Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Характеристика дефектов сварных швов и методы их устранения

Вид дефекта, его характеристика Причины появления дефекта и способы его обнаружения Оценка дефекта, методы его предупреждения и устранения
Наплыв - натек излишне расплавленного металла на основной. Большой сварочный ток и малая скорость сварки. Смещение электрода с оси разделки кромок. Сварка длинной дугой. Обнаруживается внешним осмотром. Часто сопровождается непроваром основного метал­ла. Необходимо правильно выбирать режим сварки, пространственное положение шва, не допускать сварку длинной дугой, точно вести электрод по оси разделки кромок. Устраняется путем снятия части усиления сварного шва в месте наплыва.
Непровар или несплавление, местное несплавление основного и наплавленного металла или отдельных валиков между собой при сварке многослойного шва     Недостаточная величина сварочного тока, большая скорость сварки, большая длина дуги, малый угол раскрытия кромок, смещение и перекос свариваемых элементов, малая величина зазора, большой диа­метр электрода, маг­нитное дутье при сварке, плохая зачист­ка кромок изделия, плохое удаление шла­ка при сварке много­слойного шва, непра­вильная техника сва­рки. Обнаруживается просвечиванием рент­геновским и гамма-лучами, магнитным, ультразвуковым, металлографическим и другими методами контроля. Сильно снижает проч­ность сварного соединения, а следовательно, является недопустимым дефектом. Способы предупреждения непровара вытекают из ана­лиза причин, вызвавших его появление. Устранение путем выруб­ки дефектного места с по­следующей его заваркой.  
Подрез - утонение основного металла в месте перехода к наплавленному металлу. Чрезмерно большая сила тока, не соответ­ствующая скорости сварки, неравномерное перемещение электрода, сварки длинной дугой. Обнаруживается внешним осмотром.   Дефект недопустим, соз­дает концентрацию напря­жения. Необходимо правильно выбирать режим и технику сварки швов. Устраняется путем зачист­ки дефектного места и по­вторной подварки.
Прожог-сквозное проплавление основного металла с образованием подтеков и свищей. Большая величина сварочного тока при малой скорости свар­ки, большой зазор; малая величина при­тупления кромок.   Дефект недопустим. Необходимо правильно выбирать режим сварки, правильно производить раз­делку кромок и выдержи­вать зазоры при сборке. Устраняется путем выруб­ки дефектного места и по­вторной подварки его.
Поры: внутренние - близкие к сферической форме, замкнутые полости в металле шва; поверхностные - отличаются от внут­ренних тем, что их полости сообщаются с атмосферой. Наличие в расплав­ленном металле сва­рочной ванны газов: водорода, азота, оки­си углерода, погло­щенных из зоны дуги или образовавшихся в процессе химических реакций и не успев­ших выделиться при быстром охлаждении шва. Обнаруживаются внешним осмотром и дефектоскопией.   Наличие пор уменьшает полезное сечение шва и при­водит к концентрации на­пряжения, а следовательно, снижает прочность шва при статических и особенно ди­намических нагрузках. Необходимо сварку вести в условиях хорошей газовой и шлаковой защиты; хоро­шо защищать кромки изде­лия; вести сварку короткой дугой. Дефектные места выруба­ются и завариваются вновь.
Шлаковые включе­ния - полости в ме­талле шва, заполнен­ные твердыми неме­таллическими веществами.   Быстрое охлажде­ние металла шва, за­трудняющее всплывание шлака на поверх­ность; тугоплавкость, повышенная вязкость или большой удель­ный вес шлаков элек­тродных покрытий и флюсов; неудовлетво­рительная зачистка кромок или отдель­ных валиков наплав­ленного металла при сварке многослойных швов и т.д. Обнаруживается дефектоскопией. Оценка, способы предуп­реждения и методы устра­нения аналогичны приведен­ным для пор.  
Трещины (горячие и холодные). Временные и оста­точные напряжения при сварке; структур­ные превращения в зоне термического влияния при сварке закаливающихся ста­лей; повышенное со­держание углерода, водорода, серы и фосфора в металле; не­правильная техника сварки; наличие де­фектов сварки (поры шлаковые включения, подрезы, кратеры и т д.) Трещины - наиболее опасный и поэтому недопу­стимый дефект сварного со­единения. Предупреждаются приме­нением электродов с покры­тием основного типа, подо­гревом металла перед свар­кой, многослойной сваркой, снижением углерода, серы и фосфора в металле шва, прокаливанием электродов, очисткой кромок от ржав­чины

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

1. Микроскоп.

2. Прибор для испытания на твердость.

3. Набор шлифов для исследования микроструктуры и макроструктуры.

4. Реактивы.

5. Плакаты: диаграмма состояния; фотографии микроструктуры; схемы изображения макроструктуры и дефектов сварных швов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить и описать микроструктуру сварного шва.

2. То же околошовной зоны.

3. Определить твердость металла шва, околошовной зоны и основного металла. Построить графики распределения твердости металла в зоне сварки сталей различного химического состава.

