Контроль качества сварочных работ.

 

Получение изделий высокого качества, выполняемых с применением контактной сварки, возможно только в том случае, если на предприятии осуществляются три вида контроля: предварительный, контроль в процессе сварки и окончательный контроль готового изделия или узла. Предварительный контроль заключается в проверке всех звеньев производства:

1) технического состояния сварочного оборудования: износ узлов машины, крепление электродов, сопротивление контактов вторичной цепи, координация работы электрических и механических узлов. Для устранения неполадок в работе машин необходим своевременный планово-предупредительный ремонт;

2) обеспечения рабочих (сварщика и наладчика) исправными приспособлениями, инструментом, а также электродами контактных машин;

3) формы, размеров и состояния поверхностей деталей, поступающих на сварку. В соответствии с техническими условиями и технологией назначается выборочная или 100%-ная проверка деталей;

4) исходного материала по данным сертификата или по результатам химического анализа и механических испытаний. Контроль выполняется до подачи металла в заготовительный цех;

5) хранения металла, деталей, заготовок; должна быть исключена возможность их ржавления, загрязнения, повреждения поверхности, кромок и т. п.

Контроль в процессе сварки заключается в систематической проверке установленного режима сварки: величины сварочного тока, длительности включения тока, усилия сжатия между электродами (при точечной и шовной сварке) и усилия осадки (при стыковой сварке). При шовной сварке замеряются скорость перемещения изделия и ширина рабочей поверхности электрода; при точечной сварке — диаметр электрода.

Параметры режима контактной сварки проверяются при помощи контрольных приборов и приспособлений, что позволяет стабилизировать режим, а, следовательно, и качество сварных соединений.

Окончательный контроль сваренного узла или изделия выполняется способами, установленными технологией и техническими требованиями, предъявляемыми к этим изделиям. В некоторых случаях попутно с контролем самих изделий проверке подвергаются образцы. Контроль может осуществляться с разрушением или без разрушения.

Внешний осмотр. Сварные точки, шов и стыки осматриваются невооруженным глазом или при помощи лупы 2,5—7-кратного увеличения. В сваренном изделии проверяются шаг и диаметр точек в соответствии с чертежом и технологией, расстояние точек от края отбортовки или нахлестки, это расстояние должно быть достаточным, чтобы не происходили разрывы кромки и сильные выплески. В изделиях, сваренных на шовных машинах, проверяется расстояние шва от кромки изделия, выполнение «замков» (перекрытий начала и конца шва). Кроме того, контролируется качество самих точек, швов и стыков. Точка должна быть круглой (если чертежом и технологией не предусмотрена другая ее форма); цвета побежалости вокруг точки должны быть расположены равномерными кольцами. Глубина вмятины должна быть одинакова по всей поверхности отпечатка и не более 10% толщины одного листа (при сварке листов разной толщины эти цифры относятся к более тонкому листу). В деталях, изготовленных под декоративное покрытие, вмятины (с одной стороны детали) не допускаются.

Изделия, сваренные на шовных машинах, должны иметь шов с одинаковой на всем его протяжении шириной отпечатка и равномерной глубиной вмятины (в тех же пределах, что и для точечной сварки), с равномерной чешуйчатостью, характеризующей стабильную величину перекрытия точек. Если сварка производилась роликом, вращаемым стальной шарошкой, на поверхности шва неизбежно будут следы накатки; однако эта накатка не должна быть резкой и острой.

Для оценки результатов внешнего осмотра всех видов сварки контролер должен иметь эталонный образец изделия, узла или ряда сварных соединений.

Технологическая проба. Для выявления скрытых дефектов, невидимых невооруженным глазом, в процессе изготовления партии деталей производится технологическая проба. Технологическая проба необходима также в следующих случаях: перед началом изготовления нового изделия или узла; при передаче изделия на машину другого типа или иной мощности; при изменении параметров режима. Образцы для пробы изготовляются по той же технологии, что и изделие: марка металла, подготовка поверхности, оборудование и режим те же, что и для изготовления изделия. Если невозможно обеспечить эти условия, то образцы для технологической пробы вырезают из изделий.

