Контроль качества сварных соединений

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Т.В. Ольшанская

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2014

УДК 621.791 О-56

Рецензенты:

канд. техн. наук Л.Н. Битинская (ЗАО «Западно-Уральский аттестационный центр», г. Пермь);

канд. техн. наук С.А. Белова (Пермский национальный исследовательский

политехнический университет)

Ольшанская, Т.В.

О-56 Контроль качества сварных соединений : учеб. пособие / Т.В. Ольшанская. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2014. – 157 с.

ISBN 978-5-398-01220-0

Рассмотрены основные факторы качества сварки, типы и виды дефектов сварных соединений. Подробно описаны методы разрушающего контроля качества сварных конструкций: радиационные методы контроля, радиографический метод контроля, ультразвуковая дефектоскопия, капиллярные методы контроля, методы контроля герметичности или контроль течеисканием. Также рассмотрены методы неразрушающего контроля.

Предназначено для подготовки магистров в рамках магистерской программы «Лучевые технологии в сварке» по направлению подготовки 150700.68 «Машиностроение».

УДК 621.791

5

1. КАЧЕСТВО И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СВАРКИ

1.1. ФАКТОРЫ КАЧЕСТВА СВАРКИ

Качество продукции (согласно ГОСТ 15467) – это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Под контролем качества продукции понимают соответствие по-

казателей качества продукции установленным требованиям, которые могут быть зафиксированы в стандартах, чертежах, технических условиях, паспорте изделия и другой нормативно-технической документации (НТД).

Показатели качества сварных соединений определяются той или иной совокупностью следующих свойств:

–прочность ;

–надежность ;

–отсутствие дефектов;

–структура металла шва и околошовной зоны;

–коррозионная стойкость;

–число и характер исправлений и т.п.

Надежность – это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.

На качество сварных соединений оказывают влияние многие факторы. Основные из них можно разделить на две группы: технологиче-

ские и конструктивно-эксплуатационные.

Ктехнологическим факторам можно отнести сварочные материалы, оборудование, подготовку и сборку, процесс сварки, оператора (сварщика).

Кконструктивно-эксплуатационным факторам относят основной металл, конструкцию изделия, условия эксплуатации, методы и систему контроля, нормы по качеству.

Для того чтобы управлять качеством сварки, необходимо предусмотреть контрольвсехфакторов, от которых зависит качество продукции.

Взависимости от места выполнения контроля на том или ином этапе производства (на стадии технологического процесса) различают:

6

–входной (предварительный контроль);

–операционный (текущий контроль);

–приемочный (окончательный контроль готовой продукции). Входной контроль включает в себя контроль основных и сварочных

материалов, комплектующих изделий и готовых сварных узлов и деталей, поступающих с других предприятий или участков.

На этапе предварительного контроля проводится также проверка работоспособности сварочного оборудования и квалификации исполнителей работ.

Операционный контроль – это контроль технологического процесса сварки, выполняемый после завершения определенной операции (контроль подготовки под сварку, контроль сборки под сварку шва и т.д.), контроль непосредственно процесса сварки.

Приемочный контроль – это контроль готового сварного соединения послезавершения всех технологических операцийпоегоизготовлению.

Приемочный контроль включает в себя внешний осмотр изделия, определение его размеров, а также испытания. При приемочном контроле проверяется соответствие изготовленной продукции требованиям НТД.

По результатам такого контроля принимают решение о пригодности конструкции к эксплуатации. Приемочный контроль является наиболее ответственной заключительной операцией всего процесса изготовления сварного соединения.

Кроме этого в зависимости от объема проверки сварных швов контроль может быть:

а) сплошной; б) выборочный.

Сплошной контроль выполняют для ответственных сварных конструкций.

Выборочный – для контроля изделий крупносерийного и массового производства.

По месту проведения контроль может быть:

а) стационарным:

б) подвижным (скользящим).

Стационарный контроль производится на специально оборудованном контрольном пункте или в специальном помещении (например, рентгенконтроль выполняют в изолированных боксах).

Подвижный контроль производится непосредственно на рабочем месте (например, ультразвуковой контроль).

7

По цели контроль делится:

а) на приемочный; б) статистический.

Приемочный контроль имеет отбраковочный характер и проводится с целью отделения готовой продукции от брака.

Статистический контроль используется в крупносерийном и массовом производстве в системе управления качеством продукции. Статистический контроль является средством профилактического воздействия на ход технологического процесса с целью его корректировки и исключения появления брака.

По возможности использования проконтролированной продукции контроль может быть:

а) разрушающим; б) неразрушающим.

