Оcновы сварки судовых конструкций

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Оcновы сварки судовых конструкций

Для этого применяются, например, электроды ЭМЧ. Их стержень изготовлен из чугуна с высоким содержанием кремния (до 5,2%), а покрытие имеет два слоя. Первый слой содержит легирующие компоненты (графит, силикомагний, алюминий, железный порошок), а второй -компоненты, обеспечивающие шлаковую и газовую защиту (мрамор, плавиковый шпат). Этими электродами удается без подогрева сваривать детали с толщиной стенки до 12,0 мм и получать при этом швы без отбеливания. Повышение свариваемой толщины приводит к увеличению скоростей охлаждения и требует предварительного подогрева до температур 400 °С.
...
Иногда в качестве электродного прутка применяют никелевые чу-гуны, так как они обеспечивают получение металла шва с хорошей обрабатываемостью. При этом следует помнить, что металл шва, выполненный такими электродами, обладает повышенной склонностью к образованию горячих трещин.
...
Серый чугун в шве можно получить, применяя в качестве прутков обычную малоуглеродистую проволоку (Св-08А), вводя при этом в шов через покрытие достаточное количество графитизаторов. Примером являются электроды марки ЭМЧ С, которые имеют трехслойное покрытие. Первый слой содержит компоненты графитизаторы, второй - защитные компоненты (создающие газовую и шлаковую защиту), третий слой состоит из 100% графита. Такими электродами можно сваривать изделия с толщиной стенок до 10,0 мм; большая толщина требует подогрева.
...
Для механизированной холодной сварки можно применять порошковые проволоки (до толщин 10,0 мм без подогрева марки ППЧ-1; при большей толщине - проволоку марки ППЧ-2 с подогревом изделия). Структура швов при сварке этими проволоками близка к структуре серого чугуна за счет высокого содержания в ее составе кремния.
...
Вторым путем при холодной сварке является получение в металле шва низкоуглеродистой стали. При сварке чугуна низкоуглеродистыми электродами наибольшую опасность представляют первые проходы, так как даже небольшая доля участия основного металла в металле шва приводит к получению в металле слоя высоколегированной стали (по мере увеличения количества слоев легированность их, естественно, уменьшается). Поэтому наибольшую опасность, с точки зрения отслоения металла и появления в нем трещин, представляет первый слой (точнее, зона линии сплавления). Для уменьшения опасности перегрева основного металла применяют сварку электродами малых диаметров на минимально допустимых токах. Однако все эти приемы не гарантируют отсутствия дефектов, поэтому этот способ служит в основном для декоративной заделки дефектов литья.
...
Для увеличения прочности сварного соединения при ремонте конструкций из чугуна применяют метод постановки и обварки стальных шпилек. Дефект (например, трещина) надлежащим образом разделывается, по разделке делается высверловка с нарезкой резьбы и последующей постановкой стальных шпилек так, чтобы выступающая часть составляла 0,45...1,2 диаметра шпильки (диаметр шпильки зависит от ремонтируемой толщины и составляет (0,3...0,4)5
...
Шпильки обычно располагают в шахматном порядке, на кромках разделки трещины, расстояние между ними должно быть достаточным для свободного манипулирования дугой. Затем, применяя электрод диаметром не более 3,0 мм, на минимально возможных токах сначала обваривают шпильки, а затем заполняют промежутки между ними. Иногда при этом способе применяют специальные флюсы (состоящие, например, из 50% буры, 20% каустической соды и 30% железной окалины), что приводит к энергичному окислению углерода и, как результат, к увеличению деформационной способности металла шва. Здесь положительные результаты можно получить при относительно небольших свариваемых толщинах, ибо при их увеличении необходимо увеличивать тепловую мощность дуги, что приводит к отбеливанию металла в ЗТВ и образованию в ней трещин.
...
Можно поступать и по-иному. Если в металл шва ввести ванадий, который является энергичным карбидообразователем, то в нем образуются карбиды ванадия, которые не растворяются в железе и имеют относительно невысокую твердость, что способствует при их мелкодисперсном распределении повышению пластичности металла. Такие электроды имеют марку ЦЧ-4 (стержень из проволоки марки Св-08А); содержат в покрытии 66% феррованадия. Этими электродами производят облицовку (выполняют первый слой на малых токах короткими швами), а затем разделку заполняют электродами УОНИ 13/45. Способ вполне применим для заварки дефектов литья, проведения ремонтных работ на изделиях из серого и высокопрочного чугуна. Он обеспечивает достаточно хорошую прочность и обрабатываемость металла шва.
...
Довольно широкое распространение приобрел способ холодной сварки чугуна, обеспечивающий получение в металле шва цветных или специальных сплавов. Его суть заключается в создании сварных швов из сплавов на основе меди или никеля.
...
И медь, и никель способствуют уменьшению растворимости углерода в железе и его графитизации; при этом ни тот, ни другой металл соединений с углеродом не образуют. В зоне неполного растворения (у линии сплавления) они уменьшают возможность отбеливания. Металл шва при этом обладает высокой пластичностью, что способствует
...
Проще всего осуществить этот способ, применяя пучок электродов. Стальной электрод может быть любой марки (лучше УОНИ 13/45 или УОНИ 13/55). Диаметр медного прутка должен быть больше диаметра стального электрода примерно на 25%. В качестве 3-го прутка рекомендуется латунный пруток диаметром 1,5...3,0 мм. Медные прутки можно покрывать обычной меловой обмазкой толщиной 0,2...0,3 мм на сторону.
...
Опыт применения комбинированного пучка электродов показал, что их легко и просто изготавливать на заводе, где необходимо производить сварку той или иной конструкции из чугуна. Следует лишь соблюдать ряд требований:
...