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Описание и схематическое изображение микрострукту­ры металла шва и околошовной зоны.

2. Графики изменения твердости и зоне дуговой наплавки на стали марок Ст. 3 и 40Х.

3. Эскизы и описание дефектов сварных швов.

РАБОТА № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ НАПЛАВКЕ ВАЛИКА
НА КРОМКУ ПЛАСТИНЫ

Цель - ознакомиться с некоторыми способами измерения сварочных деформаций; изучить характер распределения ос­таточных продольных деформаций по ширине пластины по­сле наплавки валика на кромку и характер изменения де­формаций изгиба по времени в процессе наплавки валика на кромку пластины.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основной причиной возникновения напряжений и дефор­мации в сварных элементах конструкций является неравно­мерный нагрев этих элементов в направлении вдоль и попе­рек шва и тепловое расширение металла.

В толстостенных конструкциях на образование на­пряжений при сварке влияет также неравномерный нагрев по толщине.

При наплавке валика на кромку пластины наиболее на­гретыми являются шов и участки металла, непосредственно приле­гающие к шву. На противоположной от шва стороне пласти­ны температура в процессе сварки при достаточной их ширине незначительно отличается от температуры окру­жающей среды.

Если выделить некоторый наиболее нагретый участок пластины, считая, что средняя температура нагрева по шири­не этого участка Т, то при отсутствии связи с менее нагре­тым участком пластины он получил бы удлинение

, (32)

где - приращение длины наиболее нагретого участка при свободном деформировании, мм; - коэффициент температурного расширения, 1/град; - первоначальная длина пластины, мм; - средняя температура нагрева по ширине выделен­ного участка, град.

Рис. 20. Образование остаточных напряжений

В действительности нагретый участок пластины связан с остальной частью пластины и, стремясь расшириться в соот­ветствии с температурой нагрева, вызывает растяжение в ме­нее нагретой части. Одновременно сам нагретый участок ис­пытывает сжатие (рис. 20).

Растягивающие усилия приложены к пла­стине эксцентрично, что приводит к возникновению при на­греве временных деформаций изгиба, величина которых за­висит от жесткости пластины и ширины нагретого участка.

Прогиб пластины, а также деформации и напряжения в ней в процессе нагрева и охлаждения непрерывно изменяются во времени и поэтому называются временными.

Противодействие расширению со стороны более холодных участков металла вызывает при нагреве в зоне высоких тем­ператур образование не только упругих ( ), но и пластиче­ских ( ) деформаций укорочения.

При остывании после свар­ки слои металла, получившие при нагреве пластические де­формации укорочения ( ), стремятся сократиться на вели­чину этих деформаций, чему препятствуют соседние участки, не получившие при нагреве пластического укорочения.

В результате этого после остывания пластина приобрета­ет прогиб, обратный тому, который имел место при нагреве пластины, и в зоне сварного шва возникают напряжения рас­тяжения, а в периферийных участках - напряжения сжатия.

Этот прогиб, возникающий после полного остывания пла­стины, а также соответствующие ему деформации волокон и напряжения остаются неизменными во времени и называют­ся остаточными.

Исследование продольных деформаций и прогиба осуществляется на пластине имеющую длину 450 мм, ширину 100 мм и толщину 10 мм. На торцевых поверхностях пластины через каждые 10 мм наносятся базы, длину которых в процессе эксперимента определяют с помощью индикатора. Схема измерения продольных деформаций и прогиба представлены на рис. 21.

Рис. 21. Схема проведения эксперимента а) измерения продольных деформаций, б) прогиба

 

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

1. Сварочный трансформатор.

2. Индикатор для определения деформаций изгиба.

3. Индикатор для определения продольных деформаций.

4. Секундомер.

5. Клещи кузнечные.

6. Пластина из низкоуглеродистой стали.

7. Электроды.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Ознакомиться с краткими теоретическими положения­ми.

2. Разметить на пластине продольные сечения для изме­рения с помощью индикатора их длины.

3. Измерить с помощью индикатора № 1 и записать в табл. 1 рабочей тетради длину продольных волокон образца до сварки (рис. 21, а), делая по два измерения в каждом сечении.

4. Установить образец на приспособление для измерения деформаций изгиба в процессе сварки (рис. 21, б). Отметить в рабочей тетради начальное (нулевое) показание индикатора № 2.

5. Наложить на свободную кромку пластины сварной шов. В процессе наплавки и охлаждения пластины в течение 10 мин наблюдать за изменением прогиба пластины по из­менению показаний индикатора № 2 через интервалы време­ни, указанные в рабочей тетради, заполняя этими показания­ми табл. 2.

6. Охладить пластину и с помощью индикатора повторить измерение длины продольных волокон пластины, делая по два измерения в каждом сечении. Результаты из­мерений занести в табл. 1 рабочей тетради.

ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ

1. Схему измерения деформаций продольных волокон пла­стины и схему измерений деформаций изгиба (рис. 21), а также схе­мы деформирования пластины при нагреве и после охлаж­дения (рис. 20).

