Проведение контроля качества сварочных материалов: нормы, ГОСТы, стандарты и требования

Главная / Расходные материалы

Назад

Время на чтение: 4 мин

0

1263

Изготовление, монтаж различных металлических конструкций не обходится без использования электрической дуговой сварки. Процесс утверждается некоторыми ГОСТами и СНиПами, в зависимости от характера производителя работ.

Входной контроль или выверка качества сварочных материалов обусловливается их обычным осмотром, верификацией фактических сертификатов на только что приобретенную партию.

Таковыми являются электроды, ленты, порошковая и сплошная проволока, пруты, флюсы, защитные регулируемые газы.

Первые используются для подвода высокочастотного тока к рабочей детали, сварочная же проволока, является присадочным материалом, который заполняет область между заготовками. Состав последней обязан соответствовать материалу соединяемых конструкций.

Флюсы растворяют оксиды на металлической плоскости, чем улучшается смачивание деталей расплавленным металлом, предотвращается окисление путем ограничения доступа кислорода.

Сварочные нити, пруты выступают присадочным веществом. Защитные газы предупреждают поступление окружающей атмосферы к сварочной ванне.

• Контроль материалов
• Электроды
• Для нержавеющих сталей
• Флюсы
• Защитные газы
• Проволока
• Дефектоскопия

Контроль материалов

Все поступающие на предприятие сварочные элементы и материалы обязаны снабжаться сертификатами, которые оговаривают данные ГОСТов, СНиПов, технических факторов и паспортов.

Упаковки коробок, ящиков, пачек и емкости под давлением должны иметь бирки либо ярлыки, где указаны паспортные сведения сварочного материала.

Несоблюдение указанного условия не позволяет использовать специализированное вещество для проведения работы, что является причиной полной проверки сварочного материала по всем параметрам качества. Они должны соответствовать данному типу сварочных элементов.

Электроды

Соответствие электродов паспортным данным проверяют на заводе-изготовителе и перед осуществлением работ на производстве или строительной площадке. Освидетельствование стержней из электропроводного материала начинается с внешнего осмотра.

Из каждой партии отбирается на контроль качества по 10-20 сварочных единиц либо 0,5% от партии. Если при испытании обнаруживается повышенное число электродов с изъяном, в брак уходит вся группа.

Механические свойства электропроводных стержней диаметром до 3,0 мм проверяется путем их изгиба, падения на стальную плоскость с высоты 100 см, если толщина электрода превышает указанный размер, высота сокращается вдвое.

Правила контроля качества сварочных материалов предусматривают частичный откол покрытия, однако его общая длина не должна превысить 20 мм, что оговаривается Государственным стандартом 9466—60.

Технические условия допускают также незначительные дефекты площади стержней:

• некоторая шероховатость покрытия, несущественные продольные засечки, задиры, которые имеют глубину, не превышающую четверти покрытия;
• не больше трех локальных впадин на половину толщины обкладки, не длиннее 1,2 см каждая;
• пустоты — до 3 на 10 см длины, причем их диаметр должен быть меньше 2,0 мм, не более половины глубины слоя;
• не более 2 волосяных трещин, характеризующихся длиной до 1,2 см каждая.

Гомогенизированная масса — покрытие, обязано концентрично наноситься относительно стержня. Ее соответствие проверяется по всему сечению, путем проведения надрезов и замером толщины покрытия.

Значение разности толщин не может превышать следующий показатель:

электрод Ø 2,0 мм — 0,080 мм;

• 2,50 — 0,10;
• 3,0 — 0,150;
• 4,0 — 0,20;
• 5,0 — 0,250;
• 6,0 и выше — 0,30 мм.

Слой должен быть водостойким и не крошиться после погружения электрода в жидкость на 24 часа, причем подогрев воды должен составлять +15-25° C. После проведения пробной сварочной операции, стержень с покрытием оценивают по следующим факторам:

1. Легкости зажигания электрической дуги.
2. Стабильности ее горения.
3. Показателю разбрызгивания металла.
4. Пропорциональности плавки гомогенизированной массы.
5. Отделимости изгари.

