7. КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ КОНТАКТНОГО

Зварювання

.Якість з'єднань, що виконуються точковим, рельєфним, шовним та сти­ковим зварюванням, залежить, головним чином, від стабільності таких фак­торів, як коливання напруги мережі живлення, параметрів режиму зварю­вання, надійності роботи обладнання, знос робочих поверхонь та відсутність співвісності електродів, шунтування струму, коливання товщини деталей, зміщення кромок стиків, чистота поверхонь електродів і деталей у місці зва­рювання, завищені розміри зазорів між деталями і т. ін. У зв'язку з тим, що формування з'єднання відбувається у недосяжній для нагляду зварювальни-ка зоні, якість з'єднань оцінюється часто за сукупністю діючих факторів. До них відносять силу зварювального струму у вторинному контурі машини, електричний опір, зони зварювання між електродами, падіння напруги між електродами і т. ін.

Наприклад, зварювальний струм (його амплітудне або діюче значен­ня) вимірюється магнітно-електричними або катодними осцилографами з датчиком Холла типу ПХ602, спеціальними приладами типу АСУ-ІМ, ИТ-02, ИТ-03, які укомплектовані тороїдальними датчиками. Для безпе­рервного слідкування за зварювальним струмом використовують прилади типу КАСТ-2М, КАСТ-ЇМ, ИСТ-1 (для машин шовного зварювання), СТ-67 та ін. Тривалість стуму визначають приладами типу ИВ-01, СИ-2 та ін.

Зусилля на електродах може вимірюватися динамометрами ПД-50, ПД-100, ПД-500 та ін. Для контролю І документальної фіксації техноло­гічних параметрів стикового зварювання використовують багатоканальні самописні прилади типу Н327, Н338.

Активний опір деталей, а також вторинного контуру зварювальних ма­шин визначають мікроомметрами типу Ф-415 або М-246 і ПСХ-1.

Робочу поверхню електродів для точкового, рельєфного і шовного зва­рювання контролюють спеціальними шаблонами, у стикових машинах -калібрами.

У процесі зварювання робітник-зварник контролює якість виробів візу­ально.

Цим методом виявляють виплески, пропали, зовнішні тріщини, розриви та роздавлені краї, частково оплавлені поверхні, кількість та місце розташу­вання точок і швів, розміри зони термічного впливу; вихід литого металу на поверхню деталі, перехід металу електродів на поверхні деталей і навпаки;

завеликі зазори між деталями, нерівномірність потовщення та грату навколо стиків і т. ін.

Контроль якості зварних з'єднань виконують також (в автоматизованому та роботизованому виробництвах) за так званими узагальненими параметрами. Для точкового, рельєфного і шовного зварювання такими параметрами є теплове розширення металу в зоні зварювання, що спричинює переміщення рухомої частини машини (дилатометричний ефект), теплове та акустичне випроміню­вання із зони зварювання або змінення інтенсивності ультразвукових коливань, які пронизують метал деталей від одного електрода до іншого.

При стиковому зварюванні як узагальнюючі параметри використовують частоту пульсацій струму у первинній мережі живлення зварювального трансформатора під час руйнування рідких перемичок у процесі оплавлення, температуру деталей у місці зварювання пірометрами типу "ОПИР-С" чи інтенсивність світлового або теплового випромінювання від металу зварю­ваних деталей і т. ін. Особливо ефективно реалізуються ці види контролю в автоматичних системах керування на базі мікроЕОМ при наявності оберне­ного зв'язку, коли є можливість коректувати в процесі зварювання парамет­ри режиму за результатами їх оперативного вимірювання спеціальними при­строями. До таких пристроїв чи апаратів, наприклад, відносять пристрої на базі мікропроцесорів — регулятори типу РКМ та РВС (завод "Злектрик", м. С.-Петербург), які під час зварювання в автоматичному режимі забезпе­чують потрібну величину коефіцієнта потужності, навантаження та компен­сацію впливу потужності навантаження на струм зварювання, задають вели­чину зварювального струму в процентах від повнофазного тощо.

З метою стабілізації головних параметрів режиму зварювання розроб­лені мікропроцесорні контролери типу ККС-01, котрі в процесі зварювання здійснюють: керування тиристорними контакторами зміною величини кута вмикання тиристорів - завдяки вимірюванню діючого значення зварюваль­ного струму у кожному його періоді, автоматичне налагодження значення коефіцієнта потужності та омічного опору зварювального контуру машини, оперативний контроль стану обладнання та компенсацію зносу електродів послідовним підвищенням зварювального струму через певну кількість точок.

Для підвищення якості продукції, модернізації, налагодження і неза­лежного вимірювання головних параметрів режиму (струм зварювання, зу­силля стиснення деталей, тривалості операцій і т. ін.) розроблені електронні регістратори технологічних процесів типу Р-3704 та багатофункціональні вимірювачі параметрів машин контактного зварювання типу МИКС (розроб­ка м. С.-Петербург, фірма "Компания по автоматизации сварки").

Ці апарати мають можливість виконувати функції не тільки засобів конт­ролю під час доробки технології зварювання, а також для 100 %-го опера­тивного контролю зварювання. Готові вироби контролюються з руйнуван-

ням і без руйнування зварних з'єднань. При цьому рівень якості або праце­здатність оцінюється якісно або кількісно.

При неруйнівному контролі застосовують фізичні методи: радіаційний, ультразвуковий і електромагнітний. Зовнішній огляд, контроль на герметич­ність і опір з'єднань певним навантаженням відносять також до неруйнівно-го контролю.

Радіаційний контроль (ГОСТ 7512-82, ГОСТ 23055-81) базується на змі­ні інтенсивності проходження іонізуючого випромінювання крізь середови­ще з різною щільністю. Ним ефективно виявляються тріщини, раковини, накопичення оксидів, пори, виплески та інші подібні дефекти.

Непровари у зварних з'єднаннях, в яких відсутні несуцільності, цим спо­собом виявляються тільки при наявності на поверхні деталей рентгеноконт­растних матеріалів.

Фіксація дефектів при радіографічному контролі виконується за допомо­гою спеціальної плівки або фотопаперу. Підвищується продуктивність конт­ролю використанням рентгеновідиконів разом з дистанційним телевізійним екраном. Швидкість контролю при цьому збільшується у 10 разів порівняно з радіографією. Ще більш перспективним є радіометричний скануючий кон­троль і ксерорадіографія. Поряд із рентгенівським контролем для виявлення дефектів зварних з'єднань використовується і гамма-скопія. Схеми просві­чування встановлюють залежно від конструкції вузла, товщини та фізичних властивостей металу деталей.

Обладнанням для цього способу є кабельна апаратура типу РУП-150/300-10, моноблочні переносні апарати типу РУП-200-5-2, малогабаритні імпульсні апа­рати типу "МИРА" і "НОРА", гамма-дефектоскопи типу "ГАММАРИД", "Стапель" або "Тракг", а також радіаційні інтроскопи типу "ПТУ" та "Дефек­тоскоп".

Ультразвуковий контроль (УЗК) (ГОСТ 14782-86) ґрунтується на власти­вості ультразвукових коливань розповсюджуватися у матеріалах у вигляді напрямлених хвиль, які відбиваються від ділянок різної густоти.

Сучасні ультразвукові дефектоскопи працюють при частоті розповсю­дження пружних хвиль від 0,2 до 2.5 МГц і можуть знаходити дефекти роз­мірами до 10 мкм.

Спосіб дає можливість визначати присутність у зварних з'єднаннях рако­вин, тріщин, пор, виплесків і скупчень неметалевих (оксидних) включень. Непровари (при відсутності загальних зерен) і тонкі поверхневі оксиди УЗК виявити важко.

Перспективним є контроль зварних точок та швів ультразвуком, коли п'єзоелектричні випромінювачі і приймачі встановлюють у водоохолоджу-вальних каналах верхнього та нижнього електродів точкової машини.

г

Для УЗК використовуються дефектоскопи типу ДУК-66П, УД-10УА та інші; для контролю рейок - типу УД-11УР.

Електромагнітним методом, який грунтується на змінюванні локальної електропровідності в зоні зварювання, контролюються точкові з'єднання. При відсутності литого ядра електропровідність металу найбільша; з підви­щенням розмірів ядра до номінального значення електропровідність знижу­ється на 12-15 %.

Вихороструминний метод використовує особливості розповсюдження вихорових змінних полів, які фіксуються за допомогою суспензій, магнітної плівки за товщиною і на поверхні деталей.

Для визначення діаметра зварних точок використовуються дефектоскопи типу ДСТ-5РПИ; тріщини завширшки до 0,001 мм і завглибшки до 0,1 мм в зварних стиках виявляються дефектоскопами типу ТСМД-70 та МД-50П; зварні

вом точки і виникненням отвору в одній із пластин (при її товщині до 2 мм) або з виникненням вириву завглибшки не менше ЗО % від товщини деталі (якщо її товщина білі чіа, ніж 2 мм).

Випробування скручуванням зразків з тонкого металу виявляють діаметр точки, дефекти у вигляді виплесків, раковин та тріщин. Зварні з'єднання можуть підлягати видавлюванню або випробуванням наповненням порож­нини стиснутим повітрям із занурюванням виробів у воду, вакуумуванням або гідравлічними методами (див. рис. 7.1).

Кількісні показники міцності точкових, рельєфних, шовних з'єднань ви­значаються випробуваннями спеціальних зразків на розрив, зрізання, при циклічних знакозмінних навантаженнях тощо.

Величину кута та зусилля зрізання точкових з'єднань визначають на хре­стоподібних зразках за допомогою спеціальних стендів.

Герметичність - щільність з'єднань - перевіряють також гасом. Для цього на один бік шва наносять крейдовий розчин. Після просушування на протилежний бік виробу наносять гас. Якщо шов негерметичний, на його крейдовому боці з'являються жирні плями.

Наявність внутрішніх дефектів в стику вивчають за зломами візуально, крізь лупу, або за допомогою металографічних мікроскопів. Отримані зломи порівнюють з еталонами. Макро- та мікроструктурні дослідження контроль­них зразків виконують для визначення розмірів литої зони, глибини про­плавлення та вм'ятин від електродів, а також для виявлення структури мета­лу точок та зони термічного впливу.