Сварочный ток выбирается в зависимости от общего сечения стержней в пучке. Так, при диаметре стального электрода 3,0 мм и двух медных электродах диаметром по 3,0 мм 7.н = 140... 160 А (для работы на деталях толщиной не более 12,0 мм). При диаметре стального электрода 4,0 мм и двух медных по 4,0 мм I
...
При ремонте деталей, долгое время бывших в эксплуатации, сваркой пучком электродов рекомендуется применять флюс, целиком состоящий из плавленой буры.
...
чугуна, габаритами изделий и спецификой способа. К таким способам относится и газовая сварка, применяемая для исправления таких дефектов литья как трещины, раковины малых и средних размеров на обрабатываемых и обработанных поверхностях. Сварка ведется с применением чугунных присадочных прутков НЧ-1. ПЧ-2 и т. д. и флюса (бура).
...
Ручная электродуговая сварка электродами на основе чугуна со специальным покрытием применяется для исправления крупных дефектов литья.
...
Механизированная электродуговая сварка порошковыми проволоками ПП-АН41, ГШ-43м, ПП-В45 и др. также рациональна для исправления крупных дефектов.
...
Все эти способы обеспечивают одинаковость структуры основного и наплавленного металла, хорошие свойства наплавленного металла, в том числе и его последующую обрабатываемость механическими способами.
...
Все способы холодной сварки, проводимой без подогрева, дают наплавленный металл не чугунного состава, который обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием. Здесь применяются различного рода сварочные материалы. Для исправления несквозных дефектов малых и средних размеров на обрабатываемых и обработанных поверхностях могут применяться электроды из медно-никелевой проволоки со специальным покрытием типа МНЧ-2 или электроды из железони-келевой проволоки типа ОЗЖН-1. Для исправления небольших дефектов в ответственных изделиях хорошо себя зарекомендовали электроды из никелевой проволоки типа ОЗЧ-З или ОЗЧ-4.
...
Область применения стальных электродов и проволок ограничивается заваркой несквозных дефектов на необрабатываемых поверхностях чугунных отливок; при этом часто в наплавленном металле и металле околошовной зоны образуется сетка мелких трещин. И здесь какие-либо приемы бессильны для их полного предотвращения. Поэтому для заварки ответственного литья стальные электроды в большинстве случаев рекомендованы быть не могут.
...
При большом объеме холодной сварки для заварки дефектов литья желательна ее механизация. Для этого можно применять самозащитные проволоки сплошного сечения на основе никеля (ПАНЧ-11) и мед-но-никелевого сплава (МН-25). Применяя тонкую проволоку, следует использовать узкую разделку для уменьшения объема наплавленного металла.
...
Перед заваркой дефект должен быть четко определен и удален. При наличии трещины прежде всего следует установить ее размер и сделать засверловку по ее концам. После этого район заварки должен быть разделан под сварку таким образом, чтобы была возможность доступа по всей площади заварки. Подготовленная под заварку выборка не должна иметь выступов и острых углов. Мелкие раковины для того, чтобы избежать отбела, рекомендуется искусственно увеличивать по глубине до 5,0...6,0 мм и до 30,0 мм и более по ширине. В зависимости от места расположения дефекта на отливке для предотвращения вытекания жидкого металла следует производить подформовку металла заварки.
...
Формовку выполняют с помощью графитовых пластинок, скрепленных формовочной массой, которая состоит из кварцевого песка, замешанного на жидком стекле (могут использоваться и другие формовочные материалы, применяемые в литейном производстве).
...
Подогрев может осуществляться как общий (в печах), так и местный (различными переносными источниками тепла). Для чугуна марок СЧ15-32 и СЧ18-36 температура нагрева 700...800 °С при регулировании скорости нагрева и охлаждения отливок не более 150 °С/ч. Заварка производится электродами ОМЧ-1 (либо им подобными), режим по току выбирается в соответствии с принятым диаметром электрода, весь объем по заварке одного дефекта должен выполняться без перерывов за один прием. Сначала расплавляется донная часть дефекта, затем образовавшийся объем жидкого металла металлическим крюком «выплескивается» для удаления неметаллических включений. Для хорошего проплавления конец электрода большую часть времени должен находиться у стенок разделанного дефекта. По окончании сварки производят подогрев для выравнивания температур основного и наплавленного металла с последующим медленным охлаждением.
...
Нарушение заданной формы и размеров шва. Дефект выявляется при визуальном осмотре и контроле усиления шва специальными шаблонами. Причины появления этого рода дефектов разнообразны. При ручной сварке они могут появляться из-за низкой квалификации сварщика (неудовлетворительное формирование). При механизированных способах сварки дефекты могут объясняться неравномерным зазором по длине стыка (это связано с прожогами при увеличение зазора и возможным непроваром при его отсутствии). Нарушение установленных технологическим процессом режимов также ведет к нарушению формирования. При сварке тавровых соединений наиболее частым нарушением является завышенный калибр шва. Это ведет к неоправданному расходу сварочных материалов, увеличению массы сварной конструкции, увеличивает остаточные деформации.
...
Для контроля сборочных зазоров применяют клиновидные щупы, а для контроля формы усиления и зазора — различной конструкции шаблоны, наибольшее распространение из которых получили универсальные (рис. 12.1).
...
Прожоги особенно характерны для механизированных способов сварки. Причины их появления — местное изменение (увеличение) зазора по длине соединения при сварке «на весу» (без всякого рода подкладок с тыльной стороны соединения); сварка на повышенных режимах; неравномерность формирования шва (рис. 12.2, а)\ наружные непровары (рис. 12.2, б). Эти дефекты объясняются в основном колебаниями параметров режима при механизированной сварке.
