Контроль качества сварных соединений

При подготовке деталей к сварке в процессе сборочно-сварочных работ и на готовых изделиях проверяют: качество исходных материа­лов на основании механических испытаний, химических анализов и проб на свариваемость; качество подготовки деталей к сварке (по степени очистки кромок и подгонки контактных поверхностей); качество сварки (по режимам процесса сварки); качество каждого шва (при их наложе­нии в один или несколько слоев); размеры, форму швов и герметичность сварного соединения.

При выполнении сборочно-сварочных работ производится 100%-ный контроль всех изделий пооперационно с применением специальных средств.

Контроль готового изделия является завершающей операцией про­цесса сварки и включает выявление дефектов сварки и сдаточные испы­тания готового изделия в соответствии с техническими условиями.

При сварке плавлением и контактной сварке возможны дефекты сварного шва, местные дефекты и дефекты, изменяющие его форму и размеры. Причинами таких дефектов являются нарушение режима свар­ки, неисправность сварочного оборудования, низкое качество подготовки деталей к сварке, низкая квалификация сварщиков и др. Дефекты в сварных соединениях разнообразны по характеру и виду, поэтому огра­ничимся рассмотрением наиболее типичных из них.

На рис. 181, а приведены характерные для сварки плавлением дефекты в виде непровара металла, подреза деталей, наплыва присадоч­ного металла и трещин.

Непровар металла — место в шве, где основной металл не соединил­ся с металлом электрода (присадочной проволоки) вследствие недоста­точной силы тока, затекания шлака в зазор шва, малого угла разделю: кромок свариваемых деталей, большой скорости продвижения электроде во время сварки, загрязненности свариваемых поверхностей окалиной и шлаком.

Подрез деталей или местные уменьшения их сечений возникают в результате излишне большой силы тока или неправильного положения электродов относительно изделия.

Рис. 181. Дефекты соединений при сварке плавлением а) и при точечной сварке б)

Непровар металла, подрезы деталей и наплывы присадочного металла устраняются вырубкой отдельного участка шва и повторной его заваркой.

Трещины в сварном изделии возникают под действием внутренних усадочных напряжений в металле, вызываемых неправильным выбором последовательности сварки, места начала шва и его направления или в результате неправильного закрепления свариваемого изделия в при­способлении, при котором температурные изменения его размера в неко­торых направлениях невозможны. Трещину независимо от ее длины и места расположения устраняют засверливанием, вырубкой и последующей заваркой вырубленного участка шва.

Дефекты сварных точечных соединений в виде раковин и внутрен­них кольцевых и радиальных трещин, непровара металла и несимметрич­ного расположения ядра точки относительно плоскости разъема детален показаны на рис. 181, б.

Внутренние и наружные трещины возникают от чрезмерно быстрого охлаждения сварных точек, а непровар металла — в результате пло­хого контакта электрода с поверхностью детали или недостаточной силы тока.

Внешний осмотр и обмер швов позволяют обнаруживать внешние трещины, поры и подрезы в металле при помощи лупы, штангенциркуля и специальных приспособлений.

Скрытые внутренние дефекты швов обнаруживают металлографи­ческими исследованиями, просвечиванием и испытанием швов на герме­тичность.

Магнитный метод контроля позволяет обнаружить в шве внутренние трещины, места непровара металла и шлаковые включения. Этот метод контроля основан на том, что всякие дефекты в намагниченном металле изменяют распределение магнитного потока. Для контроля свар­ное изделие намагничивается и затем на его поверхность наносится Магнитный порошок в виде суспензии (порошок в масле или керосине). По местным скоплениям магнитного порошка судят о наличии дефектов в шве. Намагничивание и последующее размагничивание изделия произ­водят специальными приборами. Метод магнитного контроля дает качественную оценку сварки и применим только для стальных изделий.

Просвечивание сварных швов рентгеновскими или гамма-лучами ра­дия позволяет регистрировать дефекты сварки на фотопленке (рис. 182, а). Различная степень поглощения лучей участками поверх­ности указывает на наличие в нем дефектов в сварном шве. Для расшиф­ровки и выявления дефектов по фотоснимкам при просвечивании швов пользуются эталонами рентгенограмм.

Этот метод контроля малопроизводителен и отнимает много вре­мени, поэтому его применяют только при малых программах выпуска. Для контроля соединений при больших программах запуска и при рабо­те на потоке применяют механизированные методы контроля качества сварных соединений. На рис. 182, б приведена рентгеноскопическая установка для контроля сварных изделий.

Рис. 182. К контролю качества шва путем рентгеноскопии:

а – регистрация дефектов на фотопленку; б – механизированная установка для визуального наблюдения за сварным швом; 1 – рентгеновская трубка; 2 – изделие; 3 – свинцовая защита; 4 – ЭПО; 5 – оптическая лупа; 6 – суперортикон телевизора; 7 – управление телевизором; 8 – экран телевизора; 9 – глаз наблюдателя или кино-фотоаппарат; 10 - фотопленка

Рентгеновская трубка 1 укреплена на консоли, а контролируемые из­делия 2 устанавливаются на специальную тележку и перемещаются или поворачиваются относительно рентгеновской трубки. Управление пере­мещением изделия производится с пульта управления. Рентгеновские лучи проходят через сварной шов и попадают на элек­тронно-оптический преобразователь (ЭОП). За изображением наблюда­ют через оптическое устройство в виде бинокулярной лупы с возможно­стью фотографирования обычным аппаратом или кино-фотоаппаратом 9. Применение рассмотренной установки позволило вести контроль со ско­ростью 100 м/час, т. е. в 15—20 раз быстрее, чем обычный. Просвечива­ние швов, так же как и метод магнитного контроля, позволяет оценить качество сварного шва, но не дает возможности установить, насколько дефект снижает прочность соединения.

Прочность сварных соединений проверяется испытаниями контроль­ного образца изделия, у которого соединение выполнено в тех же ус­ловиях, что и на действительном изделии, или выборочным испытанием на прочность до разрушения серийных изделий (например, каждое деся­тое или сотое изделие). Достоверность результатов этого метода контро­ля зависит от соблюдения идентичных условий сварки основного изделия и контрольных образцов.

Испытания сварных соединений на герметичность в тех случаях, когда это требуется по техническим условиям, производятся жидкостью или воздухом по той же схеме, что и испытания герметических клепаных кабин.

Для зачистки от коррозии после контроля и устранения дефектов сварки изделия из стали окрашивают, из легких сплавов — грунтуют, оксидируют в хромовой кислоте или покрывают снаружи светлым лаком.