Контроль качества сварочных материалов

Обновлено: 24.01.2025

Качество сварочных работ и сварных соединений сильно влияет на прочность конструкций или герметичность резервуаров. Несоответствие сварных швов заданным характеристикам приводит к разрушениям конструкций с катастрофическими последствиями, то же относится и к системам, работающим с сосудами и трубопроводами под давлением.

Поэтому после сварочных работ в обязательном порядке готовое изделие подвергают испытаниям и контролю на предмет обнаружения дефектов в сварных соединениях.

Все процедуры по контролю над качеством сварки определены ГОСТом или руководящими документами. В них также указаны допустимые нормы погрешностей. После испытаний составляется акт и протоколы с результатами измерений.

Методы проверки

Контроль качества сварочных работ, выполняемых на производстве, может быть разрушающим и неразрушающим. Первые методы используются выборочно. Проверяется одно или несколько изделий из большой партии, или часть металлоизделия в строительной конструкции.

Оно проверяется по различным параметрам определенным протоколом испытаний. Но главным образом используют специальные приборы или материалы позволяющие проверить качество сварных соединений без разрушения конструкции.

Основными способами неразрушающего контроля качества сварки являются:

визуальный;
капиллярный;
проверка на проницаемость;
радиационный;
магнитный;
ультразвуковой.

Имеются и другие способы и виды контроля качества сварки, но в силу своей специфики они не получили распространения.

Проверка состояния сварных швов не является одноразовым актом, это результирующий этап, который показывает, как работает система контроля качества на предприятии.

Для минимизации дефектов сварочных соединений проводят операционный контроль работ. Регулярно проводится аттестация, на которой комиссия сначала дает разрешение на сварку контрольного соединения. При прохождении сварщиками этого испытания проверяются теоретические знания.

Перед началом работ проверяется квалификация сварщика, у него должно быть удостоверение на право сваривания определенных марок стали и наряд-допуск.

Инженер по сварке и контролер из службы техконтроля проверяют качество сборки, состояние кромок, работоспособность сварочного аппарата, контролирует температуру прогрева, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.

Контроль качества сварочных материалов осуществляется с момента поступления их на предприятие и до использования на сварочном посту. Проверку электродов проводят на каждом этапе хранения и использования, при необходимости их прокаливают.

При непосредственном проведении работ проверяют, какой режим сварки используется, дуговая сварка, аргонодуговая или иной вид сварки. Проверяют порядок наложения швов, размеры слоев и всего соединения.

Если предусмотрены специальные требования в проектно-технической документации, то и их реализацию. По завершении сваривания проверяет наличие клейма сварщика.

Внешний осмотр

Любая проверка качества сварных швов начинается с визуального контроля. Осматривают все 100% сварных соединений. Сначала проверяют геометрию и форму шва.

Визуальный контроль помогает выявить, наряду с наружными, часть внутренних изъянов. Так, переменные по габаритам валики швов и неравномерные складки говорят о непроварах, возникающих из-за частых обрывов электрической дуги.

Перед началом работ со сварных соединений удаляют шлак, окалины прочие загрязнения. Чтобы лучше можно было разглядеть дефекты, швы обрабатывают азотной кислотой (10%). Это придает матовость шву, что облегчает поиск изъянов.

После обработки кислотой необходимо провести тщательную протирку спиртом, чтобы предупредить ее вредное влияние на сплав.

Для повышения качества проверки можно использовать фонарь и оптическую лупу. Для контроля геометрических размеров применяют штангенциркуль и шаблоны.

Капиллярный метод

Данный способ контроля использует свойство жидкости затягиваться в очень мелкие капилляры. Быстрота и степень проникновения внутрь материала связана с его смачиваемостью и диаметром капилляров. Больше смачивается сплав и тоньше капилляры – глубже проникает жидкость.

Капиллярный способ контроля качества шва позволяет иметь дело не только с любыми металлами, но и с керамикой, пластмассой, стеклом. Главное его применение связано с проявлением внешних изъянов, которые невозможно или трудно определить невооруженным глазом. Иногда, используя, к примеру, керосин, можно обнаружить сквозные дефекты.

Способ очень простой, работает со времен возникновения потребности проверки сварочных швов. Для него даже разработан специальный ГОСТ 18442-80.

В капиллярном методе контроля качества сварки используют пенетранты – вещества, имеющие малое поверхностное натяжение и сильный цветовой контраст.

Проникая в дефектные зоны, и подсвечивая их, пенетранты визуализируют изъяны сварки. Их делают на основе воды, керосина, масла для трансформаторов и прочих жидкостей.

