Главная  Сварка 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [ 46 ] [47] [48] [49] [50]

С помощью лупы можно обнаружить поры, которые частично выходят на поверхность шва. Для обнаружения внутренних пор необходимо испытание изделий под давлением водой, сжатым воздухом, керосином или просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами. Если по условиям работы данного изделия шов должен быть плотным, то пористые места вырубают и заваривают вновь.

Шлаковые включения и окислы так же, как и поры, несколько ослабляют шов. Они попадают в металл при сварке окислительным пламенем.

Непровар в кромке (рис. 146, в) возникает при сварке горелкой недостаточной мощности или слишком быстром перемещении ее. Вследствие этого наплавленный металл попадает на недостаточно нагретую поверхность и сплавления (провара) металла не получается. Сила сцепления между основным и наплавленным металлом в данном месте будет незначительна, а валик шва может отделиться от кромки. Причинами непровара металла могут быть также неправильный угол наклона горелки, смещение горелки на одну из кромок, более низкая температура плавления присадочного металла по сравнению с основным, недостаточный угол скоса кромок, слишком большое притупление кромок,

В изломе шва непровар всегда заметен в виде темной полосы на границе между наплавленным и основным металлом. Обнаружить непровар в кромке можно только просвечиванием шва рентгеновскими или гамма-лучами. Дефектное место удаляют и вновь заваривают.

Внутренние трещины возникают по тем же причинам, что и наружные. Продольные внутренние трещины часто образуются в корне шва. Обнаруживают внутренние трещины просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами. Участки шва с трещинами удаляют и заваривают. <»-.. Перегрев металла характеризуется увеличением размера зерен металла при нагреве выше критической температуры. Чем крупнее зерна, тем меньше поверхность сцепления между ними и тем выше хрупкость металла. Поэтому перегретый металл шва обладает повышенной хрупкостью и низким сопротивлением ударным нагрузкам. Дефект, вызванный перегревом металла шва, исправляют последующей термической обработкой.

Пережог металла характеризуется наличием в его структуре окисленных зерен металла, обладающих из-за наличия на Ш1Х пленки окислов малым взаимным сцеплением. Поэтому пережженный металл хрупок и не поддается исправле-

Непровар и несплавление металла в корне шва (рис. 146, б) -весьма серьезный дефект. В месте непровара н несплавления прочность шва резко снижается и соединение становится ненадежным. Кроме того, в дефектных местах возникают напряжения, которые понижают сопротивление шва внешним нагрузкам.

Причиной непровара и несплавления бывает недостаточная мощность горелки или слишком быстрое перемещение мундштука горелки, ведущее к недостаточному прогреву свариваемого металла. Попадание пленки окислов или слоя шлака также может вызвать этот дефект. Непровар в корне шва бывает также в том случае, когда угол скоса кромок слишком мал. Неудовлетворительная зачистка кромок при их подготовке под сварку может также вызвать непровар и несплавление металла вследствие попадания в шов загрязнений.

Обнаруживают этот дефект внешним осмотром шва с обратной стороны. Участки с непроваром металла вырубают или удаляют резаком и заваривают вновь.

Наплывы (рис. 146, г) происходят при слишком быстром плавлении проволоки и натекании жидкого металла на недостаточно нагретую поверхность основного металла кромок шва. Наплывы могут быть в отдельных местах или иметь значительную протяженность и часто сопровождаются непроваром в кромке. Обнаруженные наплывы срубают н проверяют, нет ли в этом месте непровара, который удаляют, как указано выше.

Внутренние дефекты. Пористость шва образуется вследствие поглощения расплавленным металлом газов (водорода, окиси углерода), которые не успевают выделиться при остывании металла и остаются в нем в виде газовых пузырьков (пор). Поверхностные поры образуются из-за плохой очистки кромок от масла, ржавчины, краски, окалины и других загрязнений, которые, сгорая, образуют водяной пар и газы, вспенивающие металл и вызывающие пористость. При выкрашивании каплеобразных включений металла и шлаков также образуются поры. Мелкие капли металла попадают в сварочную ванну покрытыми пленкой окислов и не сплавляются с металлом шва. Видимые поры достигают 1,5-2,5 мм в диаметре. Встречаются поры микроскопические, обнаруживаемые только при сильном увеличении. Пористый шов проницаем для газов и жидкостей. Уплотняют его проковкой в процессе сварки при температуре светло-красного нагрева.



