Выбор способа сварки по показателям технологичности

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

на тему: «Дуговая сварка конвейера для грязи»

 

Выполнил:

учащийся гр. 35

Степанов Павел

Руководитель:

 

Профессиональное училище – 4

Ижевск, 2005

Содержание

 

1. Введение                                                                                                                                3

2. Выбор способа сварки                                                                                                  4

3. Выбор сварочного оборудования                                                                         7

4. Характеристика изделия                                                                                          11

5. Выбор профиля и материалов                                                                                13

6. Техника и технология сборки конструкции                                               16

7. Выбор режимов                                                                                                                20

8. Контроль качества                                                                                                        27

9. Охрана труда                                                                                                                    35

10. Расчетная часть                                                                                                            40

Список литературы                                                                                                           42

 

Введение

 

Явление электрического дугового разряда впервые было открыто русским ученым, профессором физики Петербургской медико-хирургической академии В.В. Петровым в 1802 году. В своих трудах он не только описал явления электрической дуги, но и предсказал возможность использования теплоты, выделяемой дугой, для плавления металлов. Таким образом, В.В. Петров указал на возможность электрической плавки металлов, однако в то время это открытие не нашло практического применения из-за низкого уровня развития техники.

Только спустя 80 лет, в 1882 г. талантливый русский изобретатель Н.Н. Бенардос разработал и предложил практический способ использования электрической дуги для сварки металлов. По этому способу сварка производилась электрической дугой, возбуждаемой междуугольным электродом и изделием. Несколько позже, в 1888 г., русский инженер-изобретатель Н.Г. Славянов разработал способ сварки при помощи металлического электрода.

Н.Н. Бенардос и Н.Г. Славянов разработали также основные положения и других методов сварки: с несколькими электродами, в защитных газах, контактной сварки. В царской России эти изобретения получили ограниченное применение, а затем были почти забыты. Сварка занимает важное место в различных отраслях промышленности и строительства благодаря своим преимуществам перед другими способами производства изделий, например, клепкой, литьем, ковкой и др.

Сваркой называется процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

По физическим признакам, в зависимости от способа используемой энергии, предусматривается три класса сварки: термический, термомеханический и механический.

Термический класс включает виды сварки с использованием тепловой энергии (дуговая, электрошлаковая, газовая, электронно-лучевая, плазменная и др.).

Термомеханический класс объединяет виды сварки, при котором используется давление и тепловая энергия (контактная, диффузионная и различные прессовые виды).

Механический класс включает все виды сварки, осуществляемые механической энергией (холодная, трением, ультразвуковая, взрывом и др.).

 

Выбор способа сварки

 

В нашей стране используются очень много видов сварки: автоматическая сварка под флюсом, электрошлаковая сварка, газовая сварка, световая сварка, термическая сварка, контактная сварка, диффузионная сварка, газопрессовая сварка и многие другие виды.

Способ сварки в значительной мере определяет не только качество и трудоемкость изготовления оболочковых конструкций, но и весь технологический процесс в целом. Выбор способа сварки начинается с определения ряда технически приемлемых вариантов для соединения. Затем выбирается тип оборудования и составляются ориентировочные технологические процессы сборки и сварки с укрупненным процессом нормирования для каждого варианта, подсчитывается суммарная трудоемкость и экономическая эффективность каждого способа. после сравнения принимается окончательное решение в пользу того или иного способа сварки.

В настоящее время в сварочном производстве используются более 130 различных способов сварки. При этом в ряде отраслей наметились тенденции по применению современной сварочной технологии для изготовления ответственных конструкций. Среди способов сварки плавлением все более широкое применение находят концентрированные источники нагрева, позволяющие осуществлять интенсивное расплавление при повышенных скоростях сварки: сжатая (плазменная) дуга, элекронный луч, луч лазера. Среди способов сварки давлением используют сварку токами высокой частоты, сварку трением, сварку прокаткой и взрывом.