2. Вычислить среднее значение из двух показаний инди­катора и записать в табл. 1 для каждого сечения значения - до наплавки и - после наплавки. Для каждого сечения вычислить изменения длины каждого из волокон:

. (33)

3. Построить график изменения длины по ширине пла­стины , где - координата в направлении, перпендикулярном шву.

4. Вычислить и занести в табл. 2 разницу отсчетов между нулевым показанием и его показаниями в различные момен­ты времени в процессе нагрева и охлаждения.

5. По данным табл. 2 построить график изменения про­гиба пластины в процессе ее нагрева и охлаждения , где - время прошедшее от начала сварки.

6. Сделать выводы по работе.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Работа 1 Определение коэффициентов расплавления, наплавки и потерь на угар и разбрызгивание при ручной дуговой и автоматической сварке под флюсом …………………………………………………..    
Работа 2 Изучение конструкции и принципа действия источников сварочного тока …………………………………………………………..  
Работа 3 Определение влияния технологических параметров автоматической сварки под флюсом на форму и размеры шва …………….  
Работа 4 Определение технологических параметров контактных сварочных машин и зависимость прочности сварного соединения от режима сварки …………………………………………………………    
Работа 5 Изучение газосварочного оборудования и свойств ацетилено-кислородного пламени …………………………………..  
Работа 6 Определение влияния рода материала на ка­чество кислородной резки……………………………………………………………………….  
Работа 7 Исследование структуры доброкачественных и дефектных сварных соединений, выполненных из углеродистых сталей ………….  
Работа 8 Определение деформаций, возникающих при наплавке валика на кромку пластины …………………………………………………  

Контрольные вопросы к работе № 1

1. Какие факторы влияют напроизводительность расплавления электрода.

2. Какие факторы влияют на величинупотерь на угар и разбрызгивание.

3. Чемограничивается повышение производительности при ручной дуговой сварке.

4. Укажите основные пути повышения производительности при ручной дуговой сварке.

5. Как обосновать выбор оптимального режима сварки с учетом потерь и производительности.

Контрольные вопросы к работе № 2

1. Укажите основные требования, предъявляемые к источникам питания.

2. Объясните принцип регулирования сварочного тока у трансформаторов СТЭ и ТД.

3. Объясните принцип регулирования сварочного тока у генераторов ГС и ГСО.

4. Почему источники питания для ручной дуговой сварки должны иметь крутопадающую характеристику.

Контрольные вопросы к работе № 3

1. Из каких основныхчастей состоит автомат АДС-1000-2.

2. Из каких основныхчастей состоит полуавтомат ПДШ-500.

3. Преимуществаавтоматической сварки передручной дуговой сваркой.

4. Преимущества полуавтоматической сварки передавтоматической.

5. Что такое коэффициент формы шва и как он определяется.

6. Как влияет на параметры сварного шва сварочный ток, напряжение на дуге и скорость сварки.

Контрольные вопросы к работе № 4

1. Какова сущность и область применения стыковой, точечной и шовной сварки.

2. Из каких основных частей состоят сварочные контактные машины.

3. Укажите основные технологические параметры контактных машин и укажите характер их влияния на качество сварки.

4. Каким образом влияет шунтирование тока на прочность сварного соединения.

Контрольные вопросы к работе № 5

1. Устройство и работа ацетилено-кислородной горелкинизкого давления.

2. Устройство и работа ацетиленового генератораГНВ-1,25.

3. Устройство и работа предохранительного затвора.

4. Свойства окислительного, науглероживающего и нормального ацетилено-кислородного пламени и область его применения.

Контрольные вопросы к работе № 6

 

1. В чем сущность и каковы условия ацетилено-кислородной резки.

2. Устройство и работа ацетилено-кислородного резака.

3. Устройство и работа автомата для газовой резки металлов АСШ-1.

Контрольные вопросы к работе № 7

1. Укажите пути улучшения качества сварного шва.

2. Объясните механизм возникновения крупнозернистой видманштеттовой структуры на участке перегрева основного металла.

3. Укажите пути улучшения структуры металла на этом участке.

4. Какая и почему образуется структура металла на участках нормализации и частичной перекристаллизации.

5. Какие особенности структуры в зоне термического влияния среднеуглеродистой и низколегированной стали.

6. Какими способами можно предотвратить образование мартенсита в зоне термического влияния средне- и высоко­углеродистых сталей.

7. Назовите основные дефекты сварных швов. Объясните причины их возникновения, способы их предупреждения и устранения.

8. Какие применяются методы контроля сварных соединений.

Контрольные вопросы к работе № 8

1. Объясните основные причины образования сварочных напряжений и деформаций.

2. Укажите основные способы снижениясварочных деформаций.

3. Укажите основные способы снижениясварочных напряжений.

 

 

Учебно-методическое издание

 

Засыпкин Вадим Викторович

Скляров Виктор Михайлович

Воронин Николай Николаевич

 

 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

 

Раздел

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

 

 

______________________________________________________________________________________

 

Подписано в печатьФормат

Усл. печ. л. Заказ

Тираж 300 экз. __Изд. № 101-13_________________________________


 

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...