...
Подрезы (резкие углубления в месте перехода усиления шва к основному металлу) ослабляют сечение сварного соединения и, что особенно важно, являются концентраторами напряжений и могут быть причиной начала разрушения при эксплуатации конструкции (рис. 12.2, в).
...
Управление качеством сварки должно предусматривать контроль всех факторов, от которых зависит качество сварной конструкции. Высокое качество сварных соединений в первую очередь зависит от уровня и состояния технологического процесса изготовляемой конструкции. Поэтому обнаружение дефектов должно служить сигналом не столько к отбраковке дефектной продукции, сколько к оперативному вмешательству в технологический процесс изготовления с целью его корректировки.
...
Такая обратная связь обеспечивает предупреждение дефектов и отбраковки продукции. В оптимальной схеме контроля должны быть отражены следующие его этапы:
...
Трещины, выходящие на поверхность металла шва или ЗТВ, определяются визуально, с помощью капиллярных или магнитных методов контроля. Причины их возникновения многообразны.
...
НепроварЫу кромочные несплавления. Они ослабляют сечение соединения и создают концентрацию напряжений в вершине непровара при нагрузке сварного соединения. Как правило, подлежат удалению путем вырубки с последующей заваркой. Причинами их возникновения являются неправильный выбор режимов сварки (мала сила тока) или нарушение техники сварки.
...
Несплавления (слипания) представляют собой несплошности малого раскрытия на свариваемых поверхностях, кромках металла или между металлом отдельных проходов при многослойной сварке. Дефект этот представляет серьезную опасность, особенно с учетом того, что он относительно плохо выявляется средствами дефектоскопии.
...
Внутренние трещины могут быть горячими и холодными. Определяются радиографическим или ультразвуковым методами контроля. В ответственных конструкциях недопустимы и подлежат удалению, которое производится по специально разработанной документации. Они также могут образовываться вследствие плохой зачистки кромок от окалины и ржавчины; часто - при недостаточной зачистке от шлака поверхности шва при многослойной сварке. При любой их величине на концах трещин велика местная концентрация напряжений; появляется опасность разрушения во время эксплуатации конструкции.
...
Микроскопические шлаковые включения в виде нитридов, сульфидов, фосфоритов, окиси железа, легкоплавких эвтектик снижают пластичность металла шва. Небольшие округлые включения (как и небольшое количество газовых пор) обычно не опасны и допускаются в количестве, определенном техническими условиями (правилами контроля) на изготовление конкретной конструкции.
...
Металлические включения характерны для швов, выполняемых арго-нодуговой сваркой вольфрамовым электродом и состоят из частичек вольфрама, попадающих в шов при контактном зажигании дуги.
...
Газовые включения (поры) и шлаковые включения. Первые появляются вследствие неполной дегазации сварочной ванны, вторые явля-
...
Этот вид контроля применяется практически для всех операций обработки, сборки и сварки конструкции. Контроль начинается с осмотра материалов (листов, профиля, проволоки, электродов), проверки качества сборки и качества готовых сварных конструкций.
...
Материал может браковаться при наличии вмятин, заусенцев, окалины, окислов, ржавчины (их допустимость или недопустимость регламентируется соответствующим стандартом или ТУ). Во многих случаях необходим входной контроль материалов, идущих на изготовление конструкций (химический анализ, определение механических свойств и т. д.)
...
Осмотром и замерами определяют качество подготовки кромок под сварку и сборку заготовок, чистоту кромок, соответствие зазоров технической документации (особо - качество сборки: соответствие подготовки кромок конструктивных элементов нормативной документации). Эти операции обеспечивают высокое качество изготовляемых конструкций и должны неукоснительно выполняться.
...
Важным звеном в цепи контрольных операций является наблюдение за процессом сварки, что позволяет предотвратить появление дефектов. По приборам контролируют заданные параметры режимов сварки (7 в, /Уд
...
Для контроля поверхностей швов часто пользуются лупой (возможно выявление поверхностных трещин), иногда применяются эталоны для контроля качества поверхности по цвету.
...
Большое внимание уделяется окончательному контролю. Здесь выявляются поверхностные трещины и раковины, подрезы, свищи, прожоги, натеки, непровары кромок. Допустимость тех или иных дефектов и порядок их удаления определяются соответствующими правилами контроля. Вид поверхности шва часто позволяет определить нестабильность режима (неравномерная чешуйчатость, разная ширина и высота шва указывают на колебания мощности дуги и т. д.).
...
Под этим видом контроля понимают неразрушающий контроль, основанный на взаимодействии проникающего ионизирующего излучения с контролируемым объектом (рис. 12.3).
...
Радиографический контроль основан на фиксации статического изображения внутреннего строения контролируемого объекта при просвечивании его ионизирующим излучением.
...
Радиоскопический метод основан на получении статического или динамического изображения на экране внутренней структуры контролируемого соединения при его просвечивании ионизирующим излучением.
...
Радиометрический метод контроля основан на получении информации о внутренней структуре контролируемого объекта, представленной в цифровой или аналоговой форме.
...
В промышленности широко распространен радиографический метод, при котором в качестве детектора используется радиографическая пленка. В зависимости от вида излучения различают рентгенографию и гам-маграфию. При рентгенографии применяют рентгеновское (так называемое тормозное) излучение, представляющее собой разновидность электромагнитных колебаний, которые по сравнению с видимым светом и ультрафиолетовым излучением имеют как общие волновые свойства, так и специфические особенности, связанные с их квантовыми свойствами (длина волны рентгеновского излучения 6-10 м). Источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, которая представляет собой стеклянный вакуумный баллон с двумя впаянными электродами. Рентгеновское излучение генерируется при торможении на аноде потока электронов, испускаемых катодом.
