Лабораторная работа 2.

Свариваемость и контроль качества сварных соединений

2.1. Цель работы

1. Получить наглядное представление о свариваемости сталей, методах ее теоретического и экспериментального определения.

2. Ознакомиться с внутренними дефектами сварных швов и соединений.

3. Ознакомиться с методами контроля качества сварных соединений.

4. Приобрести практические навыки: а) определение качества сварного соединения внешним осмотром и обмером; б) определение непроницаемости сварных швов.

2. Основные теоретические положения.

Качество сварного соединения определяется соответствием его свойств (механических, физических и т.д.) предъявляемым к нему требованиям. Поэтому проблема обеспечения качества сварного соединения и конструкции в целом имеет две задачи:

1. Обеспечение требуемых свойств при выполнении сварного соединения в процессе сварки конструкции;

2. Контроль готового сварного соединения на его соответствие предъявляемым требованиям. Соответственно настоящая лабораторная работы состоит из двух разделов.

1. Свариваемость сталей

Свариваемость сталей – свойство металла или сочетаний металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия.

Различают физическую и технологическую свариваемость.

Физическая свариваемость – свойство металлов давать неразъемное соединение с химической связью; такой свариваемостью обладают практически все технические сплавы и чистые металлы.

Технологическая свариваемость – технологическая характеристика металла, определяющая его реакцию на воздействие сварки и способность при этом образовывать сварное соединение с заданными эксплуатационными свойствами.

Свариваемость металла зависит от его химических и физических свойств, кристаллической решетки, степени легирования, примесей и других факторов.

Основные показатели свариваемости:

- окисляемость металла при сварочном нагреве, зависящая от химсостава;

- чувствительность металла к тепловому воздействию сварки, которая характеризуется склонностью металла к росту зерна, структурными и фазовыми изменениями в шве и зоне термического влияния, изменением прочности и пластических свойств;

- сопротивляемостью образованию «горячих» и «холодных» трещин при сварке;

- чувствительностью к образованию пор;

- соответствием свойств сварного соединения заданным эксплуатационным требованиям; к ним относятся: прочность, пластичность, выносливость, ползучесть, вязкость, коррозийная стойкость и др.

Кроме перечисленных основных показателей свариваемости, имеются еще показатели, от которых зависит качество сварных соединений. К ним относятся: качество формирования сварного шва; величины собственных напряжений, деформации и коробление свариваемых металлов и изделий.

Таким образом, для обеспечения высокого качества сварного соединения в процессе его изготовления необходимы:

- технологичность конструкции;

- правильный выбор и высокое качество основного металла;

- правильный выбор способа и технологии сварки;

- высокое качество сборки под сварку;

- исправность сварочного оборудования и оснастки;

- соблюдение технологии и режима сварки и т.д.

В данной работе остановимся только на вопросе выбора основного металла для сварных конструкций с позиций свариваемости.

Рассмотрим этот вопрос для дуговой сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. При этом для сталей под свариваемостью будем понимать их способность подвергаться воздействию термического цикла сварки без образования «горячих» и «холодных» трещин при обеспечении требуемых механических свойств сварного соединения. Несваривающихся сталей нет, но для сварки некоторых требуется очень сложный и трудоемкий технологический процесс. По мере увеличения содержания в стали легирующих элементов (особенно углерода) и примесей свариваемость их ухудшается. Склонность сварных соединений к образованию трещин зависит также от жесткости конструкции, ее напряженно – деформированного состояния, пластических свойств основного металла и металла шва. С помощью различных технологических приемов: предварительный подогрев,

сопутствующий подогрев, отпуск и др. – можно предотвратить появление трещин. Ориентировочно свариваемость может быть определена по суммарному содержанию легирующих элементов, а более точно – экспериментально – по результатам различных технологических испытаний (проб), позволяющих определить показатели, характеризующие служебные свойства стали, в т.ч. стойкость против образования горячих и холодных трещин.