OVMT Technologické zkoušky Zkoušky svařitelnosti

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "OVMT Technologické zkoušky Zkoušky svařitelnosti"

Jaroslav Veselý
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Technologické zkoušky Zkoušky svařitelnosti Technologickými zkouškami zjišťujeme vhodnost zvoleného materiálu pro další technologické zpracování. Jde o technologické vlastnosti materiálu, které jsou významné pro strojírenskou výrobu a jsou běžnou součástí charakteristik strojírenských materiálů. Od mechanických zkoušek se liší tím, že neměří sledovanou veličinu, ale zahrnují vliv všech činitelů působících během zpracování materiálu. Jsou to dílenské zkoušky, při kterých nepoužíváme normalizované vzorky, ale vystačíme si libovolným polotovarem. Rozdělení zkoušek 1. Zkoušky tvárnosti Tváření je technologický proces, při kterém dochází ke změně tvaru součástí působením vnějších sil bez odběru třísky. Tento děj probíhá za vzniku plastických deformací a dochází k ovlivnění mechanických vlastností materiálu. Při probíhající deformaci vzrůstá odpor materiálu tzv. přetvárný odpor. Vliv na tvařitelnost mají charakteristika materiálu (struktura materiálu, teplota, chemické složení atd.) a technologické podmínky (nástroj, tření, mazání atd.). Zkoušky lámavosti za studena Zkoušky jemných plechů Hluboko tažnost podle Erichsena Klínová zkouška tažnosti podle Engelhardta Klínová zkouška tažnosti podle Siebela. Zkouška střídavým ohýbáním plechů a pásů, Kapesníková zkouška dvojitým přehýbáním tenkých plechů. Lemovací zkouška. 1

Od mechanických zkoušek se liší tím, že neměří sledovanou veličinu, ale zahrnují vliv všech činitelů působících během zpracování materiálu.

2 Zkoušky drátů Zkouška střídavým ohýbáním Zkouška kroucením Zkouška navíjením Zkouška trubek Zkoušku ohybem Zkoušku smáčknutím Zkoušku rozšiřováním Zkoušku lemováním Zkoušku rozšiřováním prstence Zkouška pěchováním za studena Ověřuje stupeň zpevnění nebo zkřehnutí po z pěchování až o 50% Zkoušky kovatelnosti a zpracovatelnosti za tepla Zkouška děrováním, rozštěpením, rozkováním (tyč 25x5 až 10mm). Zkouška pěchováním na 1/3 výšky za tepla 900až1000oC. Zkouška ohybem při teplotě 900až1000oC až po dolehnutí konců na sebe. 2

zkřehnutí po z pěchování až o 50% Zkoušky kovatelnosti a zpracovatelnosti za tepla Zkouška děrováním, rozštěpením, rozkováním (tyč

3 Zkoušky lámavosti za studena Zkouška je vhodná pro zkoušení plechů, tyčového materiálu a těles zhotovených z litých nebo tvářených polotovarů různých průřezů. Zkouškou se zjišťuje způsobilost materiálu k deformaci. Provádí se ohybem zkušební tyče kolem trnu. Obr. 1. Zkouška lámavosti za studena a) celkové uspořádaná b) ohyb přes trn do určitého úhlu c) ohyb o 180 s vložkou Zkouška pěchováním za studena Zkouška slouží k posouzení vhodnosti materiálu do průměru 30mm pro nýty, šrouby a jiné spojovací součásti. Ověřuje se jí především tvárnost, popřípadě i dosažený stupeň zpevnění nebo křehkost po pěchování. Obr. 2. Zkouška pěchováním za studena 3

Zkouška lámavosti za studena a) celkové uspořádaná b) ohyb přes trn do určitého úhlu c) ohyb o 180 s vložkou Zkouška pěchováním za studena Zkouška slouží k

4 Zkouška jemných plechů Zkouška podle Erichsena Ověřuje se jí vhodnost plechů tloušťky do 2mm k ohýbání, hlubokému tažení, lisování. Při zkoušce se vtlačuje kulový průtažník do plechu upnutého přidržovačem na průtažnici tak dlouho, až se na vytažené kulové části objeví trhlina. Příslušné prohloubení plechu je měřítkem tažnosti materiálu. Důležitým vodítkem je i orientace vzniklé trhliny a hladkost vytlačeného kulového vrchlíku. Drsný a hrbolatý povrch ukazuje na hrubou strukturu, a tím na nevhodnost plechu k hlubokému tažení. Obr. 3. Zkouška hloubením podle Erichsena a) celkový pohled na přístroj b) Princip zkoušky c) plech s trhlinou Hlubokotažnost vyhodnocujeme podle dvou kriterií: Hloubka tahu v závislosti na tloušťce plechu Podle polohy trhliny Rozhodující je 1. kriterium hloubka tahu v závislosti na tloušťce plechu 4

Příslušné prohloubení plechu je měřítkem tažnosti materiálu. Důležitým vodítkem je i orientace vzniklé trhliny a hladkost vytlačeného kulového vrchlíku.

5 Obr. 4. Kriterium 1 1. Kriterium: Pokud trhlina vznikne v určité hloubce tahu viz všechny body nad křivkou hluboko tažnosti, pak je plech vhodný pro další technologické zpracování. Body pod křivkou hluboko tažnosti určují, že plech není vhodný pro technologické zpracování Obr. 5. Kriterium 2 2. kritérium Pokud trhlina vznikne podélně plech je vhodný pro technologické zpracování. Pokud trhlina vznikne příčně plech není vhodný pro technologické zpracování. 5

vhodný pro další technologické zpracování.

6 Zkouška drátů střídavým ohybem Zkouška se používá pro dráty do průměru 8mm. Vzorek drátu upnutý do čelisti se ohýbá střídavě o 1800, frekvencí asi 60 ohybů za minutu. Měřítkem tvárnosti drátů je počet ohybů do porušení. Obr. 6. Zkouška drátu střídavým pohybem a) celkový pohled na přístroj b) princip zkoušky Zkoušky trubek Během výroby i montáže jsou trubky velmi často tvářeny ohýbáním, rozháněním, lemováním, a smáčknutím. K posouzení vhodnosti trubek pro příslušné zpracování se používá různých technologických zkoušek. Obr. 7. Zkouška trubek a) rozháněním b) lemováním c) smáčknutím (u ocelových trubek) d) smáčknutím (u trubek / neželezných kovů) 6

ohybů za minutu. Měřítkem tvárnosti drátů je počet ohybů do porušení. Obr. 6.

7 Zkoušky tvárnosti za tepla Těmito zkouškami se ověřuje vhodnost materiálu pro různé způsoby tváření za tepla. Obr. 8. Zkouška děrováním a rozštěpováním 2. Zkoušky kalitelnosti K ověření schopností oceli dosáhnout zakalením zvýšené tvrdosti se dělají zkoušky kalitelnosti. Nejsou normalizovány, vyžadují etalony téže značky oceli stejných rozměrů (např. vrubovaný hranol čtvercového průřezu 20x20mm k ověření optimálních teplot a ochlazovacích režimů pro dosažení HRCmax a k vizuálnímu vyšetření příčného lomu, kde sledujeme přehřátí, trhliny, podkalení, vločky, bublinky a jemnost zrna). 3. Zkoušky svařitelnosti Svařitelnost se zkouší řadou u nás normalizovaných zkoušek, přestože pojem tavné svařitelnosti podle ČSN lze vyjádřit jen čtyřmi stupni: Svařitelnost zaručená podmíněná dobrá obtížná. S tímto relativním posudkem se musíme spokojit, protože univerzální laboratorní metodou nelze simulovat všechny různorodé, složité a vzájemně se ovlivňující činitele tak komplexního procesu. 7

vrubovaný hranol čtvercového průřezu 20x20mm k ověření optimálních teplot a ochlazovacích režimů pro dosažení HRCmax a k vizuálnímu vyšetření příčného lomu, kde sledujeme přehřátí, trhliny,

8 Ohybová návarová zkouška Zkouška ověřuje statickým ohybem vliv prostorové napjatosti, vyvolané svarem, na plastické vlastnosti svaru a tepelně ovlivněného základního materiálu. Zkoušejí se obvykle plechy o tloušťce nad 25 mm. Do drážky délky šestinásobku tloušťky plechu se nanese jednovrstvá svarová housenka, ohýbaná pak trnem předepsaného průměru. Svarová housenka se umístí na tažné straně. Zkouška vyhoví, dosáhne-li se předepsaného úhlu ohybu, aniž nastane náhlý lom v celém průřezu zkušebního tělesa. Obr. 9. Ohybová návarová zkouška Nárazová návarová zkouška Zkouška ověřuje zkřehnutí tepelně ovlivněné oblasti základního materiálu těsně u svaru. Zkouška zkřehnutí Ověřuje vrubovou houževnatost v různé vzdálenosti od svaru. Odebere se 12 tyčí pro rázovou zkoušku vrubovou a žádná z nich nesmí mít KCU 3 nižší než 50% zaručené hodnoty základního materiálu, nejméně však 35J cm-2. 8

Svarová housenka se umístí na tažné straně. Zkouška vyhoví, dosáhne-li se předepsaného úhlu ohybu, aniž nastane náhlý lom v celém průřezu zkušebního tělesa. Obr. 9.

9 Zkoušky lámavosti svarů Při zkoušce lámavosti se ohýbá svařená zkušební tyč tak, aby se svar, který je uprostřed tyče, při ohybu rozevíral. Obr. 10. Zkouška lámavosti svarů 4. Zkoušky slévárenské Slévárenské zkoušky jsou početné a nelze je redukovat jen na jedinou technologickou vlastnost slévatelnost, jíž rozumíme schopnost slitin tvořit bezvadné odlitky, což závisí na tavitelnosti, smršťování a tekutosti. Tekutost se posuzuje zkouškou zabíhavosti. U šedých litin se používá Curyho zkoušky, založené na stanovení dráhy proběhnuté kovem ve formě spirálovitého tvaru o průřezu 8 x 8 mm, se středovým vtokem. Slévatelnost jako zdánlivě jednoduchá záležitost je výslednicí komplexního působení složitých jevů: struktury, pohlcených plynů, zadržených inkluzí, licí teploty a stavu formy. 5. Zkoušky obrobitelnosti Zkoušky zahrnují chování materiálu při obrábění řeznými nástroji. Obrobitelnost posuzujeme nejen podle mechanických vlastností materiálu, ale i podle snadnosti oddělování třísky, jejího chování k materiálu nástroje (ulpívání třísky, tvoření nárůstku na ostří nástrojů) a podle odporu. Zkouší se normalizovaným nástrojem a na měřících suportech při různých rychlostech a konstantních řezných podmínkách. 9

tavitelnosti, smršťování a tekutosti. Tekutost se posuzuje zkouškou zabíhavosti.

10 6. Zkoušky opotřebení Zkoušky se provádějí napodobováním provozních podmínek tření kluzného či valivého s možností měření přítlačné síly, kroutícího momentu a teploty vzorku: a) mazaného, b) nemazaného, c) za přívodu abraziv. Míru opotřebení udává úbytek hmotnosti materiálu po smluveném počtu otáček, popřípadě změna chemických a mechanických vlastností po zadření. Obr. 11. Schéma stroje pro zkoušení valivého opotřebení 1,2 kotouče zkoušeného materiálu, 3 pružina, 4 přítlačný výstředník, 5 stupnice síly, 6 výstředník pro příčný pohyb Obr. 12. Způsoby zkoušení kluzného opotřebení 1 zkoušený materiál, 2 standardní materiál 10

Míru opotřebení udává úbytek hmotnosti materiálu po smluveném počtu otáček, popřípadě změna chemických a mechanických vlastností po zadření. Obr. 11.

11 7. Zkoušky koroze Zkoušky eroze jsou potřebné ke studiu vlivu provozního prostředí na výrobek s cílem určit nejhospodárnější způsob povrchové ochrany a její životnost. Protože činitelů urychlujících korozi je velmi mnoho, nelze je sledovat najednou. To znesnadňuje provádění univerzálních zkoušek a zvyšuje význam zkoušek speciálních, sledujících jen několik dobře měřitelných činitelů. Protože rozlišujeme: Dlouhodobé provozní zkoušky, krátkodobé zkoušky korozní v laboratorních podmínkách a nepřímé zkoušky korozní k sledování jediného činitele (např. pórovitost, tloušťky povlaku, sklonu k mezikrystalové korozi apod.). 11

To znesnadňuje provádění univerzálních zkoušek a zvyšuje význam zkoušek speciálních, sledujících jen několik dobře měřitelných činitelů.

12 Název úlohy: Zkoušky svařitelnosti Zadání úlohy a) Proveďte zkoušku lámavosti svaru u daného svařovaného vzorku Použitá měřidla pomůcky Univerzální trhací zařízení Posuvné měřítko Nákres součásti Součást nakreslete a zakótujte 12

vzorku Použitá měřidla pomůcky Univerzální trhací

13 Postup měření a) Zkouška lámavosti svaru Obr. 13. Zkouška lámavosti svaru Zkušební vzorek má svar tvaru V uprostřed vzorku Zkušební vzorek vložte na podpěry trhacího zařízení tak, aby svarová housenka byla na tažné straně. Zatěžujte vzorek přes horní trn do předepsaného úhlu (90 ) Vytáhněte vzorek z trhacího zařízení a zkontrolujte, zda má svar praskliny. Závěr Zhodnoťte zkoušku. 13

na podpěry trhacího zařízení tak, aby svarová housenka byla na tažné straně.

14 Použité zdroje: Archiv autora ŠULC, Jan a kol. Technologická a strojnická měření. Vyd. 2. Praha: SNTL nakladatelství technické literatury, 1982, 418 s. ISBN X. 14

Podobné dokumenty

Vlastnosti, které souvisí se zpracováním materiálu na výrobek. VÝBĚR VHODNÉ TECHNOLOGIE

Vlastnosti, které souvisí se zpracováním materiálu na výrobek. VÝBĚR VHODNÉ TECHNOLOGIE TVÁRNOST Tvárný materiál si zachová tvar daný působením mechanických sil a to i po jejich zániku. Tvárnost zjišťujeme