...
у-излучение (длина волны 10 : *... 10 - м) возникает в естественных или искусственных радиоизотопах при их распаде, у-кванты обладают (в зависимости от их энергии) существенно большей проникающей способностью по сравнению с тормозным рентгеновским излучением.
...
Рентгенографию применяют преимущественно в цеховых условиях и реже в условиях монтажа, когда к контролю качества сварных соединений предъявляются высокие требования по чувствительности. Гаммаграфия доминирует при контроле сварных соединений, расположенных в труднодоступных местах конструкции, преимущественно в монтажных условиях.
...
Радиографические пленки используют в комбинации с усиливающими металлическими или флуоресцентными экранами. Применение таких экранов приводит к сокращению экспозиций, а их усиливающее действие основано на выбивании излучением из их поверхности электронов, которые эффективно взаимодействуют с радиографической пленкой. В качестве материалов для таких экранов используют фольгу из
...
Время экспозиции (просвечивания) зависит от чувствительности радиографической пленки, фокусного расстояния, мощности экспозиционной дозы, толщины просвечиваемого материала, его состава и определяется опытным путем. От выбора фокусного расстояния зависит производительность контроля и минимальные размеры выявляемого дефекта.
...
Чувствительность контроля определяют визуально как минимальную величину элемента эталона чувствительности, различимую на радиографическом снимке. Эталон чувствительности (рис. 12.4) устанавливают рядом с просвечиваемым швом.
...
После проявления пленки производится ее оценка по 3-балльной шкале. Критерии оценки балльности приведены в соответствующей технической документации (правилах контроля, правилах Регистра и т. д.). Они устанавливают допустимое наличие различного типа дефектов. Наименьшее количество дефектов допускается при оценке по баллу 3. Так, при сварке стыковых швов низколегированными материалами отдельные округлые газовые и шлаковые включения размером 1,0...2,0 мм (в зависимости от толщины) допускаются в количестве не более одного на 100 мм длины шва. Не допускаются цепочки включений округлой и продолговатой формы, непровары и трещины. Последние два вида дефектов не допускаются и при оценке снимков баллами 2 и 1. Выявленные недопустимые дефекты должны удаляться (газовой строжкой либо механическим путем) с последующей заваркой с контролем отремонтированных участков.
...
Метод этот основан на исследовании распространения упругих колебаний с частотой 0,5...25 МГц в контролируемых изделиях. Различают три основных метода по признаку обнаружения дефекта: теневой, зеркально-теневой и эхо-метод.
...
При эхо-методе дефект обнаруживается эхо-импульсом, отраженным от него. При любом методе контроля возможно использование двух искателей, один из которых выполняет функции излучения, а другой приема. Такая схема включения искателей называется раздельной (рис. 12.5, в). В то же время при эхо-методе (как и при зеркально-теневом) возможно применение одного искателя (ИП), включенного по совмещенной схеме, при которой один и тот же искатель выполняет функции излучения зондирующих импульсов и приема эхо-сигналов (рис. 12.5, г).
...
Для возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний используют электроакустические преобразователи в виде пластин из пьезо-акустических материалов: кварца, цирконата, титаната свинца, титана-та бария и др. Толщину излучающей пластины подбирают в зависимости
...
Ультразвуковой метод контроля сварных соединений
...
дельный), угол ввода, частота ультразвука, мертвая зона, частота следования импульсов, скорость и шаг перемещения искателя (сканирование).
...
Существующие в настоящее время приборы УЗК позволяют измерять параметры, косвенно характеризующие местоположение и размеры дефектов по амплитуде отраженного или прошедшего сигнала, расстояния вдоль ультразвукового луча от точки ввода до отражающей поверхности дефекта (последняя характеристика действительна при эхо-методе).
...
Для оценки конкретных размеров дефекта (эквиватентной его площади) в зависимости от величины коэффициента затухания ультразвука в данном материале, диаметра отражателя и амплитуды сигнала существуют так называемые АРД-диаграммы. Эквивалентная площадь может в определенной мере характеризовать предельный (наименьший) размер мелких дефектов. Крупные дефекты характеризуют их так называемая условная протяженность /, условная ширина А.г и условная высота Л# (рис. 12.8).
...
Условная протяженность характеризует размеры дефекта вдоль шва (в плане), а условные ширина и высота - размеры дефекта в сечении шва. Величину условной протяженности измеряют длиной зоны перемещения искателя вдоль шва, в пределах которого воспринимается эхо-сигнал от выявленного дефекта на экране катодной трубки прибора. Перемещая искатель нормально к шву, измеряют величину условной ширины дефекта, а величину условной высоты вычисляют по разнице интервалов времени между зондирующим и эхо-импульсом при крайних положениях искателя, между которыми измеряли условную ширину Дд\ Допустимые дефекты, выявленные при УЗ К, определяются соответствующими правилами контроля, а их характер, величина и количество диктуются ответственностью данной конструкции и условиями ее эксплуатации.
...
Ультразвуковая дефектоскопия широко применяется для сварных соединений разного рода конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей в толщинах вплоть до 500 мм. Очень часто, для контроля особо ответственных конструкций (корпуса подводных лодок), одновременно с этим способом применяется рентгеногаммагра-фия, что объясняется необходимостью полного выявления дефектов сварных швов.
...