рошо заметен. После испытания засверленное место заваривают.

Исследование макро- и микроструктуры. Структура металла, видимая невооруженным глазом на отшлифованной и протравленной 10%-ным водным раствором азотной кислоты поверхности образца, называется макроструктурой. Шлиф делают на образцах, вырезанных из шва или пробных пластин. При этом способе выявляют непровар, шлаковые включения, раковины, поры, трещины, не-сплавление и пр.

Микроструктурой называется строение металла, видимое под микроскопом при увеличении в 100-2000 раз. Поверхность шлифа должна быть тщательно отполирована и протравлена 2-4%-ным спиртовым раствором азотной кислоты или другими специальными реактивами. Микроструктура позволяет обнаружить перегрев и пережог металла, наличие окислов по границам зерен, изменение состава металла вследствие выгорания его элементов при сварке, микроскопические трещины, поры и пр.

Исследование макро- и микроструктуры проводят в лаборатории и по их результатам судят о правильности применяемого режима сварки. Эти испытания позволяют также установить причины дефектов шва и предупредить их появление в процессе сварки.

Гидравлические и пневматические испытания сосудов. Цель пневматических испытаний-проверка плотности шва. Гидравлические испытания, помимо проверки плотности, позволяют проверить прочность сосуда в целом при наибольших нагрузках.

При гидравлическо.ч испытании сосуд наполняют водой и гидравлическим насосом создают в нем давление, превышающее максимальное рабочее давление для данного изделия*. Под пробным давлением сосуд выдерживают 5 мин. Затем давление снижают до рабочего и при этом давлении швы слегка обстукивают на расстоянии 15-20 мм от кромок закругленным молотком весом 1 кг, после чего тщательно осматривают швы. Места, в которых обнаружены при осмотре течь или потение, отмечают мелом и после снятия давления вырубают и заваривают вновь.

* Для сосудов, у которых рабочее давление менее 5 кгс/см, величина пробного гидравлического давления берется на 50% больше рабочего давления, но ие ниже 2 иге/см. При рабочем давлении свыше 5 кгс/см пробное гидравлическое давление должно на 25% (но не менее чем на 3 кгс1см) превышать рабочее давление.

НИЮ. Пережог металла возникает при сварке пламенем с избытком кислорода, без применения проволоки с раскисляющими добавками. Участки с пережженым металлом полностью удаляют до здорового металла и заваривают вновь.

§ 2

Виды контроля сварных швов

Наружный осмотр и проверка размеров шва выявляют внешние дефекты: неровности по ширине и высоте, подрезы, неполномерность, непровар в корне шва (если он доступен для осмотра), трещины, шлаковые включения, крупные поры. С помощью лупы 10-20-кратного увеличения можно заметить мелкие трещины и поры шва.

Место шва, где предполагают наличие трещин, промывают спиртом, затем травят 10%-ным водным раствором азотной кислоты до появления матовой поверхности. Перед травлением поверхность металла зачищают личным напильником и наждачной бумагой. После осмотра через лупу поверхность металла зачищают наждачной бумагой и протирают денатурированным спиртом для удаления остатков кислоты.

Размеры шва (ширину и высоту валика, размеры подвар-ки с обратной стороны и пр.) проверяют соответствующими шаблонами или универсальными измерителями.

Испытание механических свойств наплавленного металла и сварного с о е д и н е н и я. Для этого испытания одновременно со сваркой шва сваривают пробные пластины из того же металла, той же толщины и теми же режимами. Из пластин вырезают и изготовляют на станках образцы стандартной формы и размеров, которые подвергают испытаниям в лаборатории с целью определения предела прочности, относительного удлинения, ударной вязкости, твердости. Методы определения механических свойств металла шва и сварного соединения регламентированы ГОСТ 6996-66.

Засверли вание шва применяют для определения непровара корня или кромки в отдельных местах. В проверяемом месте шов засверливают сверлом или конической фрезой (шарошкой), диаметр которых на 3 мм больше ширины шва. Угол заточки сверла или шарошки равен углу раскрытия кромок шва. Поверхность засверленного места протравливают 10-12%-ным водяным раствором двойной соли хлористой меди и аммония; при этом непровар хо-



* Гамма-лучи испускаются естественными (природными) радиоактивными веществами (радием, мезоторием) и искусственными радиоактивными изотопами кобальта, цезия, иридия, европия, тулня и других элементов.

