Методическая разработка. Урок. Дефекты контроля и качества сварных соединений.

                                         ПЛАН УРОКА 2 С/Щ Март 2021г

Преподаватель Писаревский В. П.

Тема урока: Дефекты и контроль качества сварных соединений.

Тип урока: Урок формирования новых знаний.

Вид урока: Лекция.

Цель урока: Научиться выявлять дефекты сварного шва и изучить способы их устранения

Задачи урока:

Образовательные:

1. Определить, что такое дефект.

2. Познакомиться с видами дефектов.

3. Определить причины появления дефектов.

4. Определить способы устранения дефектов.

5. Применить знания на практике.

Развивающие: Развить умение анализировать, сопоставлять, выделить главное.

Воспитательные: Показать важную и практическую значимость применения знаний по дисциплине.

Межпредметные связи: Физика, Материаловедение, Охрана труда.

Методическое обеспечение и оборудование: опорный конспект.

Технические средства обучения: мультимедийный проектор, презентации.

Литература:

1. ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением»

2. Чернышов Г.Г. Сварочное дело. Сварка и резка металлов: учебник для начального профессионального образования / Чернышов Г.Г. Москва: Академия, 2008. – 492 с.

3. Колганов Л.А. Сварочные работы. Сварка, резка, пайка, наплавка. Учебник для колледжей / Колганов Л.А. - М. Издат.-торговая корпорация «Дашков и К», 2008. – 238 с.

4. http://www.osvarke.ru

5. http://www. electrogazosvarka.ru

Ход занятия

 I. Организационный момент.

 Проверка подготовки аудитории к занятию.

II. Актуализация и коррекция опорных знаний студентов методом беседы и тестирования.

III. Постановка проблемы: Изучить дефекты сварного шва и методы контроля качества сварных швов.

IV. Восприятие и осознание студентами нового материала; осмысление, обобщение и систематизация знаний.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ

 1. Постановка цели.

 Сообщение темы и целей урока. Записывают дату и тему урока в рабочих тетрадях.

2. Введение знаний

 1. Студентам предлагается проверка ранее изученного материала. Группа делится на команды. Преподаватель раздает командам кроссворд «Ассоциация». В течение 5 минут команда решает кроссворд. Затем преподаватель на экран выводит решенный кроссворд - эталон. Задание проверяется. Выставляется за каждый правильный ответ один балл в таблицу.

Кроссворд «Ассоциация»

1.   Сталь - Транспортирование леса по реке.

С

П

Л

А

В

2. Металл - Основной компонент стали.

Ж

Е

Л

Е

З

О

3. Неметалл - Нежелательный компонент стали

С

Е

Р

А

4. Легирующий элемент - Кожа.

Х

Р

О

М

5. Неметалл в составе стали - Составная часть горной породы.                                           

К

Р

Е

М

Н

И

Й

6. Неметалл - Основной компонент стали.

У

Г

Л

Е

Р

О

Д

7. Легирующий элемент - Выдающаяся личность.

Т

И

Т

А

Н

8. Легирующий элемент - Лес.

Б

О

Р

2.   Преподаватель предлагает выполнить тест, выбрав правильный вариант ответа, время выполнения задания 8 минут. За каждый правильный ответ выставляется по одному баллу.

№ п/п	Вопрос	Варианты ответов	Ответ
1.	Сварочный выпрямитель относится:	1 – к оборудованию для сварки; 2 – к сварочной оснастке; 3 – к приспособлениям для сварки.	1
2.	Для чего используется обратный провод?	1 – для соединения электрода с источником питания; 2 – для соединения изделия с источником питания; 3 – для соединения электрода и изделия с источником питания.	2
3.	Для какого вида сварки используют сварочные трансформаторы?	1 – сварка постоянным током на прямой полярности; 2 – сварка переменным током; 3 – сварка постоянным током обратной полярности.	2
4.	Для какого вида сварки используют сварочные выпрямители?	1 – сварка постоянным током на прямой полярности; 2 – сварка переменным током; 3 – сварка постоянным током обратной полярности.	1, 3
5.	Какие электрододержатели получили наиболее широкое применение?	1      - вилочные; 2      - безогарковые; 3    - пружинные.	1
6.	Особенностью безогаркового держателя электродов является то, что:	1 - электрод зажимается в держателе; 2 - электрод приваривается к держателю; 3 - используются специальные электроды.	2
7.	Для чего может быть использована струбцина?	1 - для крепления обратного провода к изделию; 2 - для крепления изделия к сварочному столу; 3 - при сварке и сборке она вообще не используется.	1, 2
8.	Как осуществляется плавное регулирование тока в трансформаторе?	1 - путем изменения расстояния между обмотками; 2 - посредством изменения соединения между катушками обмоток; 3 - не регулируется.	1
9	Какую внешнюю вольт-амперную характеристику может иметь источник питания для ручной дуговой сварки?	1 – возрастающую; 2 – жесткую; 3 – падающую.	3
10.	Разрешается ли сварщику подключать источник питания?	1 – нет, это делает электромонтер; 2 - разрешается	1

3.   Составляют опорный конспект по изложению нового материала в рабочих тетрадях, анализируя виды дефектов и причины их появления в сварных швах.

Дефекты сварных соединений

Дефекты сварных швов и соединений, выполненных сваркой плавлением, возникают из-за нарушения требований нормативных документов к подготовке, сборке и сварке соединяемых узлов, механической и термической обработке сварных швов и самой конструкции, к сварочным материалам.

Дефекты сварных соединений могут классифицироваться по различным признакам: форме, размеру, размещению в сварном шве, причинам образования, степени опасности и т. д. Наиболее известной является классификация дефектов, рекомендованная межгосударственным стандартом ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначения и определения». Согласно этому стандарту дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:

ü  трещины;

ü  полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;

ü  твердые включения;

ü  несплавления и непровары;

ü  нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.;

ü  прочие дефекты.

Каждому типу дефекта соответствует цифровое обозначение, а также возможно буквенное обозначение, рекомендованное международным институтом сварки (МИС).

Возникновение дефектов часто связано с металлургическими и тепловыми явлениями, возникающими в процессе образования сварочной ванны и ее кристаллизации (горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения и т.д.). Эти дефекты снижают прочность и надежность сварного соединения, его герметичность и коррозионную стойкость. Все это может оказать значительное влияние на эксплуатационные возможности всей конструкции и даже вызвать ее разрушение.

Дефекты сварочных швов могут быть наружными и внутренними.

Наружные дефекты сварочных швов

К наружным дефектам сварных швов (рис.1) относят нарушение размеров и формы шва, подрезы и другие отклонения, которые могут быть обнаружены при внешнем осмотре сварного соединения.

Нарушение формы и размеров сварного шва чаще всего вызваны колебаниями напряжения в электрической сети, небрежностью в работе или низкой квалификацией сварщика, проявляющейся в неправильном выборе режимов, неточном направлении электрода и методике его перемещения. Дефекты проявляются в неодинаковой ширине сварочного шва по его длине, в неравномерности катета угловых швов, чрезмерной выпуклости и резких переходах от основного металла к наплавленному. Отклонения от размеров и формы сварного соединения, проявляющиеся в угловых швах, связаны с неправильной подготовкой кромок, неравномерной скоростью сварки, а также с несвоевременным контрольным обмером шва. При автоматической и полуавтоматической сварке эти дефекты чаще всего связаны с колебаниями напряжения, проскальзыванием проволоки в подающих роликах, нарушениями режимов сварки.

Рис. 1 Наружные дефекты сварных швов, выявляемые внешним осмотром:

 А - подрез; Б - наплыв; В - прожог; Г - незаваренный кратер; Д - свищ.

Внутренние дефекты сварочных швов.

К внутренним дефектам сварных швов относят дефекты трещины, поры, шлаковые включения, оксидные включения, вольфрамовые включения, которые не могут быть обнаружены при внешнем осмотре сварного соединения, т.е. не выходят на поверхность сварного шва.

По ГОСТ 30242-97 трещиной называется несплошность, вызванная местным разрывом шва или околошовной зоны, который может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок.

Трещины бывают холодные и горячие. Трещины могут быть как наружными, так и внутренними. Это самые опасные дефекты сварного соединения, часто приводят к его разрушению. Проявляются они в виде разрыва в сварном шве или в прилегающих к нему зонах. Сначала трещины образуются с очень малым раскрытием, но под действием напряжения их распространение может быть соизмеримо со скоростью звука, в результате чего происходит разрушение конструкции. Причинами образования трещин являются большие напряжения, возникающие при сварке. Чаще всего трещины появляются при сварке высокоуглеродистых и легированных сталей в результате быстрого охлаждения сварочной ванны. Вероятность появления трещин увеличивается при жестком закреплении свариваемых деталей.

Горячие трещины – появляются в процессе кристаллизации металла при температурах 1100-1300⁰С вследствие резкого снижения пластических свойств и развития растягивающих деформаций. Появляются горячие трещины на границах зерен кристаллической решетки. Появлению горячих трещин способствует повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода, никеля, серы и фосфора. Горячие трещины могут возникать как в массиве шва, так и в зоне термического влияния. Распространяться горячие трещины могут как вдоль, так и поперёк шва. Они могут быть внутренними или выходить на поверхность.

Холодные трещины – возникают при температурах ниже 120⁰С, то есть сразу после остывания сварного шва. Кроме того, холодные трещины могут возникнуть и через длительный промежуток времени. Причиной появления холодных трещин являются сварочные напряжения, возникающие во время фазовых превращений., приводящие к снижению прочностных свойств металла. Причиной появления холодных трещин может стать растворенный атомарный водород, не успевший выделиться во время сварки. Причиной попадания водорода могут служить непросушенные заготовки или сварочные материалы, нарушения защиты сварочной ванны.

Трещины — самые опасные дефекты, так как создают резкую концентрацию напряжений. Трещины появляются при сварке высокоуглеродистых и легированных сталей в результате слишком быстрого охлаждения. Часто трещины образуются в сварных соединениях жестко закрепленных конструкций. Иногда трещины возникают при охлаждении сварных конструкций на воздухе. Они могут располагаться вдоль и поперек сварного соединения, а также в основном металле, в местах сосредоточения швов и приводить к разрушению сварной конструкции. Причинами образования трещин являются большие напряжения, возникающие в сварных соединениях при сварке. На образование трещин влияет повышенное содержание серы и фосфора. Сера увеличивает склонность металла шва к образованию горячих трещин, а фосфор — холодных. Горячие трещины возникают в процессе кристаллизации металла шва, т. е. при высоких температурах, а холодные — при относительно низких температурах (ниже 100—300°С).

Газовая полость (по ГОСТ 30242-97) – это полость произвольной формы, не имеющая углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Порой (газовой порой) называется газовая полость обычно сферической формы.

Поры - основным источником образования пор при сварке алюминия и его сплавов принято считать водород, содержащийся во влаге и жировых загрязнениях на свариваемых кромках. Поры – представляют собой полости внутри шва, заполненные не успевшим выделиться газом (в первую очередь водородом). Они могут быть округлой или вытянутой формы, а их размеры зависят от размеров пузырьков образовавшихся газов. Поры могут быть одиночными или развиваться целой цепочкой вдоль сварного шва.

Основными причинами пор являются: присутствие вредных примесей в основном или присадочном металлах, ржавчина или другие загрязнения, не удаленные со свариваемых кромок пред сваркой. Повышенное содержание углерода также способствует появлению пор. Поры могут появляться при нарушении защиты сварочной ванны, повышенной скорости сварки.

Одиночные поры не опасны, но их цепочка влияет на прочность сварного соединения. Участок сварочного шва, в котором присутствуют поры, подлежит переварке с предварительной механической зачисткой.

Поверхностное окисление – окалина или пленка оксидов на поверхности сварного соединения Поверхностное окисление зависит от плохой защиты сварочной ванны, качества подготовки свариваемых кромок, неправильной регулировки подачи защитного газа, его состава, большим вылетом электрода.

Твердые включения – это твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения, оставшиеся в металле сварного шва.

Вольфрамовые включения – возникают при нарушении защиты сварочной ванны при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом. Кроме этого вольфрамовые включения возникают при коротких замыканиях или завышенной плотности тока. Особенно часто встречаются вольфрамовые включения при сварке алюминия и его сплавов, в которых вольфрам нерастворим.

Незаваренный кратер - дефект сварного шва, который образуется в виде углублений в метах резкого отрыва дуги в конце сварки. В углублениях кратера могут появляться усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины (на швах приварки ребер 188 резервуара). Кратеры обычно появляются в результате неправильных действий сварщика. Кратеры часто являются причиной начала развития трещин и поэтому недопустимы. Их зачищают и заваривают.

Несплавлением называется отсутствие соединения между металлом шва и основным металлом либо между отдельными валиками сварного шва.

Несплавления. Это означает, что металл сварного шва не сплавился с ранее наплавленным металлом или не сплавляется с основным металлом. Причины — плохая зачистка свариваемых кромок, грязь, большая длина дуги, недостаточная сила тока, большая скорость сварки.

Непровар или неполный провар – это несплавление основного металла на участке или по всей длине шва, появляющееся из-за неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения (заполнить зазор между деталями).

Нарушение формы сварного шва – это отклонение формы наружных поверхностей шва или геометрии соединения от заданного значения. К нарушениям формы шва по ГОСТ 30242-97 относятся:

Подрезы – это продольные углубления на наружной поверхности валика шва. Подрезы со стороны корня одностороннего шва из-за усадки вдоль границы называются усадочными канавками. Превышение проплава – избыток наплавленного металла на обратной стороне стыкового сварного шва. Вогнутость корня шва – неглубокая канавка со стороны корня шва, возникшая из-за усадки.

Смещение между свариваемыми элементами при их параллельном расположении на разном уровне называется линейным смещением, а при расположении кромок элементов под углом – угловым смещением. Чрезмерной асимметрией углового шва называется значительное превышение размеров одного катета над другим.

Наплав – это избыток наплавленного металла шва, натекший на поверхность основного металла. Натек – это металл шва, не имеющий сплавления с соединяемой поверхностью и образовавшийся в результате перераспределения наплавленного металла шва под действием силы тяжести. Натеки часто возникают при сварке угловых швов или стыковых швов в горизонтальном положении.

Прожог – вытекание металла сварочной ванны, приводящее к образованию в шве сквозного отверстия. При неправильном профиле шва угол между поверхностью основного металла и плоскостью, касательной к поверхности шва, меньше нормального значения.

Все дефекты, не включенные в группы (ГОСТ 30242-97), относятся к прочим дефектам:

- местное повреждение металла из-за случайного зажигания дуги;

- брызги металла

- поверхностные задиры – повреждения поверхности из-за удаления временно приваренного приспособления;

- утонение металла и др.

В заключение следует сказать, что изготовить ряд швов, не имеющих дефектов вообще, практически невозможно. Все дело в том, чтобы было минимум допустимых дефектов.

Дефекты и контроль качества сварных соединений

Общие сведения и организация контроля.

По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как производственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

Сварные конструкции контролируют на всех этапах их изготовления. Кроме того, систематически проверяют приспособления и оборудование. При предварительном контроле подвергаются проверке основные и вспомогательные материалы, устанавливается их соответствие чертежу и техническим условиям.

После заготовительных работ детали подвергают чаще всего наружному осмотру, т.е. проверяют внешний вид детали, качество поверхности, наличие заусенцев, трещин, забоин и т.п., а также измеряют универсальными и специальными инструментами, шаблонами, с помощью контрольных приспособлений. Особенно тщательно контролируют участки, подвергающиеся сварке. Профиль кромок, подготовленных под сварку плавлением, проверяют специальными шаблонами, а качество подготовки поверхности - с помощью оптических приборов или специальными микрометрами.

Во время сборки и прихватки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов в местах прихваток и т.д. Качество сборки и прихватки определяют главным образом наружным осмотром и обмером.

