Вопросы для самоконтроля

1. Какова область применения визуально-измерительного контроля?

2. Каким образом осуществляется магнитный контроль и возможно ли его применение для контроля клеевого соединения из пластмасс?

3. Дайте характеристику разновидностей радиационного контроля по области применения, используемым датчикам, технологическим особенностям проведения контроля и чувствительности.

4. Какие разновидности ультразвукового контроля применяются для выявления дефектов в сварных, паяных и клеевых соединениях?

5. Что такое "мертвая зона"?

6. Как связана чувствительность ультразвукового контроля с контролируемой толщиной материала изделия?

7. Изложите технологию капиллярных методов контроля.

8. В чем состоит сущность вихретокового контроля и какова область его применения?

9. Опишите разновидности контроля герметичности.

10.3. Разрушающие методы контроля качества

10.3.1. Механические испытания сварных соединений металлов,

выполненных сваркой плавлением

Контроль механических свойств различных участков сварного соединения или наплавленного металла (при наплавочных работах) осуществляется разрушающими методами контроля. Механические свойства различных участков сварного соединения и наплавленного металла по ГОСТ 6996 "Сварные соединения. Методы определения механических свойств" определяются при следующих видах испытаний: на статическое (кратковременное) растяжение, на ударный изгиб (на надрезанных образцах),на стойкость против механического старения, на статическое растяжение, на статический изгиб (загиб), на ударный разрыв и измерение твердости.

Образцы для испытаний отбираются из проб, вырезанных из контролируемой продукции или из специально сваренных для проведения испытаний контрольных соединений. Количество образцов для испытаний устанавливается нормативно-технической документацией.

При неудовлетворительных результатах испытания повторяются на удвоенном количестве образцов, а общие результаты определяются по показаниям, полученным при повторных испытаниях. Результаты повторных испытаний считаются окончательными.

При испытаниях на статическое (кратковременное) растяжениеопределяются следующие характеристики механических свойств: предел текучести физический_т(МПа) или предел текучести условный _0,2(МПа); временное сопротивление_в(МПа); относительное удлинение после разрыва (на пятикратных образцах ₅(%); относительное сужение после разрыва (%).

Проводятся испытания металла шва, металла различных участков зоны термического влияния и наплавленного металла при всех видах сварки плавлением.

Форма и основные размеры образцов, применяемых для испытаний, приведены на рис. 10.17 и в табл. 10.4.

Рис. 10.17. Образцы для испытаний на статическое растяжение

Таблица 10.4

Размеры образца, мм

Тип образца	d0	D	l0	L
I	3  0,1	6	15	30  1
II	6  0,1	12	30	61  1
III	10 0,1	16	50	86 1
IV	6 0,1	М12	30	86 1
V	10 0,1	М16	50	110 1

Место вырезки образца для испытания металла шва в различных типах сварных соединений показано на рис. 10.18.

Рис. 10.18. Место вырезки образца для испытания металла шва в нахлесточном (а), тавровом (б) и стыковом (толщиной от 5 до 15 мм) (в) сварных соединениях

Испытание на ударный изгиб(на надрезанных образцах). При испытаниях на ударный изгиб могут определяться ударная вязкость, работа удара, а также процентное соотношение хрупкой и вязких составляющих поверхности излома металла шва, наплавленного металла, зоны сплавления и различных участков околошовной зоны при толщине основного металла 2 мм и более.

Ударная вязкость металла определяется при испытаниях путем удара маятника копра по надрезанному образцу: KC = A_н / F_о, гдеKC– ударная вязкость (Дж/см²);А_н– работа разрушения, Дж;F_о– поперечное сечение образца в месте надреза (см²).

Различают ударную вязкость KCU,KCVи в специальных случаях –KCT, гдеU– U-образный надрез с радиусом 1 мм;V– V-образный надрез с радиусом 0,25 мм;T– трещина усталости, созданная в основании надреза.

Характерные размеры образцов для испытаний приведены на рис. 10.19.