Наиболее чувствительные пенетранты могут проявить дефекты диаметром от 0,1 микрона. Капиллярный метод контроля качества сварки эффективен для дефектов до 0,5 мм шириной. При больших диаметрах пор или трещин он не работает.

Способ с применением пенетрантов заключается в очистке поверхности, нанесении контрольной жидкости и проявлении изъянов. Очень эффективен способ контроля сварных соединений с помощью керосина.

Несмотря на разнообразные приборы контроля качества сварки, проверку этим способом используют до сих пор. С одной стороны наносят раствор мела, дают время для сушки, затем с другой стороны шов смазывается керосином. Бракованные места проявляются через несколько часов в виде темных пятен.

Проверка сварных соединений на проницаемость

В случае применения сварки при изготовлении резервуаров требуется контроль герметичности. Для этого проводят испытания на непроницаемость соединений. Контроль качества проходит с применением газов или жидкостей.

Суть метода основана на создании большой разности давлений между наружной и внутренней областью емкости. При сквозных изъянах в сварном шве жидкость или газ будут переходить из области с высоким давлением в область с низким давлением.

В зависимости от используемого вещества и способа получения избыточного давления контроль проницаемости осуществляют пневматикой, гидравликой или вакуумом.

Пневматический способ

Применение пневматического метода контроля качества сварки требует накачивания резервуара каким-либо газом до давления величиной 150% от номинального.

Затем все сварные швы смачивают мыльным раствором. В местах протечек образуются пузыри, что очень легко фиксируется. Для лучшей визуализации используют добавку аммиака, а шов покрывают бинтом пропитанным фенолфталеином. В местах протечек появляются красные пятна.

Если нет возможности накачать емкость, то применяют способ обдува. С одной стороны шов обдувается под давлением не менее 2,5 атмосферы, а с другой обмазывается мыльным раствором. Если имеется брак, то он выявится в виде пузырьков.

Гидравлический способ

При гидравлическом способе контроля качества сварки проверяемая емкость заполняется водой или маслом. В сосуде создается избыточное давление, которое больше номинального в полтора раза.

Затем в течение определенного времени, обычно 10 минут, область вокруг шва обстукивают молотком со скругленным бойком. При наличии сквозного дефекта сварки появится течь. Если избыточное давление невелико, то время выдержки резервуара увеличивают до нескольких часов.

Магнитная дефектоскопия

Явление электромагнетизма используется в магнитных дефектоскопах. Каждый металл имеет свою степень магнитной проницаемости. При прохождении через неоднородные материалы магнитное поле искажается, что говорит о присутствии инородных элементов внутри структуры.

Это используется в приборе для контроля качества сварки. Он вырабатывает магнитное поле, которое проникает в исследуемый металл. Неоднородности фиксируются магнитопорошковым или магнитографическим способом.

В первом случае на сварной шов наносят ферромагнитный порошок. Там где происходит скопление порошка вероятнее всего непровар, нет сплошного соединения. Порошок может быть сухим или влажным, с примесью масла или керосина.

Во втором случае на шов накладывают ферромагнитную ленту. Затем ее пропускают через прибор, где анализируют все аномалии, зафиксированные на ленте, и определяют дефекты сварки.

Магнитный способ контроля качества имеет ограничения, связанные с самим принципом действия прибора. Он может проверять качество сварных соединений только ферромагнетиков, к которым некоторые стали и цветные металлы не относятся. Соответственно, такой способ контроля имеет ограниченное применение.

Ультразвуковая дефектоскопия

Для контроля качества сварки применяют ультразвук. Принцип действия аппарата основан на отражении ультразвуковых волн от границы соединения двух сред с различными акустическими свойствами.

Датчик и излучатель плотно прикладывают к исследуемому материалу, после чего устройством вырабатывается ультразвук. Он проходит через весь металл и отражается от задней стенки, возвращаясь, попадает на приемный сенсор, который в свою очередь преобразует ультразвук в электрические колебания. Прибор представляет полученный сигнал в виде изображения отраженных волн.

Если внутри металла присутствуют какие-нибудь изъяны, датчик зафиксирует искажение отраженной волны. Опытным путем установлено, что различные дефекты сварки по-разному себя проявляют на ультразвуковом дефектоскопе. Это позволило провести их классификацию. При соответствующем обучении специалист может точно определить вид брака в шве.

Способ контроля качества сварных соединений ультразвуком широко распространился благодаря простоте и удобству применения, относительно недорогому оборудованию, безопасности использования по сравнению с радиационным методом.

