книги / Сварка в машиностроении. 4

Наибольшее применение нашли телескопические соединения при пайке теплообменников и трубопроводов. Некоторые виды телескопических соединений показаны на рис. 8.

Для обеспечения равномерного зазора в телескопических соединениях используют посадочные буртики с точной фиксацией трубы, развальцовку, муфты с малым коэффициентом расширения, по сравнению с коэффициентом рас­ ширения паяемой трубы.

При пайке резьбовых соединений возникает задача заполнения припоем зазоров, создаваемых при закручивании резьбы. Заполнение припоем неравно­ мерных зазоров в резьбовых соединениях — сложная технологическая задача. Обычные способы пайки резьбовых соединений приводят к получению непропаев и других дефектов.

Рис. 10. Примеры использования в несогласованных спаях промежуточных элементов, согласованных по КТР с керамикой (активная пайка через проме­ жуточный элемент — титан):

Рис. 11. Примеры использования гибких промежуточных элементов (переходов) в спаях керамики с металлом при значительной разнице КТР керамики и ме­ талла:

Рис. 12. Рекомендуемые степени утолщения металлической охватывающей де­ тали для компенсации изгибающего действия ее свободного конца:

Рис. 13. Схемы соединений с компенсирующим выступом:

а — соединение цилиндрических деталей; б — соединение цилиндра с фланцем; в коническое соединение; /к — длина компенсирующего выступа, равная 1,5—4 мм для

соединений диаметром до 100 мм

Для качественного заполнения резьбовых соединений припоем рекомен­ дуется применять способ принудительного заполнения резьбы припоем за счет

(керамики с металлом) необходимо учитывать различие физико-механических свойств соединяемых материалов и сравнительно низкую механическую проч­ ность керамики, особенно при действии растягивающих напряжений. Основные типы соединений керамики с металлом показаны на рис. 9.

Различают согласованные спаи керамики и металла, когда их коэффициенты линейного теплового расширения близки, и несогласованные спаи с заметно раз­ личающимися коэффициентами линейного теплового расширения (КТР).

Внутренние напряжения, возникающие в телескопическом соединении кера­ мики с металлом, в зависимости от коэффициента линейного теплового расшире­ ния, приведены в табл. 13.

Напряженное состояние, возникающее в плоском или торцовом спае, при­ водит к разрушению под действием напряжений в плоскости спая и напряжений, нормальных к ней.

Рис. 14. Схема торцового соединения с компенсатором (hK » 0,45 V ôR):

1 — керамика; 2 — металл; 3 ~ компенсатор из металла или керамики, согласованный по КТР с керамикой

Рис. 15. Варианты использования компенсаторов в торцовых спаях:

Для снижения опасных внутренних напряжений и получения надежных соединений рекомендуется: а) подбирать согласованные по коэффициенту линей­ ного теплового расширения материалы (согласованные спаи, рис. 10, а); б) исполь­ зовать для несогласованных спаев промежуточные конструктивные элементы, согласованные по коэффициенту линейного теплового расширения с керамикой (рис. 10, б); в) вводить гибкие промежуточные элементы, как показано на рис. 11; г) уменьшать толщину металлической детали в зоне пайки (обычно толщину вы­ бирают не более 0,5 мм); д) увеличивать толщину охватывающей металлической детали в зоне пайки для телескопического соединения (рис. 12, КТР металла > > КТР керамики); е) применять компенсирующий выступ со стороны, противо­ положной свободному концу металлической детали (рис. 13); ж) увеличивать длину нахлестки при плоских или торцовых соединениях; з) вводить компенсатор

Компенсатор может быть изготовлен из того же материала, что и противо­ положная деталь, или из другого материала, но с близким значением коэффи­ циента линейного теплового расширения. На рис. 15 показаны варианты кон­ струкции соединения с компенсатором.

Варианты спаев с компенсатором (рис. 15, в, г) позволяют шлифовать пло­ скость спая, обеспечивая точную укладку керамической деталипо плоскости соединения [9].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3.Губин А. И. Пайка нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов. М., Маши­ ностроение, 1964, 126 о.

4.Долгов Ю. С., Сидохин Ю. Ф. Вопросы формирования паяного шва. М., Маши­ ностроение, 1974. 134 с.

5.Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов Перевод с англ. М., Мир, 1969. 392 с.

Пайка сапфировых мембран с высокопрочными сплавами титана. — Сварочное произ­ водство, 1974, /Л 3, с. 35—36.

10.Николаев Г. А., Киселев А. И. Работа мягкой прослойки паяных соединений.-* Сварочное производство, 1969, № 12, с. 3—4.

11.Рыльников В. С., Губин А. И. Пайка титана серебряными припоями. « Сва­ рочное производство, 1970, № 1, с. 32—34.

16.Хряпин В. Е., Лакедемонский А. В. Справочник паяльщика М., Машин строение, 1974. 326 с.

17.Чуларис А. А., Будник H. М. Исследование контактного плавления в системе

медь—марганец. «Сварочное производство, 1970, № I, с. 9=11.