Считается, что высокая степень достоверности ультразвуковой дефектоскопии может быть достигнута путем автоматизации всего процесса контроля. В этом случае, наряду с механизацией сканирования, установки для контроля фиксируют его результаты с их автоматизированной оценкой.
...
В первом случае информация о дефектах воспринимается непосредственно наблюдением косвенных изменений электромагнитного ноля (например, осаждение поляризованных или намагниченных частиц на поверхности контролируемого изделия вблизи мест расположения дефектов (см. рис. 12.9)).
...
Общая схема электромагнитных методов контроля с непосредственной регистрацией изменения параметров поля приведена на рис. 12.9. В результате взаимодействия с объектом контроля поле приобретает структуру, характерную только для данного объекта. При появлении дефектов структура поля вблизи поверхности контролируемого объекта изменяется. Сравнивая эти изменения с эталоном, можно судить о наличии дефекта в измеряемом объекте.
...
По способу индикации первичной информации о параметрах электромагнитного поля различают схему контроля без преобразования ее в электрический сигнал (визуальный) и с преобразованием в электрический сигнал (метрический).
...
кие) методы. Для токопроводящпх неферромагнитных и магнитных материалов применяются электромагнитные (вихретоковые) методы. При первом методе над поверхностью изделия возникает поле рассеивания, которое обнаруживается скоплением металлического магнитного порошка, предварительно нанесенного на поверхность намагниченной детали.
...
Ферромагнитный порошок наносят в виде суспензии с керосином, маслом, мыльным раствором или в виде магнитного аэрозоля. Под действием втягивающей (пондеромоторной) силы магнитных полей рассеянные частицы порошка перемещаются по поверхности детали и скапливаются в виде валиков над дефектами; форма этих скоплений принимает очертания выявляемых дефектов.
...
Предельная чувствительность метода ограничена дефектами с раскрытием >2 мкм и глубиной >20 мкм. При этом поверхностные дефекты обнаруживаются лучше, чем подповерхностные (глубина залегания дефектов при достаточной чувствительности метода составляет 100 мкм). Метод достаточно универсален и прост в исполнении.
...
В качестве материала для изготовления порошков в основном используют мелко перемолотую закись-окись железа (Ре «3^ с размером частиц 5
...
При контроле изделие намагничивают (способов намагничивания много) и на его поверхность наносят магнитную суспензию. В дефекте происходит локализация поля, и металлические частицы затаскиваются в район дефекта, где концентрация магнитных линий высока; над дефектом образуется валик из порошковых частиц. При этом методе контроля применяют два способа - приложения поля и остаточной намагниченности. Для намагничивания изделий используют постоянный выпрямленный одно- и двухполупериодный импульсный и переменный ток, а также постоянные магниты.
...
Изделие намагничивают, пропуская через него ток (непосредственно или через проводник, помещенный в изделии), или путем полюсного намагничивания с помощью электромагнитов (постоянных магнитов) пли соленоидов. Возможна комбинация этих видов намагничивания. Напряженность намагничивающего поля определяется заданной чувствительностью контроля, которая характеризуется размерами (шириной, глубиной и длиной), поверхностью
...
Одной из разновидностей магнитных методов контроля является магнитографический метод. Сущность его заключается в намагничивании контролируемого участка сварного шва и ЗТВ с одновременной записью магнитного поля на предварительно размагниченную магнитную пленку и последующим считыванием с полученной на ленте магнитограммы с помощью специальных воспроизводящих устройств магнитографических дефектоскопов.
...
Таким методом контроля хорошо выявляются протяженные дефекты (трещины, непровары, цепочки и скопления пор и шлаковых включений), с преимущественной ориентацией поперек магнитного потока при намагничивании. Гораздо хуже выявляются одиночные газовые и шлаковые включения, особенно имеющие округлую форму.
...
Токовихревой контроль (TBK) (электромагнитный или индукционный) основан на изменении электромагнитного поля вихревых токов в электропроводящих материалах в районе поверхностного дефекта. Ана-
...
лиз этого изменения позволяет классифицировать дефект. Катушка преобразователя, помещенная у поверхности изделия, воздействуя электромагнитным нолем, образует вихревые токи, текущие в поверхностном слое изделия по замкнутому контуру. Возникшее при этом электромагнитное поле вихревых токов наводит в катушке преобразователя ЭДС; регистрируя ее, можно получать информацию о свойствах поверхности контролируемого объекта.
...
Глубина контроля зависит от частоты электромагнитных колебаний, электромагнитных характеристик металла и других причин (формы катушки и поверхности изделия) и колеблется от долей миллиметра до 1,0...3,0 мм. Чувствительность TBK зависит от ряда факторов; в лучшем случае выявляются трещины глубиной 0,1...0,2 мм протяженностью 1,0...2,0 мм.
...
Одним из преимуществ контроля является возможность его автоматизации и проведения процесса контроля с большой скоростью. Катушки преобразователей для контроля могут быть проходные и накладные (рис. 12.10).
...
Способ TBK применяют в том случае, когда другие методы не обеспечивают выявления дефектов (контроль сплошности сварочной проволоки, внутренней поверхности поковок и труб).
...
Капиллярный контроль позволяет выявлять дефекты, выходящие на поверхность изделия (трещины, поры, раковины, непровары). Метод основан на физических процессах капиллярности, сорбции, диффузии, световом и цветовом контрастах. Дефекты обнаруживаются по ярко окрашенным {цветной метод) или светящимся в ультрафиолетовом свете {люминесцентный метод) индикаторным следам. Эти следы проявляются адсорбирующим покрытием в местах нарушения сплошности контролируемой поверхности.
...