Другим направлением в совершенствовании сварочных технологий является воздействие на термодеформационный цикл сварки с целью создания благоприятных условий при нагреве и охлаждении. Для этого применяют механическое и магнитное колебание сварочной дуги, импульсные источники питания, регулируемые циклы охлаждения сварных швов и др.

Таблица 1

Таблица 2

Характеристика изделия

 

Конвейер для грязи состоит из электродвигателя, одноступенчатого червячного редуктора и приводного барабана. Червячная передача служит для передачи мощности от первого (I) вала ко второму (II). При передаче мощности имеют место ее потери на преодоление сил вредного сопротивления. Такие сопротивления имеют место и в нашем приводе: в зубчатой передаче, в опорах валов. Ввиду этого мощность на приводном валу будет меньше мощности, развиваемой двигателем, на величину потерь.

1.1. Мощность на приводном валу барабана (мощность полезных сил сопротивления на барабане)

1.3. Общий коэффициент полезного действия привода.

где h_пк=0.99 – к.п.д. пары подшипников качения (по таблице 1 [1]),

  h_чп=0.40 – к.п.д. червячной передачи (по таблице 1 [1]),

  h_пс=0.95 – к.п.д. пары подшипников скольжения (по таблице 1 [1]).

1.4. Потребная мощность электродвигателя (мощность с учетом вредных сил сопротивления)

1.5. Частоты вращения барабана (третьего вала)

1.6. Ориентировочное передаточное число привода

где U`1-ориентировочное значение передаточного числа червячной передачи 1.7.    Ориентировочные частоты вращения вала электродвигателя.

1.8. Передаточное число привода.

1.9. Передаточные числа ступеней передач привода

1.10. Частоты вращения валов привода.

Для первого вала

Для второго вала

Частоты второго и третьего вала одинаковы, следовательно, n_III=n_II=17.189 об/мин

1.11. Мощности на валах.

Мощность на первом валу

Мощность на втором валу

Мощность на третьем валу (для проверки) равна Р_вых

 

Выбор профиля и материалов

 

Сварочные материалы выбирают на основании выбранного способа сварки и исходных данных о материале сварной конструкции. Эти данные получены в предыдущих разделах при анализе сварной конструкции и выборе способа сварки.

К сварочным материалам относятся:

- cварочная проволока для механизированной дуговой, электрошлаковой сварки и изготовления электродов;

- прутки для дуговой сварки;

- проволока стальная наплавочная;

- порошковая проволока для дуговой механизированной сварки и наплавки;

- покрытые электроды для ручной дуговой сварки;

- неплавящиеся электроды (вольфрамовые, угольные, графитизированные);

- сварочные флюсы;

- газы;

- порошки для сварки, наплавки и напыления.

Стальные электроды изготовляют в соответствии с ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 100051-75. В ГОСТ 9466-75 электроды подразделяются на группы в зависимости от свариваемых металлов:

 У - углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей;

 Л - легированных конструкционных сталей;

 Г - легированных теплоустойчивых сталей;

 В - высоколегированных сталей с особыми свойствами.

Общее назначение электродных покрытий – обеспечивание стабильности горения сварочной дуги и получение металла шва с заранее заданными свойствами (прочность, пластичность, ударная вязскость, стойкость против коррозии, и др.). Стабильность горения сварочной дуги достигается снижением потенциала ионизации воздушного промежутка между электродом и свариваемой деталью.

Покрытия выполняют защитную функцию, шлаковая защита служит для защиты расплавленного металла шва от воздействия кислорода и азота воздуха путем образования шлаковых оболочек на поверхности капель электродного металла, переходящих через дуговой промежуток, и для образования шлакового покрова на поверхности расплавленного металла. Шлаковое покрытие уменьшает скорость охлаждения и затвердевания металла шва, способствуя выходу из него газовых и неметаллических включений.

Шлакообразующими компонентами являются; титановый концентрат, марганцевая руда, каолин, мрамор, мел, кварцевый песок, доломит, полевой шпат и др.

Легирование металла шва производится для придания специальных свойств наплавленному металлу. Наиболее часто применяются такие легирующие компоненты как хром, никель, молибден, вольфрам, марганец, титан и др. Легирование металла иногда производится специальной проволокой, содержащей нужные элементы. Чаще металл шва легируют введением легирующих компонентов в состав покрытия электрода. Легирующие компоненты - ферросплавы, иногда чистые металлы.

По видам покрытия электродов подразделяются:

А - с кислым покрытием, содержащим окиси железа, марганца,     кремния, иногда титана;

Б - с основным покрытием, имеющим в качестве основы фтористый    кальций и карбонад кальция. (Сварку электродами с основным покрытием осуществляют на постоянном токе и обратной полярности. Вследствие малой склонности металла к образованию кристаллизационных и холодных трещин, электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений);

Ц - с целлюлозным покрытием, основные компоненты которых - целлюлоза, мука другие органические составы, создающие газовую защиту дуги и образующие при плавлении тонкий шлак. (Электроды с целлюлозным покрытием применяют, как правило, для сварки стали малой толщины);

Р - с рутиловым покрытием, основной компонент - рутил. Для шлаковой и газовой защиты покрытия этого типа вводят соответствующие минеральные и органические компоненты.

При сварке на постоянном и переменном токе разбрызгивание металла незначительно. Устойчивость горения дуги, формирование швов во всех пространственных положениях хорошее;

П - прочие виды покрытий.

Для сталей обычной прочности предназначены электроды: Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60. Для конструкционных сталей повышенной прочности - электроды: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150. Механические свойства швов и сварных соединений при применении электродов для сварки конструкционных сталей должны соответствовать определенным нормам.

Выбираем электроды УОНИИ-13, которые дают высокое качество металла шва и применяются для сварки ответственных швов из конструкцион­ных сталей. Такие электроды выпускаются нескольких марок-УОНИИ-13/45. УОНИИ-ГЗ/55, УОНИИ-13/65 и УОНИИ-13/85. Цифры после черты означают получаемый предел прочности металла шва (кгс/мм^). Сварку можно производить при любом положении шва, но только на постоянном токе обратной поляр­ности. Эти электроды применяют в заводских и монтажных условиях. Коэффициент наплавки электродов типа УОНИИ-13 достигает 9,5 г/(А-ч).

Выбор режимов

 

Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, которые устанавливаются на основе исходных данных и должны выполняться для получения сварного соединения требуемого качества. Каждый параметр режима сварки должен быть обоснован подробными расчетами, анализом и сопоставлением современного производственного и справочного материала.

В настоящее время известны и применяются несколько методик расчета режимов. Рекомендуемая методика для дуговой сварки, как наиболее используемого способа, приведена ниже.

Для сталей, чувствительных к термическому циклу сварки параметры режимов рассчитывают из рекомендуемого диапазона оптимальных погонных энергий, полученных при анализе свариваемости по условию предотвращения нежелательных структур закалки. При этом устанавливают вид и режимы термообработки (предварительная, сопутствующая, последующая и т.д.). В случае, когда по нормам точности изделия появляются большие деформации, последние подлежат проверки по расчетным методикам и данным работ. При этом корректируется величина погонной энергии, либо намечаются другие мероприятия по уменьшению деформаций (обратный прогиб, жесткое крепление в приспособлении и др.).

Далее производится определение сварочного тока (по паспортным данным выбранных электродов или по допускаемой плотности тока для сварочной проволоки), напряжения дуги, значения эффективного коэффициента полезного действия дуги, а затем по этим данным и оптимальному диапазону погонных энергий определяют диапазон скоростей сварки. Затем, исходя из принятого коэффициента наплавки, плотности наплавляемого металла, сварочного тока и скорости сварки находят площадь поперечного сечения шва, наплавляемого за один проход.