Разрушающий контроль применяют для получения контролируемых количественных показателей продукции. В некоторых случаях контроль проводят с частичным нарушением целостности материала изделия, т.е. путем испытаний без разрушения изделия.

Неразрушающий контроль не оказывает влияния на целостность продукции и косвенно характеризует ее качество.

По средствам контроля и получения информации контроль делится:

а) на визуальный; б) инструментальный.

Визуальному контролю подвергают 100 % изделий. Инструментальный контроль является более совершенным, так

как осуществляется с помощью разнообразных технических средств контроля.

1.2.ВХОДНОЙ КОНТРОЛЬ

1.2.1.Контроль основных материалов

1.Сначала основной материал проверяют на наличие сертификата, заводской маркировки и товарного знака изготовителя.

Всертификате указывается марка и химический состав, номер плавки, масса и номер партии, результаты всех испытаний, соответствующих стандарту наматериал, номер стандарта, типпрофиля иразмеры.

8

2.После контроля сертификата металл подвергают внешнему осмотру с цельювыявления поверхностныхдефектов, искажения формы идр.

В случае отсутствия дефектов металл сортируют по типоразмерам

имаркируют. Под типоразмером металла понимают металл конкретного типа (формы) и исполнения с определенными значениями контролируемых параметров, например лист определенной толщины. Маркировку металла выполняют ударным способом (клеймом), электрогравировкой

инанесением краской марки металла, например, вдоль продольной кромки листа. Материал хранится в закрытых помещениях в устойчивых штабелях или на стеллажах.

Основной материал принимают партиями, и, если он не соответствует требованиям технической документации, составляется акт-рекламация (претензия) предприятию – изготовителюматериала.

3.Проверенный металл подвергают пробной сварке, после которой проводят механические или технологические испытания, анализ химического состава и металлографический анализ сварного шва.

В основном металле могут быть дефекты, связанные с отливкой слитка и вызванные его последующей обработкой давлением.

Кдефектам слитка относят:

–горячие и холодные трещины;

–газовую пористость и усадочные раковины;

–неметаллические включения и оксидные пленки и др.

Дефекты литья при последующей обработке слитков давлением приводят к образованию расслоений, волосовин, раскрытию трещин при горячей деформации и др.

Под расслоениями понимают цепочку неметаллических частиц после прокатки.

Волосовины – мелкие трещины, образовавшиеся из газовых пузырей или неметаллических включений при обработке давлением.

При обработке давлением качественного металла могут образоваться дефекты, связанные только с технологией обработки металлов давлением. К таким дефектам относят:

–закаты ( складки);

–вмятины ;

–риски;

–ковочные трещины и др.

Под закатом понимают вдавленные в поверхность металла заусенцы, возвышения, бугорки.

9

Вмятины образуются на поверхности в виде местных углублений, вызываемых попаданием посторонних частиц на поверхность металла или валков.

Риски – дефекты в виде канавок на поверхности заготовок при прокатке.

Грубые дефекты выявляются визуально, а более мелкие – метода - ми дефектоскопии.

Невыявленные и неустраненные дефекты в основном металле могут привести к их раскрытию при сварке и появлению новых дефектов

всварном шве на их основе.

Всоответствии с общей квалификацией дефекты в основном металле являются металлургическими дефектами, так как они возникают при литье

иобработкедавлением, относящихсякметаллургическимпроцессам.

1.2.2. Контроль сварочных материалов

Качество сварных соединений в значительной степени зависит от сварочных материалов. В связи с этим, прежде чем использовать материалы для сварки, их необходимо подвергать входящему контролю.

Контроль сварочных материалов так же, как и основного материала, включает:

1)проверку наличия сертификата, в котором приводятся данные в соответствиистребованиямиГОСТов, техническихусловийипаспортов;

2)проверку сохранности упаковки и наличия на ней этикеток;

3)внешний осмотр;

4)пробную сварку с испытанием полученных сварных соединений (проверку технологических свойств сварочных материалов).

При несоблюдении этих условий партия сварочных материалов бракуется, а вопрос о ее использовании решается службой сварщика предприятия после полной проверки партии по всем показателям, установленным для данного вида сварочных материалов.

Ксварочным материалам относят электроды, присадочную прово-

локу, флюс и защитные газы.

1.2.2.1. Контроль электродов

Контроль электродов осуществляется в соответствии с ГОСТ

9466–75, ГОСТ 9467–75, ГОСТ 10052–75.

Электроды принимают партиями. Они упакованы в пачки, которые имеют этикетку с указанием марки, стандарта, завода-изготовителя.

10