Контроль качества сварки

Соблюдение принятой технологии — необходимое условие получения качественных сварных соединений, поэтому следует строго контролировать операции подготовки материала и технологию сварных работ. Готовые сварные соединения контролируют наружным осмотром, проверяют на прочность, пористость и химическую стойкость. Во время наружного осмотра выявляют прежде всего внешние дефекты сварных швов: неровности по ширине и высоте и непровар сварных швов. При пленочных материалах место шва должно быть ровным, а материал не должен быть вытянутым или собранным в сборки...

Сварные швы и соединения ответственных изделий и сооружений должны быть непроницаемыми для различных жидкостей и газов Неплотности в швах снижают их прочность при вибрационных нагрузках, уменьшают коррозионную стойкость, вызывают утечку хранимых и транспортируемых продуктов и создают недопустимые условия эксплуатации сварных конструкций. Контроль непроницаемости сварных соединений проводят в соответствии с ГОСТ 3242-79, включая следующие виды испытаний: керосином, обдувом, аммиаком, воздушным давлением, гидравлическим давлением, наливом и поливом.

Качество сварных соединений во многом зависит от сварочных материалов, поэтому каждую партию электродов, сварочной проволоки, флюсов, баллонов с защитным газом перед началом сварки тщательно проверяют. Сварочные материалы должны иметь сертификаты, в которых полностью приведены данные в соответствии с требованиями ГОСТов, технических условий и паспортов.

При исследовании сварных соединений, а также при разработке и освоении новой сварочной технологии необходимо знать химический состав основного, присадочного (электродов или электродной проволоки) и наплавленного металлов. Этот состав определяют с помощью химического анализа...

Цилиндрические горизонтальные резервуары изготовляются в заводских условиях, а на монтажной площадке их устанавливают в проектное положение. При изготовлении резервуара контролируют геометрические размеры и форму его корпуса, геометрические размеры днищ, качество сборки под сварку, режимы и технологию сварки, а также процесс изготовления полотна резервуара и его сворачивание в рулоны. Сварные швы в зависимости от требований технических условий подвергают гамма- и рентгенопросвечиванию.

Сварные соединения трубопроводов подвергают следующим видам контроля: внешнему осмотру и измерению, ультразвуковому и магнитографическому контролю, просвечиванию гамма- или рентгеновскими лучами, металлографическим исследованиям, механическим, гидравлическим и пневматическим испытаниям. Все указанные виды контроля выполняют после термической обработки сварных соединений (если она предусмотрена).

Долговечность и надежность отдельных элементов и узлов сварных конструкций, а также всего сооружения в целом во многом зависят от качества сварных соединений, их прочности. Влияние различных дефектов на механические свойства сварного соединения определяется многими факторами: формой и величиной дефектов, частотой их появления, материалом конструкции, характером действия внешних нагрузок (например, сильно снижают прочность пульсирующие, знакопеременные или ударные нагрузки).

Качество сварных швов листовых металлических конструкций проверяют в процессе их монтажа. Во всех случаях плотность сварных швов всех объектов газовых и воздушных сетей предварительно проверяют керосином, а в некоторых случаях (при испытании воздухонагревателей, воздухопроводов горячего дутья, пылеуловителей) также воздухом под давлением 0,7 am.

Контроль сварных соединений этих конструкций осуществляют главным образом внешним осмотром, периодической проверкой сварщиков, контролем качества исходных материалов, сварочного оборудования, качества деталей и сборки под сварку, а также технологии и режимов сварки.

Для предупреждения холодного растрескивания современные технологии сварки предполагают применение предварительного и сопутствующего подогрева. Это энерго- и трудоемкие, а также дорогостоящие операции (рис. 4.46, 4.47), выполнение которых требует высокой технологической культуры производства. Однако они далеко не всегда обеспечивают отсутствие трещин в сварных соединениях. Кроме того, из-за высокой температуры изделий, вызванной подогревом, резко ухудшаются условия труда сборщиков и сварщиков. Поэтому в настоящее время изготовление конструкций, особенно из ВПНЛ сталей, без предварительного подогрева является одной из основных проблем дуговой сварки.

Вопросы контроля качества соединений при рельефной сварке разработаны в очень малой степени. Поэтому в производственной практике целесообразно использовать опыт контроля точечной и роликовой сварки. При этом одни рекомендации по контролю точечной и роликовой сварки могут быть применены без существенных поправок, в то время как другие нуждаются в уточнениях и изменениях. Ниже описываются некоторые особенности контроля качества соединений, характерные для рельефной сварки.

Эта операция имеет особо важное значение для точечной и шовной сварки в связи с быстротечностью процесса и скрытым от внешнего наблюдения характером формирования соединения (плавления металла). Возмущающие факторы: качество сборки, состояние поверхности деталей и электродов, колебания параметров режима, могут приводить к образованию дефектов—непроваров (отсутствие ядра или малые его размеры), выплесков, трещин, раковин и т. п.

В процессе сварки рекомендуется контролировать программу перемещения плиты, величину осадки, ток оплавления и величину усилий. В системах автоматического регулирования в качестве параметров обратной связи используют частоту пульсаций тока (взрывов перемычек) и температуру в стыке.

Прижоги, трещины шлифовочные возникают при резком нагреве поверхностного слоя стального изделия при нарушении режима шлифования или полирования. Дефекты представляют собой или закаленные участки небольшой площади, или участки с сеткой тонких трещин на поверхности детали. Применение неподходящего для данного металла или «засаленного» круга, повышение подачи, скорости шлифования или недостаточное охлаждение детали вызывают местные перегревы поверхностного слоя закаленной стали и высокие внутренние напряжения из-за неравномерных объемных изменений при чередующихся нагревах и охлаждении.

Перегрев или пережог возникают при термической обработке из-за несоблюдения заданной температуры, времени выдержки, скорости нагрева и охлаждения детали. Перегрев приводит к образованию крупнозернистой структуры, оксидных и сульфидных выделений по границам зерен (в стали). Пережог вызывает образование крупного зерна и оплавление границ зерен, что способствует в дальнейшем разрушению металла (рис.7).

Сварочное производство без дефектов практически невозможно, поэтому есть дефекты допустимые, на которые установлены нормы. Дефекты сварных соединений подразделяют на наружные и внутренние.

Высокий отпуск изделий из конструкционных сталей при температуре 600—800° С предназначен в основном для устранения возможной деформации в процессе механической обработки и эксплуатации конструкций, а также для повышения сопротивляемости их хрупким разрушениям, в особенности при пониженных температурах. Предупредить появление остаточных деформаций сварных конструкций при обработке или эксплуатации можно, значительно снизив остаточные напряжения в процессе высокого отпуска. На рис. 127 приведены остаточные напряжения в электрошлаковом шве образца 500x500 мм из стали Ст.З толщиной 100 мм; режим отпуска: температура 675° С, выдержка 3,5—4 ч.

При электрошлаковой сварке могут возникать сварочные деформации нескольких видов. Электрошлаковой сваркой соединяют элементы большого сечения, борьба с деформациями в этом случае представляет непростую задачу.

Применительно к тонкостенным сосудам могут быть использованы некоторые общие приемы борьбы с деформациями и напряжениями, такие как уменьшение погонной энергии сварки, охлаждение в процессе сварки, рациональное расположение швов, а также прокатка сварных соединений. Прокатка в основном устраняет деформации от продольной усадки. Поэтому в тех случаях, когда основная деформация вызвана поперечной усадкой шва, следует применять другие способы. Это относится главным образом к стыковым круговым соединениям. Значительными возможностями в этом случае обладает прием, основанный на создании предварительных обратных деформаций.