Сварка алюминия в среде защитных газов

Контроль собранных под сварку изделий осуществляется в основном по сопрягаемым и габаритным размерам. Проверку размеров осуществляют металлическими рулетками, линейками или шаблонами.

Рис. 13. Кантователь поворотный двухстоечный: 1 – передняя приводная стойка; 2 – поворотная рама; 3 – задняя неприводная стойка; h – изменяемая высота для установки свариваемой конструкции в заданном положении

 

 

   Контроль изделий после сварки осуществляют по техническим условиям на свариваемое изделие, в котором указаны требования к качеству сварных швов и их размерам.

1.8 Выбор режима  сварки

 
Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры- это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры - состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.

 

Итак, на что же влияют основные параметры?

 

Сварочный ток. Увеличение его вызывает (при одинаковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом дуги на поверхность сварочной ванны. 
Примечание. Максимальные значения тока должны уточняться по паспорту электродов. 
 
Дополнение: Значения величины тока уточняются по данным паспорта электродов.

Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40—50% больше, чем постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара на 15—20% меньше, чем При сварке постоянным током обратной полярности.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также от вида соединения и формы подготовленных кромок под сварку. При сварке встык "листов стали толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода обычно берется равным толщине свариваемого металла. При сварке стали большей толщины используют электроды диаметром 4-—6 мм при условии обеспечения полного провара соединяемых деталей и правильного формирования шва.

 

Напряжение определяет, главным образом, ширину шва. На глубину провара напряжение оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напряжения скорость сварки увеличить, ширина шва уменьшится.

Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, а также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем выше производительность, т. е. больше наплавляется металла.

Рис. 14 Сварка стыковочных швов.1 — сварка шва «на весу»; 2 — сварка на медной подкладке (съемной); 3—сварка на стальной остающейся подкладке; 4— сварка с предварительным и подварочным швом.

 

Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию.

На рис.  представлены схемы сварки стыковых швов навесу, на медной съемной подкладке, с предварительным подварочным швом и на стальной Подкладке. 
 

1.9 Возможные дефекты сварных швов, способы их устранения 
 

 

(Дефекты сварочных швов)

 

 

Когда речь заходит о дефектах сварного шва, их обычно делят на внутренние и внешние, внутренние соответственно неразличимы на глаз, внешние же можно увидеть. Так же их можно поделить на допустимые и недопустимые, что зависит от конкретно поставленной задачи, но в любом случае дефект есть дефект и он требует устранения. Хотя как и в большинстве случаев его легче предупредить, чем устранить. Для этого в первую очередь следует обратить внимание на такие факторы как квалификация сварщика и применяемая им технология, соответствие свариваемого материала с присадочным, чистоту свариваемой поверхности, качество применяемого оборудования и, наконец, используемый защитный газ. При должном соответствии вышеперечисленных факторов, брак и дефекты сводятся к минимуму или же отсутствуют вовсе. 

 

Теперь несколько подробнее о видах дефектов: 

 

- Внешние дефекты - как уже говорилось выше к ним можно отнести те, которые видно невооруженным глазом. Одним из таких дефектов является непровар - когда сварочный шов не проникает на всю толщину металла, как правило происходит из-за недостаточного сварочного тока, а так же из-за плохой подготовленности кромок соединения. Обратным его проявлением можно назвать прожег - сквозное отверстие в сварочном шве, и, как можно догадаться, зачастую происходит из-за слишком сильного сварочного тока и невысокой скорости сварки. Устраняются повышением и понижением сварочного тока соответственно. К внешним дефектам так же относится подрез (канавка в основном металле по краям шва), устраняется уменьшением длины дуги, наплыв (являет собой собственно наплыв присадочного материала на основной без сплавления), решается обычно качественной чисткой участка для сварки и выбором соответствующего материалам режима работы. Еще один внешний вид дефектов - кратер, образуется в результате резкой остановки процесса сварки, решается постепенным уменьшением сварочного тока к концу процесса сварки, большинство современного оборудования имеют соответствующие программы. 

 

- Внутренние дефекты - к таковым дефектам стоит относиться предельно внимательно, поскольку сразу их различить не всегда представляется возможным, но они могут повлиять на качество и прочность сварного шва. Среди них выделяют: горячие трещины - образуются вдоль или поперек шва, а причиной зачастую служит неверно выбранный присадочный материал; холодные трещины - возникают уже после остывания материалов, образуются при слишком высоких нагрузках для данного сварного шва, т.е. когда шов разрушается под физическим воздействием; поры - данный дефект может быть вызван плохой отчисткой сварочной поверхности (присутствие масел, краски на поверхности или при наличии несовместимых сплавов), избыточный или слабый поток защитного газа, а так же засор в сопле или повреждение систем подачи газа. Решением соответственно является устранение вышеперечисленных причин. Так же следует сказать, что поры частично можно отнести и к внешним дефектам, поскольку они могут образовываться как на поверхности шва, так и внутри него.   

 

Подводя итог, можно сказать что сварочные работы можно выполнить качественно только полностью соблюдая технологии сварки и порядок подбора присадочных материалов и оборудования исходя из соответствия поставленным задачам. Мы настоятельно рекомендуем Вам выполнять свою работу качественно, ведь в дальнейшем от ее результатов могут зависеть человеческие жизни.

 

1.10 Контроль качества  сварных соединений и швов, способы  контроля

 
Под контролем качества сварки подразумеваются проверка условий и порядок выполнения сварочных работ, а также определение качества выполненных сварных соединений в соответствии с техническими требованиями.

 

В сварочном производстве применяют следующие виды контроля: входной (предупредительный), текущий (пооперационный) и приемочный (выходной) готовых изделий и узлов.