Метод обнаруживает дефекты, невидимые невооруженным глазом. Под его абсолютной чувствительностью понимают среднее раскрытие трещин длиной от 0,1 мм, выявляемых с заданной вероятностью (обычно равной 0,95). Контролю подвергаются сварные швы (и поверхность основного металла) изделий из сталей, цветных металлов и легких сплавов конструкций различного назначения. Несмотря на простоту, метод дает надежные результаты при соблюдении следующих правил:
...
Индикаторный пенетрант на контролируемую поверхность наносится с помощью аэрозольного баллончика или окунанием детали в ванну с пенетрантом. В качестве последнего могут быть применены различные составы. В частности, в судостроении дефектоскопические комплексы регламентируются ОСТ 5.9537-80 и имеют 5 составов (И-1, И-2, И-5, И-6 и И-7). Так, индикаторный пенетрант И-5 состоит из 50 мл норила А и 950 мл бензина.
...
основана на высокой проникающей способности керосина. При этом способе одну сторону сварного соединения покрывают меловым раствором (обычно эта сторона доступна для осмотра и ремонта), а другую смачивают керосином. После выдержки 15...60 мин при наличии сквозного дефекта минимальным диаметром (15...20) 10 м след керосина будет заметен на меловой поверхности.
...
Метод контроля с использованием течеискателей основан на обнаружении с помощью специальных течеискателей малого количества пробных веществ, проникающих через течь в изделии. В качестве пробных веществ используют гелий или аргон, которые обладают высокой проникающей способностью.
...
Регистрация проникших через течь пробных веществ происходит с помощью гелиевых или галоидных течеискателей. Чувствительным элементом первых является масс-спектрометр, настроенный на регистрацию ионов гелия, попадающих в его камеру. Для прохождения пробного вещества между объемами создается перепад давлений (вакуум в изделии или, наоборот, повышенное давление с подачей гелия). В первом случае швы обдувают гелием, и масс-спектрометр регистрирует его ионы, прошедшие через течь в объем, во втором - специальным гелиевым щупом улавливают ионы гелия, прошедшие через дефект из объема. Чувствительность метода весьма высокая. Технология такого способа контроля предусмотрена отраслевой технической документацией.
...
При компрессионном методе контроля создается перепад давления воздуха (или другого газа), и течь наблюдается при падении давления (или образование пузырьков, если изделие находится в воде). Иногда в контролируемое изделие подают воздух, а швы обмыливают.
...
Гидравлический метод контроля основан на создании давления пробной жидкости в объеме контролируемого изделия и наблюдении проникновения жидкости через стенки (шов). При гидравлическом методе воду под давлением подают в контролируемый объем, и при наличии течи появление воды наблюдают внешним осмотром.
...
При люминисцентно-гидравлическом методе в воде растворяют соли флуоресцентны, которые при облучении ультрафиолетовыми лучами светятся зеленым светом.
...
В соответствующих разделах Правил подробно изложены требования к материалам, технологиям и методам постройки судов. Они охватывают кориусостроение и судовое машиностроение.
...
Правила предусматривают требования к выбору материала для изготовления корпуса с условиями обеспечения его хорошей свариваемости. Даются указания по выбору сварочных материалов, оборудования, технологической последовательности проведения работ, контроля качества сварных соединений и их испытаний. Правила устанавливают применяемые способы сварки и порядок их одобрения Регистром. Излагаются требования к предприятиям, выполняющим сварочные работы, подготовке производства, проектной и технической документации.
...
В зависимости от степени ответственности основные и сварочные материалы разделены на категории, приведены требования к наплавленному металлу и сварным соединениям для каждой категории. Здесь же изложены требования к контролю сварочных операций, его организации и объему для различных способов сварки и категорий сварных конструкций.
...
В отдельном разделе Правил содержатся указания по методике определения свойств металла шва и сварного соединения. Они предусматривают определение лабораторным путем механических свойств, химического состава, стойкости против образования горячих трещин, металлографические исследования, определение коррозионной стойкости и другие испытания (например, квалификационные испытания сварщиков).
...
К наиболее распространенным испытаниям сварного соединения и металла шва относятся: на статическое растяжение, на статический изгиб, на ударный изгиб надрезанных образцов, вырезаемых из различных участков сварных соединений. Предусматриваются типы образцов, место их вырезки в зависимости от толщины свариваемого металла, типа разделки и т. д. Предусмотрены также типы проб для определения сопротивления сварного соединения к образованию трещин. Все виды испытаний связаны условиями работы и назначениями конструкции.
...
В судостроительной промышленности нашей страны требования к сварным соединениям, сварочным материалам и технологии постройки судов определяет Российский Морской Регистр Судоходства.
...
В сварочной практике нашло широкое применение понятие погонной энергии сварки, определяющее количество теплоты, вкладываемое сварочной дугой в единицу длины шва:
...
Тепловой поток сварочной дуги наиболее интенсивен в центральной части пятна нагрева, где происходит выделение теплоты в поверхностных слоях металла вследствие электронной и ионной бомбардировки. В периферийной области дуги металл нагревается за счет лучистого теплообмена со столбом дуги и конвективного теплообмена с горячими газами факела дуги. По мере удаления от центра пятна нагрева интенсивность теплового потока убывает. Распределение удельного теплового потока дуги с достаточной для практики точностью можно описать законом нормального распределения
...
Локальность источника наглядно можно охарактеризовать условным диаметром пятна нагрева а*и [см], определяющим участок поверхности, где удельный тепловой поток превышает 0,05г/.,т (см. рис. 13.1, 6).
...
