Контроль сварных соединений

Применение современных методов сварки не исключает образования в швах различного рода дефектов, снижающих механическую прочность сварных конструкций. Дефекты сварных швов разделяются на наружные и внутренние. Наружные дефекты: неравномерный зазор между кромками изделия, наружные трещины, юдрезы, непровары, наличие шлака на поверхности и т. д.—легко пределяются внешним осмотром.

Внутренними дефектами являются: включение шлака и окислов, непровар кромок шва, внутренние трещины, газовые поры и т. д

Проверка качества металла шва и сварных соединений осуществляется как с их разрушением, так и без разрушения.

Испытание на статическое растяжение до разрушения образца вырезанного целиком из наплавленного металла (рис. 243, а) дает возможность определить предел текучести, предел прочности относительное удлинение и поперечное сужение металла шва.

Предел прочности сварного соединения (рис. 243, б) определятся испытанием на растяжение.

Испытанием на ударный изгиб специальных образцов с надрезом (рис. 243, в) устанавливаются ударная вязкость наплавленного металла или зоны термического влияния.Испытание на статический изгиб сварного соединения (рис. 243, г) дает представление о вязкости металла. Определение твердости шва и сварного соединения дает ориентировочную оценку механических свойств металла.

Рис. 243. Типы образцов для испытания: а — на растяжение металла шва; б — сварного соединения; в — на ударную вязкость и г — на статический изгиб.

Гидравлические и пневматические испытания сварной продукции применяются для всех изделий, работающих под давлением (емкости, баки, сосуды, трубопроводы, цистерны и т. д.). Сущность испытания состоит в следующем: в сосудах, наполненных водой, при помощи гидравлического пресса создается давление, превышающее рабочее в 1,25 ÷ 1,5 раза. После 5-минутной выдержки под этим давлением последнее снижают до рабочего и затем обстукивают изделие молотком для выявления сквозных волосных и других трещин. После гидравлического испытания производится пневматическое испытание, где давление обычно равно рабочему для данного сосуда.

Этому испытанию подвергаются сосуды, работающие без избыточного давления. Испытание состоит в том, что с одной стороны шов смазывается мелом, а с другой — промазывается кисточкой керосином. При наличии сквозных дефектов в шве на покрытой мелом поверхности образуются пятна, свидетельствующие о неплотности соединения.

Металлографические исследования сварных соединений заключаются в анализе макро- и микроструктуры металла. Макроструктурным анализом устанавливается характер первичной кристаллизации, глубина провара, наличие пор, шлаковых включений, трещин, ликвации и неоднородностей структуры. Микроструктурным анализом по структурному составу определяется примерное содержание углерода в наплавленном металле (при сварке сталей), наличие включений нитридов и окислов, выделение карбидов в специальных сталях, а также микротрещин, непроваров и пр.

К физическим методам контроля сварных соединений относятся: просвечивание рентгеновскими и гамма-лучами, магнитографический контроль и ультразвуковая дефектоскопия.

Гамма-лучи излучаются радиоактивными веществами — радиоактивным кобальтом, иридием, цезием и другими и представляют собой электромагнитные колебания с длиной волны 10 -11 см.

На рис. 244, б показала схема просвечивания гамма-лучами. В этом случае техника просвечивания проще, чем при рентгеновском просвечивании. Гамма-лучами выявляются те же дефекты, что и при рентгеновском контроле размерами 2 — 5% толщины металла. Максимальная толщина просвечиваемого металла 600 мм.

Сущность этого метода состоит в использовании магнитного рассеивания в местах дефектов, образующегося в процессе намагничивания сварного изделия.

Ультразвуковой метод контроля сварных швов состоит в том, что ультразвуковые колебания, возбуждаемые в кварцевых пластинках (частота колебаний более 20 000 гц), пропускаются через металл и отражаются от трещин, непроваров, шлаковых включений и других дефектов Специальные приборы улавливают отраженные колебания и преобразуют их в световые сигналы на экране дефектоскопа. В местах дефектов появляется пик сигнала. Ультразвуковым контролем устанавливается наличие в сварных соединениях непроваров, шлаковых включений и других дефектов в металле толщиной до 5 м. На рис. 244, в показана схема контроля швов ультразвуком.