Контроль качества сварки - Контроль внешним осмотром и измерением

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:57

Просмотров: 31829

Внешний осмотр проводится на всех стадиях сварочного производства: проверка подготовки и сборки, наблюдение за процессом сварки, осмотр готовых изделий. Обычно внешний осмотр предшествует всем другим методам контроля. Это наиболее дешевый, оперативный и достаточно информативный метод контроля.

Контроль заготовки и сборки: проверяется материал (может браковаться при наличии вмятин, заусенцев, окалины, ржавчины), качество подготовки кромок, величина зазоров, правильность разделки. При этом применяют универсальный мерительный инструмент и шаблоны (см. рис. 99). Перед пайкой проверяется качество подготовки поверхности, расположение припоя и наличие флюса в зоне соединения. Тщательность очистки и обезжиривания можно контролировать по растеканию капли чистой воды по подготовленной к пайке поверхности, хорошее смачивание и растекание свидетельствуют о правильной подготовке. Перед напылением контролируют подготовку поверхности - для лучшего сцепления покрытия с основой необходима ее шероховатость. Контролируют состав и свойства вспомогательных материалов.

Наблюдением за процессом сварки контролируется режим сварки, защита зоны дуги, правильность наложения и качество отдельных валиков в многослойных швах. Проверка наличия микротрещин в первых слоях шва или наплавленного металла может предотвратить образование в зоне сварки больших трещин. Качество отдельных слоев шва можно проверить путем сравнения с эталоном. Наблюдение может проводиться дистанционно с помощью специальных оптических приборов. Контроль параметров процесса сварки ведут с непрерывной их записью самопишущими приборами. Когда скорость процесса велика, а требования к качеству высоки или если в связи с вредными условиями труда присутствие оператора нежелательно, применяют автоматизированные системы управления и активного контроля, позволяющие поддерживать или изменять режимы сварки при изменении какого-либо показателя качества. На готовых изделиях осмотру подвергается сварной шов и зона прилегающего основного металла на расстоянии не менее 20 мм от шва после очистки от шлака, брызг и загрязнений. Проверяется наличие трещин, подрезов, свищей, прожогов, натеков, непроваров корня шва и непроваров по кромкам, дефектов формы шва. О качестве шва свидетельствует постоянство его геометрических размеров, внешнего вида, равномерность чешуйчатости шва, а также цвет поверхности изделия, особенно из активных металлов, при нагреве которых происходит интенсивное окисление. Паяные соединения должны иметь равномерные галтели по всему периметру. Осмотр сварных соединений, подвергающихся термической обработке после сварки, производится как до, так и после термообработки. Кроме универсального мерительного инструмента для контроля размеров шва часто применяются шаблоны (рис. 176). Иногда оценка качества осуществляется путем сравнения с эталонами. Для выявления мелких дефектов могут использоваться лупы 4... 10-кратного увеличения. Осмотр швов, не доступных для прямого наблюдения, проводится с помощью оптических приборов - эндоскопов. Обычно применяются медицинские бронхоскопы, перископы или гибкие жгуты - волоконная оптика. На возможность выявления дефектов влияет освещенность, индивидуальные свойства зрения, яркость, цвет, угловые размеры и резкость контура дефекта, а также контраст между дефектом и поверхностью изделия.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Механические испытания и изучение макро и микроструктуры сварных соединений относятся к разрушающим методам контроля. Методика механических испытаний должна учитывать условия эксплуатации изделия. В ряде случаев механические испытания проводятся на стендах, имитирующих условия работы изделия. Однако чаще испытания проводятся на стандартных образцах. Это позволяет сравнить между собой результаты испытаний свойств соединений, полученных в различных условиях или различными сварщиками (например, при аттестации сварщиков). При механических испытаниях определяют предел прочности металла на растяжение, усталостную прочность при знакопеременных нагрузках, пластичность металла по предельному углу загиба и относительному удлинению образца при растяжении, ударную вязкость, твердость. Методика и обработка результатов механических испытаний определены государственными стандартами.

Условия испытаний различаются по виду нагружения (например, испытания на растяжение, изгиб, сплющивание) и по характеру нагрузки (статические, динамические, усталостные). Стандартные образцы могут в зависимости от целей испытаний вырезаться из различных зон соединения, например при испытании на растяжение - из наплавленного металла (вдоль шва) или поперек шва через все зоны сварного соединения. Если необходимо определить прочность той или иной зоны, то сечение образца в этой зоне ослабляют.

Испытания на угол загиба

но распространенными являются также образцы для определения угла загиба: плоские образцы, сваренные встык. Их устанавливают на две опоры и нагружают посередине (рис. 177). В результате происходит изгиб, нагружение прекращают при появлении первой трещины в зоне соединения и измеряют угол загиба а. Чем он больше, тем пластичнее соединение. Испытания на ударную вязкость проводят на образцах 10 х 10 х 55 мм с концентратором напряжений (надрезом) в зоне сварки при ударе копра, поднятого на определенную высоту.

Анализ структуры проводится на специально подготовленных шлифах либо на изломах образцов (фрактография). В последнем случае можно судить не только о дефектах в месте разрушения, но и о пластичности или хрупкости материала образца или сварного шва. Если металл в изломе крупнозернистый, с металлическим блеском, то это свидетельствует о хрупком разрушении. При матовом волокнистом изломе пластичность высокая.

На шлифованных поверхностях образцов (шлифах) оценивают макро и микроструктуру. Для лучшего выявления структуры шлифы обрабатывают (травят) специальными реактивами. Макрошлифы рассматривают без увеличения или при небольшом увеличении с помощью лупы. При этом выявляют глубину проплавления, зоны сварного шва, наличие дефектов, скопления серы и фосфора. Для изготовления микрошлифов поверхность дополнительно полируют. После этого изучают поверхность шлифа под микроскопом без травления при увеличении примерно в 100 раз для выявления трещин, непроваров (непропаев), пор, неметаллических включений, пережога (неисправимый дефект структуры сталей - окисление границ зерен при нагреве до температуры выше 1300 °С). Затем для выявления более мелких дефектов и особенностей микроструктуры отдельных зон сварного или паяного соединения шлифы протравливают специальными реактивами, состав которых и режимы травления зависят от материала образца, и изучают под микроскопом при увеличении в 50...2 000 раз. Наиболее характерные структуры и дефекты фотографируют. Макро и микрофотографии служат важным документом, свидетельствующим о качестве шва.