Минусом способа является трудность расшифровки графического изображения. Контроль качества соединения может сделать только сертифицированный специалист. Его проблематично использовать для контроля крупнозернистых металлов типа чугуна.

Радиационный метод

Для контроля качества сварки используют радиационные методы и устройства. По сути это тот же рентгеновский аппарат, используемый в больницах, или прибор с источником гамма-излучения, приспособленный для облучения сварных соединений.

Он основан на способности этих лучей, проникать через любые материалы. Интенсивность проникновения зависит от вида исследуемых веществ. Благодаря этому на фотопленке, стоящей за исследуемым изделием, остается изображение, характеризующее состояние данного материала.

Все дефекты сварки в виде неоднородностей выявляются на пленке. Метод контроля очень точный, но дорогой и вредный для людей, требует подготовительных работ по установке защитных экранов и проведения организационных мероприятий.

Оформление документации

Для проведения сварки предусматривается специальный журнал. Он является первичным документом, оформляющийся по требованиям СНиП. Проектная организация составляет перечень узлов в металлоконструкции, которые необходимо сдать заказчику с оформлением сварочных документов.

Помимо журнала, сварочные работы сопровождает схема стыков, прилагаются сертификаты на расходные материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку) и акты по контролю качества снаружи изделия.

Если проводились ультразвуковые или иные специфические исследования, то результаты и заключения по ним также прилагаются.

Все это позволяет говорить о качестве сварке и надежности конструкции. Только после сдачи в полном объеме сварочной документации производятся дальнейшие процедуры по принятию металлоконструкций объекта.

Контроль качества сварочных материалов и материалов для дефектоскопии

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Качество сварных соединений во многом зависит от сварочных материалов, поэтому каждую партию электродов, сварочной проволоки, флюсов, баллонов с защитным газом перед началом сварки тщательно проверяют. Сварочные материалы должны иметь сертификаты, в которых полностью приведены данные в соответствии с требованиями ГОСТов, технических условий и паспортов.

На упаковочных коробках, ящиках, баллонах, пачках должны быть бирки или этикетки с указанием основных паспортных данных.

При несоблюдении этих условий партия сварочных материалов не допускается к использованию и подлежит полной проверке по всем показателям, установленным для данного вида сварочных материалов.

Вопрос о возможности использования сварочных материалов, имеющих несоответствие качества или повреждение упаковки, решается службой главного сварщика предприятия (организации).

Контроль электродов

Качество электродов проверяют в процессе их изготовления на заводах и перед началом сварочных работ в цехах или на строительных площадках.

Покрытие должно быть плотным и прочным, хорошо удерживаться на электродном стержне и не разрушаться (по ГОСТ 9466—60) при свободном падении электрода плашмя на гладкую стальную плиту с высоты 1 м для электродов диаметром 3 мм и менее и с высоты 0,5 м для электродов диаметром более 3 мм. Допускаются частичные откалывания покрытия общей длиной не более 20 мм.

Покрытие электродов должно быть влагостойким и не разрушаться после пребывания в воде с температурой 15—25° С в течение 24 ч. Допускаются следующие дефекты поверхности электродов:

шероховатость поверхности, продольные риски и отдельные задиры — глубиной не более 1/4 толщины покрытия;

местные вмятины — в количестве не более трех, глубиной да 1/2 толщины покрытия и длиной до 12 мм каждая;

поры — в количестве не более трех на длине 100 мм, диаметром до 2 мм, глубиной до 1/2 толщины;

волосные трещины — в количестве не более двух, длиной до 12 мм каждая.

Контроль качества электродов в заводских и монтажных условиях перед сваркой конструкций, работающих в тяжелых условиях (вибрационная нагрузка, высокая температура и давление, транспортировка токсичных газов), заключается в проверке наличия сертификатов и выборочном контроле состояния внешней поверхности. Кроме того, проверяют механические и технологические свойства наплавленного металла, а также, при необходимости, выполняют металлографический анализ. Такая проверка необходима и в тех случаях, если применяемые электроды дают нестабильную дугу, имеют неравномерное плавление или если в сварном шве возникают трещины и поры.

Для внешнего осмотра отбирают 10—15 электродов из разных пачек. При наличии недопустимых дефектов берут удвоенное количество, а при повторном обнаружении дефектов всю партию электродов бракуют, составляя рекламационный акт.

Покрытие электродов должно быть концентрично относительно стержня. Для проверки концентричности в разных сечениях по длине электрода делают надрезы и замеряют толщину покрытия.

Величина разности толщин не должна превышать:

при диаметре электрода 2 мм . 0,08 мм
при диаметре электрода 2,5 мм. 0,1 мм
при диаметре электрода 3 мм . 0,15 мм
при диаметре электрода 4 мм . 0,2 мм
при диаметре электрода 5 мм . 0,25 мм
при диаметре электрода 6 мм и более. 0,3 мм

Проверку электродов на свариваемость и по механическим свойствам выполняют периодически для различных партий. При этом наплавку ведут на пластинах из углеродистой или низколегированной стали толщиной 10—14 мм (можно также сваривать трубы с толщиной стенки не менее 8 мм).

Для электродов, дающих аустенитный наплавленный металл, проверяют наличие в нем ферритной фазы, для чего наплавляется пять — шесть слоев на пластину или трубу из аустенитной стали. Режим наплавки выбирают в соответствии с рекомендованными для электродов данного типа и диаметра.

Содержание феррита определяют объемным магнитным методом с помощью ферритомера либо металлографическим методом на образцах диаметром 5 мм и длиной 60 мм, вырезанных из двух верхних слоев наплавки. Образцы травят в течение 2—2,5 мин реактивом, состоящим из красной кровяной соли (10 г), едкого натра (10 г) и воды (100 г).

Испытание металла, шва или сварного соединения на межкристаллитную коррозию проводят в соответствии с ГОСТ 6032—58*.

У всех электродов и присадочных проволок для сварки аустенитных сталей проверяют на жесткой тавровой пробе или на образце с шестислойной наплавкой склонность к образованию горячих трещин.

Образец изготовляют из той же марки стали, что и свариваемой конструкции, а электроды берут из партии, предназначенной для сварки.

Шестислойную наплавку ведут в нижнем положении, а каждый слой наплавляют в одном и том же направлении. Каждый последующий слой кладут после полного остывания предыдущего до комнатной температуры.

После полного остывания и удаления шлака со шва образец осматривают, изламывают по контролируемому шву и проверяют наличие трещин.

Далее образец разрезают на три части для изготовления макрошлифов, которые травят в соляной кислоте, промывают, сушат и рассматривают под лупой с 4—7-кратным увеличением.

При наличии трещин электроды бракуются.

Проверенные электроды хранят в сухом помещении, не допуская их увлажнения. Перед сваркой электроды просушивают при температуре 150—180° С в течение 1,5—3 ч в сушильных печах. Категорически запрещается сушить электроды с помощью газовых горелок или коротким замыканием, так как это приводит к ухудшениям защитных свойств покрытия и может стать причиной брака сварного соединения.

Контроль флюса

Качество флюса, поступившего с завода-изготовителя и имеющего сертификат с указанием его химического состава и грануляции, определяют в соответствии с ГОСТ 9087—59 или ТУ путем сварки пластин или стыков труб на режимах, обусловленных технологическим процессом.

Если в швах, наплавленных под слоем флюса, имеются поры или трещины, то тщательно проверяют гранулометрический состав, однородность, объемный вес, влажность и загрязненность флюса (если влажность превышает 0,1%, флюс просушивают).

После такой проверки наплавляют шов под слоем флюса на тавровом образце и исследуют наплавленный металл на содержание углерода и серы путем химического анализа пробы, взятой из верхнего слоя сварного соединения.

При неудовлетворительных результатах контроля проверяемая партия флюса забраковывается или подвергается повторной прокалке с последующей полной перепроверкой, включая определение химического состава флюса.

Таким же образом проверяют качество флюса, предназначенного для сварки конструкций, работающих в тяжелых условиях.

Контроль защитных газов

Защитные газы (углекислый газ, аргон, гелий) поставляются в баллонах, которые должны иметь сертификат завода-поставщика с указанием ГОСТа, названия газа, процентного количества примесей, влажности и даты выпуска. Использование баллонов с защитными газами, не имеющих сертификатов, запрещается.

При наличии сертификатов качество защитных газов проверяют только в тех случаях, когда в сварных швах обнаруживаются поры, трещины и другие недопустимые дефекты.

Контроль сварочной и наплавочной проволоки

Проволока поставляется в бухтах с металлическими бирками, где указаны завод-изготовитель, номер плавки и марка проволоки согласно стандарту. Стальная сварочная проволока изготовляется по ГОСТ 2246—70, стальная наплавочная — по ГОСТ 10543—63, сварочная проволока из алюминия и его сплавов — по ГОСТ 7871-63.

В сертификате на сварочную проволоку указываются диаметр и марка проволоки, завод-изготовитель, номер плавки металла, из которого изготовлена проволока, вес проволоки, химический состав и номер стандарта.

