ДЕФЕКТЫ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СТЫКОВОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ

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. Дефекты стыковых соединений подразделяются на дефекты размеров и формы соединения, дефекты макро- и микроструктуры. Дефекты размеров и формы соединения, а также состояния поверхности деталей в местах их зажатия в электродных губках включают в себя отклонение размеров от номинальных значений, смешение и перекос (перелом) осей деталей и подгорание их поверхностей. Отклонение линейного размера соединения обусловливается неточной установкой деталей в электродных губках, отклонением припуска на осадку, неправильной установкой ограничителей хода плиты машины, люфтами в направляющих. Смешение и перекос осей деталей вызываются износом электродных губок, люфтами в направляющих подвижной плиты, неправильной формой торцов деталей, большой установочной длиной. После сварки труб возможно образование овальности из-за большой силы зажатия. На деталях в местах их зажатия в электродных губках может наблюдаться подгорание из-за износа и загрязнения губок, малой рабочей поверхности последних, малой силы зажатия деталей. Указанные дефекты выявляются внешним осмотром с применением мерительного инструмента. К дефектам макроструктуры относятся непровар, трещины, расслоения между волокнами в прокате, рыхлоты. Непровары, как правило, создаются толстыми оксидными пленками (> 200 мкм) и представляют собой дефекты монолитной структуры. Причинами непроваров являются повышенное окисление на стадии оплавления из-за малых значений V_опл и Δ _опл, а также недостаточные значения скорости осадки и припуска на осадку. Горячие трещины могут образовываться при общем перегреве металла на всех участках сварного соединения. Наличие легкоплавкой фазы по границам зерен в сочетании с растягивающими напряжениями, возникающими от упругих деформаций механизмов зажатия и осадки или от отхода подвижной плиты назад с зажатыми деталями, - это основные причины появления горячих трещин.

Расслоения образуются между волокнами проката при наличии между ними легкоплавких ликвационных прослоек в сочетании с повышенной деформацией осадки, вызывающей искривление волокон и образование между ними растягивающих напряжений. Рыхлоты и поры наиболее часто образуются в объемах закристаллизовавшегося металла, захлопнутого в глубоких кратерах при осадке и невыдавленного из стыка из-за недостаточной деформации. Контролируют качество контактной сварки чаще всего внешним осмотром, а также любыми методами неразрушающего контроля. 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 сварки. Контроль дефектов макроструктуры выполняется неразрушающими и разрушающими методами. Внешним осмотром можно выявить поверхностные трещины и места возможных непроваров, где отсутствует грат. Из неразрушающих методов используют рентгеновский и ультразвуковой контроль, а также магнитные методы контроля для магнитных материалов. Рентгеновский (радиационный) контроль выявляет грубые непровары, рыхлоты, трещины, поры. Плоские дефекты (трещины, расслоения и т.д.) обнаруживаются при условии, если их плоскость отклоняется от направления луча не более чем на 12°. Ультразвуковой контроль также позволяет определить трещины, раковины, непровары в виде оксидных пленок и несплошностей. К общим трудностям ультразвукового контроля относится появление помех от крупнозернистой структуры металла, а к частным при стыковой сварке - необходимость удаления грата и ввод колебаний в изделие с круглой формой поперечного сечения. Неразрушающие методы контроля дают возможность определить засоренность сварного соединения дефектами. Методы разрушающего контроля позволяют определить количественные характеристики показателей качества (прочность, пластичность, твердость) путем механических испытаний сварных образцов или выборочного испытания сварных соединений штатных изделий. При испытаниях образцов или изделий выявляются дефекты в местах разрушения. Определение механических свойств сварных соединений выполняют по ГОСТ 6996-86. По данному стандарту для соединения стыковой сварки предусмотрены следующие виды механических испытаний: ударный изгиб, измерение твердости, статическое растяжение сварного соединения для определения наиболее слабого участка, испытание только зоны стыка на статическое растяжение, испытание на статический изгиб. К дефектам микроструктуры относятся образование светлой полоски в стыке при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей, пережог металла, образование видманштеттовой структуры. Светлая полоска, образующаяся в центре стыка при сварке низкоуглеродистых сталей, является следствием выгорания углерода на стадии нагрева, что приводит к образованию в указанной зоне однородного феррита, имеющего низкую травимость. Светлая полоска снижает однородность механических свойств сварного соединения, но не относится к недопустимым дефектам. Длительная термическая обработка позволяет устранить неравномерное распределение углерода и светлую полоску. Пережогом металла является окисление границ зерен при нагреве, близком к температуре солидуса. Пережог снижает прочность соединения и относится к недопустимым и неустранимым дефектам. Перегрев металла в стыке доэвтектоидной стали при охлаждении образует видманштеттовую структуру, которая характеризуется тем, что избыток феррита выделяется в остывающей стали не в виде сетки по границам зерен аустенита, а внутри их параллельными пластинками. Данная структура имеет грубое строение, что снижает пластичность сварного соединения. Устраняется вицманштеттова структура нормализацией или отжигом. Допустимость или недопустимость данного дефекта структуры определяется уровнем требований к качеству сварного соединения.

 

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: