1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы контроля режимов сварки

Способы контроля качества сварочных швов

Качество сварочных работ и сварных соединений сильно влияет на прочность конструкций или герметичность резервуаров. Несоответствие сварных швов заданным характеристикам приводит к разрушениям конструкций с катастрофическими последствиями, то же относится и к системам, работающим с сосудами и трубопроводами под давлением.

Поэтому после сварочных работ в обязательном порядке готовое изделие подвергают испытаниям и контролю на предмет обнаружения дефектов в сварных соединениях.

Все процедуры по контролю над качеством сварки определены ГОСТом или руководящими документами. В них также указаны допустимые нормы погрешностей. После испытаний составляется акт и протоколы с результатами измерений.

Методы проверки

Контроль качества сварочных работ, выполняемых на производстве, может быть разрушающим и неразрушающим. Первые методы используются выборочно. Проверяется одно или несколько изделий из большой партии, или часть металлоизделия в строительной конструкции.

Оно проверяется по различным параметрам определенным протоколом испытаний. Но главным образом используют специальные приборы или материалы позволяющие проверить качество сварных соединений без разрушения конструкции.

Основными способами неразрушающего контроля качества сварки являются:

  • визуальный;
  • капиллярный;
  • проверка на проницаемость;
  • радиационный;
  • магнитный;
  • ультразвуковой.

Имеются и другие способы и виды контроля качества сварки, но в силу своей специфики они не получили распространения.

Проверка состояния сварных швов не является одноразовым актом, это результирующий этап, который показывает, как работает система контроля качества на предприятии.

Для минимизации дефектов сварочных соединений проводят операционный контроль работ. Регулярно проводится аттестация, на которой комиссия сначала дает разрешение на сварку контрольного соединения. При прохождении сварщиками этого испытания проверяются теоретические знания.

Перед началом работ проверяется квалификация сварщика, у него должно быть удостоверение на право сваривания определенных марок стали и наряд-допуск.

Инженер по сварке и контролер из службы техконтроля проверяют качество сборки, состояние кромок, работоспособность сварочного аппарата, контролирует температуру прогрева, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.

Контроль качества сварочных материалов осуществляется с момента поступления их на предприятие и до использования на сварочном посту. Проверку электродов проводят на каждом этапе хранения и использования, при необходимости их прокаливают.

При непосредственном проведении работ проверяют, какой режим сварки используется, дуговая сварка, аргонодуговая или иной вид сварки. Проверяют порядок наложения швов, размеры слоев и всего соединения.

Если предусмотрены специальные требования в проектно-технической документации, то и их реализацию. По завершении сваривания проверяет наличие клейма сварщика.

Внешний осмотр

Любая проверка качества сварных швов начинается с визуального контроля. Осматривают все 100% сварных соединений. Сначала проверяют геометрию и форму шва.

Визуальный контроль помогает выявить, наряду с наружными, часть внутренних изъянов. Так, переменные по габаритам валики швов и неравномерные складки говорят о непроварах, возникающих из-за частых обрывов электрической дуги.

Перед началом работ со сварных соединений удаляют шлак, окалины прочие загрязнения. Чтобы лучше можно было разглядеть дефекты, швы обрабатывают азотной кислотой (10%). Это придает матовость шву, что облегчает поиск изъянов.

После обработки кислотой необходимо провести тщательную протирку спиртом, чтобы предупредить ее вредное влияние на сплав.

Для повышения качества проверки можно использовать фонарь и оптическую лупу. Для контроля геометрических размеров применяют штангенциркуль и шаблоны.

Капиллярный метод

Данный способ контроля использует свойство жидкости затягиваться в очень мелкие капилляры. Быстрота и степень проникновения внутрь материала связана с его смачиваемостью и диаметром капилляров. Больше смачивается сплав и тоньше капилляры – глубже проникает жидкость.

Капиллярный способ контроля качества шва позволяет иметь дело не только с любыми металлами, но и с керамикой, пластмассой, стеклом. Главное его применение связано с проявлением внешних изъянов, которые невозможно или трудно определить невооруженным глазом. Иногда, используя, к примеру, керосин, можно обнаружить сквозные дефекты.

