до —150

12

Сварной

МЩ

550

500

36

125

125

0,20

» —18 » —72

4

Механический

УЩ

550

500

36

Щ

125

125

+

» —35 » —103

3

надрез

Усталостная

трещина

ІСЩ-1

10ХН1М

550

380

40

130

60

0,05—

0,10

+

От —45 до —123

9

Сварной

Режим сварки

Обозначение

серии

образца

Вид шва

Тип

разделки

Сварочные

материалы

S

2

Ч

и

о

*•««.

oq

к

о

S

о

«

.

s§-

Я е О

ч о 2.

ї*ч О X

2

и

Ч

со

£

С

о-

Примечание

ПС-3

Продоль­ные валики

Аргон,

вольфрамовый

Л

250

11 — 12

0,4

1+1

820—

880

Надрез после наплавки

пз-с

(автоматическая

сварка)

электрод, без присадки

ТГ

Наплавка по надрезу

П-03-СІИ

П-14-СШ

Продольные

валики

Св-08а, флюс ОСЦ-45

4

450

40

2,2

1+1

1600

На части об­разцов наплавку производили РДС на той же qn

ПНР

пне

пнет

пнсто

Поперечный стыковой шов

Х-образная, притупле­ние 15 мм

Электроды УОНИ 13/55

4 и 5

5+5

7-Ю3

Непровар 10—12 мм

пне

пнсто

ч

Продольные

Св-08А, флюс

5

1100

33

0,435

1+1

16-103

Отпуск 630 °С, 2 ч, ОП

пнет

валики

ОСЦ-45

Старение 400° С, 500 ч

ПН-1С

сш

СШ-1

Продольные

швы

К-образная

Электроды УОНИ 13/55

4 и 5

12+12

7-Ю3

шириной 100 мм с обоих сторон от надреза (на рис. 4.15, а места штемпелевки показы штрихами). В этих случаях к марке серии добавлялась буква Ш. Образцы серий ПНСТ и ПНСТО после сварки термически обрабатывались. В сериях МЩ и УЩ концен­тратор в виде щели создавался механическим путем. Кроме того, в серии УЩ путем предварительного циклического нагружения в кончиках щели выращивали усталостные трещины. Эти особен­ности технологии изготовления образцов отмечены в примечании таблицы.

В табл. 4.2 приведены данные о режимах сварки и наплавки этих образцов.