Для сталей и металлов, мало чувствительных к термическому циклу сварки и имеющих большой интервал оптимальных погонных энергий с точки зрения предотвращения трещин, режимы рассчитываются по условию получения оптимальных размеров и формы ива.

В общем случае расчетному и иному обоснованию подлежат сила тока, напряжение, диаметр и марка электрода, марка покрытия, флюса, род и расход защитного газа, количество и сечение слоев, скорость подачи проволоки, скорость сварки, последовательность сварки. Полученные данные заносят в таблицу.

Параметрами режима способа сварки в среде CO₂ и смеси газов являются:

- диаметр dЭ и марка электродной проволоки,

- cила сварочного тока Iсв,

- скорость сварки vсв,

- вылет электрода lЭ,

- расход защитного газа QГ.

Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва. Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода d в зависимости от толщины свариваемых кромок

 

I,	Мм.	.. <2	3..	.5	6.	..8	9.	..12	13...15	16.	..20	>20
s.	Мм..	.. <2	3..	.4	4.	..5	5.	..6	6...7	7.	..8	8...10

 

При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва. При катете шва 3...5 мм сварку производят электродом диаметром 3...4 мм; при катете 6...8 мм применяют электроды диаметром 4...5 мм. При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хоро­шего провара корня шва в глубине разделки.

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указан на заводской этикетке.

Полученное значение сварочного тока корректируют, учиты­вая толщину металла и положение свариваемого шва. При тол­щине кромок менее (1,3... 1,6) d3, расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10...15 %, при толщине кромок > d3— увеличивают на 10...15 %. Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10...15 % уменьшенным против расчетного.

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отве­сти электрод от поверхности изделия на 3...4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички). Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию, т. е. «примерзает». Отрывать «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево.

Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипе­нием. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный ме­талл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азоти­руется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество окислов. Для электродов с толстым покры­тием длина дуги указывается в паспортах.

В процессе сварки необходимо поддерживать определённую длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ориентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах L _д=(0,5-1,1) d _э, где L _д - длина дуги, мм; d _э - диаметр электрода, мм.

Длина дуги оказывает существенное влияние на качество сварного шва и его геометрическую форму. Длинная дуга способствует более интенсивному окислению и азотированию расплавляемого металла, увеличивает разбрызгивание, а при сварке электродами основного типа приводит к пористости металла.

В процессе сварки электроду сообщается движение в трёх направлениях. Первое движение - поступательное, по направлению оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная (в известных пределах) длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода.

Второе движение -перемещение электрода вдоль оси валика образования шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается так называемый ниточный валик, на 2-3 мм больший диаметра электрода, или узкий шов шириной е£1,5 d _э.

Третье движение - перемещение электрода поперёк шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.

Рис. 5. Траектория движения конца электрода при ручной дуговой сварке.

 

 Поперечные колебательные движения конца электрода (рис. 5) определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Для широких швов, получаемых с поперечными колебаниями, e=(1,5­5) d _э.

Для повышения работоспособности сварных конструкций, уменьшения внутренних напряжений и деформаций большое значение имеет порядок заполнения швов.

Под порядком заполнения швов понимается как порядок заполнения разделки шва по поперечному сечению, так и последовательность сварки по длине шва.

По протяжённости все швы условно можно разделить на три группы: короткие - до 300 мм, средние-300-1000, длинные - свыше 1000 мм.

В зависимости от протяженности шва, материала, требований к точности и качеству сварных соединений сварка таких швов может выполняться различно рис 6:

Короткие швы выполняют на проход - от начала шва до его конца. Швы средней длины варят от середины к концам или обратно ступенчатым методом. Швы большой длины выполняют двумя способами: от середины к краям (обратноступенчатым способом) и вразброс.

