СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ И ЗАВОДСКОЙ КОНТРОЛЬ

Контроль качества сварки имеет важное значение. Обеспечить равномерное высокое качество сварных изделий возможно лишь при надлежащей организации контроля качества во всех стадиях производства.

Контроль исходных материалов производится при помощи хими­ческого анализа, металлографических исследований, механических испытаний, пробы на свариваемость, сварки пробных образцов и т. д. Контролю подлежат основной металл, присадочный металл, проволока, прутки, электроды, обмазки, флюсы. Контролируются также газы, ацетилен и кислород, для газовой сварки.

Основной металл должен удовлетворять требованиям соответ­ствующих стандартов и технических условий. Для сварки стали су­щественное значение имеет химический состав основного металла, в особенности же содержание углерода, затем серы и фосфора. Часто достаточно изменения содержания углерода на несколько со­тых долей процента, чтобы заметно изменились сварочные свойства металла, появилась склонность к образованию трещин, закалке и т. д. В отношении серы важно не только среднее содержание, но и равномерность её распределения по объёму металла. Сера, рав­номерно распределённая по сечению металла, менее опасна, чем местные её скопления, образующиеся вследствие ликвации. Нередко наблюдается, что при общем допустимом содержании серы порядка 0,04—0,05% наблюдаются её скопления в отдельных прослойках с повышением содержания в них до 0,12—0,15%. Такие местные скоп­ления серы опасны и могут служить причиной образования трещин при сварке. Поэтому не всегда достаточно знать общее содержание серы в металле, часто необходимо выяснить и равномерность её распределения, лучше всего об этом можно судить, получив отпе­чаток шлифа металла по способу Баумана, на котором места с по­вышенным содержанием серы получают тёмную окраску. На фиг. 194 показан отпечаток по Бауману металла с неравномерным распределении серы. Такой металл может оказаться мало при­годным для сварки даже при общем содержании серы в нём, не превышающем допустимых норм.

Существенную роль для последующей сварки может сыграть процесс изготовления металла. Например, мартеновская сталь для сварки лучше бессемеровской. Успокоенная мартеновская сталь луч­ше кипящей, так как последняя обладает повышенной склонностью к образованию пор и трещин. В сталях, чувствительных к термо­обработке, часто существенное значение имеет структура и пред­шествующая термическая обработка металла; нередко результаты сварки могут быть улучшены надлежащей термической обработ­кой основного металла, нормализацией, высоким отпуском, отжигом и т. д.

Пригодность специаль­ных сталей к сварке часто требует проверки их по­средством одной из проб на свариваемость. Элек­троды и присадочная проволока должны иметь соответствующие сертификаты. В сомнительных случаях должна быть проведена пробная сварка с наблюдением за процессом и последующим все­сторонним испытанием образцов.

Ацетилен в сомнительных случаях проверяется на содержание серы и фосфора, кислород — на суммарное содержание примесей.

Контроль подготовки под сварку заключается в проверке пра­вильности сборки, подготовки под сварку, правильности поста­новки прихваток, состояния поверхности кромок. Проверяются размеры заготовок и достаточная чистота поверхности кромок под сварку.

Контроль в процессе производства сварочных работ заключается в проверке квалификации сварщиков, исправности - оборудования, наличия исправных контрольно-измерительных приборов, строгого соблюдения установленного технологического процесса. Особенно важна проверка квалификации сварщиков для газовой и дуговой сварки, выполняемых вручную. Квалификация проверяется перио­дически на сварке соответствующих проб. К ответственным рабо­там, например, подлежащим приёмке инспекцией Котлонадзора, до­пускаются лишь сварщики, имеющие особое удостоверение (пас­порт) на право выполнения ответственных сварочных работ. Про­изводятся наблюдения за процессом сварки для проверки соответ­ствия режимов и приёмов сварки установленному технологическому процессу. Перечисленные стадии предварительного контроля имеют важное значение и необходимы для обеспечения высокого качества сварных изделий.

Весьма важными являются контроль и приёмка готовых свар­ных изделий. Контроль и приёмка готовых сварных изделий часто производятся в отдельном помещении или на отдельных рабочих местах специальным персоналом: требования к сварным изделиям определяются техническими условиями.

Внешний осмотр и обмер изделий и сварных швов. Достаточно опытный контролёр может выявить ряд дефектов внешним осмот­

ром сварных швов изделия. Этим способом на поверхности свар­ных швов выявляются трещины, подрезы, раковины, поры, незаде - ланные кратеры, неравномерное распределение наплавленного ме­талла, слишком неровная грубочешуйчатая его поверхность и т. д. Осмотр производится невооружённым глазом, места, сомнительные по трещинам, просматриваются в лупу. Осмотр шва производится по возможности сразу после сварки и, во вся­ком случае, до окраски изделия. Одновременно с осмотром обычно производится и обмер сече­ний швов шаблонами и калибрами, вроде пока­занных на фиг. 195. Так же производится об­мер сваренного изделия для проверки установ­ленных размеров, допусков и деформаций.

Испытание сварных швов на плотность. Не­плотность сварных швов может вызываться не - проварами, трещинами, газовыми и шлаковыми включениями и т. д. Проверка на плотность обычно производится после внешнего осмотра и устранения замеченных дефектов. Испытания на плотность могут производиться различными спо­собами, обусловленными техническими условия­ми на приёмку данного изделия.