согласно нормам, установленным правилами Госгортехнад-зора для сосудов, работающих под избыточным давлением свыше 0,7 кгс/см.

Для просвечивания сварных швов применяют рентгеновские аппараты, состоящие из специального трансформатора с выпрямителем и особой лампы - рентгеновской трубки. При прохождении через электроды трубки выпрямленного тока высокого напряжения (150 000-180 000 в) в трубке возникают рентгеновские лучи.

В качестве источников гамма-лучей используют следующие радиоактивные вещества: при толщине стали I - \Ъмм - тулий-170, 2,-ЪОмм - иридий-192 и европий-152-154, 5-100 л«л« -цезий-137, 20-250 л«л« - кобальт-60. Небольшое количество радиоактивного вещества помещают в стеклянную ампулу.

Выявляемость дефектов при просвечивании гамма-лучами ниже, чем при просвечивании рентгеновскими лучами. Поэтому гамма-лучи используют только в тех случаях, когда рентгеновские лучи нельзя применять из-за формы изделия, малой доступности шва или большой толщины металла.

Рентгеновские и гамма-лучи при больших дозах облучения вредны для организма, поэтому рентгенотрубку илн ампулу с радиоактивным веществом помещают в свинцовую оболочку. Свинец не пропускает рентгеновские и гамма-лучи и делает процесс просвечивания безопасным для обслуживающего персонала. В свинцовой оболочке делают узкую щель, через которую лучи могут падать на просвечиваемый участок шва. Ампулу с радиоактивным веществом в момент просвечивания временно вынимают из свинцового футляра, в котором она постоянно хранится. Просвечивание швов рентгеновскими и гамма-лучами выполняется специально обученным персоналом. После проявления пленки шов обозначается на ней в виде светлой полосы. Темные точки на светлой полосе шва указывают места расположения пор или шлаковых включений. Непровар или трещина дают на пленке темные линии. Схемы просвечивания сварного шва показаны на рис, 147, 148, ампула с радиоактивным веществом - на рис. 149.

ГОСТ 7512-55 установлены следующие условные обозначения дефектов швов, обнаруживаемых при расшифровке рентгено- и гаммограммы: П - газовые поры; Ш - шлаковые включения; Н - непровары; НС - непровар сплошной; ТП - трещины поперечные, ТР-трещины радиальные. ТПр - трещины продольные.

Пневматическое испытание производят сжатым воздухом при рабочем давлении сосуда. Плотность швов проверяют обмазыванием их мыльным раствором или погружением в воду, если это позволяют габариты сосуда. В местах неплотностей образуются пузыри. В целях безопасности пневматическое испытание производят только после предварительного гидравлического испытания сосуда.

Плотность шва можно проверить также керосином. Для этого шов с одной стороны обмазывают мелом, разведенным на воде. После высыхания мела шов с обратной стороны смачивают керосином. При наличии неплотностей, пор и трещин керосин просачивается через них и на меловой покраске появляются пятна. Способ применяют при проверке плотности швов резервуаров и сосудов, не работающих под давлением.

Плотность шва можно проверить способом С. Т. Назарова. Для этого шов снаружи оклеивают полосками бумаги, пропитанной 5%-ным раствором азотнокислой ртути, а сосуд испытывают на рабочее давление сжатым воздухом с примесью 1% аммиака. Аммиак проникает через неплотности шва и вызывает потемнение бумаги против дефектного места.

Просвечивание швов позволяет обнаружить внутренние дефекты - трещины, непровары, поры, ашаковые включения. Этим способом проверяют швы ответственных изделий, например сосудов, работающих под давлением. Для просвечивания применяют рентгеновские лучи или излучение радиоактивных элементов (гамма-лучи*). Эти лучи,, не видимые человеческим глазом, способны проникать через толщу металла, действуя на светочувствительную фотопленку, приложенную к шву с обратной стороны. В тех местах шва, где имеется дефект (поры, трещины и др.) поглощение лучей металлом будет меньше, и они окажут более сильное воздействие на чувствительную к лучам эмульсию пленки. Поэтому в данном месте на пленке после ее проявления будет более темное пятно, соответствующее по размерам и форме имеющемуся дефекту. Снимок шва, сделанный на пленку, носит название рентгенограммы или гаммограммы шва. Обычно просвечивают от 10 до 25% общей длины шва,



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [ 46 ] [47] [48] [49] [50]

0.0008