Проволока не должна иметь окислов, следов смазки и грязи. При необходимости ее очищают механическим или химическим способом.

В случае появления в наплавленном металле пор или трещин проволоку испытывают на свариваемость путем сварки ею пластин толщиной 9—10 мм или труб с толщиной стенки не менее 8 мм. Из сваренных пластин или труб вырезают шесть образцов для механических испытаний (три — на растяжение и три — на угол загиба).

Сварочная проволока, не имеющая сертификата, подвергается тщательному контролю, который заключается в основном в определении химического состава и марки проволоки, а также испытании на свариваемость.

Контроль материалов для дефектоскопии

Каждая партия материалов для дефектоскопии (реактивы, рентгеновская пленка, усиливающие экраны, ферромагнитная лента) при поступлении в лабораторию и перед использованием контролируется ОТК или персоналом лаборатории. На упаковочных листах (пачке, емкости, коробке) необходимо проверить наличие этикетки с характеристикой материалов согласно требованиям соответствующих ГОСТ, ТУ (технических условий) и инструкций.

Материалы и упаковка не должны иметь повреждений.

При любом отступлении от норм данная партия материалов проходит проверку в соответствии с ГОСТ или ТУ. При неудовлетворительных результатах контроля партия материалов бракуется и для дефектоскопии не допускается.

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

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

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

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:

Легкости зажигания электрической дуги.
Стабильности ее горения.
Показателю разбрызгивания металла.
Пропорциональности плавки гомогенизированной массы.
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.

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.

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.

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.

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.

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.

При выявлении большого количества бракованных соединенных швов, проверяют качество газа. Для этого произвольно выбирается 5% баллонов от каждой партии, причем минимальное число первых должно равняться трем единицам.

Снабженные сертификатами емкости обычно контролю качества сварочных материалов не подлежат. Он происходит при выявлении в швах различных дефектов.

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.

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.

Качество сварочных материалов и ГОСТы

Оборудование

Сварочное оборудование и сварочные материалы – все, что относится к процессу сварки.

К сварочным материалам относится все, что используется по ходу сварочных работ. Если говорить в общем, то это в большей степени расходные материалы.

Виды сварочных материалов

Функции, которые выполняют сварочные материалы, следующие:

Защита металла с помощью газа или шлака от вредоносного воздействия воздуха.
Повышение стабильности пламени и всего процесса сварки.
Измерение размеров формируемого сварочного шва.
Формирование необходимой металлического состава сварочного шва по заданным свойствам.
Чистка от примесей шва после сварки.

Виды сварочных материалов можно классифицировать по-разному. По своему составу их можно разделить на две большие группы: имеющие прямое отношение к сварке как химическому процессу и так называемые гаджеты, облегчающие работу сварщика на том или ином этапе.

По функциям сварочные материалы делятся следующим образом:

Электроды и прутки

Электроды бывают плавящимися и неплавящимися. Плавящиеся, в свою очередь, различаются по типу покрытия: смешанному, кислому, основному, рутиловому и т.д. Присадочные прутки помещаются внутри сварного шва. Электроды предназначены для эффективной подачи электрического тока в зону плавления.

Сварочная проволока

Выпускается в трех вариантах: порошковая, активированная, сплошная.

Флюсовые смеси

Маркировка сварочной проволоки.

Подразделяются на теплопроводные и защитные. Предназначены для защиты процесса дуговой сварки. Содержат химические компоненты, которые защищают свариваемый металл от воздействия воздуха.

Инертные защитные и горючие газы

Используются для защиты дуги и для поддержки пламени. К инертным газам относятся аргон, гелий и их смеси в различных концентрациях. Углекислый газ и его смеси относятся в к активным видам газов, которые взаимодействуют с металлом или растворяются в нем.

Горючие газы используются в газовой резке и газовой сварке, это ацетилен, водород, кислород и различные смеси.

Подкладки, треугольники и пр.

Керамические подкладки бывают разной формы: округлыми, всепозиционными, для конкретных видов швов и т.д. Они облегчают рабочий процесс и способствуют формированию обратного валика в качественном шве.

Контроль качества сварочных материалов

Качество шва зависит от многих факторов. Но самая высокая зависимость всегда от одного и того же фактора: качества расходных материалов. Это качество нужно постоянно контролировать с выполнением стандартов и правил контроля и, самое главное, хранения и употребления всех сварочных компонентов.

Расходные материалы для сварки в обязательном порядке должны иметь сертификаты с данными, соответствующими требованиям ГОСТов, технических паспортов и других технологических документов.

