Контроль качества сварных соединений: методы проверки

Содержание:

• Что влияет на характеристики сварных соединений?
• Способы контроля прочности сварных швов
  • Неразрушающие
  • Разрушающие

Сварка – один из самых распространенных способов изготовления неразъемных соединений в металлоизделиях и крупных конструкциях. При этом сварной шов зачастую переносит основную нагрузку, воспринимаемую деталью машины или строительной металлоконструкцией, отчего и контроль качества сварочных соединений имеет первостепенное значение в обеспечении надежности и безопасности эксплуатации готового изделия.

Что влияет на характеристики сварных соединений?

• Материалы. Характеристики шва во многом зависят от свойств материалов, используемых для сварки. Металл должен быть чистым, не содержать включений и посторонних примесей. Также важно правильно подобрать тип вспомогательного материала (электрод, присадочную проволоку и т.п.) для конкретного вида сварки и типа металла.
• Подготовка кромок также имеет большое значение. Они должны быть ровными, без заусенцев и окалины. Кроме того, важно правильно подобрать ширину и форму кромок в зависимости от типа сварки.
• Технология сварочных работ. Правильно выбранный режим сварки обеспечивает качественную кристаллизацию шва и снижает вероятность образования дефектов. Также важно соблюдать технологическую дисциплину и выполнять все необходимые операции в соответствии с техдокументацией.
• Квалификация сварщика является одним из важнейших факторов, влияющих на характеристики сварочных швов. Сварщик должен обладать необходимыми знаниями и навыками для выполнения сварочных работ в соответствии с требованиями технологии.

Кроме того, на прочность швов могут оказывать влияние следующие факторы.

• Местоположение шва (сварка в труднодоступных местах).
• Температура окружающей среды. Сварочные работы в холодных условиях могут привести к образованию трещин.
• Вибрация может также привести к появлению дефектов.

Приведем несколько примеров нарушения технологии сварки, которые влекут за собой серьезные потери в прочности и несоответствие требуемым технико-эксплуатационных характеристикам готового изделия или металлоконструкции.

• Использование загрязненного металла может привести к образованию пор и трещин в шве.
• Неправильная подготовка кромок приводит к появлению непроваров и подрезов.
• Несоблюдение режима сварки также влечет за собой появление непроваров, трещин, наплывов и т.п.
• Неопытность сварщика может привести к образованию всех перечисленных дефектов.

Экспертная оценка сварки является важной процедурой, которая позволяет выявить проблемы и принять меры по их устранению. Для этого используют различные стандартизированные методы.

Способы контроля прочности сварных швов

Контроль качества сварки регламентирован ГОСТом 15467-79. В стандарте описано несколько способов проведения экспертизы, включая разрушающий и неразрушающий способы, каждый из которых имеет несколько вариантов определения дефектов в сварочных швах.

Неразрушающие

Неразрушающие способы позволяют выявить дефекты без разрушения сварных соединений. Они широко используются в различных отраслях промышленности, включая машиностроение, строительство, энергетику и другие.

Неразрушающие методы экспертизы сварных соединений разделяют на две основные группы:

• поверхностный контроль позволяет выявить дефекты на поверхности, такие как шлак, пористость сварного соединения, растрескивание, подрезы и т.д.;
• объемный контроль дает возможность обнаружить дефектные участки, расположенные внутри шва, такие как непровары, растрескивание, расслоение и т.д.

К наиболее распространенным относят следующие методы контроля поверхности.

• Визуальный осмотр сварного соединения является самым простым и доступным методом. Он позволяет выявить видимые дефекты, такие как зашлакованность, пористость, растрескивание, подрезы и т.д.
• Механический контроль дает возможность обнаружить проблемы, которые приводят к нарушению геометрических параметров сварочного шва. К ним относятся непровары, подрезы, наплывы и т.д.
• Индикация проникающими веществами. Такой метод основан на том, что дефекты пропускают проникающие вещества, которые затем выявляются с помощью индикаторных средств.

К наиболее распространенным технологиям объемного контроля относят следующие способы.

• Ультразвуковой способ основан на отражении УЗ-волн от границ дефектов в сварных соединениях.
• Радиографический контроль основан на использовании рентгеновских или γ-лучей, которые проникают сквозь металл и дают изображение дефектов на специальной пленке или экране.
• Магнитопорошковый контроль. Суть метода в образовании дефектными участками в магнитном поле концентраторов, которые выявляются порошком, нанесенным на поверхность сварочного шва.

Разрушающие

Разрушающие способы требуют деструкции сварного соединения для получения информации о его качестве. К разрушающим методам контроля качества относятся следующие способы.

• Механические испытания позволяют оценить такие свойства соединения, как прочность на растяжение и на сжатие, ударная вязкость и т.д. Для проведения механических испытаний сварные соединения вырезаются из изделия и подвергаются различным воздействиям.
• Металлографические испытания дают возможность изучить строение соединения на микроскопическом уровне. Для проведения металлографических испытаний сварные соединения разрезают на тонкие пластины, которые затем полируются и травятся. Полученные микрошлифы изучаются под микроскопом.
• Химический анализ позволяет определить химсостав сварочного соединения.

Разрушающие методы обладают высокой точностью, но они являются деструктивными, то есть приводят к разрушению сварного соединения. Поэтому разрушающие методы применяются в тех случаях, когда другие способы не могут обеспечить необходимую точность.