Контроль сварных швов

Контроль  сварных швов

Дефекты сварных швов

 

• Дефектами сварных соединений принято называть отклонения от норм, предусмотренных ГОСТами, техническими условиями и чертежами проектов.

 

Основные  группы дефектов:

 

• образующиеся в результате нарушения технологии сборки (смещение свариваемых кромок, осей труб, несоответствие зазора между свариваемыми деталями и др.);

 

• имевшиеся в металле свариваемых деталей (трещины, рас слоения, закаты и плены), на свариваемых кромках или вблизи шва; эти дефекты могут воздействовать на формирование шва;

 

• вызываемые плохой свариваемостью основного металла (склонность к образованию холодных и горячих трещин в основном соединении);

 

• образующиеся при эксплуатации конструкций.

 

 

 

• образующиеся в результате несоответствия химического состава и технологических свойств присадочных материалов;

 

• образующиеся из-за нарушения технологического процесса сварки или термической обработки (несоответствие структурных составляющих, подрезы, поры, непровары, прожоги, шлаковые включения);

 

• возникающие во время сварки или при охлаждении конструкции из-за несоответствия зажимных приспособлений, кондукторов и прочей оснастки;

 

 

Дефекты в сварных соединениях по характеру залегания

 

 

 

 

 

 

 

Внешние дефекты — это несоответствие геометрических размеров шва (излишнее или недостаточное усиления, неравно мерность ширины шва), неравномерная чешуйчатость, незаплавленные кратеры, подрезы, поры, шлаковые включения и трещины, выходящие на поверхность.

 

 

Внутренние дефекты — это непровары между свариваемыми кромками деталей, непровары в корне шва, флокены, пережог металла, внутренние трещины, газовые поры и шлаковые включения, не выходящие на поверхность, структурные составляющие, несоответствие материалов свариваемых изделий.

 

 

Внешние

 

Внутренние

По величине дефекты  подразделяют

 

 

 

 

 

Макроскопические  дефекты - хорошо видны невооруженным  глазом или рассматриваются под  лупой с увеличением до 10 — 20 раз

 

Макроскопические

 

Микроскопические

 

Микроскопические дефекты - рассматриваются под микроскопом с увеличением от 50 до 1500 раз.

 

Макроскопические и микроскопические дефекты и причины их образования.  

 

Подрезы — это углубления (канавки) в месте перехода основного металла к металлу сварного, шва (рис. 118, а).

 

• Подрезы  опасные дефекты, которые могут привести к выходу из строя сварное изделие.

 

• Подрезы устраняются наплавкой тонких (ниточных) швов электродами малых диаметров.

 

 

 

 

Прожоги (рис. 118,6) образуются в результате большой величины сварочного тока, из-за малого притупления кромок свариваемого изделия, большого зазора между свариваемыми кромками, а также при неравномерной скорости сварки.

 

Прожоги являются недопустимыми дефектами  и подлежат исправлению.

 

 

Непровары — это несплавление между отдельными валиками, основным и наплавленным металлом и незаполнение металлом расчетного сечения шва (рис. 118, в).

 

• При V-образной разделке кромок могут быть непровары в корне стыковых швов, а при Х-образной разделке — в центре шва.

 

• Непровары могут быть также в стыковых и угловых швах и могут стать причиной разрушения конструкции в результате повышенных концентраций напряжений и уменьшения площади поперечного сечения металла шва.

 

Трещины (рис. 118,г) являются наиболее опасными дефектами. Возникновение трещин связано с химическим со ставом основного и наплавленного металла, а также со скоростью охлаждения сварного соединения и с жесткостью свариваемого контура.

 

• Трещины, образовавшиеся в процессе сварки, называются горячими, а после охлаждения металла — холодными.

 

• Трещины снижают статическую, динамическую и вибрационную прочность конструкции.

 

• В результате динамических на грузок трещины быстро развиваются (увеличиваются в размере) и приводят к разрушению конструкции.

 

• На образование трещин влияет температура окружающей среды (чем ниже температура окружающей среды, тем больше вероятность образования трещин). При сварке низкоуглеродистых сталей трещины встречаются редко.

 

 

Газовые поры (рис. 118,д) образуются в шве вследствие перенасыщения расплавленного металла сварочной ванны газами.