Для разрушения образцов технологической пробы используются тиски, зубило и простейшие приспособления. Для облегчения разрушения образцов, выполненных точечной и шовной сваркой, можно применять специальное зубило. Образцы должны разрушаться со сквозным вырывом по околоточечной или околошовной зоне. При значительных толщинах свариваемых деталей может получаться и несквозной вырыв; однако технологическую, пробу следует считать удовлетворительной в том случае, если глубина лунки от вырванной точки составляет не менее 30% толщины листа, из которого вырвана точка.

При разрушении образца скручиванием можно определить диаметр литого ядра точки и обнаружить некоторые внутренние дефекты (трещины, раковины, выплески).

Образцы шовной сварки на непроницаемость испытывают, наливая керосин в специально изготовленный карман, швы которого предварительно обмазывают мелом.

Механические испытания. Точечные и шовные сварные соединения испытывают на срез. Для этих испытаний изготовляют образцы. Так как при испытаниях необходимо учитывать влияние шунтирования сварочного тока предыдущей точкой, то образцы делаются многоточечными; сваренную пластину разрезают на полоски с одной точкой. Контрольные пластины должны быть сварены из металла той же марки и толщины, с такой же подготовкой поверхности, как и изделия, или же образцы вырезают из сваренного изделия.

Результаты механических испытаний образцов точечной сварки на срез и шовной сварки на разрыв считаются удовлетворительными, если разрушающее усилие будет не ниже установленного для металла данной марки и толщины. При этом образцы точечной сварки должны разрушиться со срезом литого ядра точки или же с вырывом — как сквозным, так и несквозным.

Необходимым условием требуемой прочности шовной сварки является разрушение образца с разрывом полосы по основному металлу. Разрушение этих образцов со срезом по сечению шва указывает на непровар или малый диаметр литого ядра каждой точки.

Очень важна как показатель хорошего качества сварки стабильность результатов механических испытаний.

Механическим испытаниям подвергают не менее десяти образцов. Допускаются следующие отклонения в результатах механических испытаний от требуемых: из десяти испытанных образцов только в двух может быть допущено снижение разрушающего усилия на 10%.

Пневматические испытания. Образцы или изделия, выполненные шовной сваркой, подвергаются испытаниям на герметичность.

Через штуцер его наполняют сжатым воздухом до давления 0,35 ати и погружают в воду, выходящие пузырьки воздуха указывают места неплотностей в шве. Так же испытывают и готовые изделия или узлы. горловины, патрубки и штуцера перед испытаниями закрывают заглушками или пробками. Для испытания изделий давление принимается до 0,5 ати. Техническими условиями устанавливаются максимально допустимое количество и длина дефектных мест, а также методы исправления дефектов.

При проведении пневматических испытаний должна быть обеспечена безопасность работы контролеров.

Металлографические исследования. Для определения глубины проплавления металла свариваемых деталей, размеров литого, величины перекрытия точек при шовной сварке, глубины вмятины от электродов, а также для выявления внутренних дефектов (раковин, пор, трещин) исследуют структуру сварного соединения. Металлографическим исследованием хорошо выявляется и непровар.

Для металлографического исследования изготовляются макро-или микрошлифы. Для этого образец, специально подготовленный или вырезанный из сварного узла, разрезают посередине точки, участка шва или в плоскости, перпендикулярной стыку. Поверхность разреза обрабатывают напильником, шлифуют и травят специальным раствором. Протравленный макрошлиф рассматривают невооруженным глазом или через лупу с 4—20-кратным увеличением. В случае необходимости изготовляют снимки макрошлифов, иллюстрирующие протокол по металлографическому исследованию. Микрошлиф исследуют под микроскопом с увеличением в 50—2000 раз и при необходимости его фотографируют.

Неразрушающие методы контроля. Рентгеновское просвечивание и ультразвуковой контроль сварных соединений, выполненных контактной сваркой, применяются значительно реже, чем описанные выше методы. Это объясняется их сложностью, дороговизной и большой трудоемкостью.

Рентгеновским просвечиванием выявляют внутренние трещины, раковины, поры и выплески. Однако непровар в виде склеивания рентгеновским просвечиванием не обнаруживается (за исключением некоторых марок алюминиевых сплавов). Проникающая способность рентгеновских лучей находится в прямой зависимости от напряжения, подведенного к электродам трубки. Длительность получения снимка сварного соединения, выполненного точечной или шовной сваркой, составляет 3—5 мин.