Способ очень простой, работает со времен возникновения потребности проверки сварочных швов. Для него даже разработан специальный ГОСТ 18442-80.

В капиллярном методе контроля качества сварки используют пенетранты – вещества, имеющие малое поверхностное натяжение и сильный цветовой контраст.

Проникая в дефектные зоны, и подсвечивая их, пенетранты визуализируют изъяны сварки. Их делают на основе воды, керосина, масла для трансформаторов и прочих жидкостей.

Наиболее чувствительные пенетранты могут проявить дефекты диаметром от 0,1 микрона. Капиллярный метод контроля качества сварки эффективен для дефектов до 0,5 мм шириной. При больших диаметрах пор или трещин он не работает.

Способ с применением пенетрантов заключается в очистке поверхности, нанесении контрольной жидкости и проявлении изъянов. Очень эффективен способ контроля сварных соединений с помощью керосина.

Несмотря на разнообразные приборы контроля качества сварки, проверку этим способом используют до сих пор. С одной стороны наносят раствор мела, дают время для сушки, затем с другой стороны шов смазывается керосином. Бракованные места проявляются через несколько часов в виде темных пятен.

Проверка сварных соединений на проницаемость

В случае применения сварки при изготовлении резервуаров требуется контроль герметичности. Для этого проводят испытания на непроницаемость соединений. Контроль качества проходит с применением газов или жидкостей.

Суть метода основана на создании большой разности давлений между наружной и внутренней областью емкости. При сквозных изъянах в сварном шве жидкость или газ будут переходить из области с высоким давлением в область с низким давлением.

В зависимости от используемого вещества и способа получения избыточного давления контроль проницаемости осуществляют пневматикой, гидравликой или вакуумом.

Читать еще:  Труба полипропиленовая для внутренней канализации размеры

Пневматический способ

Применение пневматического метода контроля качества сварки требует накачивания резервуара каким-либо газом до давления величиной 150% от номинального.

Затем все сварные швы смачивают мыльным раствором. В местах протечек образуются пузыри, что очень легко фиксируется. Для лучшей визуализации используют добавку аммиака, а шов покрывают бинтом пропитанным фенолфталеином. В местах протечек появляются красные пятна.

Если нет возможности накачать емкость, то применяют способ обдува. С одной стороны шов обдувается под давлением не менее 2,5 атмосферы, а с другой обмазывается мыльным раствором. Если имеется брак, то он выявится в виде пузырьков.

Гидравлический способ

При гидравлическом способе контроля качества сварки проверяемая емкость заполняется водой или маслом. В сосуде создается избыточное давление, которое больше номинального в полтора раза.

Затем в течение определенного времени, обычно 10 минут, область вокруг шва обстукивают молотком со скругленным бойком. При наличии сквозного дефекта сварки появится течь. Если избыточное давление невелико, то время выдержки резервуара увеличивают до нескольких часов.

Магнитная дефектоскопия

Явление электромагнетизма используется в магнитных дефектоскопах. Каждый металл имеет свою степень магнитной проницаемости. При прохождении через неоднородные материалы магнитное поле искажается, что говорит о присутствии инородных элементов внутри структуры.

Это используется в приборе для контроля качества сварки. Он вырабатывает магнитное поле, которое проникает в исследуемый металл. Неоднородности фиксируются магнитопорошковым или магнитографическим способом.

В первом случае на сварной шов наносят ферромагнитный порошок. Там где происходит скопление порошка вероятнее всего непровар, нет сплошного соединения. Порошок может быть сухим или влажным, с примесью масла или керосина.

Во втором случае на шов накладывают ферромагнитную ленту. Затем ее пропускают через прибор, где анализируют все аномалии, зафиксированные на ленте, и определяют дефекты сварки.

