| | vivaspb.com | finntalk.com

Дефекты сварных соединений.

Опубликовано в Приборный метод обследования

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

В сварочном производстве принято разделять дефекты подготовки и сборки изделий под сварку и сварочные дефекты. Сварочные дефекты могут быть наружными (поверхностными) и внутренними (рисунок l.l). Внутренние дефекты могут быть в виде несплошностей и дефектов структуры. Следует иметь в виду, что дефекты подготовки и сборки часто приводят появлению собственно сварочных дефектов, поэтому подготовку изделий к сварке необходимо тщательно контролировать.

Наиболее характерными дефектами подготовки и сборки перед сваркой плавлением являются неправильный угол скоса кромок в швах с V-, U- и Х-образной разделкой, слишком большое или


малое притупление по длине стыкуемых кромок, непостоянство зазора между кромками, несовпадение стыкуемых плоскостей кромок, расслоения и загрязнения на кромках и т.п. Причинами подобных дефектов могут быть неисправности оборудования, на котором производится обработка или неточности в чертежах, а также брак в исходных материалах и т.п.

Контроль правильности сборочных операций проверяют специальным инструментом, шаблонами и внешним осмотром. Сварочные дефекты могут классифицироваться по типам и по видам, исходя из природы их возникновения, зависящей от способа сварки (рисунок 1.1). Тип дефекта может быть определен различными методами контроля. Вид дефекта бывает определить достаточно трудно, и некоторыми методами невозможно. Для соединений, выполненных сваркой плавлением, согласно ГОСТ 7512-82, виды дефектов и их условные обозначения при радиографическом контроле приведены в таблице 1.

Влияние Дефектов на работоспособность

Наличие тех или иных дефектов в сварных соединениях еще не определяет потерю работоспособности этих соединений. Работоспособность зависит не только от собственных характеристик несплошностей (типа, вида, размера и т.п.), но и от большого числа конструктивно-эксплуатационных факторов.

Таблица 1 — Классификация и условные обозначения дефектов

 

Так, например, влияние величины непровара на потерю прочности практически пропорционально относительной глубине этого непровара или на площади при статической нагрузке и пластичном материале. Однако для малопластичного материала линейная пропорциональность не соблюдается. Также линейная пропорциональность не соблюдается при динамической или циклической нагрузках. При этом работоспособность может существенно снижаться даже при сравнительно небольших дефектах.

Многочисленные исследования и анализ эксплуатационной повреждаемости показывают, что дефекты типа пор и включений округлой формы при их относительной суммарной площади в сечении до 5-10 % практически мало влияют на статическую прочность соединения стыкового шва. В отдельных случаях безопасная величина ослабления сечения может достигать 10, 20 и даже 30 96, особенно это относится к пластичным сталям и сравнительно малонагруженным соединениям.

Схематически влияние конструктивно-эксплуатационных факторов на параметры, определяющие работоспособность изделия приведены ниже.

Свойства материала

 

Пластичность или хрупкость. Склонность к трещинообразованию. Торможение трещин и т.п.

 

 

 

 

 

 

Конструкция соединений

Стыковые или угловые швы. Масштабный фактор и т.п.

 

 

 

 

 

 

Схема нагружения

Рабочие или нерабочие швы. Характер напряженного состояния. Остаточные напряжения и т.п.

 

 

 

 

 

 

Концентраторы напряжений

Конструктивные (вырезы, разностенность и т.п.)

Технологические (перекосы, чешуйчатость и т.п.)

 

 

 

 

 

 

Вид нагрузки

Статика, динамика, вибрация, циклическая нагрузка и т.п.

