Skúška ťažnosti zvarov riadeným ohybom podľa ASTM E190

Norma „ASTM E190 Štandardná skúšobná metóda pre riadené ohybové skúšky zvarov na ťažnosť“, ktorú vyvinula Americká spoločnosť pre skúšanie a materiály (ASTM), opisuje metódu riadeného ohybového skúšky na určenie pevnosti a ťažnosti zvarov v železných a neželezných výrobkoch. Vady, ktoré nie sú viditeľné na röntgenových lúčoch, sa môžu objaviť na povrchu vzorky, keď je vystavená postupnému lokálnemu preťaženiu.

Vzorka sa ohýba v nástroji v tvare „U“ pôsobením sily centrálne na zvarovú húsenicu na plochej vzorke podopretej na dvoch miestach rovnako vzdialených od čiary pôsobenia sily. Vzorka je vtláčaná do nástroja piestom tvarovaným tak, aby vytvoril požadovaný obrys. Konvexný povrch ohnutej vzorky sa kontroluje na praskliny alebo iné zjavné chyby.

Skúška riadeným ohybom opísaná v tejto skúšobnej metóde sa používa na hodnotenie kvality zvarov z hľadiska ťažnosti, o ktorej svedčí ich schopnosť odolávať praskaniu počas ohybu.

Vzorky bežne používané na skúšky ohybu s riadením sú obdĺžnikové vzorky vyrobené z plechov a rúrok. Zvarová plocha plochej vzorky obsahuje väčšiu časť zvarového materiálu, zatiaľ čo opačná strana sa nazýva koreňová plocha zvaru. Typy vzoriek sú nasledovné:

• Priečne bočné ohýbanie: Zvar je priečny k pozdĺžnej osi vzorky a vzorka je ohnutá tak, že jedna z bočných plôch sa stáva konvexnou plochou ohnutej vzorky.
• Priečne ohýbanie plochy: Zvar je priečny k pozdĺžnej osi ohnutej vzorky, takže plocha zvarovej plochy sa stáva konvexnou plochou ohnutej vzorky.
• Priečne ohýbanie koreňa: Zvar je priečny k pozdĺžnej osi ohnutej vzorky, takže povrch zvaru a koreňa sa stáva konvexným povrchom ohnutej vzorky.
• Pozdĺžne ohýbanie plochy: Zvar je rovnobežný s pozdĺžnou osou ohnutej vzorky, takže plocha zvarovej plochy sa stáva konvexnou plochou ohnutej vzorky.
• Pozdĺžny ohyb koreňa: Zvar je rovnobežný s pozdĺžnou osou ohnutej vzorky, takže povrch koreňa zvaru sa stáva konvexným povrchom ohnutej vzorky.

Počas skúšania sa vzorky s riadeným ohybom ohýbajú v testovacom prípravku, ktorý v podstate zodpovedá tvaru špecifikovanému v norme. Priečne vzorky sa umiestnia do formy prípravku so zvarom v strede rozpätia. Vzorky s čelným ohybom sa umiestnia so zvarom smerujúcim do dutiny; vzorky s koreňovým ohybom sa umiestnia s koreňom zvaru smerujúcim do dutiny; a vzorky s bočným ohybom sa umiestnia so stranou s väčšími nedokonalosťami smerujúcou do dutiny. Ak nie sú prítomné žiadne významné nedokonalosti, je možné zvoliť ktorúkoľvek stranu.

Na pohyb piestu vzhľadom na matricu možno použiť akýkoľvek vhodný prostriedok, ale musí byť nehybný a nesmie dochádzať k žiadnemu výraznému bočnému pohybu. Sila sa aplikuje, kým vzorka nevytvorí tvar „U“ a medzi vzorku a žiadny bod na zakrivení piestového prvku prípravku nie je možné vložiť drôt s priemerom 3,2 mm. Toto by však bolo možné, ak by vzorka predčasne zlyhala.

Ťažnosť zvarov sa vzťahuje na schopnosť zvarového spoja plasticky sa deformovať (ohýbať alebo ohýbať) bez zlomenia pri namáhaní. Je to kritická mechanická vlastnosť, ktorá udáva, ako dobre zvarený materiál zvláda deformáciu pri ťahových alebo ohybových silách, najmä v dynamickom alebo vysoko namáhanom prostredí.

Pri zváraní sa ťažnosť meria tým, o koľko sa zvarový spoj dokáže natiahnuť alebo ohnúť pred zlomením. Vyššia ťažnosť naznačuje väčšiu schopnosť absorbovať napätie bez praskania.

Ťažnosť zvarov je dôležitá z nasledujúcich dôvodov:

• Zabraňuje krehkému lomu v konštrukčných aplikáciách.
• Pomáha zváraným komponentom absorbovať nárazy, otrasy a vibrácie.
• Znamená to dobré spojenie medzi základným kovom a zvarovým kovom.
• Dôležité pri cyklickom zaťažení alebo seizmických podmienkach.

Faktory ovplyvňujúce ťažnosť zvaru sú:

• Zvárací proces: Niektoré procesy dosahujú vyššiu ťažnosť ako iné (napr. zváranie obalenou elektródou).
• Prídavný materiál: Je veľmi dôležité použiť prídavný kov s ťažnosťou kompatibilnou so základným kovom.
• Tepelne ovplyvnená zóna: Oblasť v blízkosti zvaru sa môže v dôsledku rýchleho ohrevu a chladenia stať krehkou.
• Vady zvaru: Pórovitosť, inklúzie alebo praskliny znižujú ťažnosť.
• Tepelné spracovanie po zváraní: Môže zmierniť napätie a zlepšiť ťažnosť.

Na stanovenie ťažnosti zvaru sa všeobecne používajú tieto skúšobné metódy:

• Skúška ťahom: Meria predĺženie a zmenšenie v oblasti zvaru.
• Skúška ohybom: Skúška, či je možné zvar ohnúť bez praskania.
• Skúška lomovej húževnatosti: Hodnotí odolnosť voči šíreniu trhlín.

Táto norma sa široko uplatňuje na mosty, lode, potrubia, lietadlá a tlakové nádoby, kde je kritická deformácia bez poruchy, ako aj v prostrediach, kde je kritická tepelná rozťažnosť alebo vysoké dynamické zaťaženie.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, má silný tím zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade so „Štandardnou skúšobnou metódou ASTM E190 pre riadené ohybové testovanie zvarov na ťažnosť“.