Магнитный способ контроля качества имеет ограничения, связанные с самим принципом действия прибора. Он может проверять качество сварных соединений только ферромагнетиков, к которым некоторые стали и цветные металлы не относятся. Соответственно, такой способ контроля имеет ограниченное применение.

Ультразвуковая дефектоскопия

Для контроля качества сварки применяют ультразвук. Принцип действия аппарата основан на отражении ультразвуковых волн от границы соединения двух сред с различными акустическими свойствами.

Датчик и излучатель плотно прикладывают к исследуемому материалу, после чего устройством вырабатывается ультразвук. Он проходит через весь металл и отражается от задней стенки, возвращаясь, попадает на приемный сенсор, который в свою очередь преобразует ультразвук в электрические колебания. Прибор представляет полученный сигнал в виде изображения отраженных волн.

Если внутри металла присутствуют какие-нибудь изъяны, датчик зафиксирует искажение отраженной волны. Опытным путем установлено, что различные дефекты сварки по-разному себя проявляют на ультразвуковом дефектоскопе. Это позволило провести их классификацию. При соответствующем обучении специалист может точно определить вид брака в шве.

Способ контроля качества сварных соединений ультразвуком широко распространился благодаря простоте и удобству применения, относительно недорогому оборудованию, безопасности использования по сравнению с радиационным методом.

Минусом способа является трудность расшифровки графического изображения. Контроль качества соединения может сделать только сертифицированный специалист. Его проблематично использовать для контроля крупнозернистых металлов типа чугуна.

Радиационный метод

Для контроля качества сварки используют радиационные методы и устройства. По сути это тот же рентгеновский аппарат, используемый в больницах, или прибор с источником гамма-излучения, приспособленный для облучения сварных соединений.

Он основан на способности этих лучей, проникать через любые материалы. Интенсивность проникновения зависит от вида исследуемых веществ. Благодаря этому на фотопленке, стоящей за исследуемым изделием, остается изображение, характеризующее состояние данного материала.

Все дефекты сварки в виде неоднородностей выявляются на пленке. Метод контроля очень точный, но дорогой и вредный для людей, требует подготовительных работ по установке защитных экранов и проведения организационных мероприятий.

Оформление документации

Для проведения сварки предусматривается специальный журнал. Он является первичным документом, оформляющийся по требованиям СНиП. Проектная организация составляет перечень узлов в металлоконструкции, которые необходимо сдать заказчику с оформлением сварочных документов.

Помимо журнала, сварочные работы сопровождает схема стыков, прилагаются сертификаты на расходные материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку) и акты по контролю качества снаружи изделия.

Если проводились ультразвуковые или иные специфические исследования, то результаты и заключения по ним также прилагаются.

Все это позволяет говорить о качестве сварке и надежности конструкции. Только после сдачи в полном объеме сварочной документации производятся дальнейшие процедуры по принятию металлоконструкций объекта.

Классификация методов контроля при контактной сварке: измеряемые параметры и особенности измерения

Методы контроля контактной сварки делятся на два вида:

  1. Контроль уже сваренных соединений;
  2. Контроль непосредственно в процессе сварки.

Готовые соединения могут подвергаться как разрушающему, так и неразрушающему контролю. Выборочное разрушение сваренных конструкций или образцов технологической пробы позволяет определить параметры соединения и рассчитывать на то, что узлы, не подвергшиеся разрушению, сварены на тех же режимах и близки по характеристикам к тем, которые были подвергнуты испытаниям на разрушение.

Методы разрушающего контроля уже готовых соединений, конечно, являются только пассивными, в то время как методы контроля соединений в процессе сварки могут быть как пассивными, так и активными. Значительная часть методов контроля основана на из­мерении параметров сварочного процесса. Основными параметрами являются:

Для точечной сварки:

  • сварочный ток,
  • время его протекания,
  • усилие сжатия электродов
  • диаметр рабочей поверхности электродов;
Читать еще:  Какое лучше отопление на мансарду

Для шовной сварки:

  • время паузы между импульсами сварочного тока,
  • скорость перемещения детали,
  • ширина рабочей поверхности ролика;

Для стыковой сварки оплавлением:

  • скорость оплавления
  • величина и скорость осадки
  • сварочный ток или напряжение.