 

 

 

 

 

 

Агрессивность среды

Нейтральная, слабо или сильно агрессивная

 

 

 

 

 

 

Температурные воздействия

Высокие или низкие температуры. Цимическое изменение температуры

 

 

 

 

 

 

Вероятность и опасность отказа

Характер перегрузок. Опасность аварийной ситуации и тяжелых последствий отказа

 

 

 

При дефектоскопии соединений принято разделять дефекты несплошности на две группы: объемные (тупые) и трещиноподобные (острые). Объемные дефекты сравнительно безопасны в отношении потери работоспособности соединений. Такие дефекты можно нормировать по размерам или по площади ослабленного ими сечения. Их следует относить к малозначительным или значительным согласно ГОСТ 15467-79. Трещиноподобные дефекты весьма опасны для эксплуатации соединений. Эти дефекты, как правило, недопустимы и их следует считать критическими.

К наружным дефектам при сварке плавлением относят отклонения формы и размеров швов от заданных техническими условиями. Швы могут иметь неравномерность по длине, неправильную форму в поперечном сечении, наплывы (рисунок 1.3, а), которые появляются вследствие неустойчивого режима сварки, дефектов сборки под сварку, а также в местах расположения прихваток. Некоторые наружные дефекты рассматривают как поверхностные несплошности швов, что более характерно а) для внутренних дефектов. К таким дефектам относятся подрезы, не заваренные кратеры, прожоги, свищи и т.п.

Подрезы представляют собой углубления в основном металле, расположенные по краям шва. Они образуются при сварке на повышенных токах и напряжениях дуги


Подрезы уменьшают рабочее сечение, вызывают концентрацию напряжений и могут стать причиной разрушения швов из-за появления трещин у края подреза.

Кратеры образуются при обрывах дуги и остаются в виде углублений. Они уменьшают рабочее сечение шва, снижают его прочность и коррозионную стойкость. Не заваренный кратер часто служит очагом появления трещин.

Прожоги образуются от чрезмерно высокой погонной энергии, неравномерной скорости сварки и т.п.

 Свищи обычно развиваются из канальных пор. Свищи — сквозные, выходящие на поверхность, дефекты.

Все указанные поверхностные несплошности хорошо выявляются внешним осмотром и могут быть исправлены подваркой, если исправление не принесет большого вреда, чем сам дефект. Значительное количество поверхностных дефектов обычно сигнализирует также о наличии и внутренних дефектов.

Внутренние Дефекты. Газовые включения (поры) образуются при перенасыщении сварочной ванны газами вследствие загрязненности кромок изделия, длинной дуги, влажности покрытия электродов и флюсов, вредных примесей и влаги в защитных газах и т.п. Размеры пор колеблются от микроскопических до 2-3 мм в диаметре. Поры снижают прочность и плотность швов. В малом количестве поры могут и не оказывать существенного влияния на работоспособность сварных соединений. Шлаковые включения появляются плохой зачистки шлака при многослойной сварке (рисунок 1.4). Значительные по величине и острые включения могут вызывать местную концентрацию напряжений, а также снижать прочность соединений.


Микроскопические шлаковые включения — загрязнения в виде нитридов, фосфидов, сульфидов, легкоплавких эвтектик, окиси железа снижают пластичность швов. Небольшие округлые включения обычно не опасны.

Металтические включения имеют место при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом и обычно состоят из частичек вольфрама.

Непровары представляют собой несплошности значительной величины (раскрытия) на границах между основным и наплавленным металлом или незаполненные металлом полости в сечении шва. Встречаются непровары по кромкам, по сечению и в корне шва (рисунок 1.5). Непровары образуются при загрязнении кромок, неправильной подготовке кромок, неправильном или неустойчивом режиме сварки и т.п. Непровары могут снизить работоспособность соединения за счет ослабления рабочего сечения шва и, кроме того, острые непровары могут создать концентрацию напряжений в шве.


Трещины считаются самыми опасными дефектами сварки. Они могут быть микро- и макроскопическими, а в зависимости от происхождения — горячими и холодными.

Горячие трещины при сварке образуются в процессе охлаждения и затвердевания металла, в так называемом температурном интервале хрупкости (ТИХ), вследствие резкого снижения пластических свойств металла в этом интервале температур, и развития деформаций удлинения.