На основании полученных данных делается оценка качества сварочных материалов.

Рекомендуется перед началом сварочных процессов, первые подсушивать в специальных печках до +180° C, но не газовыми устройствами. Операция ухудшает эксплуатационные параметры сварочных стержней.

Прихватки в сварке

Прихватки в сварке можно отнести к вспомогательным приспособлениям временного характера. Это специальные короткие швы, которые расположены по своим правилам и нормам.

Правила выполнения прихваток.

Главная функция прихваток – удержание деталей от смещения с помощью фиксации, уменьшение зазоров между свариваемыми заготовками, снижение возможных деформаций и повышение прочность всей сварной конструкции.

Чаще всего сварка прихватками производится точечным методом со специальными зажимами. Зажимы – отличные помощники в сборке конструкции. Это можно делать как вручную, так и автоматически. Чем сложнее сварочный узел, тем должна быть выше автоматизация его сборки.

Требования к прихваткам:

• Длина прихваток должна быть не больше 20-ти мм, что же касается толщины, то они должны быть ровно в два раза меньше, чем сам сварочный шов.
• Состав электродов прихваток должен полностью соответствовать марке электродов, используемых для дальнейшей сварки.
• Параметры сварочного тока для полного провара мест для захваток должны соответствовать нормам и быть выше на 20%, чем его значение при дальнейшей сварке.
• Локализация прихваток всегда проходит там, где есть риск деформации и где будет максимальное напряжение. Их никогда не размещают в местах пересечения основных швов.
• К моменту основной сварки прихватки должны быть без шлака и капель металла, чтобы участок с их расположением был по возможности ровным.

Для нержавеющих сталей

Электроды и сварочные нити — проволока, для высокотемпературной гранецентрированной модификации железа и его сплавов имеют повышенные требования, чем объясняется их особый контроль.

Последний проводится на жесткой балке тавровой формы либо образце, имеющим шесть слоев наплавки. Используемый образец должен быть подобным типу стали, из которого выполнена свариваемая конструкция.

Электропроводный же стержень берется из выбранной для работы партии и на нем проводится контроль качества.

Шестислойное наплавление ведется в нижнем крайнем положении, причем каждый пласт наплавляется в однонаправленном положении. После остывания предшествующего слоя до +18-20° C, на него накладывают следующий.

После окончания процесса и достижения образцом комнатной температуры, удаляется шлак, и образец осматривается на присутствие горячих трещин — дефектов отливки в форме разрыва либо надрыва тела. При этом прототип ломают по линии контролируемого шва.

Затем первый делится на три равных бруска для изготовления материалов со шлифованной поверхностью — макрошлифов. Их плоская поверхность предназначена для травления деталей соляной кислотой либо щелочью.

После обработки агрессивной средой прототипы сушат, затем исследуют наличие дефектов под лупой с сильным увеличением. Присутствие трещин по границам кристаллов говорит о бракованных электродах. Однако контрольная сварка допускает некоторые дефекты.

Таковыми являются отдельные газовые включения или изгари размером до полутора миллиметров и трех штук на 0,15 м длины излома тавра. Включения не могут превышать одной третьей высоты шва.

По окончании контрольного исследования данных сварочных материалов составляется специальный акт.

Рентгеновское просвечивание

Рентгеновские лучи являются электромагнитными волнами. Они обладают следующими свойствами: способностью проникать сквозь непрозрачные тела; действуют на фотографическую пленку, как и световые; под действием этих лучей некоторые вещества, например серый цинк, светятся (люминесцируют); вызывают ионизацию газов, в том числе и воздуха, и делают его электропроводным; в больших дозах вызывает вредное физиологическое действие на живой организм, разрушая его ткани.

В промышленности для просвечивания изделий применяли рентгеновские аппараты типа РУП. Так, аппарат РУП-120-5-1 применяют для просвечивания металла из стали толщиной до 25 мм и легких сплавов толщиной до 100 мм.

Схема просвечивания сварного соединения показана на рис 9 .

Рис 9, Схема просвечивания рентгеновскими лучами

1-рентгеновская трубка 2-кассета 3-фотопленка 4- экраны

Источник излучения(рентгеновскую трубку) помещают на определенное расстояние от шва, так, чтобы лучи были направлены перпендикулярно к его оси. С противоположной стороны крепят светонепроницаемую кассету, которая должна плотно и равномерно прилегать к просвечиваемому участку изделия. В кассете расположены рентгеновская пленка и два усиливающих экрана. При просвечивании пленку выдерживают под лучами определенное время, называемое экспозицией. Экспозиция зависит от толщины просвечиваемого металла, фокусного расстояния, интенсивности излучения и чувствительности пленки. Усиливающие экраны служат для сокращения экспозиции. После просвечивания пленку вынимают из кассеты и проявляют. Затем негатив промывают и фиксируют для получения стойкого фотографического изображения. Полученное на негативе изображение участка шва будет одинаковым по степени потемнения отдельных мест. Лучи попадающие на пленку, через дефект поглотятся в меньшей степени по сравнению с лучами, прошедшими через плотный металл, и окажут более сильное засвечивающее действие на определенный участок светочувствительного слоя пленки.

При просвечивании рядом со швом (параллельно ему), со стороны источника излучения, устанавливают дефектометр рис 10.,

Рис 10, Устройство пластинчатого дефектометра (размеры указаны в мм)

который служит для определения глубины залегания и величины обнаруженного дефекта. Дефектометр – это пластинка, изготовленная из того же материала, что и просвечиваемый металл. Толщина пластинки должна быть равна усилению шва. На дефектометре имеются канавки различной глубины. При одинаковой интенсивности потемнение пленки под одной из канавок с потемнением дефекта, при известной глубине канавки, определяют величину дефекта (по высоте). Кроме пластинчатых дефектометров применяют проволочные эталоны чувствительности. Качество просвечиваемого сварного шва определяют сравнением пленки с эталонными снимками, установленными для определения изделия или группы изделий. Просвечиванием можно обнаружить большинство внутренних дефектов: непровары, поры, включения, крупные трещины.

При просвечивании стыкового шва с У- образной подготовкой кромок кассету с пленкой обычно усиливают со стороны нижней части разделки, что позволяет выявить непровар вершины. Для определения непровара по кромкам источник лучей устанавливают в два различных положения (II и III), как показано на рис II.

Непровар по кромке фиксируется на пленке в виде темной полоски, выделяющейся на более светлом фоне сварного шва. Газовые поры и шлаковые включения одинаково выявляются при любой схеме просвечивания.

Флюсы

Многокомпозитные материалы для растворения оксидов на свариваемых плоскостях — флюсы, так же обязаны проходить контроль качества.

Последние должны соответствовать прилагаемому сертификату, где указан их химический состав и грануляция, определенные техническими условиями или стандартом 9087-59.

ГОСТ оговаривает условия сварки плоских соединений и стыков труб соответствующих режимов.

При выявлении в швах, исполненных под пластом флюса, пор либо трещин, проверяется гранулометрический состав композитного материала, гомогенность, объемный вес, его чернение. Если влажность композита превышена на 0,10%, он подвергается просушиванию.

После сушки сварной шов производится под защитным слоем на тавре, после чего наплавленный металл исследуется на присутствие углерода, серы, через проведение химического анализа. Тест на качество берется со стороны верхнего слоя совмещенных деталей.

Констатация неудовлетворительного результата оборачивается выбраковкой флюса. Однако исправить положение может повторная прокалка последнего, включающая последующую более тщательную проверку.

Она характеризуется и выявлением химического состава многокомпозитного материала. Однородность измельченного состава проверяется с помощью сильного увеличения 10 г вещества. Инородные частицы должны составлять в исследуемом весе не более 0,5 гр.

Гранулометрический — путем просеивания через мелкое сито 100 г композита, что соответствует ГОСТу №9087-81. Остатки на сите должны быть от 0,250 до 4 мм, в зависимости от вида среды.

Типовые требования к сварочному производству

К сварочному производству предъявляются следующие типовые требования:
— обеспеченность необходимым сварочным оборудованием, технологическим оснащением, механическим специализированным оборудованием и транспортно-складской системой; — обеспеченность необходимой технической (в т.ч. технологической) документацией; — обеспеченность квалифицированным (аттестованным) персоналом; — обеспеченность системой контроля качества продукции (системой обеспечения качества), которая фиксирует качество сварных конструкций и обеспечивает стабильность показателей качества; — максимально-рациональный уровень механизации и автоматизации сварочных и вспомогательных (сопутствующих) производственных (технологических) процессов.

Защитные газы

Современная сварке использует для защиты от окружающего воздуха различные сварочные смеси — защитные газы. Последние подразделяются на динамические, инертные и конгломерат.

Баллоны с регулируемой защитной средой снабжаются бирками, которые указывают марку, химический состав вещества, наименование изготовителя. Искусственная атмосфера исследуется на присутствие различных примесей, влаги.

Последняя выявляется путем прохождения струи газа через конденсационный гигрометр или фильтрованную бумагу.

Если таковая увлажняется, защитную среду прогоняют через осушитель, который наполнен силикогелем. Для удаления влаги из аргона применяют сушки с титановыми стружками, которые предварительно прогреваются до +450° C.

Проволока

Сварочная проволока поставляется в производственные структуры свернутой в бухты, мотки либо на катушках и кассетах, что соответствует стандарту 2246-70. При поступлении она сверяется с сертификатом, осматривается, обмеряются катушки и бухты.

Если фабрикат не снабжен сертификатом, использование предполагается лишь после химического исследования состава, на подтверждение углерода, марганца и серы.

Подобное содержание выверяется у малоуглеродистых нитей, легированные же проходят контроль хрома, ванадия, никеля и других элементов. Фабрикат обязан соответствовать следующему стандарту:

• сварочная — 2246-70;
• наплавочная — №10543-63;
• алюминиевая — №7871-63.

Диаметр нити измеряется с фактичностью до 0,010 мм в двух местах, расположенных в пяти метрах один от другого.

Внешний осмотр позволяет убедиться, что весь моток или катушка представляют собой один отрезок, нет перепутанных прядей, плотно увязаны во избежание распутывания либо случайного разматывания.

Концы же фабриката должны быть легко различимы. На проволоке не должно быть следов окиси, смазки либо грязи, отсутствовать расслоения, трещины, закаты и раковины.

Присутствие засорения убирается механическим либо химическим методом. ГОСТ допускает наличие небольших царапин, некоторой рябизны, отдельных вмятин, следов мыльной смазки, которая не содержит графит и серу.

Для химического же анализа из каждой группы выбирается 0,5% мотка. Глубина дефектов регламентируется предельным отклонением по диаметру, и обусловливается следующими параметрами:

• диаметр 0,80 мм — отклонение ­0,070 мм;
• 1,0 — -0,090;
• 1,20 — предыдущее значение;
• 1,40 — прежний показатель;
• 1,60 — -0,120;
• 2,0 — предыдущий;
• 2,50 — -0,120 мм;
• 3,0 — вышеупомянутый;
• 4,0 — -0,160;
• 5,0 — предыдущий.

При выявлении в наплавленном сварочном материале пор либо трещин, проволока испытывается на свариваемость посредством сочленения двух 10-миллиметровых пластинок или труб, имеющих толщину тела 8 мм.

Обработанные образцы разделяют на шесть частей, которые проходят испытание на растяжение и прочность угла загиба. Недостача положительного результата позволяет проволоку выбраковать.

Для работ повышенной ответственности и при наличии большого числа дефектов, исследуют коррозийную стойкость, сплошность выполненного шва, содержание феррита в рабочем металле.

Порошковая проволока контролируется внешним осмотром и обмером, проверкой заполнения оболочки, механическими и химическими испытаниями. Осмотру подвергается вся прибывшая группа кассет.

При выявлении на последних вмятин, трещин, изломов на более чем пяти участках, партия выбраковывается, контроль качества считается не пройденным.

Просвечивание сварных швов гамма-лучами

Гамма-лучи, так же как и рентгеновские, представляют собой электромагнитные волны. Получение гамма-лучей связано со свойствами некоторых элементов (уран, радий, торий) самопроизвольно испускать лучи. Это явление называется радиоактивностью.

Недостатком применения для просвечивания естественных радиоактивных веществ является их дороговизна. Сейчас при просвечивании применяют более дешевые искусственные радиоактивные вещества. Их получают облучением какого-либо химического элемента ядерными частицами – нейтронами. Из искусственных радиоактивных изотопов чаще применяют для просвечивания изотопы кобальт -60, тулий 170 и иридий – 192.

Из-за вредного действия гамма-лучей на организм человека радиоактивные изотопы хранят в специальных контейнерах.

Для просвечивания в цеховых условиях промышленность выпускает установки ГУП-Со-0,5-1, ГУП-Со-5-1, ГУП –Со-50.

Техника просвечивания сварных соединений гамма-лучами подобна технике рентгеновского просвечивания. Схемы гамма-просвечивания показаны на рис 12.

По сравнению с рентгеновским контролем просвечивание гамма-лучами имеет следующие преимущества: радиоактивный аппарат можно установить для просвечивания в такие места конструкции, где не поместится громоздкая рентгеновская установка; гамма-лучами возможно одновременно контролировать несколько деталей, а также кольцевые швы изделий; контейнер с ампулой удобен в полевых условиях благодаря легкости его транспортирования; затраты на гамма- просвечивание меньше, чем при просвечивании рентгеновскими лучами.

Препарат радиоактивного изотопа кобальт-60 безотказен в работе и может непрерывно использоваться свыше пяти лет.

Недостаток просвечивания гамма-лучами – более низкая чувствительность к выявлению дефектов в швах толщиной менее 50 мм, чем при рентгеновском просвечивании.

Методы контроля сварных швов рентгенографипрованием и гаммаграфированием регламентированы ГОСТ 7512-75( если не вышел ГОСТ в более новой редакции).

Длительное воздействие на человека больших доз излучения приводит к лучевой болезни. Радиационная безопасность обеспечивается строгим соблюдением «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72» (если нет более поздних правил), «Норм радиационной безопасности НРБ-76»(если нет более новых правил), «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных веществ (ПБТРВ-73), если нет более новых правил.

Дефектоскопия

Кроме механических испытаний и исследования химического содержания элементов, сварочные материалы проходят дефектоскопию.

Последняя заключается в применении химических реактивов, рентгеновского контроля, ферромагнитной полосы, усиливающих металлических или флуоресцентных экранов.

Их действие основано на усилении высвобождения вторичных электронов при ионизирующем излучении. При получении информации, она сверяется с бирками упаковочных листов, которые должны иметь хорошую визуальную читаемость.

Любое отступление от норм оформляется специальным актом, однако к описываемому виду исследования допускаются фабрикаты прошедшие предварительный контроль.

Контроль сварочных материалов перед их использованием проводится на предприятии, которое использует их в своей деятельности. Для этого существуют специальные методы и аппараты, позволяющие обнаружить дефекты фабриката любого сварочного типа.

Проверка квалификации сварщиков

Квалификацию сварщиков проверяют при установлении разряда, при допущении к выполнению ответственных сварочных работ, непосредственно перед изготовлением ответственной конструкции. В каждом случае проверяют как теоретические знания, так и практические навыки.

Разряд устанавливают согласно требованиям, предусмотренным тарифно-квалификационным справочником. Испытание сварщиков перед допуском к ответственным работам производят по правилам аттестации сварщиков.

После удовлетворительной сдачи испытаний, сварщикам выдается удостоверение на право выполнения ответственных сварочных работ.