 

• Поры могут быть внутренними, не выходящими на поверхность сварного шва, и наружными, выходящими на поверхность шва.

 

• Поры могут быть одиночными, групповыми либо располагаться цепочкой.

 

• Появление пор в сварном изделии снижает механические свойства наплавленного металла (ударную вязкость, угол загиба, предел прочности) и нарушает герметичность изделия.

 

 Неметаллические включения представляют собой загрязнение металла. Это чаще всего шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла в процессе кристаллизации.

 

Неметаллические включения уменьшают рабочее сечение шва и приводят к понижению прочности сварного соединения.

 

Очередность контроля сварных швов

 

Чтобы обеспечить высокое качество и надежность

сварных соединений, необходимо выполнить:

 

• Предварительный контроль,

 

• Пооперационный контроль,

 

• Контроль готовых сварных соединений.

 

При предварительном  контроле следует проверить:

 

• Сварочные  материалы  (электроды,   сварочную, проволоку, флюсы и газы),

 

• Материал для дефектоскопии,

 

• Сварочное оборудование,

 

• Сборочно-сварочные приспособления,

 

• Контрольно-измерительные приборы,

 

• инструмент,

 

• Аппаратуру и приборы для проведения дефектоскопии.

 

• Обязательно должна быть проверена квалификация сварщиков, контролеров-десректоскопистов и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами контроля сварных швов.

 

 

 

Пооперационный  контроль включает:

 

• Контроль подготовки деталей под сварку, режимов сварки и правильности наложения швов;

 

• Контроль в процессе сварки за состоянием оборудования, за качеством и соответствием присадочных материалов и контрольно-измерительных приборов.

 

 

 

Контроль  готовых сварных соединений выполняют после выполнения термической обработки (если она предусмотрена требованиями технологического процесса).

 

 

Способы контроля сварочных материалов и сварных соединений.  

 

• Разрушающие - когда сварное соединение приходится разрушать;

 

• Неразрушающие - когда сварное соединение не выводится из строя.

 

• В основном на практике стараются применять неразрушающие способы контроля, однако некоторую часть сварных соединений целесообразно подвергать разрушению для получения более надежной и достоверной информации о свойствах выполненных соединений.

 

Внешний осмотр и замер размеров швов.

 

• Внешний осмотр может быть выполнен невооруженным глазом и с помощью увеличительного стекла.

 

• Перед внешним осмотром сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, а если необходимо, то и протравлены.

 

• Осматривать детали следует как после прихваток, так и после наложения каждого валика.

 

• Размеры швов замеряют специальными шаблонами и измерительными приборами непосредственно после сварки.

 

• При сварке плохо сваривающихся сталей рекомендуется повторно осматривать сварные швы.

 

Внешним осмотром выявляют:

• излом или неперпендикулярность осей соединенных элементов,
• смещение кромок соединяемых элементов,
• несоответствие размеров и формы швов,
• трещины всех видов и направлений,
• наплывы,
• подрезы,
• прожоги,
• незаваренные кратеры,
• непровары,
• пористость и другие дефекты,
• отсутствие плавных переходов от одного сечения к другому,
• несоответствие общих геометрических размеров сварного узла (изделия) требованиям чертежей и технических условий,
• отсутствие клейм сварщиков или несоответствие клеймения установленным требованиям.

 

Осматривать необходимо все без исключения сварные соединения. Внешний осмотр и измерение сварных  соединений осуществляют в условиях достаточной освещенности объекта  контроля.

 

Механические  испытания сварных швов.

 

• Для проверки механических свойств из наплавленного или основного- металла изготавливают круглый образец (рис. 119, а), который испытывают на статическое (кратковременное) растяжение на разрывной машине. Одновременно определяют относительное удлинение (в процентах от первоначальной длины образца).

 

• Аналогично проводят механические испытания свойств сварного соединения из пробной пластины или трубы на плоском образце (рис. 119,6).

 

• Пластичность металла шва определяется испытанием сварного соединения на статический изгиб (загиб) на разрывных машинах пли под специальным прессом (рис. 119, в). Чем больше угол загиба α, тем выше пластичность. Максимальный угол загиба, равный 180°, характеризует хорошую пластичность металла. Образец загибается до образования трещины.