Контактная сварка - Контроль качества
Подробности- Подробности
- Опубликовано 25.05.2012 15:55
- Просмотров: 27112
Контроль качества сварных соединений Качество сварных соединений, выполненных контактной сваркой, определяется подготовкой поверхностей к сварке, а также правильным выбором параметров режима и их стабильностью. Основной показатель качества точечной и шовной сварки - это размеры ядра сварной точки. Для всех материалов диаметр ядра должен быть равен трем толщинам S более тонкого свариваемого листа. Допускается разброс значений глубины проплавления в пределах 20...80 % S. За меньшим из этих пределов следует непровар, за большим - выплеск. Глубина вмятины от электрода не должна превышать 0,2 S. Размер нахлестки в точечных и шовных соединениях должен выбираться в пределах 2,5...5,0 диаметров ядра. Основные дефекты сварных соединений при точечной и шовной сварке - это непровар, заниженный размер литого ядра, трещины, рыхлоты и усадочные раковины в литом ядре и выплеск, который может быть наружным, из-под контакта электрод - деталь, и внутренним, из-под контакта между деталями. Причины этих дефектов - недостаточный или избыточный нагрев зоны сварки из-за плохой подготовки поверхностей и плохой сборки деталей или из-за неправильно выбранных параметров режима сварки. При стыковой сварке по тем же причинам могут возникать непровары. Перегрев зоны сварки может вызвать структурные изменения (укрупнение зерна) и обезуглераживание сталей. Это ухудшает механические свойства соединений. Контролируют качество контактной сварки чаще всего внешним осмотром, а также любыми методами неразрsystem-pagebreakppушающего кstrong 0онтроля. Сложность контроля состоит в том, что этими методами непровар не выявляется, так как поверхности деталей плотно прижаты друг к другу, в их контакте образуется "склейка", проникающие излучения, магнитное поле и ультразвук не отражаются и не ослабляются. Наиболее оперативный метод контроля - разрушение контрольных образцов в тисках молотком и зубилом. Если непровара нет, разрушение происходит по целому металлу одной из деталей, можно измерить диаметр литого ядра при точечной и шовной сварке.
Нужно контролировать стабильность параметров режима сварки. Перспективны активные способы контроля, когда сигнал об особенностях формирования сварного соединения (например, о тепловом расширении металла при образовании литого ядра) автоматически сравнивается с заданным уровнем и при отклонениях специальные устройства корректируют параметры режима.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Контактная сварка осуществляется без расплавления и с расплавлением металла. В первом .случае соединение происходит при деформации металла G созданием физического контакта между частицами соединяемых поверхностей и структурной их подстройкой, во втором возможно перемешивание расплава в замкнутом объеме (точечная сварка) или частичное его вытеснение (стыковая сварка оплавлением) с последующей кристаллизацией расплава и пластической деформацией. Большие скорости нагрева, пластической деформации и охлаждения существенно влияют на структуру металла соединения и на свариваемость.
Под свариваемостью понимают свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварное соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией соединения.
Контактной сваркой обычно соединяют металлы и их сплавы. В металлах преобладает металлическая связь между атомами, при которой валентные электроны заполняют, как газ, весь объем между ионами, а ионы расположены на расстояниях, близких к 0,05 мкм. Для соединения необходимо сближение поверхностных частиц на эти расстояния и взаимодействие между ними как в целом металле.
Формирование соединения без расплавления металла
Реальные поверхности волнисты и шероховаты (рис. 11). В сечении они контактируют по отдельным площадкам, не превышающим 1% поверхности. Металлы при комнатной температуре на воздухе покрыты пленками окислов, жиров и адсорбированных (поглощенных) газов. Толщина пленок может меняться от 0,05 мкм до 1 мм и более. Такое состояние поверхностей препятствует взаимодействию металлов. Для взаимодействия неровности обеих поверхностей совместно деформируют, что сопровождается Рис Щ Схема контактирования поверх- дроблением окисных пленок и разрушением адсорбированных слоев. Образование соединения завершается обобществлением валентных электронов, поверхностным и объемным перемещением ионов и их подстройкой.
При деформации шероховатость и волнистость уменьшается, а площадь контакта увеличивается. Если материал недостаточно пластичен, то после снятия давления*" упругие силы восстанавливают волнистость, разрушая образовавшуюся связь.
Нагрев деталей из алюминия до 400° С, повышая пластичность металлами ускоряя диффузию, обеспечивает межатомное взаимодействие при меньшей степени деформации
Течение металла в схеме объемно напряженного всестороннего сжатия (а) и при свободной осадке (8%), чем, при холодной сварке повышение температуры нагрева в вакууме стали от 1150 до 1250° С также снижает требуемое давление сжатия от 2 до 1 кгс/мм2. При нагреве, выгорают жировые пленки, а некоторые окислы (например, у титана) растворяются в металле, усиливаются диффузионные процессы, ускоряется зарастай пор в контакте и ускоряется образование общих зерен.
Нагрев на воздухе сопровождается интенсивным окислением большинства металлов с образованием толстых окисных пленок, препятствующих атомному взаимодействию. Металлы, на поверхности которых образуются такие пленки, сваривают в условиях, исключающих интенсивное окисление (защитные среды и др.) или облегчающих удаление пленок окислов и адсорбированных газов.
Защитными средами служат вакуум, нейтральные (аргон, гелий) или активные (азот) газы, а также газы-восстановители.
При длительном нагреве возможно снижение температуры и давления. Одинаковая прочность соединения большинства металлов достигается как при пониженном давлении и средней температуре (0,7 — 0,8) с длительным нагревом, так и при повышенном давлении с кратковременным нагревом до высокой температуры (0,8—1) ТШ1. Повышение давления от 0,5 до 1 и 2 кгс/мм2 при нагреве чистого железа до 1100° С уменьшает длительность сварки от 420 до 90 и 15 с соответственно. Снятие давления до окончания формирования соединения ухудшает его качество. Длительность нагрева особенно важна при малом давлении, когда заполнение неровностей" между поверхностями с образованием общих зерен в большой мере зависит от диффузии частиц. Длительный нагрев при повышенных температурах с ростом зерен и окислением или оплавлением их границ часто ухудшает качество соединений.?
Требуемая при стыковой сварке деформация часто оценивается отношением конечной площади соединения FE к исходному сечению F0
Деформация обычно неравномерна по сечению и может изменяться в зависимости от схемы ее осуществления (рис. Ь2).
Повышение класса шероховатости поверхностей и уменьшение окисления облегчают формирование соединения и снижают требуемую степень деформации К. Зачистка поверхностей целесообразна непосредственно перед сваркой. Высокая прочность на разрыв еще недостаточна для оценки качества, так как она достигается при низкой пластичности.
Давление, обеспечивающее требуемую деформацию, зависит от распределения температур в зоне сварки, скорости деформации ид и ее схемы. При медленном росте давления влияние скорости деформации невелико.
Чем чище и ровнее поверхности, тем быстрее устраняются поры и тем меньше влияние диффузии на формирование соединения.
Формирование соединения при наличии расплава
Тонкий и равномерный слой расплава при стыковой сварке оплавлением п. расплавленное ядро заданных размеров при точечной и шовной сварке необходимы для качественного соединения большинства металлов.
Комментарии
С уважением,
Иванов Владимир Иванович
ООО "Икар Лтд"
тел.:(843)562-01-02(доб.325)
г.Казань
RSS лента комментариев этой записи