Контроль качества сварки

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:57

Просмотров: 31757

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СТЫКОВОЙ СВАРКИ

При правильном выборе машин, хорошей их наладке и соблюдении требований технологии стыковая сварка обеспечивает высокую прочность сварного соединения. Даже в случае снятия усиления в месте сварки прочность сварного соединения близка к прочности основного металла.

Схема наладки машины при положении сварки оплавлением. При стыковой сварке контролируются: подготовка машины, состояние заготовок перед сваркой и детали после сварки. Контроль подготовки машины заключается в проверке зажимов, направляющих, люфта в соединениях подающего устройства. Схема может быть использована при настройке процесса стыковой сварки на любой машине, в том числе и на машинах с механизированным приводом осадки. Кроме того, у машин с пружинным приводом контролируется сжатие пружины, от которого зависит давление; у машин с рычажным управлением рычагов, которые к концу осадки должны располагаться почти по прямой линии. У машин с гидравлическим приводом контролируется давление масла в цилиндре, у машин с электромоторным приводом, снабженных пружинным буфером, контролируется степень сжатия пружины буфера. Требуется ежедневная обязательная проверка работы контакторов, неисправность которых также вызывает брак. Периодически у стыковых машин должны проверяться и зачищаться контакты электрических цепей, в первую очередь сварочных, так как их загрязнение приводит к появлению пороков. При контроле заготовок следует проверять размеры, форму и состояние поверхности. Заготовки с отклонениями по размерам, искаженной формой и загрязненной поверхностью нельзя сваривать, так как это приводит к плохому качеству сварки и большим потерям из-за брака. Контроль сваренных деталей сводится к наружному осмотру, проверке размеров и прочности. Осмотр необходимо производить после очистки заготовок от грата и окалины. Прочность проверяется выборочно путем нагружения сваренных деталей до расчетных усилий или до разрушения, а также выявлением пороков без разрушения заготовок магнитным способом, просвечиванием. Нагружение деталей до разрушения производится при проверке прочности в случае сварки большого количества одинаковых деталей (при сварке звеньев цепей и др.)

