Контроль качества сварных соединений

| | |нарушение техники | |

| | |сварки. | |

|Трещины: |Дефект в виде |жесткая конструкция |Наиболее опасный и |

|- |разрыва в |изделия; |недопустимый дефект, |

|поверхностные; |сварном шве по|сварка в жестко |как правило , брак. |

|- внутренние; |линии |закрепленных |Исправление – подварка |

|- сквозные; |сплавления |приспособлениях; |с предварительной |

|- продольные; |или в |большой время между |разделкой или |

|- поперечные; |околошовной |сваркой и |засверловкой концов |

|- |зоне |термообработкой; |трещины. |

|разветвленные. | |большая скорость | |

| | |охлаждения; | |

| | |ошибка в | |

| | |проектировании | |

| | |сварного шва (близко | |

| | |расположенные | |

| | |концентраторы); | |

| | |нарушение технологии | |

| | |(температура | |

| | |подогрева, порядок | |

| | |наложения швов); | |

| | |нарушение защиты; | |

| | |некачественный | |

| | |основной металл. | |

|Поры сварного |Дефект сварного|влажный флюс; |Как правило, возникает |

|шва: |шва в виде |отсыревшие электроды;|при сварке алюминиевых |

|-одиночные; |полости | |и титановых сплавов, в |

|-рассеянные; |округлой или |некачественная |глубоких стыковых швах,|

|-скопления; |продолговатой |подготовка |при затруднении |

|-цепочка. |формы |свариваемых кромок и |дегазации. |

| |заполненной |поверхности сварочной|Ослабление сечения. |

| |газом. |проволоки; |Снижение герметичности.|

| | |увеличенный диаметр | |

| | |электрода; |Исправление – единичные|

| | |длинная дуга; |поры оставляют, во всех|

| | |увеличенная скорость |остальных случаях |

| | |сварки; |подварка. |

| | |некачественная | |

| | |защита; | |

| | |некачественный | |

| | |основной металл. | |

|Включения: |Дефекты в виде |некачественная |Имеют сферическую или |

|-шлаковые; |неметаллических|подготовка |продолговатую форму, а |

|-оксидные; |частиц или |поверхности; |также в виде прослоек. |

|-вольфрамовые; |инородного |некачественный |Концентраторы |

|-нитридные. |металла в |основной металл; |напряжения. |

| |металле шва. |нарушение технологии |Исправление – подварка |

| | |сварки; |с разделкой. |

| | |нарушение защиты. | |

Основные методы дефектоскопии сварных соединений, приведены в таблице

|Дефекты |Методы неразрушающего контроля |

|Наружные |Визуальный и визуально-оптический. |

| |Капиллярный, магнитный, вихретоковый. |

|Внутренние |Акустический (ультразвуковой), |

| |магнитный, радиационный |

| |(рентгенографический) |

|Сквозные |Капиллярный. |

| |Течеискателем. |

Тема 21. ДЕФЕКТЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

Дефекты контактной сварки классифицируют на поверхностные и внутренние.

К поверхностным дефектам относят:

а) смещение центров сварных точек или сварного шва от оси разметки;

б) глубокие вмятины;

в) большой диаметр вмятины;

г) потемнение поверхности;

д) наружные трещины;

е) наружный выплеск.

К внутренним дефектам относят:

а) непровар;

б) внутренний выплеск;

в) усадочные дефекты.

При контактной сварке может в некоторых случаях образоваться и сквозной

дефект – прожог.

Общие сведения о дефектах контактной сварки приведены в таблице

|Дефект |Причины образования дефекта|Особенности дефекта |

|Смещение центров |Нарушение технологии; |Может сопровождаться |

|сварных точек или |Неисправность оборудования;|разрывами нахлестки. |

|сварного шва от оси | | |

|разметки |Низкая квалификация | |

| |сварщика. | |

|Неправильная форма |износ электродов; |Может сопровождаться |

|отпечатка |неправильная заточка |наружным выплеском. |

| |электродов; | |

| |несоосность электродов. | |

|Глубокие вмятины |большой ток; |Сопровождается выплеском |

| |большая длительность |и образованием дефектов |

| |импульса; |усадочного происхождения |

| |малая рабочая поверхность |(рыхлоты, трещины) |

| |электродов. | |

|Большой диаметр вмятины|большое сварочное усилие; |Приводит к уменьшению |

| |большая рабочая поверхность|диаметра ядра. |

| |электродов. | |

|Потемнение поверхности |- малое время проковки. |Не является значительным |

|отпечатков («цвета | |дефектом в сталях, но |

|побежалости») | |приводит к массопереносу |

| | |и снижению коррозионной |

| | |стойкости в алюминиевых |

| | |сплавах. |

|Наружные трещины |малое сварочное и ковочное |Часто сопровождается |

| |усилие; |подплавлением |

| |некачественная подготовка |поверхности точки. |

| |поверхности; |Опасный дефект при |

| |загрязнение поверхности |действии переменных |

| |электрода. |нагрузок. |

|Наружный выплеск: |-большой ток; |Иногда сопровождается |

|начальный; |малая длительность |образованием сквозного |

|конечный. |импульса; |отверстия в верхнем |

| |малое сварочное усилие; |листе. |

| |перекос электродов; |Имеет место при сварке |

| |некачественная подготовка |плоскими электродами. |

| |поверхности. |Снижает коррозионную |

| | |стойкость сварной точки. |

|Непровар: |малый сварочный ток; |Наиболее опасный и трудно|

|полный; |малая длительность |выявляемый. Особенно |

|частичный. |импульса; |опасен дефект в виде |

| |большое сварочное усилие; |полного непровара. |

| |большой размер рабочей |Признак непровара – малый|

| |поверхности электрода; |диаметр отпечатка. |

| |малый шаг между точками; |Фиксируется путем ручной|

| |большая толщина плакировки;|отгибки кромки при сварке|

| | |пластичного металла. |

| |большие зазоры между | |

| |деталями; | |

| |раннее включение ковочного | |

| |усилия. | |

|Внутренний выплеск: |большой ток; |Признак выплеска – |

|начальный; |большая длительность |большая глубина |

|конечный. |импульса; |отпечатка. |

| |малое сварочное и ковочное |Приводит к загрязнению |

| |усилие; |частицами металла |

| |большие сборочные зазоры; |внутренней полости при |

| |плохая подготовка |сварке оболочковых |

| |поверхности; |конструкций. |

| |малая нахлестка. | |

|Усадочные дефекты |малое сварочное усилие; |Как правило, возникают у |

|(рыхлоты, трещины) |большой ток; |сплавов, имеющих большой |

| |большая длительность |температурный интервал |

| |импульса; |кристаллизации. |

| |плохая подготовка |Малоопасны при |

| |поверхности; |статических нагрузках. |

| |запаздывание включения | |

| |ковочного усилия. | |

|Прожог точки |малое усилие сжатия или его|Сквозное отверстие |

| |отсутствия; |диаметром больше диаметра|

| |раннее включение тока; |электрода. |

| |большие зазоры; | |

| |плохая подготовка | |

| |поверхности; | |

| |загрязнение электрода. | |

Основные методы дефектоскопии сварных соединений

|Дефекты |Методы неразрушающего контроля |

|Наружные |- визуальный и визуально-оптический |

|Внутренние |ультразвуковой; |

| |вихретоковый; |

| |радиационный (с использованием рентгеноконтрастных материалов)|

Тема 22. ВЫБОР МЕТОДОВ ДЕФЕКТОСКОПИИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Методы дефектоскопии относятся к методам неразрушающего контроля

сварных швов. Их используют с целью выявления дефектов – несплошностей.

На практике известно десять видов неразрушающего контроля,

разделяющихся на методы в зависимости от способа выявления дефектов.

Основными методами контроля дефектов-несплошностей сварных соединений

являются радиографический и радиоскопический, ультразвуковой,

магнитопорошковый и магнитографический, капиллярный, вихретоковый,

течеисканием, визуальный и визуально-оптический. Каждый из методов имеет

свои особенности и область применения. Основные факторы, определяющие

применимость методов, сводятся к следующим:

•Физические свойства материала

Радиационные методы используют для контроля любых конструкционных

материалов, магнитные - для ферромагнитных материалов (металлы на основе Fe

,Ni, Co),а вихретоковый - для электропроводящих материалов.

•Толщина и размеры изделия

Радиационный и ультразвуковой контроль используют для сварных

соединений различной толщины, а вихретоковый и магнитный контроль для

малых толщин.

•Состояние поверхности

При ультразвуковом контроле необходимо зачищать контролируемый участок

сварного соединения с нанесением контактной смазки. В магнитном контроле

необходимо снимать чрезмерное усиление шва. Особенностью капиллярного

контроля является особо тщательная подготовка поверхности.

•Характеристики дефектов

При выявлении объёмных дефектов (поры, включения) рационален

радиационный контроль, а плоскостных (трещины, непровары) – ультразвуковой,

магнитный и вихретоковый контроль.

Дефекты, расположенные в поверхностном слое наиболее надежно выявляются

вихретоковым, капиллярным и магнитным контролем, а внутренние дефекты –

радиационными и акустическими методами.

•Размеры допустимых дефектов

Они определяют технические условия на отбраковку сварных швов и зависят

от условий эксплуатации сварных изделий.

•Технические характеристики.

Основными техническими характеристиками методов неразрушающего контроля

являются чувствительность, разрешающая способность и достоверность.

Чувствительность метода определяется наименьшими размерами выявляемых

дефектов, разрешающая способность – наименьшими расстояниями между двумя

соседними выявляемыми дефектами, а достоверность – вероятностью пропуска

дефектов с недопустимыми размерами.

Радиационные методы контроля чувствительны к объемным и плоскостным

дефектам, расположенным в направлении просвечивания, ультразвуковые методы

— к любым плоскостным внутренним дефектам, а магнитные и капиллярные

методы – к плоским поверхностным дефектам. Эти же методы имеют высокую

разрешающую способность и достоверность контроля.

•Технико-экономические показатели

К технико-экономическим показателям относят производительность,

возможность механизации и автоматизации, доступность технических средств,

возможность документирования результатов контроля, стоимость контроля и др.

Самым непроизводительным является рентгенографический контроль.

Ультразвуковой и вихретоковые методы контроля обладают высокой

производительностью, а также возможностью обработки, хранения и регистрации

дефектоскопической информации.

•Условия выполнения контроля

При использовании радиационного контроля необходимо тщательно

контролировать радиационную обстановку в производственных помещениях и

использовать специальные меры защиты. Остальные методы контроля используют

при условии выполнения общих требований по технике безопасности и

эксплуатации оборудования.

Тема 23. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ-НЕСПЛОШНОСТЕЙ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ.

Работоспособность сварных соединений зависит напрямую от их

дефектности. Так как получить бездефектную продукцию практически

невозможно, то необходимо установить нормы допустимых дефектов или

браковки. Установление в технических документах более жестких норм

дефектности повышает работоспособность сварных соединений.

При обосновании норм дефектности для сварных соединений, работающих под

нагрузкой, необходимо определить их влияние на механические свойства

сварного соединения. Основным механическим свойством является прочность при

статических и переменных нагрузках. Нормы дефектности устанавливают по

результатам механических испытаний, анализа изломов (фрактография) и

металлографии сварных соединений. В результате исследований устанавливается

корреляционная связь между геометрическими характеристиками дефекта и

прочностью соединения.

Влияние дефектов определяется не только размерами, но и их формы. К

наиболее опасным дефектам относят трещины, непровары и подрезы. Менее

опасными дефектами являются поры. Промежуточные положения занимают

включения. Каждый из перечисленных дефектов характеризуется определённым

значением концентрации напряжений.

Коэффициент концентрации напряжений определяется по формуле:

Кд = ? max / ? ср. в сварном соединении

где, ? max – максимальное напряжение в зоне дефекта,

? ср – среднее напряжение в сварном соединении.

Коэффициенты концентрации напряжений соответствуют 2-3 (для пор),

3-10 для включений, 10-100 (для трещин, подрезов и непроваров в корне шва).

Коэффициент Кд зависит от расположения дефекта по отношению к направлению

действующей нагрузки.

Наиболее опасной направленностью трещин является такая, при которой

наибольшие растягивающие напряжения действуют перпендикулярно к ее

плоскости.

Наименьшей опасностью характеризуются дефекты, при котором действие

растягивающих напряжений параллельно основному направлению дефекта.

Опасность дефектов возрастает для вытянутых пор – свищей , особенно

выходящих на поверхность, а также для цепочек или скоплений пор или

включений.

При определении степени опасности объемных дефектов необходимо

сопоставлять их коэффициенты концентрации напряжений Кд и коэффициенты

концентрации напряжений Кф формы шва.

в r

r'

в – ширина шва;

r, r’ – радиусы перехода (сопряжения сварного шва).

Кф

3

2

1

0 20 40 60

80 В/r, %

Если Кф>Кд, то разрушения сварного шва может быть вызвано неплавным

сопряжением сварного шва даже при малых размерах пор и включений.

Влияние дефектов на качество сварных соединений увеличивается с

возрастанием остаточных сварочных напряжений в сварном соединении, что

необходимо учитывать при разработке технологии сварки.

Еще большую опасность на работоспособность сварных соединений

представляют дефекты в процессе эксплуатации сварных соединений. Поэтому

необходимо поддерживать такое качество технологического процесса, чтобы

дефектность на стадии изготовления изделий была бы ниже уровня, требуемого

при эксплуатации, т.е. требования к дефектности, исходя из технологического

фактора, должны быть более жесткими, чем из эксплуатационного фактора.

Поэтому основная оценка норм допустимых дефектов должна определяться в

условиях действия нагрузок, характерных для эксплуатационных условий.

Рассмотрим влияние плоскостных (на примере непровара) и объемных (на

примере пор) дефектов на прочность сварных соединений.

При статической нагрузке и пластичном металле с увеличением непровара в

корне шва прочность сварных соединений уменьшается пропорционально его

величине.

S

h

?в

0,9 сталь 10

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8