Холодные трещины образуются в результате протекания фазовых превращений, приводящих к снижению пластичности металла, выделения диффузионного водорода и воздействия сварочных напряжений. Холодные трещины могут образовываться как на этапе завершения охлаждения, так и во время вылеживания сварных конструкций в течение некоторого периода времени после сварки.

Иногда трещины развиваются в процессе эксплуатации вследствие раскрытия сварочных микротрещин, а также зарождения разрушения металла от надрезов, вызванных непроваром, шлаковыми включениями и прочими дефектами.

Трещины могут быть продольными и поперечными и располагаться в металле шва или в зоне термического влияния.

Трещины вследствие своей чрезвычайной опасности являются недопустимыми дефектами. Сварные соединения с трещинами, как правило, подлежат исправлению. Однако в связи с развитием науки о прочности появились воззрения о допустимости некоторых треш,ин в тех случаях, когда имеются условия к прекращению их роста. Критические размеры таких трещин рассчитывают на основе уравнений механики разрушения и специальных экспериментов.

Несплавления (слипания) представляют собой несплошности малого раскрытия на свариваемых поверхностях или кромках материала. Несплавления — очень опасные дефекты, плохо выявляемые современными средствами дефектоскопии. Наибольшее распространение этот дефект имеет при аргонодуговой сварке алюминиевомагниевых сплавов, а также при контактной стыковой сварке.

Все вышеуказанные дефекты встречаются главным образом при сварке плавлением. При сварке с давлением и пайке возникают дефекты, которые по своему характеру отличаются от перечисленных выше. В то же время шлаки, подрезы, наплывы и кратеры обычно отсутствуют. Наиболее часты и опасны несплавления, которые при сварке с давлением и пайке действительно носят характер слипания или склеивания.

При стыковой, точечной и шовной контактной сварке типичные дефекты: пережог металла, непровары, несплавления, пористость, кольцевые и продольные трещины. Эти дефекты вызываются нарушением технологии сварки (слишком большой или малый ток, неправильное давление и скорость осадки, неоптимальная продолжительность выдержки под током и т.п.). Все эти дефекты могут значительно снижать работоспособность соединений. Выявлять дефекты сварки с давлением обычно значительно сложнее, чем дефекты сварки плавлением.

Выбор методов контроля сварных соединений

Контроль качества сварных соединений и изделий может быть проведен различными методами испытаний. Эти методы группируют на два класса: методы разрушающего контроля и методы неразрушающего контроля.

Разрушающие испытания проводят обычно на образцах-свидетелях, на моделях и реже на самих изделиях. Образцы-свидетели изготавливаются по той же технологии, что и сварные соединения изделий с использованием материала, предусмотренного технической документацией. В зависимости от нагрузок, действующих на изделие при эксплуатации, предусматривают испытания образцов-свидетелей при статических, динамических и усталостных нагрузках.

Неразрушающий контроль проводится обычно на самих изделиях, что позволяет оценить те или иные физические свойства, которые лишь косвенно характеризуют прочность или надежность соединения.

В зависимости от физических. явлений, положенных в основу каждого из неразрушающих методов контроля, согласно ГОСТ 18353-79, подразделяют 10 основных видов: акустический (ультразвуковой), проникающими веществами (капиллярный), магнитный, оптический, радиационный, радиоволновый, тепловой, течеисканием, электрический и вихретоковый (электромагнитный) методы.

Для контроля качества сварных соединений наибольшее распространение получили первые пять видов, остальные на практике применяются незначительно. Следует иметь в виду, что ни один из перечисленных видов контроля не универсален. Поэтому для конкретного сварного изделия важной задачей является выбор метода контроля или комбинации из нескольких методов. Основные преимущества и недостатки разрушающих и неразрушающих методов контроля приведены в табл. 2

Проводя анализ брака и причин его возникновения для конкретного вида изделий можно определить наиболее часто встречающиеся дефекты и оценить затраты, необходимые на их исправления.

