Глава XXXII

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Методы испытаний и контроля сварных соединений разнообразны, и тот или иной метод выбирают в зависимости от назначения и характера работы сварной конструкции.

Методы испытаний и контроля подразделяются на два вида: испытания с разрушением шва и испытания и контроль без разрушения. Испытания с разрушением представляют собой механические испытания специально изготовленных образцов сварных швов или образцов, вырезанных из самой конструкции, а также испытания отдельных узлов и готового изделия на выборку. Механические испытания сварных соединений существенно не отличаются от подобных испытаний, проводимых для металлов с целью определения предела текучести, предела прочности, относительного удли­нения, ударной вязкости и вибрационной прочности. Металлографические исследования сварных швов производятся на шлифах подобно тому, как это делается для исследования металлов.

Для контроля качества готовых сварных изделий применяют методы испытаний и контроля без разрушения: гидравлическими и пневматиче­скими испытаниями определяют плотность шва и частично прочность свар­ного изделия; керосиновой пробой определяют плотность шва; просвечи­ванием швов рентгеновскими и γ-лучами, магнитным и ультразвуковым контролем определяют внутренние дефекты в сварных швах.

В сварных изделиях, несущих большие нагрузки, где к качеству свар­ных соединений предъявляются самые высокие требования, например в кот­лах высокого давления и т. п., применяют рентгеновское и просвечивание, магнитный и ультразвуковой контроль.

Перед контролем сварных швов физическими методами в ответственных конструкциях, а также ив любых других конструкциях сварные швы про- ходят внешний осмотр.

Контроль внешним осмотром имеет целью выявить дефекты сварки, выходящие на поверхность и подлежащие исправлению путем повторной подварки.

Фиг. 293. Схема просвечивания сварного шва:

а - рентгеновскими лучами; б - γ-лучами.

Эти дефекты представляют собой поры трещины, непровары, прожоги, неравномерность формы по ширине и высоте шва. При осмотре пользуются лупой.

Из указанных физических методов контроля швов в производстве широко применяют рентгеновское и f-просвечивание, а также магнитный и ультра­звуковой контроль.

Контроль рентгеновскими и γ-лучами производят при помощи просве­чивания сварных швов на фотопленку по схемам, представленным на фиг. 293.

Фиг. 294. Рентгеновский снимок с дефектного сварного шва

Сущность просвечивания заключается в том, что рентгеновские или f-лучи, направленные на контролируемый шов, по-разному поглощаются при прохождении через дефектные и здоровые участки сварных швов.

Дефекты шва вроде трещин, непроваров, пор и шлаковых включений поглощают лучи меньше, чем плотные участки металла, и в участках с дефектами лучи интенсивнее проходят через шов и сильнее действуют на фотопленку. Таким образом, дефекты шва видны на снимках как почер­нения различной величины и формы соответственно характеру дефекта в шве. На фиг. 294 представлен позитив с рентгеновского снимка, имеющего непровар.

Браковку и приемку сварных швов по рентгеновскому снимку произ­водят по ОСТ 20019-38 по трехбалльной системе. Баллом 1 оценивают швы, в которых на снимках выявлены дефекты: трещины, непровары, газовые поры и шлаки. Швы, оцененные баллом 1, подлежат исправлению.

Баллом 2 оценивают и считают годными швы, имеющие небольшое количество пор и не имеющие трещин и непроваров.

Баллом 3 оценивают и считают безусловно годными швы без дефектов.

Магнитный метод контроля основан на явлении рассеяния магнитного потока над дефектами в виде трещин. Рассеяние потока над трещиной в шве увеличивает градиент магнитного поля, который втягивает магнитный порошок, посыпаемый на шов, и тем самым выявляет трещину.

Ультразвуковой контроль состоит в том, что электрические колебания, превращенные в механические, при помощи пьезоэлемента кварцевой пластинки подаются на испытуемой шов. Дефекты шва являются препят­ствием для колебаний ультразвуковой частоты; они рассеивают и отражают эти механические колебания, которые принимаются этим же или другим пьезоэлементом, превращаются в электрические, усиливаются и передаются на катодную трубку, где могут наблюдаться в виде импульсов той или иной величины. При помощи ультразвука можно выявлять в шве трещины, не­провары, поры и шлаки самых малых размеров, недоступных для выявления другими методами.

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ И СТАНКИ

Обработкой металлов резанием называют процесс снятия стружки с заго-ки режущими инструментами с целью получения необходимой формы, точности размеров и чистоты поверхности, заданных чертежом детали.

Обработка металлов резанием имеет в машиностроении большое значение, так как необходимая точность и чистота деталей машин, назначаемые кон­структорами, в подавляющем большинстве случаев обеспечиваются лишь обработкой на металлорежущих станках.

В некоторых случаях механической обработки применяют также об­катывание роликами, продавливание шариком, калибровку, накатывание, холодную правку и т. п.

В последние годы в практику машиностроения внедряются совершенно новые методы химико-механической, электрохимической, ультразвуковой и электроискровой обработки, созданные трудами советских ученых.

Отличительной особенностью обработки металлов резанием является то, что большинство ее методов применяется во всех машиностроительных производствах, причем степень совершенства этих методов зависит глав­ным образом от масштаба производства и общего технического уровня на данном заводе.

Научное обоснование явлений, происходящих при резании металлов, было выполнено в России в 1869 г. профессором Петербургского горного института И. А. Тиме. Опубликованное им в 1870 г. «Сопротивление метал­лов и дерева резанию», а затем в 1877 г. «Мемуар о строгании металлов» были переведены на французский и немецкий языки, и Тиме получил при­знание как основоположник науки о резании металлов.

