IV. Các thí nghiệm kiểm tra chất lượng liên kết hàn bằng phương pháp phá hủy
3.1.1. Mục đích thí nghiệm.
- Xác định các đặc trưng cơ học cơ bản của vật liệu.
- Xây dựng đường cong đặc tính của vật liệu nhờ cơ cấu vẽ cơ học (quả pulô) và qua giao diện phần mềm máy tính.
- Làm quen với các máy thí nghiệm, thiết bị và các dụng cụ đo trong phòng thí nghiệm, các phần mềm hỗ trợ thí nghiệm.
3.1.2. Thiết bị
- Máy kéo nén vạn năng - Mẫu thử - Thước kẹp - Thước lỏ - Đũa khắc vạch - Cân điện tử 3.1.3. Mẫu thí nghiệm
dáng khác nhau, có thể là mẫu dài, mẫu ngắn, mẫu có ren ở hai đầu, mẫu không ren. Vật liệu mẫu là nhôm, thép C45, P18…Về nguyên tắc, càng thí nghiệm với nhiều mẫu càng tốt, điều này cho kết quả chính xác hơn. Tuy nhiên tùy từng điều kiện cụ thể mà tiến hành thí nghiệm với số mẫu cho phép để vừa đảm bảo mục đích thí nghiệm, vừa đảm bảo về mặt thời gian, đồng thời tiết kiệm về mặt chi phí.
Hình dáng và mẫu của thí nghiệm kéo được chọn theo tiêu chuẩn nhà nước. Các thông số của mẫu thí nghiệm kéo như sau:
- Mặt cắt ngang của mẫu là hình tròn có đường kính 22 mm,
- Chiều dài thí nghiệm của mẫu là lấy bằng 10 lần đường kính đối với mẫu dài, và 8 lần đường kính đối với mẫu ngắn.
Hình 4.27.Mẫu thí nghiệm kéo
Thí nghiệm được tiến hành trên máy kéo nén vạn năng (Hình 37).
Hình 4.28. Máy kéo nén vạn năng.
1. Công tắc bật (tắt) máy; 2. Nút điều chính tốc độ cơ cấu chấp hành; 3. Cần gạt đảo chiều chuyển động lên xuống của cơ cấu chấp hành; 4. Đồng hồ đo lực kéo, nén; 5. Đồng hồ đo độ dãn dài; 6. Kính bảo vệ, 7. Cơ cấu định vị và
đổi dữ liệu ra máy tính
3.1.4.Tiến hành thí nghiệm
Giữ các ngàm kẹp chặt mẫu cho máy chạy, quan sát trên bảng lực thấy kim chạy được khoảng một số vạch (chứng tỏ mẫu đã được kẹp chặt) thì không phải giữ ngàm kẹp nữa. Tiếp tục cho máy chạy và quan sát quá trình thí nghiệm, ghi lại trị số các lực tương ứng với giới hạn chảy và giới hạn bền. Ở giai đoạn đầu, độ dãn dài của mẫu tăng đều đặn cùng với độ tăng của lực kéo. Đến giai đoạn chảy kim chỉ lực đứng yên tại chỗ hoặc dao động xung quanh một giá trị cố định, trong lúc mẫu vẫn tiếp tục bị kéo. Lúc này quan sát đồ thị kéo, ta thấy đường biểu diễn chuyển từ dạng nghiêng với trục của rulô thành dạng thẳng gần vuông góc với trục của rulô, hoặc tạo thành đường zích zắc.
Vị trí thấp nhất của kim chỉ lực khi dao động hoặc vị trí dừng lại của kim trên bảng lực cho ta trị số của lực tương ứng với giới hạn chảy.
Sau giai đoạn chảy vật liệu bước vào giai đoạn củng cố, kim chỉ lực quay chứng tỏ lực kéo tăng lên.
Đến một vị trí nào đó kim dừng lại rồi từ từ trở về. Trên mẫu xuất hiện chỗ thắt.
Chỗ thắt hình thành ngày càng rõ, trong lúc đó kim vẫn tiếp tục quay về, tới một mức nhất định thì mẫu đứt.
Trị số lớn nhất của lực kéo tương ứng với giới hạn bền của vật liệu. Ghi lại trị số của lực này và lực khi mẫu bị kéo đứt
Sau khi mẫu đứt lấy mẫu ra khỏi ngàm kẹp, quan sỏt bề mặt chỗ mẫu đứt và hỡnh dạng mẫu. Lấy phần giấy vẽ đồ thị kộo ra khỏi rulụ, hoặc cho in đồ thị bằng mỏy in.
Sau đó ghép mẫu lại để đo tiết diện ngang của mẫu tại chỗ đứt và chiều dài của mẫu. Cần chú ý rằng độ dãn dài của mẫu còn dư ở gần chỗ thắt. Nếu chỗ đứt ở gần đầu mẫu thì chỗ thắt không đủ chỗ để phát triển như trường hợp chỗ đứt ở chính giữa mẫu.
Bởi vì khi so sánh chiều dài thí nghiệm sau khi đứt của hai mẫu như nhau cùng một vật liệu, một mẫu ở chính giữa, một mẫu đứt ở gần đầu mẫu,
thí nghiệm của mẫu trước. Do đó để xác định chiều dài thí nghiệm của mẫu sau khi mẫu đứt.
Hình 4.29. Mẫu sau khi thí nghiệm 3.1.5. Kết quả
Bảng 4.5. Kết quả thí nghiệm kéo
Thời điểm đo Lực kéo(KN) Đường kính(mm) Chiều dài banđầu (mm) Biến dạngdài (mm)
1 34 22 120 0.36
2 37 22 0.41
3 43 20.5 0.48
4 46.5 19 0.50