Размещено на http://www.allbest.ru/

НОУ «ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И УПРАВЛЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ»

(ИЭУСП)

Контрольная работа по теме:

«Ультразвуковой метод контроля сварных соединений»

Специальность: «Промышленное и гражданское строительство» (организационно-управленческая деятельность)

Выполнил:

Антонов А. В.

2008 год

• Содержание
• Введение
• 1. Дефекты сварных соединений
• 2. Методы контроля качества сварных соединений
• 3. Ультразвуковой метод контроля сварных соединений
• Литература

Введение

Сварка основана на молекулярном проникновении (диффузии) молекул свариваемых изделий и молекул плавящегося электрода (при электродуговой сварке) друг в друга. Впервые сварка появилась 1881 г. в России. Изобретателем сварки не плавящимся электродам считается российский инженер Бенардос Н.Н., а изобретателем сварки плавящимся электродом является другой русский инженер Славянов Н.Г.

В настоящее время имеется множество разнообразных способов сварки, однако в строительстве находят применение лишь некоторые из них, сущность которых рассматривается в предлагаемом пособии.

Сварка является наиболее распространенным способом соединения при изготовлении и монтаже металлически конструкций и имеет ряд существенных преимуществ по отношению к болтовым и заклепочным соединениям, прежде всего по расходу металла и трудовым затратам.

Дефекты сварки вызывают концентрацию напряжений в конструкциях, уменьшают пластические свойства, резко снижают прочность сварных соединений при динамических нагрузках и при отрицательной температуре. В связи с этим большое внимание уделяется контролю качества сварных соединений.

1. Дефекты сварных соединений

Непровар образуется из-за малой силы тока, большой скорости сварки, смещения электрода с оси шва, неудовлетворительной сборки (уменьшения зазора между соединяемыми элементами), а также при сварке элементов большой толщины без разделки кромок (рис. 1 а).

Подрез (канавка вдоль шва) образуется при завышенной силе тока, большом катете шва, выполняемого не «в лодочку», малой скорости сварки и завышенном напряжении (рис. 1 б).

Прожог (сквозное отверстие в шве) является следствием вытекания жидкого металла из сварочной ванны. Причины появления прожога: большая сила тока, малая скорость сварки, неплотное прилегание соединяемых элементов между собой (при сварке "на весу") или к прокладке (рис. 1 в).

Рис. 1. Дефекты сварных швов

Шлаковые и окисные включения в теле шва образуются при заниженной силе тока, загрязненности кромок соединяемых элементов, недостаточной защите жидкого металла, плохой очистке предыдущего слоя шва от шлака, низком напряжении на дуге и малой скорости сварки.

Незаваренные кратеры появляются в результате быстрого обрыва дуги.

Поры и раковины образуются из-за загрязненности кромок соединяемых элементов, нарушения газовой защиты, низкого качества сварочных материалов.

Трещины - причины появления - неправильная технология сварки металлов, склонных к образованию трещин (с повышенным содержанием серы или углерода); высокая концентрация сварочных напряжений, вызванных неправильным расположением швов или неправильной последовательностью выполнения сварных швов.

Несплавление образуется из-за загрязненности кромок соединяемых элементов.

Отклонения в форме сварного шва - увеличение или уменьшение выпуклой части сварного шва.

Наиболее распространенными дефектами стыковой сварки являются смещение осей соединяемых стержней и непровар. Причинами второго дефекта являются: окисление из-за отклонений в токовом режиме, малый припуск на оплавление, недостаточная продолжительность осадки под током и малая скорость осадки.

Дефекты точечной сварки:

- непровар (малый диаметр сварной точки) появляется из-за чрезмерного диаметра электрода при недостаточном токе и времени сварки; из-за шунтирования тока;

- наружный выплеск металла сварной точки происходит при большой силе тока, а также при перекосе деталей относительно торцов электродов;

- чрезмерные вмятины (уменьшение толщины в месте образования сварных " точек), могут быть следствием чрезмерной силы тока, времени сварки, увеличенного усилия сжатия в период проковки, а также из-за малого диаметра электрода;

- прожог может быть следствием включения тока до обжатия деталей или наличия больших зазоров между соединяемыми деталями;

- вырыв появляется при преждевременном снятии давления (при недостаточной продолжительности проковки).

2. Методы контроля качества сварных соединений

Для обнаружения поверхностных и крупных дефектов в сварных соединениях (подрезы, прожоги, незаваренные кратеры, поверхностные поры и трещины, отклонения в форме сварного шва) используется визуальный способ (внешний осмотр).

Прочностные характеристики сварных соединений (разрывное усилие, ударная вязкость, загиб в холодном состоянии и др.) контролируются частичным или полным разрушением образца на испытательных машинах.

Непроницаемость сварных соединений проверяется с помощью керосина, вакуума, пневматического или гидравлического давления. Первый способ основан на способности керосина проникать через имеющиеся неплотности и окрашивать мел, которым предварительно покрывается противоположная сторона сварного шва. Остальные способы основаны на уменьшении вакуума или давления через трещины и поры в сварном шве.

Мелкие поверхностные дефекты могут быть обнаружены с помощью цветной дефектоскопии, сущность которой состоит в следующем. На очищенную поверхность шва наносится слой индикаторной жидкости, которая после выдержки в 5-7 минут смывается, а поверхность протирается. Затем тонким слоем наносится проявитель, например, каолин. Проявитель окрашивается в яркий цвет оставшейся в дефектах индикаторной жидкостью, тем самым обнаруживая поверхностные дефекты сварного шва. Цветной метод позволяет обнаружить дефекты с минимальной глубиной 0,02 мм и минимальной шириной 0,002 мм. Метод обладает высокой мобильностью и производительностью, особенно при использовании материалов в аэрозольной упаковке. Работа с аэрозолями должна производиться в спецодежде (халат, фартук, перчатки) и на расстоянии не менее 20 м от сварки, открытые участки тела следует оберегать от попадания аэрозольной струи, а помещение должно быть оборудовано проточно-вытяжной вентиляцией. К недостаткам метода следует отнести: трудность контроля сварных швов с грубой чешуйчатостью; огнеопасность и токсичность применяемых материалов.

Для обнаружения внутренних, а также мелких поверхностных дефектов используются физические методы контроля: просвечивание рентгеновскими и гамма-лучами, ультразвуковой и магнитографический. Первый метод основан на способности электромагнитных волн с частотой 5* 1010 - 6 *1019 Гц проникать сквозь металлы и воздействовать на фотопленку (рис. 6.2).

Кассета с фотопленкой располагается под сварным швом, а с противоположной стороны источник излучения - рентгеновская трубка или радиоактивный изотоп (тулий - 170, иридий - 192, цезий -137, кобальт-60). Дефект сварного шва поглощает лучи в меньшей степени, чем окружающий его металл, поэтому эмульсия под дефектом облучается более интенсивно и при обработке в проявителе чернеет. По этим участкам и определяется расположение, форма и размеры дефектов.

Преимуществами этого метода является возможность определения характера дефекта и его размеров, наличие документа (фотопленки), характеризующего качество сварного шва. К недостаткам метода относятся: вредность рентгеновских и гамма-лучей для человеческого организма, высокая стоимость и трудоемкость, связанная с последующей обработкой фотопленок, малая эффективность при обнаружении трещин, необходимость двустороннего доступа к сварному шву. При радиационных методах контроля для измерения индивидуальных доз облучения каждый работающий должен иметь дозиметр.

Магнитографический метод основан на фиксации магнитных полей рассеяния на магнитной ленте, которая прижимается к сварному шву при его намагничивании. В однородном металле магнитный поток распределяется равномерно без искажений, а при наличии дефектов магнитный поток искажается, что проявляется на поверхности металла в виде полей рассеяния. Намагничивание исследуемого участка сварного шва производят электромагнитами или соленоидами. После записи магнитного рельефа сварного шва лента пропускается через воспроизводящее устройство, где на одном из экранов его двухлучевой трубки возникают видимые изображения магнитных полей, а на другом - импульсы, характеризующие наличие дефектов. Контрастность изображения характеризует глубину их залегания, а форма магнитных полей примерно соответствует очертаниям дефектов, например, газовые поры и шлаковые включения появляются на экране в виде темных пятен, непровар в виде линий, трещины в виде зигзагообразных линий с неровными краями.

Магнитографический метод обладает высокой производительностью, низкой стоимостью и хорошей чувствительностью. К недостаткам метода относятся: малый диапазон контролируемых толщин (до 16 мм), зависимость обнаружения дефектов от глубины их залегания, трудность выявления дефектов при грубочешуйчатых швах.

3. Ультразвуковой метод контроля сварных соединений

Ультразвуковой метод основан на способности ультразвуковых колебаний прямолинейно распространяться в металле и отражаться от границы раздела сред.

Рис. 2. Схема просвечивания металла

Для получения ультразвуковых колебаний используется пьезоэлектрический эффект, который заключается в преобразовании электрических колебаний высокой частоты в механические колебания с помощью искусственных пьезокристаллов, например, титаната бария ВаТiО. Схема проверки сварных швов ультразвуком приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема обнаружения дефектов с помощью ультразвука

дефект сварка соединение

Ультразвуковой импульс подается в металл с помощью призматического щупа. При достижении поверхности раздела сред с различными акустическими свойствами, т.е. дефекта, ультразвуковая волна частично отражается и воспринимается тем же щупом, что фиксируется световой или звуковой сигнализацией. Ультразвуковой метод обнаружения дефектов свободен от недостатков просвечивания рентгеновскими и гамма-лучами, но не позволяет определять характер дефектов, например, при этом методе трудно отличить трещину от непровара, поры от шлаковых включений, не эффективен при толщине изделий менее 8-12 мм и при контроле качества сталей с крупнозернистой структурой, не позволяет иметь документ качества сварного соединения, достоверность обнаружения дефектов зависит от добросовестности оператора.

Литература

1. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Технология и оборудование сварки плавлением, - М.: Машиностроение, 1977.

2. Пешковский О.Н., Якубовский В.Б. Сборка металлических конструкций. - М.: Высшая школа, 1978.

3. Сварка и резка в промышленном строительстве. Под редакцией Б.Д. Малышева. - М.: Стройиздат, 1977.

4.Федин Г.Г. Сварка, резка и пайка металлов. - М.: Высшая школа, 1971.

Размещено на Allbest.ru