Широко распространена керосиновая проба на плотность. Для лучшей видимости сварной шов окрашивается с одной стороны мелом, раз­ведённым в воде, а обратная сторона шва после высыхания мела обильно смачивается керосином.

При наличии неплотности в шве на окрашенной мелом поверхности керосин выступает в виде тёмных пятен. Наблюдать появление пятен и от­мечать дефектные места нужно немедленно после смачивания керосином, иначе керосин, просочившийся через сварной шов, быстро ра­стекается по меловой окраске и затрудняет уста - Фиг. 195. Шаблоны новление точного местоположения дефекта. ДЛЯ обмера ШВОВ.

В зависимости от толщины металла и формы

шва выдержка под керосином продолжается от 15 мин. до 3 час. Выявленные дефекты вырубаются и подвариваются.

Часто применяется испытание на плотность воздухом. Для про­верки плотности швов сварное изделие заполняется воздухом под давлением, установленным техническими условиями на данное изделие. Неплотности шва определяются по пузырькам, образую­щимся ’ на поверхности шва при смачивании её мыльной водой. Мелкие изделия могут погружаться в бак с водой так, чтобы свар­ные швы, подлежащие контролю, находились на глубине 2—5 см от поверхности воды; неплотности обнаруживаются по появлению воздушных пузырьков. Во избежание опасного взрыва испытание воздухом должно производиться при давлениях, совершенно безо­пасных для прочности изделий.

При подходящей форме сварных соединений, например нахле­станных, испытание воздухом может быть произведено при малом расходе воздуха и повышенных давлениях без опасности повреж­дения изделия повышенным давлением по способу, показанному на фиг. 196, а и б. Кромка изделия засверливается, и в полость зазора нахлёстки по шлангу / подаётся воздух под давлением. Места неплот­ности выявляются осмотром швов 2, смоченных мыльной водой. По

окончании испытания про­сверленное контрольное от­верстие заваривается. В этом случае можно производить испытание не воздухом, а накачивая по шлангу керо­син 3 под давлением, на­блюдая при этом за появ­лением керосиновых пятен на закрашенной поверхности швов.

Плотность швов можно Фиг. 196. Способ проверки плотности свар - проверять также посред - НЫХ ШВОВ. ством продувки их струёй

сжатого воздуха под давле­нием не менее четырёх атмосфер. Насадка шланга передвигается по поверхности шва, противоположная сторона которого смачивается мыльной водой; неплотности обнаруживаются по появлению пу­зырьков.

При испытании изделий воздухом под давлением необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности.

1) Испытания производить обязательно в изолированном поме­щении или на ограждённом участке.

2. Применять проверенные и достаточно точные манометры.

3. На магистрали, подающей воздух к изделию, обязательно устанавливать промежуточный бачок с предохранительными кла­панами, отрегулированными на испытательное давление.

С. Т. Назаров предложил оригинальный химический способ про­верки плотности сварных швов, находящийся сейчас в стадии про­изводственной проверки.

Газообразный аммиак NH3 подаётся в количестве около 1% объёма изделия, затем нагнетается воздух под давлением, предпи­санным условиями приёмки. На сварные швы предварительно на­кладывается бумажная лента, пропитанная раствором азотно­кислой ртути. Дефектные места определяются по почернению лен­ты. Лента с почернениями — химограмма —служит документом, характеризующим плотность сварного шва.

Гидравлическое испытание. Плотность может проверяться также и гидравлическим испытанием. Гидравлическое испытание обычно производится для испытания на прочность, попутно производится также и проверка плотности сварных швов. Гидравлическое испы­тание может производиться простым наливом жидкости (воды, ке-
росина и г. п.) или же созданием дополнительного гидроста­тического давления. Последнее создаётся заполнением изделия водой и нагнетанием её до давления, предписанного правилами приёмки данного изделия и проверяемого по контрольному мано­метру.

Вода должна заполнять весь объём изделия без воздушных меш­ков, опасных при возможном разрушении изделия в процессе испы­тания. Время выдержки изделий под давлением также определяется правилами приёмки. Осмотр швов для проверки плотности произво­дится при испытательном давлении с обстукиванием сварных швов молотком, вес которого и длина ручки устанавливаются правилами приёмки.

Засверловка сварных швов. Засверловка позволяет контролиро­вать сварные швы на изделии и служит ценным подспорьем к внешнему осмотру и другим ме­тодам испытаний. Засверлива - ние швов производится электри­ческими, пневматическими или ручными сверлильными машин­ками. Для сверления применя­ются спиральные свёрла или специальные конические фрезы диаметром от 6 до 25 мм с углом заточки 90°. Засверловку свар­ных швов следует вести с рас­чётом вскрытия всего сечения шва и захвата основного метал­ла по 1—2 мм на сторону. Вы­полнение засверловки показано на фиг. 197. Засверловка дол­жна иметь возможно гладкую Фиг- J 97. Засверловка сварного шва. поверхность. Для оценки шва

поверхность засверловки шлифуется и травится подходящим метал­лографическим реактивом для выявления макроструктуры, после чего осматривается в лупу, давая возможность обнаружить непро - вары, трещины, включения и т. д. По окончании контроля засвер­ловки завариваются; количество засверловок определяется усло­виями приёмки.