Г л а в а 13

СВАРОЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ И МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ФАКТОРЫ КАЧЕСТВА СВАРКИ

Качество продукции согласно ГОСТ 15467—79 есть совокупность свойств про­ дукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потреб­ ности в соответствии с ее назначением. Показатели качества сварных соединений определяют путем их контроля как совокупность ряда свойств, таких, как на­ дежность, степень работоспособности, прочность, структура металла шва и околошовной зоны, коррозионная стойкость, отсутствие дефектов, число и характер исправлений и т. п. (рис. 1).

Контроль качества продукции согласно упомянутому ГОСТу определяется как проверка соответствия показателей качества продукции установленным тре­ бованиям. Более общим термином управление качеством определено обеспечение необходимого уровня качества продукции. Управление качеством реализуют, как правило, с использованием математико-статистических методов (см. гл. 18). При этом необходим контроль факторов, от которых зависит качество продукции. Основные из них можно условно сгруппировать как технологические и конструк­ тивные (рис. 2).

Этапы организации контроля в сварочном производстве (рис. 3) должны включать последовательно все стадии:

1)контроль документации на стадии проекта — выбор конструкции соеди­ нений и технологии сборки—сварки; выбор основного металла, обоснование норм допустимых дефектов и плана контроля; выбор метода контроля и обеспечение дефектоскопииности конструкций и т. д.;

2)контроль конструктивно-технологических факторов — проверка подго­

товки производства, условий, качества и точности заготовки—сборки, подготовки и хранения исходных материалов, паспортизации и дисциплины сварщиков, режимов сварки, аппаратуры и т. п.;

3) контроль продукции — рациональное использование разрушающих и неразрушающих методов контроля. Наряду с контролем сварных соединений как

Рио, К Показатели качества сварных соединений

Рис. 2. Факторы качества сварных соединений

готовой продукции необходим пооперационный контроль отдельных швов — полуфабрикатов.

На всех стадиях технологии необходима проверка качества самих контроль­ ных операций: метрологическая проверка приборов, контроль соблюдения режи­ мов, чувствительности и достоверности дефектоскопии, дефектоскопических материалов, квалификации и состояния операторов и т. п.

Высокое качество соединений зависит в первую очередь от уровня и состоя­ ния технологического процесса производства. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и к оперативной корректировке технологии. Основное воздействие контроль должен оказывать именно на техно­ логию производства, обеспечивая за счет оперативной обратной связи предупре­ ждение дефектов и брака продукции.

t I

Оперативная обратная связь

Рис. 3. Этапы контроля качества

ДЕФЕКТЫ И УРОВЕНЬ ДЕФЕКТНОСТИ

Классификация. В соответствии с ГОСТ 15467—79 термин дефект определяют как каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией. Однако в практике контроля наряду с этим распро­ странено и более широкое понятие о дефектах, как несплошностях или поро­ ках — допустимых и недопустимых.

По стадии появления пороков в цепочке технологических операций разли­ чают дефекты подготовки (и сборки) изделий под сварку и сварочные дефекты. Дефекты подготовки и сборки часто приводят к появлению собственно сварочных дефектов, поэтому подготовку изделий к сварке необходимо особо тщательно контролировать.

Наиболее характерные дефекты подготовки и сборки: неправильный угол скоса кромок в швах при сварке плавлением с V-, U- и Х-образной разделкой; неравномерное притупление по длине кромок или непостоянство зазора между ними; несовпадение стыкуемых плоскостей; расслоения и загрязнения на кромках и т. п.

Причинами подобных дефектов могут быть неисправности станков для изго­ товления заготовок и приспособлений для сборки, недоброкачественность исход­ ных материалов, ошибки в чертежах, а также низкая квалификация или культура труда работников. Правильность подготовки и сборки контролируют внешним осмотром и измерением с помощью специальных шаблонов и инструментов.

Сварочные дефекты-несплошности различают по их типам и видам. Кроме несплошностей в сварных соединениях могут иметь место макро- и микроне­ однородности и другие несовершенства структуры.

Классификация по типам дефектов связана с их геометрическими признаками и массовостью (рис. 4). Вид дефектов обозначают, исходя из их природы. Тип дефекта может быть определен практически любым методом контроля (см. табл. 3, 4). Вид дефекта удается определить не всегда. Наиболее информативна в этом отношении радиография. Для соединений, выполненных сваркой плавле­ нием, согласно ГОСТ 23055—78 установлено шесть видов дефектов (табл. 1).

Рис. 4. Типы сварочных дефектов-иесплошностен

1. Классификация и запись дефектов при расшифровке радиограмм по ГОСТ 23055—78

чения

2. Обозначение и наименование дефектов

СНесплавление Шш УШТ« Ж

Дефекты, определяемые с помощью радиографического контроля, обозначают двумя буквами: первая — указывает вид дефекта, вторая — подробный род или характер дефекта (табл. 2). Подобные обозначения приняты также в документах стран СЭВ и Международного института сварки (МИС). В некоторых документах МИСа рекомендовано четырех цифровое обозначение дефектов. Однако пока цифровая индексация не общепринята. Она удобна для обработки информации на 0ЦВМ, но не дает наглядности при обычном анализе результатов контроля.