Самым первым и простым требованием является соблюдение маркировки упаковочных изделий в виде коробок, пачек, баллоном или паллет, на которых в обязательном порядке должны быть указаны главные паспортные данные.

Без такого рода данных вся партия расходных материалов должна быть проверена по всем установленным показателям с вскрытием упаковки, до конца которой использование этих изделий запрещается.

Вопрос, как и в каком объеме можно использовать расходники, которые имеют несоответствие, или упаковка которых повреждена, решается начальством в каждом индивидуальном случае.

Контроль качества электродов

Электроды – самые «проверяемые» расходники. Их качество начинают контролировать еще на заводе. Повторный контроль проводится уже на участках со сваркой, иногда он называется входной контроль сварочных материалов.

Проверка покрытия

Первым делом проверяем покрытие, которое должно быть плотным. Электрод не должен осыпаться или разрушаться, если бросить его плашмя на стальную поверхность с высоты одного метра. Один метр – это для тонких электродов с диаметром 3 мм и меньше.

Для электродов посолиднее с диаметром больше трех миллиметров высота падения должна составлять ровно полметра. Если есть частичные откалывания обмазки, то они должны составлять в длине не более 20-ти мм.

Типы электродов для сварки различных металлов.

Важное требование к покрытию электродов – его влагостойкость и устойчивость к пребыванию в воде в течение суток.

Дефекты на поверхности электродов, которые допускаются при контроле их качества:

шероховатости с глубиной не больше четверти толщины самого покрытия;
вмятины с глубиной, не превышающей половины толщины покрытия и длиной не больше 12-ти мм, общее количество вмятин не должно быть больше трех;
Поры глубиной не больше половины толщины покрытия, числом не больше трех на участке электрода длиной 100 мм.
Трещины длиной не больше 12-ти мм и в количестве не больше двух.

Если процесс сварки проходит в экстремальных условиях типа высокого давления или мощной вибрации, контроль качества электродов можно ограничить проверкой сертификатов и выборочной проверкой состояния внешнего покрытия электродов.

Помимо данных параметров проводят проверку химических и технологических качеств наплавленного металла. Продвинутым вариантом такого контроля является специальный металлографический анализ. Его проводят в случаях возникновения дефектов в швах или в процессе плавления.

При проведении выборочного внешнего осмотра берут около 10 – 15 электродов из разных упаковок. При обнаружении какого-либо дефекта количество проверяемых экземпляров удваивается. Ну а если дефект обнаруживается во второй раз, составляется акт на выбраковку всей партии изделий.

Качество покрытия проверяют через его концентричность, которая должна соблюдаться вокруг стержня. Для такого контроля производят специальные надрезы по всей длине расходника, после чего измеряют толщину покрытия.

Существуют специальные таблицы со значениями допустимой разницы разных толщин покрытия в зависимости от диаметра электрода.

Свариваемость и механические свойства

Следующие параметры контроля электродов – свариваемость и механические свойства. Их проверяют с помощью периодических выборок из различных партий.

Технически это делается так: на стальных пластинах с толщиной 10 мм, причем сталь должна быть углеродистая или низколегированная, производят тестовую наплавку.

Контроль ферритов

Если проверяются электроды, дающие наплавку из высоколегированных железных сплавов, то контролируется так называемая ферритная фаза – содержание феррита на этом этапе. Для этого на пластину сплав от электрода наплавляется в 5- 6 слоев.

Пластина должна быть тоже из высоколегированного сплава. Феррит определяется магнитным ферритометром или в образцах из наплавки металлографией.

Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия – еще одни параметр контроля качества электродов. Эти действия подпадают под правила ГОСТа 6032-58.

Горячие трещины

ГОСТ для сварочных электродов. Все электроды и присадочные проволоки, предназначенные для работы с высоколегированными железными сплавами, проверяют на склонность к формированию горячих трещин. Такой контроль производится на специальных образцах с наплавкой в шесть слоев.

Такие образцы выполняются из того же материала, что и расходники из проверяемой партии.

Наплавку в шесть слоев проводят в нижнем положении, каждый слой добавляется только после остывания предшествующих слоев до температуры 20 — 25°С. Когда все слои будут готовы и остынут, удаляется шлак.

Образец ломается по сварочному шву, возможные трещины проверяются визуально. Затем образец режется на части и готовятся макрошлифы для травления в соляной кислоте. После промывки и просушки из проверяют через лупу.

Расходники, прошедшие проверку, помещаются в сухое помещение. Перед работой их необходимо прокалить при температуре 180°С в течение 2 – 3 часов. Просушку следует проводить в сушильной печи и ни в коем случае не на газовых горелках.