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых колебаний проникать через металл и отражаться от границы раздела двух сред (например, поверхностей двух листов). Отражение ультразвуковых волн, направленных датчиком, при непроваре в точке будет преобразовано приемником в электрический сигнал, который появится на экране осциллографа. При хорошем проваре точки, если есть литое ядро, ультразвуковые волны пройдут через нее и сигнала на экране осциллографа не будет. Контроль осуществляется перемещением щупа по поверхности сварного соединения. В щуп вмонтирован датчик-излучатель, дающий направленные ультразвуковые волны, и приемник. Различным дефектам, находящимся в сварной точке или шве, соответствуют определенного характера сигналы на экране. Необходимость нанесения слоя масла на поверхность изделия для лучшего контакта щупа с поверхностью металла усложняет этот способ контроля. [16]

Охрана труда.

 

При установке, монтаже и эксплуатации контактных сварочных машин должны соблюдаться все нормы и правила, необходимые для безопасной работы сварщика и наладчика. При невыполнении этих правил возможны различные случаи травматизма: поражение электрическим током; повреждения рук механизмами сжатия и зажимными устройствами; поражение органов дыхания газами, парами и пылью; ожоги брызгами металла и нагретыми деталями; ушибы тяжелыми деталями и порезы острыми краями металла.

Сварочный контур машины не опасен в смысле возможности поражения электрическим током, так как напряжение на концах вторичного витка трансформатора не превышает 36 в. Такое напряжение недостаточно для того, чтобы через тело человека прошел опасный ток, величина которого превышает 0,1 А. Ток, который может вызвать травму, появляется в сварочном контуре только при повреждении (пробое) первичной обмотки, когда вторичный виток или корпус машины (электрически соединенный со сварочным контуром) оказываются под напряжением питающей сети (127, 220, 380 в).

Для исключения поражения электрическим током сварщику и наладчику необходимо выполнять следующие правила:

1) систематически проверять надежность заземления станины и одного конца вторичного витка сварочного трансформатора;

2) не допускать попадания воды, масла, грязи, пыли и металлических предметов на обмотки трансформатора и вспомогательных электрических устройств;

3) запрещается производить проверку, наладку и ремонт электрических устройств, находящихся под напряжением питающей сети; эти работы выполняет только цеховой электрик;

4) ступени мощности переключать только при отключенной сети; запрещается открывать дверки машины при включенном напряжении;

5) следить за тем, чтобы изоляция питающих проводов и рукояток переключателя не была повреждена;

6) пользоваться резиновым ковриком или сухой деревянной решеткой, находящимися перед машиной;

7) ключи от регулятора времени и прерывателя должны находиться у наладчика или цехового электрика.

Следует помнить, что в шовных машинах, а также в стыковых с моторным приводом особую опасность представляют электродвигатели, питающиеся от сети с напряжением 220 или 380 в, поэтому их необходимо тщательно защищать от попадания воды, масла и брызг расплавленного металла.

Усилие сжатия электродов точечных и шовных машин достигает большой величины (несколько сот килограммов, а иногда и несколько тонн). Значительные усилия развивают и зажимные механизмы стыковых машин. При случайном нажатии кнопки или педали рука сварщика или наладчика может быть зажата между электродами, что вызовет тяжелую травму. Особую опасность представляют пневматические и гидравлические механизмы сжатия.

Для предотвращения повреждения рук при работе на контактных машинах сварщику и наладчику необходимо выполнять следующие правила:

1) следить за исправностью механизмов сжатия и зажимных устройств, не допускать самопроизвольного их срабатывания;

2) выполнять зачистку, заправку и смену электродов только при выключенной машине;

3) не смазывать части машины на ходу;

4) не допускать присутствия посторонних лиц около машины во время работы;

5) своевременно устранять утечки сжатого воздуха и масла из пневматической и гидравлической систем;

6) при остановке машины на продолжительное время перекрывать воздушный вентиль.

При точечной и шовной сварке хорошо очищенных стальных деталей в окружающую атмосферу не выделяются какие-либо вредные пары или газы. При сварке на правильно подобранном режиме также нет опасности загрязнения воздуха металлической пылью. Поэтому устройств местных отсосов воздуха, как правило, не требуется.

Однако на сварку часто подаются детали из горячекатаной стали, арматурный пруток, а также штампованные детали, на поверхности которых имеются масло и эмульсия. Точечная и шовная сварка применяются и для соединения деталей из стали с антикоррозионными покрытиями (свинцом, оловом, цинком и др.) и из цветных металлов. При сварке таких деталей выделяются пары и пыль, имеющие токсические свойства.

При шовной сварке ожог может произойти во время прикосновения к неостывшему шву, а также от горячей воды, стекающей в поддон с охлаждаемого изделия.

Для предупреждения получения ожогов сварщик должен пользоваться рукавицами и специальным инструментом (клещами или щипцами) при снятии горячих деталей. От ожогов глаз брызгами металла применяются защитные очки с простыми прозрачными стеклами. В комплект спецодежды должен входить брезентовый, кожаный или дерматиновый фартук — не промасленный и не пропитанный горючими жидкостями.

Ушибы тяжелыми деталями или порезы острыми краями их возможны в той же степени, как и при работе на любом металлообрабатывающем станке. Необходимо учитывать, что при сварке сложных крупногабаритных узлов некоторой опасности подвергаются рабочие, выполняющие операции на рядом расположенных станках. Поэтому соседние машины должны быть разделены ограждениями или достаточно широкими проходами. Для складирования и перемещения крупногабаритных изделий и деталей должны быть предусмотрены специальные устройства.

Все сварщики и наладчики контактных машин должны обязательно пройти инструктаж по технике безопасности, охватывающий как общие условия работы на данном предприятии (в цехе), так и условия эксплуатации современных контактных машин. [17]

Список использованной литературы.

 

1. Гельман, А. С. Основы сварки давлением / А. С. Гельман. – Москва: Машиностроение, 1970. – 312 с.

2. Ильященко, Д. П. «Технология и оборудование сварки давлением» Учебное пособие. Лабораторный практикум / Д.П. Ильященко. Юргинский технологический институт. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. – 151 с.

3. Промформа. Детали, узлы, аппараты для нефтехимии. [Электронный ресурс] / 24 января 2016. – Режим доступа: http://www.promforma.ru/shells

4. Agro shop "Fermash". Транспортировка сыпучих материалов / 24 января 2016. – Режим доступа: http://fermash.com.ua/agrotehnologii/transportirovka-sypuchih-materialov/

5. Справочник химика 21. Химия и химическая технология / 24 января 2016. – Режим доступа: http://chem21.info/info/825470/

6. Renby Limited. RENBY LTD PRODUCT RANGE BROCHURE / 24 января 2016. – Режим доступа: https://www.renby.co.uk/Renby-Ltd-Brochures/renby-ltd-brochures-resources.html

7. DMN-WESTINGHOUSE. Системы пневмотранспорта сыпучих материалов / 24 января 2016. – Режим доступа: http://www.dmn-rus.com/publikatsii/sistemy-pnevmotransporta-sypuchikh-materialov.html

8. СпецМеталл. Алюминий АМг6 / 24 января 2016. – Режим доступа: http://nfmetall.ru/articles/31.html

9. ГОСТ 4784-97. Алюминий и сплавы алюминия деформированные. – Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1997. – 32 с.

10. «М-Комплект». Сварка алюминия и его сплавов / 24 января 2016. – Режим доступа: http://metmk.com.ua/1101spr_alum.php

11. Галактионов, А. Т. Электросварщик. Изд-е 2 / А. Т. Галактионов, И.Р. Пацкевич, Г. Д. Стадников. – Москва: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы 1954. – 298 с.

12. Николаев, Г. А. Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Редкол.: С24 Г.А.Николаев (пред.) и др. – Москва: Машиностроение, 1978. – Т. 1/Под ред. Н.А. Ольшанского. 1978. 504с.

13. Справочник по цветным металлам. Хромовая бронза / 26 января 2016.– Режим доступа: http://libmetal.ru/bronze/chrombronze.htm

14. Куликов В.П. Технология и оборудования сварки давлением. Учебное пособие / В.П. Куликов. – Могилев: ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет», 2011. – 19 с.

15. Патон Е.Б. Машиностроение. Энциклопедия в сорока томах. Том 6 Оборудование для сварки / Е.Б. Патон - Москва: Машиностроение, 1999. – 496 с.

16. Древний мир металла. Контроль качества контактной сварки /28 января 2016. – Режим доступа: http://www.drevniymir.ru/dug59.html

17. Древний мир металла. Техника безопасности при работе на контактных машинах /28 января 2016. – Режим доступа: http://www.drevniymir.ru/dug19.html