Работа 5 контроль качества сварных соединений и швов

1 Цель работы.

Освоить методику проверки качества сварных соединений и швов. Изучить основные виды дефектов сварных швов, возникающих при сварке изделий, научиться определять их и делать заключение о причинах их появления и способах предупреждения и устранения.

2 Задание

1 Изучить основные положения ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные».

2 Уяснить основные этапы комплекса мероприятий по контролю качества сварочных работ.

3 Изучить классификацию дефектов сварных швов.

5 Ознакомиться в лаборатории с различными методами и приборами контроля качества сварных соединений и швов.

6 Выполнить экспериментальную часть. Определить вид дефекта сварного шва, указать причины его вызвавшие, дать заключение о способах его устранения и предупреждения.

7 Составить отчёт.

3 Оборудование рабочего места

Набор эталонных дефектов сварных соединений и швов; образцы сварных соединений и швов, имеющих дефекты; ультразвуковой дефектоскоп с принадлежностями.

4 План выполнения работы

1. Предварительно до проведения лабораторной работы изучить теоретический материал (учебники, лекционные материалы, методические указания, интернет). Уяснить причины появления внутренних напряжений и деформаций, приводящие к появлению дефектов, пути их уменьшения и предупреждения.

2 Изучить этапы системы контроля качества сварных соединений и швов.

3 Изучить классификацию дефектов, их название, характерные особенности, причины появления и способы устранения.

4 Провести эксперимент. Исследовать качество сварного шва (по заданию преподавателя).

5 Дать заключение о качестве сварного соединения методом визуального контроля и с помощью дефектоскопа. Указать способы устранения выявленных дефектов.

5. Теоретические сведения

5.1. Причины нарушению качества сварочных соединений и швов.

Качество сварных соединений определяет надёжность и долговечность работы машин, оборудования, различных конструкций, рабочих органе изготовленных или восстановленных с использованием сварки.

При сварке металлов, особенно сварке плавлением, в процессе их нагрева и последующего охлаждения возникают значительные внутренне

напряжения, приводящие к остаточным напряжениям и деформациям.

К числу причин, вызывающих напряжения и деформации при сварке

относятся следующие: неравномерный нагрев; усадка наплавленного металла при переходе его в твёрдое состояние; структурные изменения наплавленного или основного металла в зоне термического влияния, сопровождающиеся изменением его объёма и др.

Напряжения, возникающие вследствие изменений структуры металла, характерны только для сталей, склонных к закалке, особенно легированных, т.к. образование мартенсита сопровождается увеличением объёма металла. Эти напряжения могут суммироваться в отдельных участках сварного соединения и приводить там к образованию трещин.

Структура зоны термического влияния и ее размеры зависит от способа сварки, химического состава и толщины свариваемого изделия. Схема строения сварного шва и зоны термического влияния малоуглеродистой стали приведении на рисунке 1.

Рисунок 1- структура зоны термического влияния при сварке:

Участок 1 называется сварным швов. Он образуется при кристаллизации основного и присадочного металла. Доля основного металла может колебаться от 30 до 70% и зависит от метода и технологии сварки. На границе между основным и наплавленным металлом расположена зона сплавления. На этом участке металлы срастаются, проникают друг в друга, что обеспечивает прочность сварного соединения. Ширина зоны сплавления составляет 0,1-0,4 мм.

Участок 2 называется зоной перегрева. Это зона нагревается до 1300-1350⁰С, происходи рост аустенитного зерна.

Участок 3 называется зоной перекристаллизации. Температура металла здесь понижается до 900-1100⁰С. В данной зоне происходит процесс нормализации, характеризующейся появлением мелкозернистой структуры.

Участь 4 называется зоной неполной перекристаллизации. Он нагревается до 720-900⁰С и происходит частичное изменение структуры.

Участок 5 называется зоной кристаллизацией (500-700⁰С). Здесь происходят процессы свойственные разупрочнению металла.

Участок 6 называется синеломкости. Он нагревается до 500⁰С и не претерпевает видимых структурных изменений. Однако здесь возможны появление мелкозернистых карбидов, снижающих пластичность металла.

При сварке стали склонных к закалке структура зоны термического влияния будет насколько иной, в этом случае за зоной сварного шва располагаются участки закалки, неполной закалки и отпуска.

При сварки изделий возникают внутренние напряжения, которые могут привести к деформациям и появлению трещин. Они возникают из –за неравномерного нагрева и охлаждения детали (тепловые напряжения), усадки наплавленного металла и структурных превращений (структурные напряжения).

Величина деформаций и напряжений зависит также от вида сварки, формы деталей, их размеров и зоны нагрева металла. Так при электродуговой сварке деталей простой формы напряжения и деформации менее выражены. Газовая сварка вызывает повышенные деформации вследствие наличия большей зоны термического влияния.

Кроме указанных технологических факторов, приводящих к возможному появлению дефектов при сварке, существуют и другие, связанные с неправильным подбором оборудования, электродов или присадочного материала, и выбором параметров режима сварки.

Важное значение для получения требуемого качества имеет предварительная подготовка изделий к сварке - подготовка кромок, выполнение разделки и очистки зоны сварного шва, величина нахлёста деталей и др.

И наконец, определяющим фактором качества сварных соединений и швов является квалификация сварщика и техника выполнения работы.