5 Определение методов и средств контроля свойств сварных соединений для проектного варианта техпроцесса изготовления изделия

При электронно-лучевой сварке крышки из материала ВТ20Л возможно появление следующих дефектов:

Склонность к образованию холодных трещин;
Порообразование;
неравномерность проплавления с образованием пилообразной формы нижней части границы литой зоны.

Титановый сплав ВТ20Л не склонен к образованию кристаллизационных (горячих) трещин в металле шва. Наиболее распространенными дефектами являются поры и холодные трещины. Поры в сварных соединениях чаще всего располагаются в виде цепочки по зоне сплавления. Они снижают статическую и динамическую прочность соединений. Образование пор может быть связано с попаданием водорода в шов вместе с адсорбированной влагой на кромках свариваемых изделий или из атмосферы при нарушении защиты. Для получения беспористых швов необходимо обеспечить требуемую чистоту основного металла, сварку выполнять на оптимальных режимах с соблюдением всех требований технологических процессов.

Холодные трещины возникают в результате повышенного содержания водорода в сварном соединении в сочетании с растягивающими напряжениями первого рода (остаточными сварочными и от внешней нагрузки). Трещины такого типа могут возникнуть сразу же после сварки, а также после вылеживания сварных изделий до нескольких лет (процесс замедленного разрушения).

Радикальными мерами борьбы с холодными трещинами являются:

а) снижение газов в основном металле: Н₂ <0,008%, О₂<0,1—0,12%; N<0,04%; б) соблюдение технологии сварки для предотвращения попадания паров воды и вредных газов в зону сварки; в) снятие остаточных сварочных напряжений; г) предотвращение возможности наводороживания сварных соединений при эксплуатации.

Отжиг сварных соединений псевдо а-сплавов титана приводит к повышению сопротивляемости развитию трещин. Нагрев сварных конструкций рекомендуется производить в электрических печах с защитной атмосферой при температуре 620-850°С. При возникновении а-слоя его необходимо убирать механическими способами. На Уфимском моторостроительном производственном предприятии отжиг производят в вакуумной печи СНВЭ-9/18.

Методы обнаружения дефектов:

-Визуально-измерительный контроль

-Капиллярная дефектоскопия

- Рентгеновский контроль

Крышка подвергается 100% ВИК, а также капиллярной дефектоскопии (цветной метод) в объеме 100% сварных швов с наружной и внутренней сторон. Внешним осмотром (с помощью лупы 4-х кратного увеличения) выявляются трещины, поры, подрезы и кратеры.

Капиллярная дефектоскопия (ГОСТ 18442-80) - метод дефектоскопии, основанный на проникновении определенных жидких веществ в поверхностные дефекты изделия под действием капиллярного давления, в результате чего повышается свето- и цветоконтрастность дефектного участка относительно неповрежденного.

ВИК - наиболее простой и широко распространенный способ контроля качества сварных швов. Он является первой контрольной операцией по приемке готового сварного узла или детали. Этим методом контроля подвергают все сварные швы, все доступные поверхности сварного шва и околошовной зоны на ширину не менее 20 мм.

Рентгеновскому контролю подвергают 100% сварных соединении 1-ой категории. Рентгеновский контроль наиболее распространенный метод контроля сварных соединений. Этот метод основан на способности рентгеновских проходить через сварные соединения, как через полупрозрачные тела, с регистрацией дефектов на радиографическую пленку. На предприятии УМПО рентгеноконтроль производят на установке Экстравольт 225.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВАРИАНТОВ

СВАРКИ

Параметры	Варианты
Параметры	Базовый	Проектный 1	Проектный 2
Материал	ВТ-20Л	ВТ-20Л	ВТ-20Л
Вид сварного соединения	Замковое – 6 мм, по ОСТ 26-260.453-92	Замковое – 6 мм, по ОСТ 26-260.453-92	Стыковое – 6 мм, По ГОСТ 14771-76-С2
Способ сварки	Электронно-лучевая сварка	Электронно-лучевая сварка	Аргоно-дуговая плавящимся электродом
Параметры режима сварки	ускор. напряж.U=60±5 кВ; сила тока накала I=13,5±1mА; режим тока: непрерывный; раб. расстояние 100±1 мм; V_св=45 м/ч; давл. в камере 5·10^-5... 1·10^-4мм.рт. ст; Толщина св. материала s=6мм;	ускор. напряж.U=60±5 кВ; сила тока накала I=13,5±1mА; режим тока: непрерывный; раб. расстояние 100±1 мм; V_св=45 м/ч; давл. в камере 5·10^-5... 1·10^-4мм.рт. ст; Толщина св. материала s=6мм;	Сварочный ток: 350…450 А Напряжение дуги: 22…28 В Скорость сварки: 25…40 м/ч Вылет электродной проволоки: 20…25 мм Расход газа: 20…30 л/мин
Оборудование и технологическое оснащение	Установка для ЭЛС EBOCAM K 30 G 150 KM, Вращатель ВСУ-3, планшайба	Установка для ЭЛС EBOCAM K 30 G 150 KM, Вращатель ВСУ-3, планшайба	Wega 501 FDW, горелка MT451W, колонна КСП-1, вращатель ВСУ-3
Вспомогательные материалы	-	-	Электрод: ВТ20-1св, 1,6 мм; Аргон высший сорт
Дополнительное оборудование	Прижимное устройство(ручное)	Прижимное устройство(механизированное)	Прижимное устройство (пневмоцилиндр)

Определение затрат средств по базовому и проектным вариантам и выбор экономичного проектного варианта

Основным критерием выбора варианта технологического процесса является его экономическая эффективность. По экономической эффективности технологический процесс сравнивается с такими вариантами технологического процесса, которые обеспечивают изготовление изделия одинакового качества в одни и те же сроки при сходных условиях труда и его безопасности. Для сокращения трудоемкости экономического сравнения вариантов технологических процессов сварки, была использована разработанная на кафедре ОиТСП УГАТУ специализированная программа «Экономика2.xls». Результаты её использования приведены в таблице 7.

По результатам использования программы «Экономика2.xls» выяснилось, что наиболее экономичным вариантом технологического процесса является вариант с применением механизированной оснастки.

Таблица 7. – Таблица сравнения экономических вариантов

Показатель

Базовый

Проектный 1

Проектный 2

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 96 7 8 9 > Следующая >>>