книги из ГПНТБ / Фельдман Л.С. Неразрушающий контроль качества клеесварных соединений

ками в каждом; металлографический анализ трех образ­ цов (9 шлифов) для определения глубины проплавления, диаметра ядра, глубины вмятины от электродов и механи­ ческие испытания (статический срез) не менее 10 образцов; подобранный режим записывают в журнал и за соблюде­ нием его в процессе сварки следит контролер;

4)контроль основных параметров режима (сварочный ток, электродное и ковочное давление, длительность им­ пульса) в процессе сварки;

5)внешний осмотр сварных соединений;

6)контроль качества герметизации сварных швов. Для этого один раз в сутки перед употреблением определяют вяз­ кость сварочного клея и один раз в неделю — сухой остаток. Для определения качества герметизирующего слоя перед термообработкой клея и после производится внешний осмотр деталей. Клей должен располагаться вдоль соединяе­

мых элементов сплошным слоем без пропусков, пузырей и трещин;

7) контроль качества готовых изделий. Для этого в про­ цессе сварки для каждой панели или узла свариваются не менее трех-пяти точечных образцов-свидетелей для рентгеновского и металлографического контроля и трех двухточечных образцов для определения прочностных ха­ рактеристик сварного соединения. Для оценки степени затекания клея и его прочностных характеристик в клее­ сварных соединениях для каждой панели или узла сварива­ ется пять двухточечных образцов. На каждом образце сварщик и контролер ставят личное клеймо.

Сварные точки изделий подвергают выборочному рент­ геновскому контролю не менее 10—20% от общего числа точек.

Перед анодным оксидированием и после панели под­ вергаются 100% внешнему осмотру с целью проверки ка­ чества герметизации сварных швов при анодировании, а также выявления выхода на поверхность литой струк­ туры ядра точек и поверхностного нарушения сплошности металла во вмятине от электрода.

Клеевые соединения подвергают ультразвуковому контролю. В зависимости от требований, предъявляемых к клеесварной конструкции, она проходит дополнительные специальные испытания, например, проверку на герме­ тичность, виброиспытания, механические испытания по определенным программам и т. п.

Рис. 76. Схема контроля качества клеесварных конструкций.

На каждую ответственную клеесварную панель имеется технологический паспорт. На рис. 76 приведена схема контроля качества клеесварных конструкций. Каждому этапу контроля присущи свои характерные особенности.

Некоторые особенности отдельных этапов контроля качества клеесварных соединений

Состояние поверхности свариваемых деталей оказывает значительное влияние на распределение тока и тепла в кон­ тактах электрод — деталь и деталь — деталь, а также на отвод тепла в электроды. Поэтому детали перед свар­ кой должны быть тщательно очищены от масла, окалины, окисной пленки, краски или загрязнений. Окалина, окисная пленка, краска и загрязнения могут оказаться неэлектро­ проводными для сварочных токов напряжением в несколько вольт, в контактах свариваемых деталей могут быть участки, не проводящие электрический ток наряду с токопроводящими. В этом случае нарушается нормальное распреде­ ление тока и тепла и возможно образование пережогов, выплесков.

Способ очистки поверхности зависит от рода свариваемых металлов, их состояния, размеров деталей и объема про­ изводства.

Для сталей применяют механизированную зачистку с помощью вращающихся кругов или щеток. После меха­ нической зачистки легких сплавов быстро происходит пов­ торное окисление зачищенных поверхностей. Наилучшие результаты получаются при травлении алюминиевых спла­ вов в растворе ортофосфорной кислоты.

Контроль состояния поверхностей деталей перед свар­ кой осуществляют по величине контактного сопротивления. Хорошо подготовленные поверхности имеют контактное сопротивление в несколько микроом. Для алюминиевых плакированных сплавов (Д16, В95 и др.) необходимо про­ верять также целостность плакирующего слоя.

Контактное сопротивление можно определять на изме­ рителях малых сопротивлений (ПКС-1, спаренный мост Томсона, прибор М-246) с точностью показаний до 15%. Измерять сопротивления можно непосредственно на сва­ рочной машине с отключенной первичной цепью при разомкнутом вторичном витке трансформатора или на

163

пневматическом прессе, обеспечивающем плавное приложе­ ние нагрузки.

При измерениях контактного сопротивления алюми­ ниевых сплавов усилие сжатия и радиус сферы рабочей поверхности электродов должны быть равны величинам, указанным в табл. 31.

Таблица 31

Для контроля контактного сопротивления крупногаба­ ритных деталей разработан специальный стенд СККС-1П, который состоит из пресса и микроомметра. Станина стенда выполнена в виде скобы с вылетом 1200 мм, установленной на тумбе. На конце верхней консоли скобы установлен пневматический механизм усилия, выполненный в виде диафрагменного двухкамерного цилиндра и рассчитанный на создание соответствующих усилий электродов. На общем

с микровыключателем, подключающим микроомметр только при наличии усилия во избежание аварийных перегрузок его.

Для контроля контактного сопротивления детали зажи­ маются между электродами пресса так же, как и при кон­ тактной сварке. Усилие устанавливается в зависимости от толщины деталей и марки материала. От микроомметра к электродам пресса подводится электрический ток опре­ деленной величины, и по шкале микроомметра определя­ ется полное контактное сопротивление деталей. К электро­ дам прикладывается усилие от 250 до 1500 кГ. На стенде можно контролировать панели шириной до 2400 мм со

164

стрелой прогиба до 350 мм и цилиндрические конструк­ ции диаметром от 350 до 1100 мм. Качество сборки конт­ ролируют до и после выполнения прихваток, при этом проверяют: величину зазоров между деталями; правиль­ ность разметки точек, количество и точность их постановки (по чертежу и карте технологического процесса); качество прихваточных точек; наличие на заготовках клейма с датой

динамометром ДПС-1,2. Без корректировки режима до­

При отклонении одного из параметров режима сварки сверх установленного допуска или нескольких параметров сварка прекращается и устраняются причины, вызываю­ щие нарушение стабильности параметров.

Технологические образцы, по которым подбирают и конт­ ролируют режим сварки, должны быть идентичны деталям изделия по толщине, марке материала и подготовке поверх­ ности. Если условия идентичности образцов технологи­ ческой пробы свариваемым деталям не могут быть по какимлибо причинам соблюдены, технологическую пробу выпол­ няют непосредственно на подготовленных к сварке деталях.

165

Расположение сварных точек относительно нахлестки, а также шаг должны быть такими же, как на свариваемых деталях.

Образцы технологической пробы обычно разрушаются в тисках с помощью зубила, специального воротка или пу­ тем скручивания. При разрушении сварных точек легко обнаруживать такие дефекты, как внутренние трещины раковины и выплески.

При испытании образцов технологической пробы раз­ рушение обычно происходит со сквозным вырывом листов. При разрушении образцов толщиной свыше 2 мм наблю­ дается несквозной вырыв точек. Если глубина лунки со­ ставляет не менее 30% толщины листа, то сварка считается удовлетворительной при нормальном размере диаметра вырыва.

Образцы технологической пробы изготовляют при опре­ делении новых режимов сварки, перед началом сварки но­ вой партии деталей, после перерывов в работе, смены элект­ родов и после каждого, даже самого незначительного, изме­ нения установленного режима сварки.

Механические испытания контрольных образцов про­ изводятся для определения разрушающих усилий сварных соединений на срез и отрыв. Контрольные образцы для механических испытаний должны быть идентичны свари­ ваемым деталям по состоянию поставки, марке металла, сочетанию свариваемых толщин и подготовке поверхности. При испытании сварных точек на срез необходимо избе­ гать их скручивания от эксцентричного приложения на­ грузки, вызванного неравномерным закреплением образца в зажимах разрывной машины. Это легко установить по на­ личию отпечатков от насечки зажимов только у одного края образцов. Чтобы линия действия нагрузки при срезе проходила через центр сварной точки, испытания необ­ ходимо проводить в зажимах со штырями, а в образцах просверливать отверстия на одной оси со сварными точ­ ками.

Размеры сварных точечных образцов для механических испытаний на срез и отрыв (рис. 77) приведены в табл. 33.

для различных материалов приведена в табл. 35, на отрыв — в табл. 36.

166

167

Обычно разброс результатов механических испытаний контрольных образцов не превышает ±20% от среднего значения. Больший разброс свидетельствует о плохой подготовке поверхности, неправильно выбранном режиме сварки или нестабильности работы оборудования.

Металлографические исследования сварных соединений производят с целью определения глубины проплавления,

168

диаметра ядра сварной точки, обнаружения пор и раковин, расположенных в центре литого ядра, трещин, отсутствия литой зоны или недостаточности ее размера.

С этой целью сварные образцы разрезают по центру точек в плоскости, перпендикулярной к листу. Разрезан-

\- 1 -

-ф-

— J о

Рис. 77. Образцы для механических испытаний точечных соединений:

а — н а срез: б — н а отрыв (креотообразный образец); о — на отрыв (П- образный образец).

ные образцы подвергаются шлифовке, полировке и трав­ лению. Составы наиболее распространенных травителей, применяемых для сварных соединений из алюминиевых и магниевых сплавов, приведены в табл. 37.

169

Для выявления макроструктуры в цеховых условиях шлифы обрабатывают напильником и зачищают шлифо­ вальными шкурками КЗ-7-12, а затем КЗ-7-5. После этого наносят раствор травителя, и после выявления литой зоны шва шлифы промывают водой. На микрошлифе должна быть четко видна граница между расплавленным металлом ядра точки и основным материалом.

Рис. 78. Схема определения размеров литой зоны сварной точки:

d— диаметр литого ядра; а,, а, — высота про­ плавления; с — глубина вмятины; б ь 5а _ тол­

щина деталей

Глубину проплавления и диаметр ядра сварной точки определяют с помощью микроскопа МПБ-2 (лупа к прессу Бринеля с увеличением 24) или через лупу 4—10-кратного увеличения с мерными делениями. Величина проплавления на шлифах — .отношение расстояния от стыка листов до

границы литой зоны к толщине листа: А = у • 100%

(рис. 78). Проплавление определяют отдельно для каждой детали, входящей в соединение:

Величина проплавления не должна выходить за пре­ делы 20—80%. Для получения стабильного качества свар­ ных соединений рекомендуется сварку выполнять на режи­ мах, обеспечивающих проплавление от 40 до 60%.

Диаметр ядра сварной. точки измеряют в плоскости стыка листов и его размеры не должны быть менее следую­ щих допустимых:

170