При обратноступенчатом методе весь шов разбивается на небольшие участки длиной по150-200 мм, на каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина участков обычно равна от 100 до 350 мм. В зависимости от количества проходов (слоёв), необходимых для выполнения проектного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) швы.

С точки зрения производительности наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которые обычно применяются при сварке металла небольших толщин (до 8-10 мм.) с предварительной разделкой кромок.

Сварку соединений ответственных конструкций большой толщины (свыше 20-25 мм.), когда появляются объёмные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приёмов заполнения швов «горкой» или «каскадным» методом.

При сварке «горкой» сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длины 200-300 мм, затем второй слой, перекрывающий первый и имеющий в 2 раза большую длину. Третий слой перекрывает второй и длиннее его на 200-300 мм. Так наплавляют слои до тех пор, пока на небольшом участке над первым слоем разделка не будет заполнена. Затем от этой «горки» сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона сварки всё время находится в горячем состоянии, что позволяет предупредить появление трещин. «Каскадный» метод является разновидностью горки.

Соединения под сварку собирают в приспособлениях, чаще всего с прихватками. Сечение прихваточного шва составляет примерно 1/3 от сечения основного шва, длина его 30-50 мм. Угловые швы сваривают «в угол» или «в лодочку»(рис.7).

Рис. 7. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов:

а – сварка в симметричную «лодочку», б – в несимметричную «лодочку»,

в – «в угол» наклонным электродом, г - с оплавлением кромок.

 

При сварке «в угол» проще сборка, допускается большой зазор между свариваемыми деталями (до 3 мм), но сложнее техника сварки, возможны дефекты типа подрезов и наплывов, меньше производительность, так как приходится за один проход сваривать швы небольшого сечения (катет <8 мм) и применять многослойную сварку. Сварка «в лодочку более производительна, допускает большие катеты шва за один проход, но требует более тщательной сборки.

Обеспечение нормативных требований по технологии и технике сварки - основное условие получения качественных сварных швов. Отклонения размеров и формы сварного шва от проектных чаще всего наблюдаются в угловых швах и связаны с нарушением режимов сварки, неправильной подготовкой кромок под сварку, неравномерной скоростью сварки, а также с несвоевременным контрольным обмером шва.

 

 

Контроль качества

 

Дефекты сварных швов являются следствием неправильного выбора или нарушения технологического процесса изготовления сварной конструкции, применения некачественных сварочных ма­териалов и низкой квалификации сварщика. Дефекты разделяются на внешние и внутренние. К внеш­ним дефектам относятся: нарушение установленных размеров и формы шва, непровар, подрез зоны сплавления, поверхностное окисление, прожог, наплыв, поверхностные поры, незаваренные кратеры и трещины на поверхности шва.

К внутренним дефектам относятся: внутренние поры, неметаллические включения, непровар и внутренние трещины.

Нарушение установленных размеров и формы шва выражает­ся в неполномерности ширины и высоты шва, в чрезмерном усилении и резких переходах от основного металла к наплавлен­ному. Эти дефекты при ручной сварке являются результатом низкой квалификации сварщика, плохой подготовки свариваемых кромок, неправильного выбора сварочного тока, низкого каче­ства сборки под сварку. Дефекты формы шва могут быть и следствием колебания напряжения в сети. При автоматической сварке нарушения формы и размеров шва являются следствием неправильной разделки шва или нарушения режима в процессе сварки (скорости сварки, скорости подачи электродной прово­локи, сварочного тока).

Непровар — местное несплавление свариваемых кромок ос­новного и наплавленного металла — является следствием низкой квалификации сварщика, некачественной подготовки сваривае­мых кромок (малый угол скоса, отсутствие зазора, большое притупление), смещения электрода к одной из кромок, быстрого перемещения электрода по шву.