При всех разновидностях процессов электродуговой сварки температурное состояние свариваемых металлов является неравномерным и может изменяться в различных объемах в весьма широком диапазоне температур: от -40 °С (при сварке на морозе) до температур, сопоставимых с температурой кипения металла, -3000 °С. В этом широком диапазоне температур происходит ряд превращений в металле, в частности, его плавление с последующей кристаллизацией, структурные и полиморфные превращения, физико-химические процессы, объемные изменения и пр. Для понимания этих процессов и возможного
...
Для тепловых расчетов при сварке необходимо иметь представление об основных теплофизических величинах и процессах теплообмена.
...
Температура - физическая величина, характеризующая степень на-гретости тела. Является скалярной величиной, измеряемой в градусах Цельсия [°С] или в Кельвинах
...
13.2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ
...
Температурное поле удобно характеризовать изотермами. Изотермические поверхности являются геометрическим местом точек тела, имеющих одинаковую температуру. Изотермические поверхности не могут пересекаться. Геометрические места точек пересечения изотермических поверхностей с какой-либо плоскостью называются изотермами.
...
Если положить, что коэффициент теплопроводности X и объемная теплоемкость ф не зависят от температуры и координат (тело однородно), то уравнение (13.10) записывается в линеаризированном виде
...
Начальное условие - задается начальное распределение температуры во всем объеме тела в определенный момент процесса г=0, принимаемый за начало отсчета времени:
...
Граничные условия - отражают взаимодействие поверхности (границы) тела с окружающей средой. В общем случае задается теплообмен поверхности 5 с окружающей средой по закону Ньютона:
...
По расчетной оценке процессов распространения теплоты в тонких пластинах и стержнях теплообмен с окружающей средой через их поверхности может быть очень существенным, и его влияние необходимо учитывать в практических расчетах.
...
Если считать, что теплообмен происходит по закону Ньютона, положив температуру окружающей среды равной нулю, т. е. Т0 = 0, то в дифференциальном уравнении теплопроводности для пластины малой толщины 5
...
Из уравнения (13.20) и определения (13.19) видно, что Гг(л\ у, О является решением дифференциального уравнения без теплоотдачи. Значит, если помножить решение задачи, полученное без учета теплоотдачи, на множитель ехр[-6г], то будет учтен теплообмен с окружающей средой.
...
ности, перемещаемый в теле или по поверхности тела прямолинейно и с постоянной скоростью. В заключение оговорим допущения, принятые в инженерной теории распространения теплоты при электродуговой сварке.
...
Пусть в начальный момент времени г = 0 в линейный элемент объема, представляющий бесконечную призму с бесконечно малым сечением аха'у [см2] и с осью, совпадающей с осью 02 (линейный источник), вводится теплота с равномерной линейной интенсивностью (21 [Дж/см] (рис. 13.4, в).
...
Для решения этой задачи применим метод источников. Можно положить, что мгновенный бесконечный линейный источник эквивалентен бесконечному количеству мгновенных точечных источников интенсивностью 0 = 0,<±'[Дж], расположенных по оси §1
...
(13.26), (13.29) являются основой для получения решений, связанных с нагревом изделий в процессе сварки подвижными сосредоточенными источниками. В некоторых случаях, когда время действия сварочного источника теплоты незначительно, для инженерных оценок возникающих при этом температурных полей эти решения можно использовать непосредственно, например: при точечной сварке, приварке шпилек, постановке коротких прихваток и в некоторых других случаях.
...
ра, характеризующего отстояние точки А от выделенного мгновенного точечного источника в неподвижной системе координат Х()У(Д,.
...
Для получения основных решений воспользуемся методом источников, т. е. любой подвижный источник (точечный, линейный) представим как последовательность действующих и смещенных относительно друг друга мгновенных источников. Далее, используя принцип суперпозиции, для получения окончательных решений конкретных задач просуммируем действия элементарных процессов.
...
только после этого начинает перемещение, формируя сварной шов. Действенной мерой при выполнении автоматных швов является выведение начала шва за пределы конструкции (выводные планки): период теплонасыщения приходится на то время, пока дуга горит на выводной планке за пределами конструкции.
...
В то же время теоретически процесс распространения теплоты стремится к предельному состоянию при неограниченно длительном действии источника постоянной мощности, т. е. при I
...
Уравнение предельного состояния процесса распространения теплоты при нагреве поверхности полубесконечного тела подвижным точечным источником теплоты, отнесенное к подвижной системе координат, получим из уравнения (13.32), полагая верхний предел
...
интегрирования г = х. Интеграл в этом уравнении, взятый между пре-делами 0 и х, можно привести подстановкой ~^~~^~и~ и обозначением
...
Рассуждаем, как и выше, что действие подвижного непрерывно действующего линейного источника в пластине на момент I
...
Полученные решения (13.35) и (13.37) могут быть рекомендованы для непосредственных расчетов температурных полей предельного состояния при всех разновидностях электродуговой сварки, как ручной, так и автоматической (полученные решения справедливы для любых скоростей движения источника, даже очень малых, вплоть до нулевых). При однопроходной наплавке на лист значительной толщины рекомендуется расчет по формуле (13.35); при однопроходной сварке листов с полным или почти полным проплавлением - расчет по формуле (13.37).
...
где ^ = у2 + г1- - квадрат плоского радиуса-вектора, характеризующего отстояние любой точки тела от оси перемещения источника.
...
Воспользуемся решением (13.29). Согласуем это решение с расчетной схемой рассматриваемой задачи на рис. 13.9, б отдельно показана выделенная полоска).
...
сварки нагревались исследуемые точки. Например, оперативно определить ширину околошовной зоны с изменившимися в процессе сварочного нагрева и охлаждения структурой и свойствами, оценить величину разупрочненной зоны при сварке термо-упрочненных металлов, определить параметры зоны, требующей защиты от контакта с окружающей средой при сварке активных металлов, и многое другое.