ПОРОКИ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Пороки точечной сварки есть результат неправильного выбора и настройки машин, а также плохой подготовки заготовок к сварке. Эти пороки в зависимости от расположения разделяются на наружные и внутренние. К наружным относятся: неправильное положение заготовок, наличие гофр, глубокие вмятины в местах постановки точек, односторонние вмятины, наличие по краям вмятины заусенцев, прожоги, подплавление поверхностей в месте сварки, значительное потемнение защитного слоя при сварке сталей, покрытых цинком или другими металлами, и наружные трещины. К внутренним порокам относятся: непровар, раковины, внутренний выплеск, трещины. Неправильное положение заготовок. Этот порок приводит к искажению формы и размеров детали и является результатом неправильной сборки или смещения заготовок электродами машины при их опускании. Чтобы устранить смещение, рекомендуется применять при сборке под точечную сварку сборочные приспособления, а конструкция электродов должна быть такой, чтобы они перемещались при опускании, не задевая свариваемые заготовки. Гофры. Гофры у свариваемых деталей получаются при сборке заготовок с искривленной поверхностью. Постановка точек на гофрах обычно приводит к непроварам. При сборке необходимо добиться плотного прилегания свариваемых поверхностей. Глубокие вмятины в местах постановки точек. При неправильно выбранном давлении глубокие вмятины получаются вследствие малого диаметра контактной поверхности наконечников электродов, продолжительного включения тока и загрязнения контактных поверхностей у заготовок и наконечников электродов. Глубокие вмятины снижают прочность точечной сварки. При нормальной сварке глубина вмятины не должна превышать 10% от толщины свариваемого листа. Односторонние вмятины. Односторонние вмятины получаются при неполном касании контактной поверхностью электродов свариваемых заготовок. Это является результатом перекоса заготовок при сварке или плохой подготовки контактной поверхности электродов. Прочность точек с односторонними вмятинами снижается за счет неполного провара. Появление односторонних вмятин можно предотвратить, обеспечив полное прилегание контактной поверхности электродов к поверхности заготовки. Наличие по краям вмятины заусенцев. Заусенцы в местах постановки точки портят внешний вид деталей, затрудняют их окраску. Заусенцы обычно сопровождают односторонние вмятины, когда поверхности заготовок и электродов загрязнены, а также когда ток включается при недостаточном давлении. Появление заусенцев устраняется ликвидацией указанных причин. Прожоги и подплавление поверхности. Прожоги очень сильно снижают прочность сварного соединения, они являются результатом неправильной настройки выключающего устройства машины и загрязнения поверхности заготовок и электродов. Прожоги наблюдаются в случае включения или выключения тока при недостаточном давлении. При сварке алюминиевых сплавов прожоги часто возникают при слишком длительном включении тока. Подплавление поверхности происходит по той же причине, что и прожог. Помимо снижения прочности, прожоги и подплавления ухудшают внешний вид деталей. Значительное потемнение защитного слоя. Этот вид порока портит внешний вид деталей и вызывает необходимость в дополнительных операциях по окраске или повторному покрытию. Потемнение защитного слоя сильнее проявляется при сварке на мягких режимах, а также при загрязнении контактной поверхности электродов. Для предупреждения этого порока сварку сталей с защитным покрытием следует производить на жестких режимах (табл. 109), при хорошо зачищенных контактных поверхностях электродов. Кроме того, необходимо учитывать, что при сгорании таких металлов, как цинк и свинец, воздух загрязняется ядовитыми окислами, которые вызывают отравление работающих в этом отделении. Наружные трещины. Трещины появляются, главным образом, при сварке закаливающихся сталей. Основная причина трещин - загрязнение поверхности заготовок, наконечников электродов и сварка на слишком жестких режимах (при небольшой продолжительности включения тока). Наружные трещины выявляются осмотром сваренных деталей. Непровар сильно снижает прочность сварного соединения. Причины непровара: слишком малая сила тока. Контроль качества точечной сварки мерно большое давление, малое время включения тока, большая контактная поверхность электрода, а также загрязнение поверхностей заготовок и электродов и неплотное прилегание заготовок. Раковины, Раковины снижают прочность сварного соединения. Они являются результатом внутренних всплесков и усадки расплавленного металла при недостаточном давлении. Внутренний выплеск. Внутренний выплеск может привести к снижению прочности из-за появления глубоких вмятин или раковин. Выплеск наблюдается при недостаточном давлении во время прохождения тока, а также при сварке загрязненных заготовок. Внутренние трещины. Внутренние трещины снижают прочность соединения и возникают, как и наружные, при сварке закаливающихся сталей на жестких режимах. Часто трещины возникают у точек, имеющих раковины. Устраняется возможность образования трещин увеличением продолжительности включения тока с одновременным увеличением давления и уменьшением силы тока, а также применением отпуска непосредственно на машине после сварки.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ

При правильном ведении процесса и соблюдении требований технологии точечная сварка обеспечивает достаточно высокую прочность сварного соединения. Приведены данные прочности одной точки при испытании на срез для низкоуглеродистой и нержавеющей сталей. Прочность одной точки при испытании на срез толщина заготовок в мм. Контроль качества сваркиПри крестообразной точечной сварке стержней сварное соединение получается также достаточно прочным. Образцы для проверки прочности точек: а - для испытания точек на срез; б - для выявления влияния шунтирования тока; в - для испытания точки на отрыв. Прочность точки при сварке стержней в крест. Диаметр сваренных стержней в мм., разрушающее усилие среза в кгДиаметр сваренных стержней в мм. Разрушающее усилие среза в кг Проверка прочности точки на срез производится на образце, показанном, приведен образец для испытания ряда точек. При сварке такого образца одновременно проверяется влияние шунтирования на прочность точки, дана схема проверки прочности точки на отрыв. При точечной сварке контролируются подготовка машины, заготовки перед сваркой и детали после сварки. При контроле подготовки машины проверяется состояние электродов и правильность их положения при опускании верхнего электрода, давление на электродах и работа выключающего устройства. Необходимо, чтобы оси электродов совпадали, а размеры контактной поверхности соответствовали толщине свариваемого материала. Контактная поверхность электродов и заготовок должна быть чистой; наконечники электродов должны касаться заготовок всей контактной поверхностью. Давление должно соответствовать виду металла и толщине заготовок. Давление зависит от степени сжатия пружины или давления воздуха и проверяется исходя из конструкции сжимающего устройства. Если усилие пружины или поршня направлено непосредственно на электрод, давление подсчитывается по уравнениям: где - давление воздуха в цилиндре машины в кг см; d - диаметр цилиндра в см. Если усилие на электроды передается через систему рычагов, то необходимо учитывать их влияние на давление. При проверке машины необходимо добиться того, чтобы ток включался и выключался при достаточном давлении. Это достигается опусканием верхнего или подъемом нижнего электрода, или регулированием включающего устройства. Помимо этого, периодически необходимо проверять состояние всех контактов электрических цепей, а также состояние подвижных соединений механизмов машины. При контроле заготовок следует проверять состояние их поверхности, форму и размеры. Сварка загрязненных заготовок приводит к прожогам, непроварам, повышенному износу электродов и другим ненормальным явлениям. Контроль сварных деталей сводится к наружному осмотру, проверке прочности и размеров. Прочность проверяется нагружением деталей или отдельных узлов, вырезанных из них. Последний способ применяется, главным образом, при наладке точечной сварки, а также при сварке большой партии деталей. В этом случае от партии отбирается несколько деталей, которые разрушаются. По показателям прочности судят о качестве сварки партии. Проверка прочности разрушением связана с большими затратами, а поэтому при точечной сварке необходимо большое внимание уделять контролю в процессе изготовления деталей.

ПОРОКИ РЕЛЬЕФНОЙ СВАРКИ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Пороки рельефной сварки появляются в результате неправильного выбора и подготовки машины, а также плохой подготовки заготовок к сварке. Эти пороки в зависимости от расположения разделяются на наружные и внутренние. К наружным относятся: неправильное положение заготовок, односторонние зазоры и неполное обжатие рельефов, подгары на поверхности заготовок, раковины в местах расположения рельефов, наружные трещины. К внутренним порокам относятся: непровар всех рельефов, односторонний непровар, раковины в местах сварки, внутренние выплески, трещины. Неправильное положение заготовок. Этот порок приводит к искажению формы и размеров детали и является результатом отсутствия фиксирующих устройств или неправильного их положения. Для устранения этого дефекта машина должна оснащаться удобными для установки заготовок и выверенными фиксирующими приспособлениями. Односторонние зазоры. Односторонние зазоры приводят к снижению прочности сварки, так как сопровождаются непроварами. Рельефы на участках зазоров бывают обжаты недостаточно. При нормальном состоянии исходных заготовок этот порок является результатом одностороннего износа контактных плит и устраняется их обработкой или регулированием, при этом добиваются плотного прилегания контактной поверхности плит к поверхности заготовок. Подгары на поверхности заготовок. Подгары портят внешний вид деталей и являются результатом загрязнения контактных плит, а также включения или выключения тока при недостаточном давлении. Этот порок устраняется хорошей очисткой заготовок, контактных поверхностей плит и правильным регулированием выключающего устройства. Раковины в местах расположения рельефа. При большом размере раковины сильно снижают прочность соединения. Они появляются в результате сварки загрязненных заготовок и недостаточного давления при большой силе тока. Появление этого порока предотвращается удалением с заготовок загрязнений и повышением давления. Наружные трещины. Трещины снижают прочность сварного соединения. Они наблюдаются при сварке высокоуглеродистых и некоторых легированных сталей при слишком быстром охлаждении. Для предотвращения образования трещин необходим правильный подбор режима (силы тока, давления, времени включения тока). Непровар всех рельефов. К причинам полного непровара относится слишком малая сила тока, чрезмерно большое давление, малое время включения тока и загрязнение поверхностей заготовок и контактных плит. Для получения хорошего провара необходимо устранить указанные причины. При этом рекомендуется вначале хорошо очистить контактные поверхности, затем повысить ток переключением трансформатора на более высокую ступень, после чего увеличивать продолжительность включения тока и снижать давление. Односторонний непровар. При нормальной подготовке заготовок и равномерной толщине материала односторонний непровар является следствием неравномерного (одностороннего) износа контактных плит. Односторонний непровар устраняется аналогично устранению одностороннего зазора. Раковины в местах сварки. Раковины при рельефной сварке-результат загрязнения отдельных участков заготовок или контактных поверхностей плит, сварки на повышенной силе тока при недостаточном давлении, включения тока при недостаточном давлении, а также слишком большой продолжительности протекания тока. Они значительно снижают прочность соединения. Образование раковин предотвращается очисткой заготовок, увеличением давления или уменьшением силы тока и продолжительности пропускания его через заготовки. Внутренние выплески. Внутренние выплески могут привести к снижению прочности, так как сопровождаются раковинами и наблюдаются, когда сварка производится при недостаточном давлении. Помимо этого, выплески наблюдаются при сварке на слишком большой силе тока, включении тока при недостаточном давлении, а также при сварке заготовок с загрязненной (особенно ржавой) поверхностью. Эти пороки не образуются при устранении указанных выше причин. Внутренние трещины. Внутренние трещины снижают прочность соединения. Они обычно сопровождают наружные трещины при сварке высокоуглеродистых и некоторых легированных сталей. Появление трещин предупреждается правильным подбором режима сварки.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕЛЬЕФНОЙ СВАРКИ

Рельефная сварка обеспечивает более высокую производительность труда по сравнению с другими способами сварки. Перед началом сварки необходимо проверить подготовку машины, исходные заготовки и детали после сварки. Мощность сварочных прессов или точечных машин, используемых для рельефной сварки, должна быть достаточной, так как это основное условие получения прочного соединения. Машина должна обеспечивать получение достаточного давления. При проверке подготовки машины необходимо обращать внимание на правильность контактных поверхностей плит и их чистоту, а также на правильность фиксирующих приспособлений, которыми оснащается машина. Заготовки для рельефной сварки необходимо штамповать с достаточной точностью из материала одинаковой толщины, подвергать зачистке и контролировать правильность формы и размеры выступов. В контроль сваренных деталей входит проверка формы и размеров, наружный осмотр мест сварки и выборочная проверка прочности. Большое внимание при рельефной сварке следует уделять подготовке заготовок, подготовке машины, подбору режимов, так как на этих этапах всегда возможно предупредить брак. Исправлять брак рельефной сварки исключительно трудно, а в большинстве случаев даже невозможно.

ПОРОКИ ШОВНОЙ СВАРКИ И ИХ УСТРАНЕНИЕ

Пороки шовной сварки - результат плохой подготовки поверхности заготовок, неправильного выбора и настройки машины. На поверхности заготовок, подвергаемых шовной сварке, не допускается наличие окислов, ржавчины, масла и других загрязнений, вызывающих пороки. Мощность шовных машин должна быть достаточной и соответствовать роду металла и его толщине в месте сварки. Ролики подбираются правильной цилиндрической формы с ровной и чистой контактной поверхностью, ширина которой выбирается в зависимости от толщины металла. Выключающее устройство должно обеспечивать включение и выключение тока при достаточном давлении, а в случае применения прерывателей время включения и выключения тока необходимо устанавливать в соответствии с данными режима шовной сварки (см. табл. 114- 117). Все пороки, которые могут возникнуть при шовной сварке, разделяются на наружные и внутренние. К наружным порокам относятся: смещение кромок листов в месте сварки, прожоги, подплавления на поверхности листов, глубокие вмятины, слишком мелкие вмятины, односторонние вмятины, раковины, трещины. К внутренним порокам относятся: непровары, вмятины, раковины, трещины. Причины появления пороков шовной сварки те же, что при точечной, но они проявляются более резко. Особо следует отметить необходимость тщательной подготовки к сварке роликов, хорошего охлаждения их при сварке, а также тщательного подбора и контроля режимов сварки (силы тока, давления, работы прерывателя).

