Контроль качества сварных соединений / Романов 1 (ВИК)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет Машиностроительный

Направление Технологические машины и оборудование

Кафедра Оборудование и технология сварочного производства

Отчёт по лабораторной работе №1

Визуально измерительный контроль

Выполнил: студент гр. 4611

Романов Н.А.

Дата « »__________ 2005 г.

Подпись __________

Проверил:

Филишов Н.Я.

Дата « »__________ 2005 г.

Подпись __________

Томск 2005

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Получить навыки проведения визуально-измерительного контроля дефектов сварных швов.

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

1. Лупа №1с 2^х и 6-ти кратным увеличением.

2. Линейка метрическая №24, длина - 150 мм, цена деления - 1 мм (дата проверки 12.07.05).

3. Штангенциркуль ШЦ-2 № 23, цена деления - 0,1 мм (дата проверки 12.07.05).

4. Универсальный шаблон сварщика УШС-3 №4 (дата проверки 12.07.05).

1. Сварные образца труб и пластин различного диаметра и толщины с характерными дефектами.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Дефекты сварки плавлением

1. Дефекты заготовок и сборки изделий под сварку:

• загрязнения на кромках, рванины и зарезы кромок, наличие ржавчины;

• несоответствие разделки свариваемых элементов и сборки технологической карте (неправильный угол скоса кромок, непостоянство притупления, неравномерность зазора, несовпадение стыкуемых плоскостей кромок).

2. Дефекты формы и отклонения в размерах сварных швов:

• не соответствие размеров шва ГОСТ 16037-80;

• неравномерная ширина и высота усиления шва, бугры и седловины;

• грубая чешуйчатость и западения между валиками;

• подрезы облицовки и корня шва;

• непровар корня шва.

На качество сварных швов влияет ширина шва b , высота усиления q. Величина их указывается в технологической карте или ГОСТ 16037-80.

3. Наружные макроскопические дефекты.

К наружным дефектам относятся:

• дефекты форы шва,

• прожоги,

• кратеры,

• наплывы,

• подрезы,

• непровары по кромке (не заполнение шва),

• трещины и поры, выходящие на поверхность металла.

В основном наружные дефекты можно обнаружить при внешнем осмотре.

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ФОРМЫ ШВА — при ручной дуговой сварке появляется вследствие неустойчивого режима сварки, неточного направления электрода относительно разделки, неравномерности зазора и угла скоса кромок, а так же в местах расположения прихваток. Этот дефект обычно возникает в результате недостаточной квалификации сварщика.

ПОДРЕЗЫ — дефекты сварного соединения, представляющие собой местные уменьшения толщины основного металла в виде канавок, располагающихся вдоль границ сварного шва. Подрезы относятся к наиболее часто встречающимся наружным дефектам. Они возникают в результате

большого сварочного тока, длинной дуги и в случае неточного ведения электрода. так как при этом возрастает ширина шва, и сильнее оплавляются кромки. В угловых швах одна из кромок проплавляется более глубоко, металл стекает на горизонтально расположенную деталь и его не хватает для заполнения канавки.

В стыковых швах подрезы образуются реже. Обычно при повышенном напряжении дуги и большой скорости сварки образуются двусторонние подрезы.

Односторонние подрезы могут быть вызваны смещением электрода с оси стыка и неправильным ведением электрода, особенно при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости.

Подрезы уменьшают рабочее сечение (толщину металла шва),вызывают концентрацию напряжений и могут стать причиной разрушения швов из-за появления трещин у края подреза.

Подрезы выявляют внешним осмотром и если их глубина и протяженность превышают допустимые, то дефектный участок заваривают и зачищают.

НАПЛЫВЫ — дефекты сварного соединения, когда металл шва натекает на основной металл, но с ним не сплавляется. Чаще всего образуются при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Причинами возникновения наплывов являются: большая величина сварочного тока, длинная дуга, наличия на свариваемых кромках толстого слоя окалины, излишнего количества присадочного металла, не умещающегося в разделке или зазоре. При сварке с принудительным формированием наплывы возникают при неплотном поджатии ползунов. В кольцевых поворотных стыковых швах появление наплывов вызывается неправильным расположением электрода относительно зенита. Наплывы могут иметь небольшую длину или быть протяженными.

ПРОЖОГИ — это проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Причиной возникновения прожога может служить большая сила сварочного тока, увеличение зазора между кромками, недостаточное притупление кромок, малая толщина подкладной полосы или ее неплотное прилегание. Наиболее часто прожоги появляются при сварке тонкого металла и выполнения первого прохода многослойного шва. При сварке поворотных кольцевых швов появлению прожогов способствует смещение электрода от зенита в сторону вращения изделия, что вызывает стекание жидкого металла из-под конца электрода и более активное прожигающее воздействие дуги. Дефектные места должны быть удалены и заварены заново.

КРАТЕРЫ — дефекты сварных швов в виде углублений, остающихся в местах обрыва дуги. Усадочные рыхлоты в кратерах часто служат очагом образования трещин. Поэтому дефектные места должны быть зачищены и заварены. В случае механизированных видов сварки применяют выводные планки, на которых заканчивают швы. Затем планки с концами швов и имеющимися кратерами удаляют. В электрических схемах автоматов предусматривают такие элементы, которые обеспечивают возможность автоматической заварки кратера.

СВИЩИ — дефекты в виде полостей в сварных швах, выходящие на их поверхность. Свищи, как правило, развиваются из канальных пор.

ТРЕЩИНЫ. Наиболее опасными недопустимыми дефектами в сварных швах являются трещины, представляющие собой межкристаллические разрушения, образующие полости с очень малым начальным раскрытием. Под действием остаточных и рабочих напряжений трещины могут распространяться с высокими скоростями. Поэтому вызванные ими хрупкие разрушения происходят почти мгновенно и очень опасны.

В зависимости от температуры, при которой происходит их возникновение, различают горячие и холодные трещины. Эти дефекты являются недопустимыми в сварных соединениях. Основными причинами образования трещин могут быть неправильно выбранная технология или плохая техника сварки.

Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100 - 1300°С. Их образование вызывается наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действия в нем растягивающих усадочных напряжений. Они бывают продольными и поперечными по отношению к оси шва.

Химический состав металла шва играет важную роль в образовании кристаллизационных трещин. Элементы, входящие в состав металла шва, по разному влияют на его стойкость против кристаллизационных трещин.

Вредными примесями является сера и фосфор. Повышение содержания серы в металле шва резко снижает стойкость против кристаллизационных трещин. Сера переходит в металл шва из основного металла и сварочных материалов. Практически интерес представляет применение флюсов и электродных покрытий, при которых сера из сварочной ванны переходит в шлак.

Фосфор является причиной кристаллизационных трещин в сварных швах некоторых среднелегированных сталей. Вредное влияние фосфора усиливаем углерод. Фосфор попадает в металл шва из основного и сварочных материалов.

Холодные трещины возникают -при температурах 100-300°С в легированных сталях и при нормальных температурах - в углеродистых сталях сразу после остывания или через длительный промежуток времени. Холодные трещины выходят на поверхность шва и хорошо заметны.

ВИЗУАЛНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ

Конструктивные элементы сварного соединения С17 согласно ГОСТ 16037-80

В ходе проведения ВИК были выявлены 3 сечения на наиболее дефектных участках. В этих сечения проведены измерения усиления шва:

Сечение №1 — е=12 мм, g=2,1 мм;

Сечение №2 — е=11,5 мм, g=3,5 мм;

Сечение №3 — е=11,0 мм, g=1,6 мм.

Как видно, эти размеры сварного шва не удовлетворяют требованиям ГОСТ16037 – 80.

Кроме того в сварном шве были обнаружены следующие дефекты:

• западание валика глубиной 1мм;

• непровар в корне шва глубиной 1.5 мм и длиной 15 мм;

• незаполнение разделки глубиной 2 мм.

Вывод: В результате лабораторной работы был произведен визуально измерительный контроль стыкового сварного шва. В ходе контроля были выявлены многочисленные дефекты и, кроме того, несоответствие формы сварного шва стандартной. Это говорит о низкой квалификации сварщика, выполнявшего этот шов. Соединение не прошло контроль.