При внедрении методов неразрушающего контроля в целях уточнения обнаруживаемого дефекта применяют разрушающие испытания на образцахсвидетелях (ГОСТ 6996-66), на которых также определяют механические свойства сварных и паяных соединений. Широко применяют методы неразрушающего контроля в производстве сварных и паяных соединений: капиллярные (ГОСТ 18442-80); люминесцентный (ГОСТ 26182-84); магнитографический (ГОСТ 25225-82); магнитопорошковый (ГОСТ 21105-87); оптический (ГОСТ 23479-79); радиоволновый (ГОСТ 23480-79); тепловые (ГОСТ Р 53698-2009); феррозондовый (ГОСТ 21104-75); ультразвуковой (ГОСТ 2612684).

Внедрению экономичных методов неразрушающего контроля предшествуют следующие пять этапов подготовительной работы по выбору и назначению этих методов.

Первый этап — изучение факторов и параметров качества сварных и паяных соединений изделия и установление норм отбраковки соединений. Объём контроля сварных и паяных соединений устанавливается конструкторскотехнологической документацией от 10 до 100 % общей длины сварных швов и спаев в зависимости от ответственности изделий (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 24317-80 и др.).

Второй этап — выбор методов неразрушающего контроля. Рекомендуется применять для сварных соединений акустические (А), вихретоковые (В), визуальные (ВЗ), капиллярные (К), магнитные (М), радиационные (Р) методы и сочетания методов неразрушающего контроля, с помощью которых дефекты обнаруживаются. Примерами таких сочетаний могут быть для определения включений неметаллических, шлаковых, флюсовых, непропаев — Р или А; грубозернистости околошовной зоны, нарушения диффузионного сцепления — А; металлургических дефектов сварного шва — Р или А, или М; непроваров — А или Р, или М; коррозии — ВЗ или К, или В, или А; науглероживания — М или В; перегрева, пережога — А или В, или М; пористости газовой — А или М, или Р; трещин — А или Р, или В; флокенов — А или В, или Р и т.п.

Третий этап — изготовление эталонов чувствительности, образцов соединении с характерными дефектами и испытание образцов выбранными методами с дальнейшим разрушением для подтверждения достоверности выявленного дефекта.

Четвертый этап — определение чувствительности, производительности и режима контроля каждым выбранным методом, разработка технологической карты контроля для применения выбранных методов, выбор средств контроля.

Пятый этап — определение ожидаемой экономической эффективности внедрения каждого выбранною метода контроля и выбор наиболее оптимального из них.

Ожидаемая экономическая эффективность применения средств неразрушающего контроля позволяет обосновать целесообразность, очередность и направление развития тех или иных средств контроля, выбрать наиболее экономичные варианты изготовления и контроля изделий, определить оптимальные объемы производства средств неразрушающего контроля.

Важной характеристикой неразрушающих методов контроля является чувствительность, которую различают на предельную, реальную и условную.

Под предельной чувствительностью метода следует понимать наименьшее значение характеристического размера эталонной модели дефекта, уверено обнаруживаемого при контроле. Эталонной моделью при ультразвуковом контроле служит плоскодонный отражатель, а характеристическим размером — его площадь. При радиографии эталонная модель — это канавка или проволочка дефектометра (эталона чувствительности), а характеристический размер — их глубина или толщина соответственно.

Реальная чувствительность характеризует наименьшие размеры реального дефекта, обнаруживаемого в контролируемом сварном соединении.

Условная чувствительность характеризует наименьшие размеры уверенно обнаруживаемой условной модели дефекта, выполненной в эталонном образце. Условную чувствительность определяют только при ультразвуковом контроле из-за ряда особенностей данного метода. Для обеспечения требуемой чувствительности необходимо, чтобы сварное соединение было спроектировано пригодным для контроля, т.е. необходимо обеспечить доступность для контроля, качество поверхности, учет влияния структуры металла и т.п.

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Поделись с друзьми

Отправить в FacebookОтправить в Google BookmarksОтправить в TwitterОтправить в BobrdobrОтправить в LivejournalОтправить в MoymirОтправить в OdnoklassnikiОтправить в Vkcom