Контроль качества флюсов

Требования и технология проверки флюсовых смесей изложены в ГОСТе 9087-59. Общее качество проверяется в соответствии с заводским сертификатом, в котором изложены данные о химическом составе смеси. Проверка в принципе простая: это сварка с проверяемым флюсом.

Если в сварочных швах, полученных под данным флюсом, обнаружены дефекты в виде трещин или пор, проводится более глубока проверка смеси: гомогенность гранул, масса, процент влажности, загрязненность и пр. Влажность должна быть не выше 0,1%.

Следующие этап – наплавка шва на образце под флюсом с последующим исследованием наличия серы и углерода. Для этого из верхнего слоя наплавки берется проба для химического анализа.

При наличии значительных дефектов флюс отправляется на прокаливание с последующей перепроверкой или полностью выбраковывается с составлением акта.

Контроль качества защитных газов

Баллоны в обязательном порядке имеют заводские сертификаты с ГОСТом, где указываются следующие параметры:

название газа;
состав химических примесей в процентных долях;
влажность;
дата выпуска.

Если сертификаты имеются, и они соответствуют всем требованиям, то проверка газов не проводится. Специальный контроль с глубокой проверкой может проводиться при наличии серьезных дефектов в сварочных швах.

Пример сертификата соответствия сварочных материалов.

Как и любой другой контроль качества сварочных материалов, проверка начинается с сертификатов от производителя с определением веса и состава расходника, марки изделия, ее диаметр, номер плавки металла, химические компоненты по процентному содержанию.

Проволока для сварки продается в специальных бухтах, каждая из которых обязательно содержит специальный металлический жетон с выбитыми данными из сертификата.

ГОСТы различаются и зависят от металла, из которого сделан расходник:

стальная сварочная проволока – это ГОСТ 2246-70;
стальная наплавочная проволока – ГОСТ 10543-63;
проволока из алюминия и его сплавов – ГОСТ 7871-63.

Проверяется наличие загрязнений, следов масла или окислов. Если нужно, проволоку чистят либо механически, либо химически.

Глубока проверка проводится, как и с другими расходниками, если обнаружены трещины или другие серьезные дефекты в наплавленном металле. В этом случае с помощью проверяемой проволоки проводят сварку пластин толщиной в 10 мм или труб с толщиной не меньше 8 мм.

Затем сваренные пластины или трубы разрезаются на образцы для дальнейших испытаний в виде механического растяжения и углового загиба.

Если у проволоки нет сертификата, она проверяется на химических состав и свариваемость.

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.

Методы контроля качества сварочных швов

Техника безопасности

Качество выполненных сварочных работ влияет на надежность и долговечность всей конструкции.

Наличие различных дефектов может существенно снижать эксплуатационные характеристики изделий и их прочностные свойства. В связи с этим контроль качества сварных соединений является необходимой процедурой, которая должна проводиться после выполнения работ.

Основные этапы контроля качества сварочных работ

Контроль качества сварки необходим для подтверждения пригодности изделия к эксплуатации. Именно эта процедура устанавливает соответствие выполненной работы требованиям заказчика.

Факторы, влияющие на качество сварных швов.

Так как указанный процесс является ответственным моментом, следует подробнее остановиться на особенностях его выполнения.

Выделяют следующие этапы контроля:

проверка квалификации сварщика;
оценка качества соединяемых деталей;
проверка последовательности выполнения технологии сварки;
контроль качества швов;
механические испытания.

Первый этап подразумевает проверку навыков рабочих. Во время ее проведения каждый сварщик показывает специальный паспорт с допуском к сварке и делает пробное соединение.

Пробные соединения делаются тем же оборудованием и такими же материалами, как и в основной работе. Полученные изделия оцениваются посредством визуального осмотра и подвергаются механическим испытаниям. В случае получения качественной детали, сварщик допускается к работе.

Материалы и детали, с которыми предстоит работать, должны быть сертифицированы и соответствовать требованиям технических условий, ГОСТам и СНиПам.

Дефекты сварных швов.

Во время проверки соблюдения последовательности выполняемых действий контролируют:

соответствие сборки соединений;
параметры сварки: ток, напряжение;
методику выполнения стыков;
очистку от шлаков и окалин перед нанесением последующих слоев сварки.

Проверка швов осуществляется либо посредством визуального осмотра, либо с использованием специализированного оборудования.

Виды контроля

Качество сварных соединений должно соответствовать последующим условиям использования изделий. В связи с этим существуют различные требования к проводимым работам.