...
На рис. 13.11 приведена схема простого ТЦ точки, где Г() - начальная температура тела или температура предварительного подогрева. 7"
...
Наиболее просто выражения для оценки максимальных температур можно получить для расчетной схемы мощного быстродвижущегося источника.
...
полубесконечного тела, так и для подвижного линейного источника в пластине. Воспользуемся решениями (13.38) и (13.39), в которых учтем начальную температуру тела Г(), отличную от нулевой (предварительный подогрев тела):
...
Исходя из условий задачи назначаем расчетную схему: подвижный линейный источник в пластине. Воспользуемся решением (13.41), положив b
...
Пример 3. Качественно оценить параметры сварочной ванны при наплавке валика на толстый лист при увеличении скорости наплавки, эффективная тепловая мощность при этом не меняется.
...
По условию задачи назначаем расчетную схему: подвижный точечный источник на поверхности полубесконечного тела. Для рассуждений, так как величина скоростей не оговаривается, следует взять решение (13.35)
...
Видно, что при увеличении скорости движения источника температура в направлениях от оси движения источника (/* = >/.г" +-") убывает быстрее, то же имеет место и при любом .г, т. е. ширина и глубина ванны жидкого металла будут меньше. Результаты рассуждений представлены на рис. 13.13.
...
влиянием нижней плоскости листа, но не настолько, чтобы считать температуру равномерно распределенной по толщине, назначают для расчета схему подвижного точечного источника на поверхности плоского слоя толщиной 5
...
Таким образом, процесс распространения теплоты подвижного точечного источника на поверхности плоского слоя описывается уравнением
...
Рис. 13.15. График для определения мгновенной скорости охлаждения при наплавке валика на лист произвольной толщины л
...
Скорости охлаждения \У(Т) точек плоского слоя, находящихся вне оси перемещения источника ^— ф
...
14. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ И ДЕФОРМАЦИЯХ
...
деформированием металла, то после полного охлаждения он или они стремятся изменить свои размеры на величину возникших в них при нагреве пластических деформаций, что будет являться причиной появления остаточных напряжений, которые остаются в теле после полного охлаждения. Аналогичное объемное изменение в группах кубиков может быть и результатом происходящих в них структурных превращений: изменением объема металла при полиморфных превращениях, связанных с переупаковкой атомов, или образованием вынужденных пересыщенных твердых растворов, например мартенсита.
...
Таким образом, неравномерный нагрев тела и местные необратимые объемные изменения, обусловленные пластической деформацией или структурными превращениями, являются причиной появления соответственно температурных напряжений; напряжений, обусловленных пластическими деформациями; напряжений вследствие структурных превращений.
...
Обобщая сказанное, можно отметить, что при электродуговой сварке неравномерный нагрев всегда приводит к пластическому деформированию металла (ниже смотри пример), поэтому первые два вида напряжений неизбежны при сварке всех металлов, в то время как напряжения, обусловленные структурными превращениями, образуются при сварке только таких металлов, превращения в которых происходят при относительно низких температурах, когда металл уже восстановил свои упругие свойства, например в сталях мартенситного класса, в сталях перлитного класса, склонных к закалке, и др. Для малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей этими напряжениями можно пренебречь.
...
Пример. Стержень из малоуглеродистой стали длиной /, жестко закрепленный по торцам, нагревается равномерно по всей длине. При какой температуре Г напряжения в нем достигнут значений предела текучести стали а?
...
Потребные для расчета теплофизические константы и механические свойства для малоуглеродистой стали (по справочным данным):
...
протяженности, например на уровне размеров зерна металла, с резкими изменениями напряжений, то такие напряжения могут быть отнесены к числу макронапряжений пли собственных напряжений первого рода. Эти напряжения обычно имеют определенную ориентацию и уравновешены в пределах значительной части или всей конструкции в целом. Для таких напряжений вполне допустимо представление об изотропном материале. Микронапряжения, или собственные напряжения второго рода, претерпевают резкие изменения в пределах малых зон, например в пределах зерна металла - они связаны с анизотропией зерен.
...
Основной интерес в инженерной теории сварочных напряжений и деформаций представляет уровень и распределение макронапряжений в пределах всей конструкции, т. е. сварочные напряжения, рассматриваемые в данном учебнике, относим к собственным напряжениям первого рода.
...
В зависимости от мерности тел собственные напряжения могут быть одноосными, двухосными и трехосными. Так как эти напряжения присутствуют в теле при отсутствии внешних нагрузок, они должны быть взаимноуравновешены, т. е. в пределах любого сечения, пересекающего все тело, они всегда уравновешены по сумме сил и моментов сил, в частности, в любой плоскости, перпендикулярной к оси X, соблюдаются равенства
...
формаций (рис. 14.1). К ним относят изменение линейных размеров конструкции и искривление ее осей в продольном и поперечном направлениях; • деформации, распространяющиеся только на отдельные элементы конструкции, получили название местных сварочных деформаций (рис. 14.2). К ним относят местные геометрические искажения изделия или конструкции: грибовидность, коробление, ребристость и др.
...
- местные деформации полотнища от приварки к нему ребер жесткости (выпучивание, коробление); / - местные деформации полотнища (ребристость)
...

Азотирование и карбонитрирование
Оcновы сварки судовых конструкций
Материаловедение
Російсько-український словник зварювальної термінології. Українсько-російський словник зварювальної термінології.
Металловедение для сварщиков (сварка сталей)

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Оcновы сварки судовых конструкций