Рис. 10.19. Образцы для испытаний на удар: а – толщина основного металла (или фиксированное значение, равное 5 или 10 мм)

В практике испытаний сварных соединений наиболее часто определяется значение KCU.

Разметку для нанесения надреза производят по макрошлифам. Пример расположения надреза при испытаниях сварного шва стыкового соединения приведен на рис. 10.20.

Испытание на стойкость против механического старения. Стойкость против механического старения характеризуется изменением ударной вязкости металла, подвергнутого старению по сравнению с ударной вязкостью его в исходном состоянии. Старение проводится по следующей методике: деформация растяжением заготовки из расчета получения (100,5) %остаточного удлинения и последующий равномерный нагрев в течение 1 ч при температуре 250^оС с последующим охлаждением на воздухе.

Рис. 10.20. Места расположения надреза при испытаниях металла шва стыкового соединения

Измерение твердости.Испытание проводится в поперечном сечении сварного соединения на макрошлифах на приборах Виккерса (в единицахHV), Роквелла (в единицахHRC,HRB,HRA) и Бринелля (в единицахHB). Схема замеров, например, для стыкового соединения представлена на рис. 10.21.

Рис. 10.21. Схема замера твердости в стыковом соединении (цифры обозначают места замеров)

В стыковых соединених толщиной менее 3 мм разрешается проводить замеры твердости по наружной поверхности образца с предварительно удаленным до уровня основного металла усилением шва.

Испытание на статическое растяжение. При испытании сварного соединения на статическое растяжение определяется прочность (временное сопротивление) наиболее слабого участка стыкового или нахлесточного соединения либо прочность металла шва в стыковом соединении.

Прочность наиболее слабого участка стыкового или нахлесточного соединения определяется на цилиндрических (см. рис. 10.17) или плоских образцах (рис. 10.22).

Рис. 10.22. Плоские образцы для определения прочности наиболее слабого участка стыкового соединения (а – толщина основного металла)

При испытании прочности металла шва в стыковом соединении используются плоские образцы (рис. 10.23).

Рис. 10.23. Образец для определения прочности металла шва в стыковом соединении (а – толщина основного металла)

Испытание на статический изгиб (загиб). На статический изгиб испытываются стыковые соединения. При испытании определяется способность данного соединения принимать заданный по размеру и форме изгиб. Эта способность характеризуется углом изгиба(рис. 10.24), при котором в растянутой зоне образца образуется первая трещина, развивающаяся в процессе испытания. Если трещина не образуется, то испытание в соответствии с требованиями, оговоренными в технической документации, продолжается до получения нормируемого угла изгиба, параллельности сторон или сплющивания образца. Если длина трещин, возникающих в процессе испытания в растянутой зоне образца, не превышает 20 % его ширины и составляет не более5мм, то это браковочным признаком не является.

Рис. 10.24. Образец после испытания сварного соединения на статический изгиб

Испытания стыковых соединений труб диаметром 60 мм и менее на изгиб при поперечном (или круговом) расположении шва проводятся на образцах (рис. 10.25), которые подвергают сплющиванию (рис. 10.26).

Рис. 10.25. Образец в виде отрезка трубы для испытаний на изгиб

Рис. 10.26. Схема испытаний на изгиб трубных образцов

В результате испытаний образцов (см. рис. 10.26) определяется величина b, при которой появляется трещина. Если трещина не образуется, то испытания проводят до соприкосновения сторон.

Испытание на ударный разрыв. На сопротивление ударному разрыву производится испытание стыковых соединений листов толщиной до 2 мм на маятниковых копрах, оборудованных приспособлением для закрепления плоских образцов. Удельная ударная работа (Дж/см³) определяется по формуле , гдеA_y– работа удара, затраченная на разрыв образца (Дж);V – объем расчетной части образца, равный произведению толщины основного металлаа(рис. 10.27) на расчетную длину и ширину образца (см³).

Рис. 10.27. Форма образцов для испытания на ударный разрыв (а – толщина основного металла)