Наиболее ответственным моментом является текущий контроль выполнения сварки. Организация контроля сварочных работ может производиться в двух направлениях: контролируют сами процессы сварки либо полученные изделия.

Контроль процессов позволяет предотвратить появление систематических дефектов и особенно эффективен при автоматизированной сварке (автоматическая и механизированная дуговая, электрошлаковая и др.). Существуют следующие способы контроля сварочных процессов.

Контроль по образцам технологических проб. В этом случае периодически изготовляют образцы соединений из материала той же марки и толщины, что и свариваемое изделие, и подвергают их всесторонней проверке: внешнему осмотру, испытаниям на прочность соединений, просвечиванию рентгеновскими лучами, металлографическому исследованию и т.д. К недостаткам такого способа контроля следует отнести некоторое различие между образцом и изделием, а также возможность изменения сварочных условий с момента изготовления одного образца до момента изготовления следующего.

Контроль с использованием обобщающих параметров, имеющих прямую связь с качеством сварки, например использование дилатометрического эффекта в условиях точечной контактной сварки. Однако в большинстве случаев сварки плавлением трудно или не всегда удается выявить наличие обобщающего параметра, позволяющего достаточно надежно контролировать качество соединений.

Контроль параметров режима сварки. Так как в большинстве случаев определенных обобщающих параметров для процессов сварки плавлением нет, то на практике контролируют параметры, непосредственно определяющие режим сварки. При дуговой сварке такими параметрами в первую очередь являются сила тока, дуговое напряжение, скорость сварки, скорость подачи проволоки и др. Недостаток такого подхода заключается в необходимости контролирования многих параметров, каждый из которых в отдельности не может характеризовать непосредственно уровень качества получаемых соединений.

Контроль изделий производят пооперационно или после окончания изготовления. Последним способом обычно контролируют несложные изделия. Качество выполнения сварки на изделии оценивают по наличию наружных или внутренних дефектов. Развитие физики открыло большие возможности для создания высокоэффективных методов дефектоскопии с высокой разрешающей способностью, позволяющих проверять без разрушения качество сварных соединений в ответственных конструкциях.

В зависимости от того, нарушается или не нарушается целостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.

Методы неразрушающего контроля сварных соединений.

К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относят внешний осмотр, контроль на непроницаемость (или герметичность) конструкций, контроль для обнаружения дефектов, выходящих на поверхность, контроль скрытых и внутренних дефектов. Внешний осмотр и обмеры сварных швов - наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все сварные швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром сварных швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Обмеры сварных швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое - увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом - измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры сварных швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более точными способами.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений. Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам - сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос - сквозных трещин и непроваров в шве. Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак. При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом. Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия. Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 - 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла). О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Сварные швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 - 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени. Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Вакуумному контролю подвергают сварные швы, которые невозможно испытать керосином, воздухом или водой и доступ к которым возможен только с одной стороны. Его широко применяют при проверке сварных швов днищ резервуаров, газгольдеров и других листовых конструкций. Сущность метода заключается в создании вакуума на одной стороне контролируемого участка сварного шва и регистрации на этой же стороне шва проникновения воздуха через имеющиеся неплотности. Контроль ведется с помощью переносной вакуум-камеры, которую устанавливают на наиболее доступную сторону сварного соединения, предварительно смоченную мыльным раствором (рис. 2).

Рис. 2. Вакуумный контроль шва: 1 – вакуумметр, 2 - резиновое уплотнение, 3 - мыльный раствор, 4 - камера.

            В зависимости от формы контролируемого изделия и типа соединения могут применяться плоские, угловые и сферические вакуум-камеры. Для создания вакуума в них применяют специальные вакуум-насосы.

Контроль методом красок (цветная дефектоскопия) заключается в том, что на очищенную поверхность сварного соединения наносится смачивающая жидкость, которая под действием капиллярных сил проникает в полость дефектов. После ее удаления на поверхность шва наносится белая краска. Выступающие следы жидкости обозначают места расположения дефектов.

Контроль газоэлектрическими течеискателям и применяют для испытания ответственных сварных конструкций, так как такие течеискатели достаточно сложны и дорогостоящи. В качестве газа-индикатора в них используется гелий. Обладая высокой проникающей способностью, он способен проходить через мельчайшие несплошности в металле и регистрируется течеискателем. В процессе контроля сварной шов обдувают или внутренний объем изделия заполняют смесью газа-индикатора с воздухом. Проникающий через неплотности газ улавливается щупом и анализируется в течеискателе.

Радиационные методы контроля являются надежным и широко распространенными методами контроля, основанными на способности рентгеновского и гамма-излучения проникать через металл. Выявление дефектов при радиационных методах основано на разном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них. Сварные соединения просвечивают специальными аппаратами. С одной стороны шва на некотором расстоянии от него помещают источник излучения, с противоположной стороны плотно прижимают кассету с чувствительной фотопленкой (рис. 4). При просвечивании лучи проходят через сварное соединение и облучают пленку. В местах, где имеются поры, шлаковые включения, непровары, крупные трещины, на пленке образуются темные пятна. Вид и размеры дефектов определяют сравнением пленки с эталонными снимками.

Методы контроля с разрушением сварных соединений

К этим методам контроля качества сварных соединений относятся механические испытания, металлографические исследования, специальные испытания с целью получения характеристик сварных соединений. Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из изделия или из специально сваренных контрольных соединений - технологических проб, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку изделия в условиях, соответствующих сварке изделия.

Целью испытаний является: оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций; оценка качества основного и присадочного металла; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков.

Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному уровню.

Механические испытания проводятся по ГОСТ 6996-66, предусматривающему следующие виды испытаний сварных соединений и металла шва: испытание сварного соединения в целом и металла разных его участков (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое растяжение, статистический изгиб, ударный изгиб, стойкость против старения, измерение твердости.

Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров и формы.

Испытаниями на статическое растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также разрыв определяют ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости судят о структурных изменениях и степени подкалки металла при охлаждении после сварки.

Основной задачей металлографических исследований являются установление структуры металла и качества сварного соединения, выявление наличия и характера дефектов. Металлографические исследования включают в себя макро- и микроструктурный методы анализа металлов.

(Презентация «Дефекты сварных соединений». Приложение 6)

Требования к сварным швам. Дефекты сварных швов и их виды, Нормы контроля и браковки. Способы устранения дефектов сварных соединений.

Виды и методы контроля качества сварных соединений. Оценка качества сварных соединений по внешнему виду. Контроль качества сварных соединений разрушающими методами: механическим; металлографическим; испытанием на коррозионное растрескивание; методом химического анализа. Неразрушающие методы контроля сварных швов: пневматический, гидравлический, испытание керосином, аммиаком.

Сообщения (готовят студенты по предложенным темам):

Контроль качества:

·        Внешним осмотром

·        Пневматический

·        Гидравлический

·        Испытание керосином

(Приложение 7)

4.     Закрепление полученных знаний проводится в виде выполнения заданий с использованием справочного материала. Задание выполняется в опорном конспекте. Заполнить таблицу «Определение дефектов сварного соединения и способов их устранения» Для достижения поставленной цели была задействована методика организации самостоятельной работы студентов при выборе дефектов сварного шва, с использованием слайдов.

5.        Материал урока разработан с учётом учебной подготовки студентов, а также параллельно изучаемых дисциплин. В ходе подачи материала прослеживались межпредметные связи с материаловедением, охраной труда, физикой.

6.        Для активизации познавательной деятельности студентов в процессе работы были использованы мультимедийные презентации и видеоролик.

V.      Подведение итогов (подведение итогов занятия, выставление комментированных оценок)

VI.  Сообщение домашнего задания:

[2] с. 450 – 470.

ДИДАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ К ЗАНЯТИЮ

Мультимедийные презентации: «Кроссворд «Ассоциация», «Тест «Проверь себя», «Дефекты сварных швов»;

Видеоролик: «Дефекты сварных швов».