В любом случае обязательными к проверке являются такие показатели, как:

Также существуют две разновидности проверки: предварительная и окончательная. В первом случае осуществляется предварительный контроль подготовки к работе. Проверяются используемые материалы, оборудование, оснастка, и, естественно, готовность сварщика.

Во время самой работы следят за соблюдением технологии сварки, правильным выбором параметров и режимов для аппаратов, порядком наложения кромок изделий и их обработкой.

Окончательный вид контроля проводится после завершения сварки. Он включает в себя внешний осмотр для обнаружения наружного брака. Данную процедуру выполняет соответствующий специалист с использованием увеличительного стекла.

Технолог осматривает изделие на наличие непроваров, наплывов, трещин. Также он проверяет правильность расположения деталей. Необходимо удостовериться, что во время сварки не произошло смещение элементов относительно друг друга.

Если проверяются емкости, трубы и другие изделия, работающие под воздействием высоких давлений, проводятся испытания на проницаемость. Метод проверки швов выбирается исходя из источника давления.

Если емкость предполагается использовать для воды, тогда ее полностью или частично заполняют жидкостью. В таком состоянии она находится на протяжении от двух часов до суток. Соединение считается качественным, если за это время оно осталось сухим с наружной стороны.

При проверке труб, данные изделия заполняются водой под высоким давлением, значение которого выше рабочего в два раза. Затем напор уменьшают до стандартного значения и трубу простукивают молотком.

Наличие влажных участков свидетельствует о присутствии дефектов. Их отмечают мелом и после слива жидкости выполняют повторную сварку.

Для проверки устойчивости к воздействию давлений со стороны газа, емкость или труба заполняются воздухом в соответствии с ТУ изделия. После этого стыки смазывают мыльным раствором. Если они некачественные, тогда будут появляться мыльные пузыри.

После выполнения всех проверок их результаты вносятся в журнал осмотра.

Визуальный осмотр

Разновидности дефектов сварных швов.

Любой контроль качества начинается с визуального осмотра изделия. Это позволяет обнаружить не только внешние дефекты, но и внутренние.

Частый обрыв дуги можно выявить по разной высоте и ширине катета. Поэтому необходимо осуществлять также и предварительный осмотр материалов, правильность подключения аппарата и готовность рабочего.

Перед проверкой соединения очищаются от таких продуктов сварки, как окалины, шлаки, металлические брызги. Для лучшего выявления мелких трещин стык можно обработать раствором азотной кислоты. Это сделает поверхность шва матовой и более удобной для визуального осмотра.

Данный метод контроля, в первую очередь, позволяет обнаружить именно внешние дефекты, поры, трещины, непровары, наплывы.

Для большей эффективности применяют увеличительное стекло. В данном случае лупа оказывается просто незаменимой. Многие дефекты, незаметные для невооруженного глаза, легко выявляются с ее помощью. К ним могут относиться тонкие трещины, малозаметные подрезы, пережоги металла и др.

Радиационные методы контроля

Выявление дефектов сварных швов.

Контроль качества сварочных стыков с использованием гамма-излучения или рентгена является самым надежным и чувствительным. Подобные методы позволяют обнаружить дефекты, располагающиеся внутри детали на глубине до сотни миллиметров, в зависимости от материала изделия.

Гаммаграфирование – процесс проникновения гамма-излучения в глубину исследуемого материала. В данном случае речь идет о металлах. Интенсивность излучения может меняться в зависимости от наличия дефектов в изделии. На этом и основан принцип работы данного метода.

Достоинствами радиационного контроля являются: высокая чувствительность, возможность определения типа дефекта, его размера и местоположения.

В то же время метод не лишен недостатков, среди которых: высокая стоимость подобных приборов и их большие габариты, а также сложность технологии.

Указанные технологии обычно используются на крупных предприятиях. При изготовлении конструкций, к которым предъявляются чрезвычайно высокие требования, необходим наиболее тщательный контроль.

Использование радиационной технологии позволяет убедиться в том, что соединение является идеальным не только в соответствии с внешними признаками, но и ввиду отсутствия дефектов в толще шва.

Методы контроля необходимы для проверки швов, полученных с помощью сварочного оборудования. В зависимости от требований, предъявляемых к изделиям, могут различаться и варианты проверок.

Для деталей, не требующих большой стойкости к механическим и пластическим нагрузкам, может быть достаточно лишь визуального осмотра. В то время как на крупных предприятиях часто требуются дополнительные проверки с применением механических испытаний и использованием радиационных методов.

Читайте также: