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 destruktivní zkoušky svarů patří: a) příčná zkouška tahem b) zkouška lámavosti c) zkouška rázem v ohybu d) zkoušky tvrdosti e) makroskopická kontrola svaru f) 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 L o závisí na průřezu zkušební tyče a je při kruhovém průřezu u dlouhé tyče 10 d o a u krátké tyče 5 d o (d o = průměr zkušební tyče).
Zkušební tyče
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Zkouškou tahem zjišťujeme: - mez kluzu R e (MPa) - mez pevnosti R m (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 R e ) 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 R p 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 R m 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: ε = l l o (1) Celkové prodloužení l je rozdíl konečné délky tyče po přetržení l u a její počáteční délky l o : l = l l u o (mm)
PŘÍČNÁ ZKOUŠKA TAHEM Tažnost A je poměrné prodloužení vyjádřené v procentech: A = l.100 (%) l o Kontrakce (zúžení) Z je poměr rozdílu počáteční plochy S o a nejmenší plochy S u příčného průřezu tyče po přetržení k počáteční ploše průřezu: Z = S o S o S u.100 (%)
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 120 o. 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 45 o, 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( h 2) h1 (J) Podíl spotřebované nárazové práce K a počátečního příčného průřezu v místě vrubu S o vyjadřuje vrubovou houževnatost KC : KCU = KU S o nebo (J.cm -2 ) KCV = KV S o
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.