 

Цель входного контроля – уменьшить вероятность возникновения брака при выполнении сварочных работ (контроль документации, качества исходных и сварочных материалов, квалификации сварщиков и т. д.).

 

Текущий контроль осуществляется в процессе сборочно-сварочных работ.

Приемочный, или выходной контроль, осуществляется для выявления наружных и внутренних дефектов сварки.

 

Различают разрушающие и неразрушающие методы контроля качества сварных соединений.

 

Разрушающие методы контроля качества сварных соединений

Разрушающие испытания проводят на образцах-свидетелях, моделях и реже на самих изделиях для получения информации, прямо характеризующей прочность, качество или надежность соединений. К их числу относятся: механические испытания, металлографические исследования, химический анализ и специальные испытания. Эти методы применяют главным образом при разработке технологии изготовления металлических конструкций или для выборочного контроля готовой продукции.

Механические испытания предусматривают статические испытания различных участков сварного соединения на растяжение, изгиб, твердость и динамические испытания на ударный изгиб и усталостную прочность.

 

Металлографические исследования проводят для установления структуры металла сварного соединения и наличия дефектов.

 

При макроструктурном методе определяют характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений путем изучения макрошлифов и изломов металла невооруженным глазом или с помощью лупы.

При микроструктурном анализе исследуют структуру металла на полированных и травленных реактивами шлифах при увеличении в 50...2000 раз. Такие исследования позволяют обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, сульфидных и оксидных включений, размеры зерна, микроскопические трещины и другие дефекты структуры.

 

Химический анализ позволяет установить состав основного и наплавленного металла, электродов и их соответствие ТУ на изготовление сварного соединения.

 

Специальные испытания проводят для получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации (коррозионная стойкость, ползучесть металла при воздействии повышенных температур и др.).

 

Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений

При неразрушающих испытаниях оценивают те или иные физические свойства, косвенно характеризующие прочность или надежность сварного соединения. Неразрушающие методы (ими проверяется более 80 % сварных соединений) применяют, как правило, после изготовления изделия для обнаружения в нем дефектов. К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относятся: внешний осмотр, радиационный, ультразвуковой и магнитный контроль, контроль на непроницаемость и ряд других методов, имеющих ограниченное применение.

 

Внешнему осмотру подвергается 100 % сварных соединений. Осмотр выполняют невооруженным глазом или с помощью лупы, используя шаблоны и мерительный инструмент. При этом проверяются геометрические размеры швов, наличие подрезов, трещин, непроваров, кратеров и других наружных дефектов.

 

Контролю на непроницаемость подвергают трубопроводы и емкости, предназначенные для транспортирования и хранения газов и жидкостей и, как правило, работающие при избыточном давлении.

Пневматические испытания основаны на создании с одной стороны шва избыточного давления воздуха (10...20 кПа) и промазывании другой стороны шва мыльной пеной, образующей пузыри под действием проникающего через неплотности сжатого воздуха. Негерметичность можно также оценить по падению давления воздуха в емкости, снабженной манометром.

 

Вид гидравлического испытания зависит от конструкции изделия. Налив воды применяют для испытания на прочность и плотность вертикальных резервуаров, газгольдеров и других сосудов с толщиной стенки не более 10 мм. Воду наливают на полную высоту сосуда и выдерживают не менее 2 ч. Поливу из шланга с брандспойтом под давлением не ниже 0,1 МПа подвергают сварные швы открытых сосудов. При испытании с дополнительным гидростатическим давлением последнее создают в наполненном водой и закрытом сосуде с помощью гидравлического насоса. Величину давления определяют по техническим условиям и правилам Котлонадзора. Дефектные места устанавливают по наличию капель, струек воды и отпотеваний.

 

Внутренние дефекты сварных соединений выявляют просвечиванием рентгеновскими лучами (толщина металла до 60 мм (рис. 15)), или гамма-лучами (толщина металла до 300 мм (рис. 16)). Выявление дефектов основано на различном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них. Результаты фиксируются на пленке или выводятся на специальный экран. Размеры выявляемых дефектов: при рентгенографии – 1...3 % от толщины металла, при радиографии – 2...4 %.

Рис. 15 Рентгенографический контроль сварных соединений: 1 – рентгеновская трубка; 2 – сварное соединение; 3 – кассета; 4 – пленка

 

При оценке качества швов рекомендуется иметь эталонные снимки характерных дефектов для разных толщин металла. Альбомы эталонных снимков утверждаются инспекцией Ростехнадзора и являются неотъемлемой частью ТУ на приемку изделий.

Рис. 16 Схема просвечивания гамма-лучами: 1 – затвор; 2 – свинцовая капсула; 3 – капсула с веществом; 4 – сварное соединение; 5 – кассета с пленкой

 

Магнитографический контроль основан на обнаружении полей рассеивания, образующихся в местах расположения дефектов при намагничивании контролируемых сварных соединений (рис. 17). Поля рассеивания фиксируются на эластичной магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. Запись производят на дефектоскопе. Магнитографический контроль можно применять только для проверки сварных соединений металлов и сплавов небольшой толщины, обладающих ферромагнитными свойствами. Выявляют поверхностные и подповерхностные макротрещины, непровары, поры и шлаковые включения глубиной 2...7 % на металле толщиной 4...12 мм. Менее четко обнаруживаются поры округлой формы, широкие непровары (2,5...3 мм), поперечные трещины, направление которых совпадает с направлением магнитного потока.

 

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых колебаний (механические колебания частотой 16...25 МГц) отражаться от поверхности, разделяющей среды с разными акустическими свойствами. Для получения ультразвуковых колебаний используют свойство титаната бария, кристаллов кварца и некоторых других веществ преобразовывать электрические колебания в механические и наоборот (обратный и прямой пьезоэффекты).