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ШОВНОЙ СВАРКИ

При изготовлении деталей с помощью шовной сварки необходимо контролировать исходные заготовки, настройку машины, периодически в процессе сварки производить контроль режимов сварки, проверять детали после сварки. У заготовок проверяются размеры, форма, а также состояние поверхности. Размеры и форма заготовок должны соответствовать требованиям, указанным в XVI главе. У шовных машин необходимо контролировать размеры и форму роликов и состояние их осей и подшипников, работу выключающего устройства, а также на пробных образцах проверять правильность' выбранного режима. При сварке с прерывателем необходимо проверить правильность его работы. Размеры контактной поверхности роликов должны соответствовать данным, приведенным в табл. 114-117. Выключающее устройство необходимо отрегулировать так, чтобы ток включался и выключался при достаточном давлении. Проверка правильности выбранных режимов при работе с прерывателем и без прерывателя осуществляется сваркой опытных образцов и испытанием их на прочность и герметичность. Такую пробную сварку необходимо проводить периодически. Это устранит появление брака. Детали после сварки контролируются путем наружного осмотра, проверки размеров, формы, прочности и плотности. Прочность деталей проверяется гидравлической опрессовкой при давлении выше расчетного на 25-50% (в зависимости от назначения сосуда) или механическим испытанием образцов, вырезанных в местах сварки у отдельных деталей. При гидравлической опрессовке одновременно с прочностью проверяется и плотность. Проверяя прочность на образцах, необходимо дополнительно проверить плотность при помощи керосина или воздуха. При этом поверхность шва, доступная для осмотра, окрашивается белой меловой краской, а вторая сторона смазывается керосином. В местах прожогов, непроваров, сквозных пор керосин выступает на белой краске в виде маслянисто-желтоватых пятен. Воздух для проверки плотности подается в сосуд под давлением, а наружная сторона смачивается мыльной водой. Вспенивание пленки мыльной воды указывает на наличие неплотностей. Неплотности, выявленные при проверке, устраняются газовой сваркой, имеющей, как известно, значительно меньшую производительность. Контроль шовной сварки необходимо производить операционно, что позволит устранить брак. Форма образцов для механических испытаний выбирается в зависимости от конструкции детали и типа соединения. Однако при выборе формы образцов необходимо добиваться того, чтобы сварной шов испытывался в соответствии с условиями его работы.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ ПО СПОСОБУ А. М. ИГНАТЬЕВА

При сварке по способу А. М. Игнатьева необходимо контролировать подготовку заготовок, наладку приспособлений, правильность выбранных режимов и качество сварки. Поверхности заготовок в местах подвода тока и сварки должны быть совершенно чистыми и ровными, так как загрязнения приводят к непроварам, а зазоры в месте сварки вызывают окисление поверхности заготовок. Приспособление должно обеспечивать необходимое давление, мощность машины должна быть достаточной для быстрого нагрева заготовок, так как медленный нагрев вызывает чрезмерное окисление поверхностей заготовок. После сварки заготовки подвергаются термообработке. Прочность заготовок при сварке по способу А. М. Игнатьева контролируется после термообработки и зачистки места сварки. Кроме того, необходимо проводить выборочное испытание деталей после сварки на изгиб или отрыв. При тщательном осмотре деталей возможно выявление пороков в виде непровара, трещин, выплесков и пор. Непровар является следствием сварки загрязненных заготовок или осадки их при недостаточном нагреве или давлении. Непровар выявляется по наличию в месте сварки черной полосы. Трещины при сварке по способу А. М. Игнатьева могут появиться при слишком большой (более 5% толщины заготовок) осадке или перегреве. Выплески и поры являются в основном следствием перегрева. Непровар, трещины, выплеск и поры значительно снижают прочность деталей и должны предупреждаться правильным подбором режимов сварки, наладкой приспособлений и машины. Если процесс сварки ведется правильно, способ А. М. Игнатьева обеспечивает достаточную прочность. Так, по данным А. М. Лушникова (ЛАРИГ), при сварке инструментальных сталей с углеродистыми сопротивление изгибу по шву составляет 50-100 кг/мм2, при сварке инструментальных сталей с хромистыми 70-95 кг!мм2. Инструментальные стали типа Р18 при сварке с углеродистыми и хромистыми сталями дают сопротивление изгибу по шву от 65 до 100 кг!мм2.