Подрез зоны — узкие углубления в основном металле вдоль края сварного шва — образуются при сварке большим током или удлиненной дугой, при завышенной мощности горелки, неправильном положении электрода или горелки и присадочного прутка.

Поверхностное окисление — окисление металла шва и приле­гающего к нему основного металла. Причины — сильно окисляю­щая среда, большая длина дуги, чрезмерно большая мощность сварочной горелки или слишком большой сварочный ток, замед­ленное перемещение электрода или горелки вдоль шва.

Прожог — сквозное отверстие в сварном шве. Основные при­чины прожога — большой сварочный ток, завышенная мощность сварочной горелки, малая толщина основного металла, малое притупление свариваемых кромок и неравномерный зазор между ними по длине.

Наплывы — результат натекания наплавленного металла на непрогретую поверхность основного металла или ранее выпол­ненного валика без сплавления с ним. Такие дефекты могут быть при низкой квалификации сварщика, недоброкачественных электродах и несоответствии скорости сварки и сварочного тока разделке шва.

Поверхностные и внутренние поры возникают вследствие попадания в металл шва газов (водород, азот, углекислый газ и др.), образовавшихся при сварке. Водород образуется из вла­ги, масла и компонентов покрытия электродов. Азот в металл шва попадает из атмосферного воздуха при недостаточно качественной защите расплавленного металла шва. Оксид углерода образуется в процессе сварки стали при выго­рании углерода, содержащегося в металле. Если свариваемая сталь и электроды имеют повышенное содержание углерода, то при недостатке в сварочной ванне раскислителей и при большой скорости сварки оксид углерода не успевает выделиться и остается в металле шва. Таким образом, пористость является результатом плохой подготовки свариваемых кромок (загрязнен­ность, ржавчина, замасленность), применения электродов с сы­рым покрытием, влажного флюса, недостатка раскислителей, больших скоростей сварки.

Неметаллические включения образуются при сварке малым сварочным током, при применении недоброкачественных электро­дов, сварочной проволоки, флюса, загрязненных кромок и плохой очистке шва от шлака при многослойной сварке. При неправиль­но выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неметаллических включений.

Трещины наружные и внутренние являются опасными и не­допустимыми дефектами сварных швов. Они образуются вслед­ствие напряжений, возникающих в металле от его неравномер­ного нагрева, охлаждения и усадки. Высокоуглеродистые и леги­рованные стали после сварки при охлаждении закаливаются, в результате чего могут образоватьсй трещины. Причина возникновения трещин — повышенное содержание в стали вредных примесей (серы и фосфора).

Методы устранения дефектов сварных швов. Неполномерность швов устраняется наплавкой дополнительного слоя ме­талла. При этом наплавляемую поверхность необходимо тща­тельно очистить до металлического блеска абразивным инструментом или металлической щеткой. Чрезмерное усиление шва устраняют с помощью абразивного инструмента или пневмати­ческого зубила.

Непровар, кратеры, пористость и неметаллические включения устраняют путем вырубки пневматическим зубилом или рас­чистки абразивным инструментом всего дефектного участка с последующей заваркой. Часто применяют выплавку дефект­ного участка резаком поверхностной кислородной или воздушно-дуговой резки.

Подрезы заваривают тонкими валиковыми швами. Наплывы устраняются обработкой абразивным инструментом или с по­мощью пневматического зубила.

Наружные трещины устраняются разделкой и последующей заваркой. Для предупреждения распространения трещины по концам ее засверливают отверстия. Разделку трещины выпол­няют зубилом или резаком. Кромки разделки зачищают от шла­ка, брызг металла, окалины и заваривают. Швы с внутренними трещинами вырубают и заваривают заново. При наличии сетки трещин дефектный участок вырезают и взамен сваркой накла­дывают заплату.