Измерение сварочного тока

В качестве датчиков переменного тока могут использоваться трансформаторы тока, которые устанавливаются в первичной цепи машин. Ток во вторичной (сварочной) цепи вычисляется с учетом коэффициента трансформации. Такие датчики гальванически развязаны от токоведущих шин. Однако точность измерения таким методом тока вторичной цепи не высока.

Широкое применение в качестве датчика сварочного тока получил воздушный трансформатор (пояс Роговского). Он надевается на токоведущий элемент сварочного контура. Основное достоинство воздушного трансформатора – практическая независимость выходного напряжения от размеров датчика и расположения его на токоведущем элементе. Для получения напряжения, пропорционального сварочному току, ЭДС датчика необходимо преобразовать с помощью дальнейшего интегрирования.

Можно также использовать датчик на основе эффекта Холла, напряжение на выходе которого пропорционально измеряемому току.

Измерители временных параметров процесса сварки

Под временем сварки понимается длительность протекания импульса сварочного тока от момента его включения и до окончания. Современная аппаратура управления, построенная на элементах цифровой техники, и применяемые в качестве управляемых вентилей тиристоры обеспечивают с достаточной точностью соответствие времени сварки заданию. Поэтому контроль времени для этих машин не актуален. Они требуют только периодической проверки для подтверждения правильности работы аппаратуры управления. Однако существует еще достаточное число сварочных машин, оснащенных несовершенными ре­гуляторами цикла сварки, допускающими значительный разброс в отработке интервала сварки, не говоря уже о том, что шкалы таких регуляторов имеют градуировку в отно­сительных единицах. Такие машины нуждаются в постоянном или, по крайней мере, частом контроле за отработкой длительности импульса сварочного тока.

Аппаратура для измерения усилия сжатия электродов

Все машины для точечной или шовной контактной сварки оснащаются одним или несколькими манометрами, контролирующими давление сжатого воздуха в приводе усилия машины. Вместе с тем показания манометров могут не соответствовать усилию сжатия электродов с достаточной степенью точности. Наиболее известными устройствами для контроля усилия сжатия электродов в установившемся режиме являются гидравлические или пружинные динамометры. Широкое применение в силоизмерительной аппаратуре получил тензометрический метод измерения на основе использования полупроводниковых или металлических тензорезисторов, обеспечивающий высокую линейность и точность измерения.

Специальные испытания

Контроль режима сварки включает в себя:

  • контроль технологических образцов;
  • контроль основных параметров приборами.

Контроль технологических образцов при точечной (рельефной) и шовной сварке состоит из следующих этапов: внешнего осмотра, разрушения образцов, металлографических исследований, рентгеновского просвечивания, механических испытаний и контроля швов на герметичность. Контроль внешним осмотром осуществляется невооруженным глазом, через лупу и с помощью мерительных инструментов. Внешним осмотром выявляются наружные дефекты сварных соединений, глубина вмятины от электродов и шаг точек шва.

Размеры отпечатков от электродов (роликов) не являются критерием оценки качества сварного соединения и правильности установленного режима. Однако изменение размеров отпечатков при неизменной настройке машины свидетельствует о нарушении условий сварки и возможном изменении качества соединений. Отпечатки точек должны иметь круглую форму (в отдельных случаях допускается некоторая овальность), отпечатки шва – равномерную чешуйчатость.

Глубина вмятины от электродов измеряется индикатором часового типа с ценой деления 0,01 мм. Допустимые ее размеры определяются толщиной деталей и материалом.

На поверхности точек и швов не должно быть выплесков металла. Поверхности точек и швов черных металлов обычно имеют цвет побежалости, что не является дефектом. Потемнение поверхности точек и швов легких сплавов говорит о необходимости зачистки электродов (роликов) или ухудшении качества подготовки поверхности.

Для определения качества сварки образцы и пробы подвергаются разрушению в тисках или других приспособлениях. Если соединение состоит более чем из двух деталей, то разрушение производится для каждой пары соединяемых листов. Разрушение сварных соединений должно происходить по основному металлу в зоне термического влияния или литому металлу (при скручивании точек). При скручивании сварных точек по излому определяются диаметр литого ядра, а также наличие внутренних дефектов: выплесков, трещин, раковин и пр.

Металлографические исследования макроструктуры сварных соединений производятся для определения размеров литой зоны, глубины вмятин от электродов, а также для выявления дефектов в литой зоне и в зоне термического влияния. Исследование макроструктуры выполняется на шлифах, которые изготовляются резкой образцов перпендикулярно поверхности по центру сварной точки или вдоль и поперек шва.

Диаметр ядра точек или ширина литой зоны шва определяется на макрошлифах по линии соединения. Для герметичных швов определяется величина перекрытия литых зон.

Рентгеновское просвечивание образцов применяется для выявления внутренних дефектов сварных соединений: пор, раковин, трещин, выплесков, для определения диаметра ядра или ширины литой зоны шва.

Прочность соединений определяется по результатам механических испытаний образцов на срез (разрыв) и реже на отрыв (точечные соединения) и ударную вязкость (соединения стыковой сварки). Образцы испытываются на специальных машинах в лаборатории механических испытаний. Механические испытания образцов обычно производятся при отработке нового режима сварки и проверке стабильности работы сварочных машин.

Параметры режима сварки контролируются с помощью специальных приборов. Контроль ведется периодически, основное внимание следует уделять измерениям сварочного тока, особенно при сварке легких сплавов.

Контроль режима стыковой сварки производится внешним осмотром, металлографическими исследованиями, механическими испытаниями, также иногда с применением магнитной и ультразвуковой дефектоскопии. В связи с отсутствием надежных методов контроля соединений без разрушения основное внимание уделяется контролю параметров режима самопишущими приборами.

Читать еще:  Как сделать балкон своими руками в панельном доме

Виды контроля сварки. Методы контроля качества сварных соединений

Содержание

Для того чтобы сварное соединение соответствовало заданным требованиям по качеству, необходимо контролировать его, начиная с контроля подготовки шва, продолжая контролировать во время сварки и заканчивая проверкой уже готового сварного соединения. Исходя из этого, различают следующие виды контроля сварки: предварительный, текущий и окончательный.

Виды контроля сварных соединений

Предварительный контроль

Предварительный контроль включает в себя проверку качества свариваемого металла и материалов для сварки. Кроме этого, контролируют подготовку сварных кромок и сборку свариваемых деталей, исправность оснастки для сварки, сварочного оборудования и приборов. Кроме этого, необходимо провести испытания стали на свариваемость, которые включают в себя механические испытания, металлографический анализ и испытания на вероятность образования холодных трещин и горячих трещин при сварке.

Текущий контроль сварки

Текущий контроль ведут непосредственно во время сварочных работ. При этом проверяют соблюдение технологии сварки (соблюдение режимов сварки, качество зачистки промежуточных сварных швов, заварку сварочных кратеров, выполнение предварительного и сопутствующего подогрева, при необходимости и другие моменты).

Окончательный контроль сварки

При окончательном контроле проверяют уже готовые сварные соединения. Готовое сварное изделие должно полностью удовлетворять требованиям, предъявляемым к нему.

Суммарная трудоёмкость всех контрольных операций может достигать до 30% от общей трудоёмкости изготовления сварной металлоконструкции. Объём контроля зависит от того, насколько высоки требования, предъявляемые к металлоконструкции, от сложности технологии сварки и от квалификации контролирующего персонала.

Какими методами контролируют сварные соединения?

Контроль сварных соединений производится с помощью следующих методов контроля: внешним осмотром, металлографическим анализом, химическим анализом, с помощью механических испытаний, просвечиванием рентгеновскими, или гамма-лучами, ультразвуковую дефектоскопию, магнитную дефектоскопию. Для достоверного контроля, сварное соединение необходимо очистить от шлака, окалины и сварочных брызг.

