Разрушающий и неразрушающий контроль. Безобразцовые испытания. Внешний осмотр. Механические испытания сварных соединений. Анализ структуры сварных соединений. Оценка свариваемости

1 Качество продукции – это совокупность свойств, удовлетворяющих определённые потребности.

Показатели качества: прочность, отсутствие дефектов, число исправлений.

Контроль качества – проверка соответствия показателей качества установленным требованиям.

Управление качеством – обеспечение необходимого уровня качества за счёт обратных связей от контроля к технологии и путём активного на неё воздействия на всех этапах производства.

2 Дефект - отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией.

Различают дефекты подготовки и сборки (неправильный угол скоса кромок, неравномерное притупление, непостоянство зазора) изделий под сварку и сварочные дефекты (включения, не провары, трещины).

Типы дефектов: по расположению – внутренние, наружные, поверхностные, сквозные; по форме и остроте – компактные, протяженные, плоскостные(острые), объёмные(округлые); по величине – мелкие, средние, крупные; по массовости – единичные, групповые, распространённые.

Опасность дефектов зависит от конструктивных, таких как свойства материалов и конструкцию соединений и эксплуатационных факторов

Для оценки опасности сварочных дефектов целесообразно их разделить на 2 группы: объёмные, не оказывают особого влияния на работоспособность соединений (поры, шлаки, включения) и трещеноподобные, опасны для эксплуатации соединений.

Внешний осмотр (ВО) предшествует любому другому виду НР-контроля. Он позволяет обнаружить наличие трещин, подрезов, прожогов, натёков, не проваров и геометрические размеры шва. При ВО применяют шаблоны, эталоны, лупы.

Механические испытания бывают: статические (испытывают наплавленный металл, стыковые соединения на растяжение (определяя предел текучести) и изгиб (оценивают пластичность)), ударные (определяют ударную вязкость) и цикловые.

По результатам определения твердости судят о структурных изменениях и степени подкалки металла при охлаждении после сварки.
Основной задачей металлографических исследований являются установление структуры металла и качества сварного соединения, выявление наличия и характера дефектов. Металлографические исследования включают в себя макро- и микроструктурный методы анализа металлов. При макроструктурном методе изучают макрошлифы и изломы металла невооруженным глазом или с помощью лупы. Макроисследование позволяет определить характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений.
При микроструктурном анализе исследуется структура металла при увеличении в 50 - 2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие оксидов, засоренность металла шва неметаллическими включениями, величину зерен металла, изменение состава его, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. Методика изготовления шлифов для металлографических исследований заключается в вырезке образцов из сварных соединений, шлифовке, полировке и травлении поверхности металла специальными травителями. Металлографические исследования дополняются измерением твердости и при необходимости химическим анализом металла сварных соединений. Специальные испытания проводят с целью получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации сварных конструкций: определение коррозионной стойкости для конструкций, работающих в различных агрессивных средах; усталостной прочности при циклических нагружениях; ползучести при эксплуатации в условиях повышенных температур и др.

Свариваемость и методы ее оценки. Свариваемость – свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия (ГОСТ 2601 – 84). Свариваемость не является однозначным и неотъемлемым свойством данного сплава, т.е. кроме технологических характеристик самого материала она зависит от способа и режима сварки, состава основного и присадочного материала, флюса, защитного газа, от конструкции сварного узла, от условий эксплуатации изделия.

Примеры:

1) Cu сваривается в N₂, но не сваривается в СО₂.

2) Сочетание сталь-Al плохо сваривается в чистом виде. С помощью алитирования стали или покрытия стали титаном можно получить хорошую свариваемость.

3) Ti-Al: При сварке с общей сварочной ванной свариваемость неудовлетворительная. Используя интерметаллиды сварку с двумя швами получают хорошую свариваемость.

4) Сплав 12.01 (Al-Cu) с помощью аргонодуговой сварки не сваривается, но имеет хорошую свариваемость при электроннолучевой сварке и сварке погружённой дугой в гелий.

5) При сварке баков (d = 10 м, l = 20 м) применить ЭЛС невозможно, но при применении сварки в гелии погружённой дугой W-электродом – хорошая свариваемость.

В связи с большим комплексом показателей свариваемость, сочетание которых в разных случаях различно, единой количественной оценки свариваемость нет.

Условно выделяют 4 вида свариваемости:

1) физическая;

2) технологическая;

3) конструкционная;

4) эксплуатационная.

1. Физическая свариваемость зависит от физико-химических свойств материала. К ним относят:

§ характер диффузии компонентов материала в твёрдом и жидком состоянии;

§ возможность образования твёрдых и жидких растворов;

§ тепло- и электропроводности;

§ совместную кристаллизацию основного и присадочного материала;

§ особенности физико-химических процессов при сварке данного материала.

Физической свариваемостью в некоторой степени можно управлять воздействуя на металл различными видами энергии. Характер кристаллизации зависит от давления, напряжённости электрических полей. Изменять физическую свариваемость можно воздействуя переменным магнитным полем на свариваемый металл.

2. Технологическая свариваемость – совокупность свойств основного материала, определяющих его чувствительность к термическому циклу сварки и способность образовывать надёжные в эксплуатации сварные соединения. Чем хуже технологическая свариваемость, тем сложнее требуется технологический процесс и оборудование.

3. Конструкционная свариваемость – возможность получать неразъёмное соединение деталей данных размеров и формы. Этот термин входит составной частью в понятие ”технологичность сварных конструкций”.

4. Эксплуатационная свариваемость – возможность получать сварные соединения с заданными эксплуатационными свойствами, которые определяются условиями работы изделия и задаются при его проектировании. Нужно подбирать материал, обладающий заданными эксплуатационными свойствами.

Общая свариваемость оценивается как произведение всех видов свариваемости:

Если какой-то из видов свариваемости равен нулю, то и общая свариваемость равна нулю.