Сварка существует в мире более 100 лет, однако до сих пор имеет место множество проблем, связанных с контролем качества сварных соединений изделий и обеспечением надежности сварных конструкций. Среди наиболее важных проблем следует отметить следующие:

- низкая эффективность традиционных средств и методов при контроле напряженно-деформированного состояния сварных соединений и определении зон концентрации напряжений - источников развития повреждений;

- отсутствие в широкой практике научно-обоснованных норм по допустимости размеров дефектов с позиций механики разрушений;

- коробление или изменение формы и размеров конструкции в результате неравномерного нагрева и охлаждения при сварке;

- отсутствие эффективных методов неразрушающего контроля (НК) качества термической и других технологий обработок сварных соединений с целью снятия остаточных напряжений;

- отсутствие эффективных методов НК точечной контактной сварки в изделиях машиностроения; до сих пор на практике контроль осуществляется на отрыв путем удара по месту точечной сварки молотком и зубилом;

- проблемной задачей является выбор оптимальных технологий сварки, наплавок, напылений;

- низкая эффективность традиционных методов НК при контроле контактной сварки труб, угловых, тавровых сварных соединений.

Одной из важных и сложных проблем современного неразрушающего контроля (НК) качества сварных соединений разных типов является поиск и определение в них "слабого звена" в единой комплексной системе факторов "структурно-механическая неоднородность - дефекты сварного шва - конструктивный и технологический концентратор напряжений", т.е. зон с высокой неоднородностью напряженно-деформированного состояния или зон концентрации напряжений (ЗКН). Это важно как при изготовлении сварных соединений, т.е. непосредственно после сварки, для оптимизации технологического процесса, так и при их эксплуатации.

Традиционная дефектоскопия, ориентированная только на поиск несплошностей в сварных соединениях, не может обеспечить достоверную оценку их качества. Опираясь только на результаты дефектоскопии технологу-сварщику трудно выявлять причины дефектности шва и совершенствовать технологию сварки.

В условиях, когда на надежность сварных соединений влияет множество факторов, необходим метод НК, который бы интегрально оценивал состояние металла сварного соединения.

В настоящее время в России разработан и успешно внедряется в различных отраслях промышленности принципиально новый метод диагностики металла изделий и сварных соединений, основанный на использовании магнитной памяти металла (МПМ).

Метод МПМ направлен на решение указанных выше проблем НК основного металла и сварных соединений объектов промышленности и транспорта.

МПМ - метод неразрушающего контроля, основанный на анализе распределения собственного магнитного поля рассеяния (СМПР) на поверхности изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов и неоднородности структуры металла и сварных соединений.

Путем считывания СМПР, отображающего остаточную намагниченность, сформировавшуюся естественным образом в процессе сварки, нам предоставляется уникальная возможность выполнять оценку фактического состояния сварного шва. Причем эта оценка является интегральной, отображающей в каждом шве одновременно особенности структурного состояния, распределение остаточных напряжений и дефектов сварки.

Формирование магнитной (доменной) структуры в сварных соединениях происходит одновременно с кристаллизацией при остывании металла в магнитном поле Земли и прохождении через точку Кюри (768ºС) под действием напряжений и деформаций, возникающих в процессе сварки. На возникающих дефектах сварки образуются узлы закрепления доменных границ с выходом на поверхность сварного шва в виде СМПР. Таким образом, путем считывания СМПР, которые формируются в процессе сварки, нам предоставляется возможность выполнять интегральную оценку фактического состояния сварного шва.

Контроль методом МПМ осуществляется без зачистки металла и специального намагничивания и позволяет выполнять экспресс-контроль качества сварных соединений в ручном и автоматическом режиме и массовом производстве на различных изделиях из углеродистых, аустенитных и феррито-аустенитных марок сталей.

Контроль выполняется с помощью специализированных малогабаритных приборов, имеющих автономное питание, сканирующие и регистрирующие устройства. Приборы типа ИКН (измерители концентрации напряжений магнитометрические) не имеют аналогов, серийное их изготовление организовано в России на предприятии "Энергодиаг