По своей сути, способы контроля сварки можно разделить на две группы: методы разрушающего контроля и методы неразрушающего контроля сварных соединений. О каждой из этих групп будет сказано чуть ниже по тексту.

Методы разрушающего контроля сварных соединений

Методы разрушающего контроля сварки — это различные испытания сварных образцов, позволяющие определить параметры сварного шва и зоны термического влияния. К таким методам относятся механические и металлографические испытания, а также химический анализ. Чаще всего такие испытания выполняют на контрольных образцах и реже — на самом изделии. Контрольные образцы должны из того же материала, что и само изделие, и свариваются они по той же технологии.

Металлографические исследования сварных соединений

Металлографический анализ заключается в засверливании и протравливании поверхности металла 10%-ным водным раствором хлорида меди и аммония. При этом засверленная поверхность должна проходить и через металл сварного шва, и через основной металл. Время протравливания составляет 2-3мин. По окончании протравливания остатки хлорида меди смывают водой.

После этого протравленную поверхность осматривают невооружённым взглядом (макроструктурное исследование), или, используя оптические приборы (макроструктурное исследование). При осмотре определяют качество провара и наличие внутренних сварных дефектов. При сварке ответственных металлоконструкций, металлографические исследования проводятся в расширенном объёме. Для их проведения применяются специальные микро- и макрошлифы, изготовленные из сваренных вместе контрольных пластин, или пластин, вырезанных непосредственно из сварного соединения.

Макроструктурное металлографическое исследование проводят невооружённым глазом, или с помощью лупы или увеличительного стекла. При таком методе контроля можно определить характер расположение видимых сварных дефектов.

При микроструктурном анализе исследуют структуру сварного шва и переходной зоны с помощью оптических приборов, дающих увеличение в 50-2000раз. Микроструктурное исследование позволяет определить наличие шлаковых включений в металле шва, обнаружить прожоги и несплавления, увидеть мельчайшие трещины и поры в металле и оценить величину зёрен металла.

Химический анализ сварного соединения

При проведении химического анализа устанавливают химический состав сварного шва, основного металла и электродов и определяют их соответствие установленным стандартам на изготовление сварного изделия. Химический анализ должен проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 122-75, в котором оговорены методы отбора проб для химического и спектрального анализа.

Механические испытания сварного соединения

Для проведения механических испытаний чаще всего изготавливают специальные контрольные образцы из того же металла по той же технологии, что и сварное соединение. В некоторых случаях проводят испытания на образцах, вырезанных из сварного соединения.

При проведении механических испытаний определяют таких механические свойства соединения, как предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твёрдость и максимальный угол загиба и пластичность металла. Форма и размеры образцов, взятых для испытаний, должны соответствовать ГОСТ 6996. Согласно этому стандарту, испытывают металл сварного шва, зону термического влияния и основной металл.

Методы неразрушающего контроля сварных соединений

К методам неразрушающего контроля сварки относят способы, позволяющие проверить качество металла шва и переходной зоны без их разрушения. К этим методам относятся внешний осмотр сварного соединения, а также исследования при помощи электромагнитных, акустических воздействий и при помощи различных веществ, проникающих в сварной металл.

С помощью подобных методов можно определить наличие различных дефектов в сварном соединении, их характер, величину и расположение. Эти возможности и определили общее название этих методов — дефектоскопия. О том, какие бывают виды дефектоскопии, и о неразрушающем контроле сварки подробно рассказано на странице: «Неразрушающий контроль сварных соединений, методы контроля».

Источники:

http://svaring.com/welding/teorija/kontrol-kachestva-svarki
http://weldering.com/klassifikaciya-metodov-kontrolya-kontaktnoy-svarke-izmeryaemye-parametry-osobennosti-izmereniya
http://taina-svarki.ru/kachestvo-i-kontrol-svarki/kontrol-svarnyh-soedineniy/vidy-i-metody-kontrolya-svarki.php

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector