Технологія газового зварювання

Для зменшення внутрішніх напруг застосовують:

— попередній і супровідний підігрів — для сталей, схильних до гартування і утворення тріщин. Підігрівання зменшує пластичні деформації, залишкові напруги і сприятливо впливає на структуру металу шва і біляшовної зони;

— проковування швів — виконують по гарячому або по холодному металу. При цьому проходить розтискання металу в різні сторони, що знижує розтягуючі напруги. Шви на металі, схильному до гартування, проковувати не можна;

— зворотноступінчастий порядок накладання швів забезпечує більш рівномірне нагрівання металу, при цьому величина деформацій зменшується;

— врівноваження деформацій — почерговість накладання швів вибирають так, щоб кожен наступний викликав деформацію, зворотну до деформації, одержаної після попереднього шва (мал. 3.2 а).

 

Малюнок 3.2 Способи зменшення деформацій:

а — врівноваження деформацій; б — зворотна деформація; 

— зворотні деформації — деталі розташовують під певним кутом одну до другої. В процесі зварювання кромки наближаються і деформації зменшуються (мал. 3.2, б);

— жорстке кріплення деталей — використовують спеціальні пристосування (кондуктори), в яких зварюють деталі, а виймають їх тільки після охолодження. При цьому можливе виникнення внутрішніх напруг;

— термічна обробка — відпал, нормалізація й відпуск знижують внутрішні напруги, вирівнюють структуру шва і біля шовної зони.

 

 

При зварюванні металів у процесі їх нагрівання і наступного охолодження виникають значні температурні напруження, а після охолодження виробу – залишкові напруження.

Основними причинами, які викликають напруження і деформації при зварюванні, є нерівномірне нагрівання, усадка наплавленого металу при переході його з рідкого стану в тверду, структурні зміни наплавленого і основного металу в зоні термічного впливу, форма деталей, їх розміри, зона нагрівання при зварюванні.

До основних засобів боротьби з названими вище напруженнями відносяться попереднє підігрівання виробів перед зварюванням, сповільнене охолодження, рекристалізаційний відпал стальних виробів при 550…650° С, легке проковування шва ударянням молотка для багатошарових швів.

Для боротьби з деформацією металу при зварюванні рекомендують зворотноступеневий порядок нанесення швів; деформування деталі перед зварюванням у зворотному напрямі на величину, що виникає при зварюванні; зрівноважування деформацій; збільшення відведення тепла від зварювального виробу; жорстке закріплення елементів при зварюванні в спеціальних пристроях.

Дефекти зварних з'єднань бувають зовнішніми і внутрішніми. До зовнішніх при дуговому і газовому зварюванні належать: нерівномірність поперечного перетину (уздовж швів), незаповнені кратери, підрізи основного металу, зовнішні тріщини, відкриті пори та ін. Внутрішні – непроварювання країв або несплавлення окремих шарів при багатошаровому зварюванні, внутрішні. пори і тріщини, шлакові включення і т.д.

Контактне точкове і шовне зварювання може давати великі вм'ятини в основному металі, пропалювання і виплеск металу, а в середині зварних з'єднань – тріщини, пори та інші дефекти.

Дефекти у зварних з'єднаннях утворюються з різних причин. Так, нерівномірність перетину швів при дуговому і газовому зварюванні пояснюється порушенням режиму зварювання, підрізування – великим струмом і великою потужністю зварювального пальника, утворення пор у зварних швах – насиченістю їх воднем, азотом та іншими газами, тріщин – застосуванням сталей з підвищеним вмістом вуглецю або легуючих домішок, сірки і фосфору, непроварів – мала величина струму або недостатня потужність пальника, погане зачищення кромок тощо.

Основними видами контролю якості зварних з'єднань є: випробування зварних швів на щільність (гідравлічні, пневматичні, часова проба), механічні випробування металу шва і зварних з'єднань (границя міцності, текучості, пластичність, статичний згин, ударна в'язкість), металографічні дослідження (макроскопічний і мікроструктурний аналізи зварних швів), просвічування швів рентгенівськими і гама-променями, ультразвуковий і магнітний методи контролю.

 

 

 

Контроль якості зварних швів і з'єднань проводять з метою виявлення зовнішніх і внутрішніх дефектів. Передбачаються дві групи методів контролю:

— перша група включає попередній і поопераційний контроль заготовок, вихідних матеріалів, складання під зварювання, підготовку кромок, величину притуплення і зазору між кромками, чистоту зварюваних поверхонь. Важливе значення має контроль зварювального обладнання і апаратури, дотримання техніки і технології зварювання;

— друга група пов'язана з кінцевим контролем зварного з'єднання. Вона поєднує різні методи контролю, виконання яких передбачається технічними вимогами на виріб.

Основні методи контролю зварних з'єднань наведені в табл. 4.1.

 

Таблиця 4.1

Основні методи контролю зварних з'єднань

 

 

Дефекти зварних швів і з'єднань виявляються такими способами: 

1) зовнішнім оглядом і обміром швів; 

2) випробуванням непроникності; 

3) спеціальними приладами; 

4) лабораторними випробуваннями зразків або випробуванням досвідчених конструкцій на міцність. 

Зовнішній огляд готового зварного з'єднання проводиться тільки після очищення шва і прилеглого до нього основного металу від шлаку, бризок металу та інших забруднень. Перевіряються правильність форми і розміри швів, відсутність кратерів, напливів, підрізів, пропалів, свищів і тріщин. 

Розміри швів перевіряють різними універсальними шаблонами, які зазвичай служать також для контролю правильності підготовки крайок. Випробування непроникності з'єднань дозволяє виявити такі дефекти, як наскрізні непровари, тріщини, пори і свищі. 

Випробування гасом - простий і широко застосовуваний спосіб, особливо для контролю зварних