И. А. Тиме впервые научно объяснил процесс образования стружки и разъяснил другие вопросы, которые не утратили своего значения и до настоящего времени.

В 1893 г. проф. К. А. Зворыкин (1861 —1928) теоретически определил положение плоскости скалывания, открытой И. А. Тиме. Он впервые при­менил гидравлический динамометр для определения усилия резания, впо­следствии широко вошедший в практику экспериментальных исследований во всех странах мира. Им же установлена зависимость для определения усилия резания.

Мировую известность получили работы по исследованию процесса образо­вания стружки, тепловых явлений процесса резания и образования нароста на резце на основе многочисленных и обширных опытов, выполненных Я. Г. Усачевым (1878—1941).

Особенно большое развитие обработка металлов резанием получила в советский период, когда были разработаны основные положения науки о режущих инструментах и станках; станкостроительной промышленностью освоено более 1500 типов металлорежущих станков.

Большое количество не машиностроительных производств и машинно-тракторных станций широко применяют обработку металлов резанием при ремонте машин и оборудования.

Современное направление обработки металлов резанием предусматри­вает максимальную концентрацию методов обработки и возможно полную их автоматизацию.

Первая автоматическая станочная линия, состоявшая из пяти станков, сконструирована и построена в 1935 г. на Сталинградском тракторном заводе изобретателем И. П. Иночкиным.

Эта линия явилась началом в создании современных автоматических линий. В настоящее время на машиностроительных предприятиях СССР име­ются уже десятки автоматических станочных линий. Кроме того, построены и введены в действие заводы-автоматы по изготовлению различных дета­лей. В машиностроении начат широкий переход от автоматизации отдель­ных операций обработки к автоматизации целых процессов (станки-ком­байны, автоматические линии) и целых цехов и заводов, что, несомненно, имеет большое будущее.

Многочисленные работы советских ученых, работников Института ма­шиноведения Академии наук СССР, МВТУ имени Баумана, ЭНИМС, Стан-кина и других научных и учебных институтов привели к большим прак­тическим достижениям в области обработки металлов резанием.

Тесное содружество новаторов социалистического производства и уче­ных в области развития обработки с большими скоростями и подачами и автоматизация работ привели к резкому повышению производительно­сти труда и улучшению качества продукции.

На смену устаревшей технике и в прошлом плохо организованному производству пришли новая, более совершенная техника и более четкая организация производства. В настоящее время многие отрасли промышлен­ности организованы по принципу поточно-массового производства, в котором введены новейшие методы обработки, передовая техника.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕРМИНЫ

Приводим основные технологические термины, без которых нельзя обойтись при дальней­шем изложении материала и которые студент должен знать при прохождении первой техноло­гической практики и при производственном обучении в учебных мастерских (завода) втуза.

Производственный процесс — совокупность действий, в результате которых исходный материал (или заготовки) превращаются в готовую заводскую продукцию.

Технологический процесс— часть производственного процесса, предназначенная для изменения формы, размеров и физических свойств или состояния изготовляемой детали (заго­товки).

Технологическая операция — часть технологического процесса, выполняемая над опре­деленной (заготовкой) деталью (или над совокупностью нескольких одновременно обрабаты­ваемых деталей) одним рабочим (или определенной группой рабочих) непрерывно и на одном рабочем месте.

Таким образом, операция характеризуется неизменностью объекта обработки (заготовки, детали) оборудования рабочего места и рабочих исполнителей.

Установка — часть операций, выполняемая при неизменном закреплении обрабатывае­мой заготовки или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок.

Позиция — каждое из различных положений детали (или инструмента) относительно станка при неизменном ее закреплении (изменение положения детали вследствие ее рабочего движения при этом в расчет не принимается).

Расположение обрабатываемой детали при перемене позиции зависит от устройств, свя­занных со станком (блока шпинделей автомата, поворотного стола многошпиндельного полу­автомата, револьверной головки на автомате и т. п.).

Переход — часть технологической операции (установки, позиции), выполняемая:

а) над одним участком (или определенной совокупности участков) поверхности;

б) одним инструментом (или набором нескольких одновременно работающих инструмен­ тов) при неизменном режиме обработки.

Проход — каждый из нескольких одинаковых непосредственно следующих друг за другом переходов.

Технологическая карта — основной производственный документ, заполняемый на каждую деталь (на одном или нескольких листах). В нем нумеруются операции, установки, позиции и переходы, причем нумерация переходов начинается с начала для каждой операции (но не для каждой установки и позиции). Наименование переходов является кратким перечислением работ, которые в него входят. Эти перечисления делают обычно в виде глагола повелительной формы: «Проточить 0 80 начерно», «Подрезать торец» и т. д. В этой карте записывают обору­дование, инструмент, приспособления, режимы обработки и время.

Операционная технологическая карта содержит те же сведения, что и технологическая, но в отличие от последней составляется не на деталь, а на отдельную операцию. Обычно операци­онные карты пишутся достаточно подробно и всегда снабжаются операционными эскизами (а иногда и переходными).

Операционные эскизы выполняются как рабочие чертежи, специально предназначен­ные для выполнения по ним определенной операции.

Метод обработки металлов резанием — обработка, вызывающая применение определенного режущего инструмента и металлорежущего станка. Например, точение, сверление, фрезеро­вание, шлифование являются различными методами обработки.

Способ обработки металлов резанием — разновидность одного и того же метода обработки, связанная с применением одноименного режущего инструмента, но вызывающая применение различных приемов и режимов обработки. Например, способы шлифования', в центрах, бесцен­тровое, внутреннее, плоское; способы фрезерования: горизонтальное, вертикальное, встреч­ное, попутное и т. п.