Предварительный и заводской контроль сварных соединений

Категория:
Сварка металлов


Предварительный и заводской контроль сварных соединений

Контроль качества сварки имеет важное значение. Обеспечить постоянное высокое качество сварных изделий возможно лишь при надлежащей организации контроля качества во всех стадиях производства.

Контроль исходных материалов производится при помощи химического анализа, металлографических исследований, механических испытаний, пробы на свариваемость, сварки пробных образцов и т. д. Контролю подлежат основной металл, присадочный металл, проволока, прутки, электроды, обмазки, флюсы. Контролируются также газы, ацетилен и кислород для газовой сварки.

Основной металл должен удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий. Для сварки стали существенное зцачепие имеет химический состав основного металла, в особенности содержание углерода, затем серы и фосфора. Часто достаточно изменения содержания углерода на несколько сотых долей процента, чтобы заметно изменились сварочные свойства металла, появилась склонность к образованию трещин, закалке и т. д.

В отношении серы важно не только среднее содержание, но и равномерность ее распределения по объему металла. Сера, равномерно распределенная по сечению металла, менее опасна, чем местные ее скопления, образующиеся вследствие ликвации. Нередко наблюдается, что при общем допустимом содержании серы порядка 0,04—0,05% имеются скопления ее в отдельных прослойках с повышением содержания в них до 0,12—0,15%. Такие местные скопления серы опасны и могут служить причиной образования трещин при сварке. Поэтому не всегда достаточно знать общее содержание серы в металле, часто необходимо выяснить и равномерность ее распределения; лучше всего об этом можно судить, получив отпечаток шлифа металла по способу Баумана, на котором места с повышенным содержанием серы приобретают темную окраску. Такой металл может оказаться мало пригодным для сварки даже при общем содержании серы в нем, не превышающем допустимых норм.

Существенное значение для последующей сварки может иметь процесс изготовления металла. Например, мартеновская сталь для сварки лучше бессемеровской. Спокойная мартеновская сталь лучше кипящей, так как последняя обладает повышенной склон ностью к образованию пор и трещин. В сталях, чувствительных к термообработке, часто существенное значение имеет структура и предшествующая термическая обработка металла, нередко результаты сварки могут быть улучшены надлежащей термической обработкой основного металла, нормализацией, высоким отпуском, отжигом и т. д.

Рис. 1. Отпечаток по Бауману

Пригодность специальных сталей к сварке часто требует проверки их посредством одной из проб на свариваемость. Электроды и присадочная проволока должны иметь соответствующие сертификаты. В сомнительных случаях должна быть проведена сварка с наблюдением за процессом и последующим всесторонним испытанием образцов. Контроль подготовки под сварку заключается в проверке правильности сборки, подготовки под сварку, правильности постановки прихваток, состояния поверхности кромок. Проверяются размеры заготовок и чистота поверхности кромок под сварку.

Контроль в процессе производства сварочных работ заключается в проверке квалификации сварщиков, исправности оборудования, наличия исправных контрольно-измерительных приборов, строгого соблюдения установленного технологического процесса. Особенно важна проверка квалификации сварщиков для газовой и дуговой сварки, выполняемых вручную. Квалификация проверяется периодически, на сварке соответствующих проб. К ответственным работам, например подлежащим приемке инспек-цией Госгортехнадзора, допускаются лишь сварщики, имеющие особое удостоверение (паспорт) на право выполнения ответственных сварочных работ.

Весьма важными являются контроль и приемка готовых сварных изделий. Контроль и приемка готовых сварных изделий часто производятся в отдельном помещении или на отдельных рабочих местах специальным персоналом; требования к сварным изделиям определяются техническими условиями.

Внешний осмотр и обмер изделий и сварных швов. Достаточно опытный контролер может выявить ряд дефектов внешним осмотром сварных швов изделия. Этим способом на поверхности сварных швов выявляются трещины, подрезы, раковины, порй, кратеры, неравномерное распределение наплавленного металла, слишком неровная, гру-бочешуйчатая его поверхность и т. д. Осмотр производится невооруженным глазом; места, сомнительные по трещинам, просматриваются в лупу. Осмотр вша производится по возможности сразу после сварки и во всяком случае до окраски изделия. Одновременно с осмотром обычно производится и обмер сечений швов шаблонами и калибрами (рис. 227). Так же производится обмер сваренного изделия для проверки установленных размеров с учетом допусков и деформаций.

Испытание сварных швов на плотность. Неплотность сварных швов может вызываться непроварами, трещинами, газовыми и шлаковыми включениями и т. д. Проверка на плотность обычно производится после внешнего осмотра и установления замеченных дефектов.

Испытания на плотность могут производиться различными способами, обусловленными техническими условиями на приемку данного изделия.

Широко распространена керосиновая проба на плотность: сварной шов окрашивают с одной стороны мелом, разведенным в воде, а обратную сторону шва после высыхания мела обильно смачивают керосином. При наличии неплотности в шве на окрашенной^ мелом поверхности керосин выступает в виде темных пятен. Наблюдать появление пятен и отмечать дефектные места нужно немедленно после смачивания керосином, иначе керосин, просочившийся через сварной шов, быстро растечется по меловой окраске и затруднит установление точного местоположения дефекта. В зависимости от толщины металла и формы шва выдержка под керосином продолжается от 15 мин до 2 ч. Выявленные дефекты вырубают и подваривают.

Рис. 2. Шаблоны для обмера швов

Часто применяется испытание на плотность воздухом. Для проверки плотности швов сварное изделие заполняют воздухом под давлением, установленным техническими условиями на данное изделие. Неплотность шва определяют по пузырькам, образующимся на поверхности шва при смачивании ее мыльной водой. Мелкие изделия можно погружать в бак с водой так, чтобы сварные швы, подлежащие контролю, находились на глубине 2—5 см от поверхности воды; неплотности обнаруживают по появлению воздушных пузырьков. Во избежание опасного взрыва испытание воздухом должно производиться при давлениях, совершенно безопасных для прочности изделий.

Рис. 3. Проверка плотности сварных швов: а — воздухом; б — керосином

При подходящей форме сварных соединений, например нахлес-точных, испытание воздухом может быть произведено при малом расходе воздуха и повышенных давлениях без опасности повреждения изделия повышенным давлением по способу, показанному рис. 228, а и б. Кромку изделия засверливают, и в полость зазора нахлестки по шлангу 1 подают воздух под давлением. Места неплотности выявляют осмотром швов 2, смоченных мыльной водой. По окончании испытания просверленное контрольное отверстие заваривают. В этом случае можно производить испытание не воздухом, а накачивая по шлангу керосин 3 под давлением, наблюдая при этом за появлением керосиновых пятен на закрашенной поверхности швов.

Плотность швов можно проверять также, продувая их струей сжатого воздуха под давлением не менее 4 am. Насадку шланга передвигают по поверхности шва, противоположная сторона которого смочена мыльной водой; неплотности обнаруживают по появлению пузырьков. При испытании изделий воздухом под давлением необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности.

1. Испытания производить обязательно в изолированном помещении или на огражденном участке.

2. Применять проверенные и достаточно точные манометры.

3. На магистрали, подающей воздух к изделию, обязательно устанавливать промежуточный бачок с предохранительными клапанами, отрегулированными на испытательное давление.

С. Т. Назаров предложил оригинальный химический способ проверки плотности сварных швов. Газообразный аммиак NH3 подают в количестве около 1% объема изделия; затем нагнетают воздух под давлением, предписанным условиями приемки. На сварные швы предварительно накладывают бумажную ленту, пропитанную раствором азотнокислой ртути или фенолфталеина. Дефектные места определяют по пятнам на ленте. Лента-химо-грамма служит документом, характеризующим плотность сварного шва.

Гидравлическое испытание. Плотность сварных швов можно проверять также и гидравлическим испытанием, производимым для испытания на прочность. Гидравлически испытывают, просто наливая в емкость жидкость (воду, керосин и т. п.) или же создавая дополнительно гидростатическое давление. Последнее создается заполнением изделия водой и нагнетанием ее до давления, предписанного правилами приемки данного изделия и проверяемого по контрольному манометру.

Вода должна заполнять весь объем изделия, без воздушных мешков, опасных при возможном разрушении изделия в процессе испытания. Время выдержки изделий под давлением также определяется правилами приемки. Осмотр швов для проверки плотности производят при испытательном давлении с обстукиванием сварных швов молотком, вес и длина ручки которого устанавливаются правилами приемки.

Засверливание сварных швов. Эта операция позволяет контролировать сварные швы на изделии и служит ценным подспорьем при внешнем осмотре и других методах испытаний. Засверливание производится электрическими, пневматическими или ручными сверлильными машинками со спиральными сверлами или специальными коническими фрезами диаметром 6—25 мм с углом заточки 90°. Засверливание следует вести с расчетом вскрытия всего сечения шва и захвата основного металла по 1—2 мм на сторону (рис. 4).

Засверловка должна иметь возможно гладкую поверхность. Для оценки шва поверхность засверловки шлифуют и травят реактивом для выявления макроструктуры, после чего осматривают в лупу.

Рис. 4. Засверливание сварного шва

Это дает возможность обнаружить непровары, трещины, включения и т. д.

По окончании контроля отверстия заваривают; количество за-сверловок определяется условиями приемки.

Технические условия часто предусматривают вырезку образцов из сварных изделий и их лабораторные испытания.

Металлографические исследования образцов. При этом изучают макро- и микроструктуру металла, а иногда и структуру излома образца. Образцы для металлографического исследования вырезают из изделия таким образом, чтобы поверхность шлифа включала полное сечение сварного шва, зону влияния и не подверженный изменениям основной металл. Обработка вырезанных образцов, их шлифование, полирование и травление производят обычными приемами, применяемыми при металлографическом исследовании металла. Помимо металлографического исследования в необходимых случаях проводят химический анализ металла сварного соединения.

Физические методы контроля сварных соединений. Под физическими методами контроля подразумеваются способы определения качества металла или сварного соединения по изменению каких-либо физических свойств, например проницаемости для коротковолновых электромагнитных излучений, звуковых колебаний, магнитной проницаемости, электропроводности и т. д. Физические методы контроля могут применяться не только для образцов сварки, но и для целых сварных изделий. Физические методы позволяют проверить качество сварного шва на всем его протяжении без повреждения изделия. Физические методы находятся в настоящее время в стадии разработки и промышленного освоения.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум