DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKY SVARŮ I. Mgr. Ladislav Blahuta
Střední škola, Havířov-Šumbark, Sýkorova 1/613, příspěvková organizace Tento výukový materiál byl zpracován v rámci akce EU peníze středním školám - OP VK 1.5. Výuková sada – ZÁKLADNÍ KURZ SVAŘOVÁNÍ - MAG, DUM č. 17-1
OBSAH PREZENTACE: Rozdělení destruktivních zkoušek svarů Příčná zkouška tahem Zkouška lámavosti Zkouška rázem v ohybu
ZKOUŠKY DESTRUKTIVNÍ Mezi a) b) c) d) e) f)
destruktivní zkoušky svarů patří:
příčná zkouška tahem zkouška lámavosti zkouška rázem v ohybu zkoušky tvrdosti makroskopická kontrola svaru zkouška rozlomením
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Zkouška se provádí na trhacím stroji postupným zatěžováním zkušební tyče, odebrané napříč svarového spoje, až do přetržení. Tvary a rozměry zkušební tyče jsou normalizovány. Počáteční délka Lo závisí na průřezu zkušební tyče a je při kruhovém průřezu u dlouhé tyče 10 do a u krátké tyče 5 do (do = průměr zkušební tyče).
Zkušební tyče
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Zkouškou tahem zjišťujeme: - mez kluzu
Re (MPa)
- mez pevnosti
Rm (MPa)
- poměrné prodloužení
ε (1)
- tažnost
A (%)
- kontrakci (zúžení)
Z (%)
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Mez kluzu v tahu a mez pevnosti v tahu získáme z grafického záznamu tahové zkoušky, tzv. pracovního diagramu trhacího stroje.
Pracovní diagram zkoušky tahem
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Do bodu U (mez úměrnosti) je prodloužení tyče přímo úměrné vzrůstajícímu zatížení (Hookův zákon). V dalším průběhu zkoušky již není prodloužení přímo úměrné zatížení. Až do bodu E (mez pružnosti) je deformace pružná, po odlehčení tyč nabývá počáteční délky. Dalším zvyšováním zatížení nastává přetváření trvalé (plastické) a tyč po odlehčení nenabude počáteční délky. V bodě K (mez kluzu v tahu – Re) se tyč začne výrazně deformovat, aniž by se zvyšovala zatěžující síla.
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM U některých materiálů (např. u vysokouhlíkových ocelí) se výrazná mez kluzu neprojevuje. Potom se zavádí smluvní mez kluzu Rp 0,2, což je napětí , které na zkušební tyči vyvolá trvalé prodloužení 0,2 % z celkového poměrného prodloužení. Při dalším zvětšování zatížení se tyč prodlužuje mnohem rychleji než vzrůstá zatížení. Bodu P odpovídá největší napětí Rm – mez pevnosti v tahu (pevnost v tahu). Tyč se pak začne v některém místě zužovat, až se v bodě S přetrhne.
Smluvní mez kluzu
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Poměrné prodloužení ε je dáno poměrem celkového prodloužení k počáteční délce tyče: ∆l ε= lo
(1)
Celkové prodloužení ∆l je rozdíl konečné délky tyče po přetržení lu a její počáteční délky lo:
∆l = lu − l o
(mm)
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Tažnost A je poměrné prodloužení vyjádřené v procentech: ∆l (%) A = .100 lo Kontrakce (zúžení) Z je poměr rozdílu počáteční plochy So a nejmenší plochy Su příčného průřezu tyče po přetržení k počáteční ploše průřezu: So − Su Z= .100 So
(%)
ZKOUŠKA LÁMAVOSTI Podstatou zkoušky je ohybová deformace. Zkoušejí se dvě zkušební tělesa zatěžováním ze strany kořene a dvě zkušební tělesa ze strany líce svaru. Průměr ohýbacího trnu nebo vnitřních válečků je roven čtyřnásobku tloušťky zkušební tyče, úhel ohybu 120o. V průběhu zkoušení nesmí zkušební kus vykazovat žádné vady 3 mm v jakémkoliv směru. Vady vyskytující se na hranách zkušebního kusu se při hodnocení neuvažují.
Zkouška lámavosti
ZKOUŠKA RÁZEM V OHYBU Zkouška spočívá v přeražení zkušební tyče jedním rázem Charpyho kyvadlového kladiva, přičemž zkušební tyč má uprostřed vrub a je podepřena na obou koncích. Zkušební tyč má čtvercový průřez (s délkou strany 10 mm) o délce 55 mm . Jsou předepsány dva typy vrubů: a) V-vrub s úhlem 45o, hloubkou 2 mm a poloměrem zaoblení dna vrubu 0,25 mm. b) U-vrub má hloubku 5 mm a poloměr zaoblení dna vrubu 1 mm.
ZKOUŠKA RÁZEM V OHYBU Kladivo, otočné kolem své osy, se zdvihne a upevní v počáteční poloze. V nejnižší poloze kladiva se umístí ve stojanu zkušební tyč. Po uvolnění kladivo narazí na zkušební tyč, přerazí ji a vychýlí se do konečné polohy. Tato poloha je nižší než poloha počáteční, protože na přeražení tyče se spotřebuje určitá práce - spotřebovaná nárazová práce , která je měřítkem odolnosti materiálu proti rázovému namáhání.
ZKOUŠKA RÁZEM V OHYBU Spotřebovaná nárazová práce K se vypočítá se ze vztahu:
K = G (h1 − h 2)
(J)
Podíl spotřebované nárazové práce K a počátečního příčného průřezu v místě vrubu So vyjadřuje vrubovou houževnatost KC : KU KCU = So
nebo
KV KCV = So
(J.cm-2)
Zkouška vrubové houževnatosti
POUŽITÁ LITERATURA: MALINA, Z. Základní kurz svařování MIG/MAG. 5. vydání. Ostrava: ZEROSS, 2000. ISBN 80-85771-76-4. HLUCHÝ, M., KOLOUCH, J. Strojírenská technologie 1 – 1. díl, Nauka o materiálu. Praha: Scientia, 1999. ISBN 80-7183-150-6. DILLINGER, J. a kol. Moderní strojírenství pro školu i praxi. Praha: Europa-Sobotáles, 2007. ISBN 978-80-86706-19-1.
