Как правильно сваривать металл чтобы его не вело


Методы борьбы с температурной деформацией при сварке

Рассмотрем рекомендации по борьбе с таким эффектом, как температурная деформация металла, возникающая при сварочных работах. В конце статьи будут рассмотрены современные способы решения этой задачи.

 

Это напряжение возникает вследствие того, что металл нагревается неравномерно и при остывании возникают внутренние напряжения в зоне температурного воздействия. Эти напряжения могут привести к деформации металлического изделия.

 

Какие существуют способы чтобы при изготовлении изделие из металла не повело при сварке?

 

1. Последовательность прохождения сварочных швов. Сварку изделий из металла следует производить таким образом, чтобы возникающие напряжения компенсировали друг друга. Это возможно при сварке симметричных швов, при правильном выборе направления наложения швов.

Так же целесообразно в некоторых случаях собрать изделие на прихватки и потом обваривать швы, находящиеся симметрично друг другу относительно нейтральной оси. 

 

2. Предварительный изгиб деталей в противоположную сторону от возникающих при сварке напряжений. Температурная усадка компенсирует эти напряжения и конструкцию не поведет.

 

3. Выбор режима сварки.

Напряжения, которые возникают в результате сварки, зависят от температуры зоны нагрева металла. Чем выше температура, тем сильнее остаточные напряжения.

Различные режимы сварки происходят при разных температурах, имеют различный объем наплавляемого металла и разную скорость прохождения шва. Чем выше скорость, тем меньше нагревается зона сварки и меньше усадочные напряжения.

При DIY сварке (кислородно-ацетиленовая сварка) возникают самые большие напряжения, так как она происходит при температуре около 3100 С.  Кроме этого данный вид сварки самый медленный, а объем наплавленного металла самый большой.

ММА (ручная дуговая сварка покрытыми электродами) происходит при температуре2400-2700 оС и быстрее чем кислородно-ацетиленовая, с меньшим объемом наплавленного металла.

MIG/MAG (полуавтоматическая сварка в защитных газах) происходит при 1500оС и с еще большей скоростью. Поэтому температурная усадка будет меньше чем при MMA сварке.

 

4.Предварительный нагрев изделия или зоны деформации.

Самые сильные напряжения в металле возникают при остывании изделия. Величина возможной деформации зависит от теплопроводности и коэффициента линейного расширения металла. Чем ниже теплопроводность, тем  более неравномерна зона нагрева и больше деформация. Например, у нержавеющей стали теплопроводность меньше, а коэф. линейного расширения больше чем у черной стали и поэтому деформация больше. 

Поэтому для уменьшения напряжений, особенно в легированных сталях, сварку производят в предварительно нагретом состоянии.

 

5. Сварка в кондукторе.

Изделие закрепляют в жесткой оснастке, таким образом, препятствуя деформации усадки. В металле возникают напряжения, вызывающие пластические деформации. Это позволяет уменьшить температурную усадку. После изъятия детали из кондуктора деформация останется, но она  будет меньше на 30% чем при сварке незакрепленной детали. При сварочных работах в кондукторе увеличивается вероятность появления трещин. Это происходит когда пластичности  металла недостаточно.

 

6. Рихтовка металлоизделия после сварки.

Выполняется с помощью домкратов и талей. Возможна правка изделий с помощью молотка или молота. При этом необходимо отслеживать появление трещин и разрывов в металле и сварочных швах.

 

7.  Тепловая правка изделия после сварочных работ.

Способ заключается в нагреве газовыми горелками деформированных участков металлоизделия. Нагревают выпуклую (выгнутую) сторону детали, до такой степени, когда не произойдет пластическая деформация и внутренние напряжения не локализуются. Данный метод эффективно производить совместно с механической рихтовкой (см. п. №6).

Если позволяют размеры, то возможен так же отпуск изделия в печи. При нагреве до 400-500 °С снимается около 50% внутренних напряжений. 

При данном способе существуют риски появления коробления изделия. Необходимо чтобы деталь обладала жесткостью и выдерживала температурное воздействие не изменяя своей геометрии.

 

В заключение несколько общих рекомендации.

 

Детали, обладающие большей металлоемкостью, ведет при сварке меньше. Например, конструкция из трубы со стенкой 8мм, будет деформироваться меньше чем со стенкой 4 мм.

 

Иногда целесообразно сварку заменить на альтернативные способы соединения. Это может быть клеевое соединение. Сейчас в продаже существует достаточно большое количество клеев по металлу как российского, так и иностранного производства. Если это допустимо, то можно использовать клепочное соединение.

В некоторых случаях рационально использовать MSG-пайку  (пайка на полуавтомате в защитных газах) - которая происходит при температуре 1000 оС

 

Возможно применение точечной сварки или комбинированного - клеесварного соединения. Данный способ представляет собой точечную сварку и использование клея по металлу.

 

Все эти способы и методы позволяют успешно бороться с таким явлением, как температурная деформация металлоизделий после сварки.

 

Рекомендуем ознакомиться со статьями:

 

Инновационные технологии при сварочных работах

 

Сварка трением: процесс, типы и преимущества

Сварка трением, как следует из названия, использует трение для сварки соединений. В процессе соединения не используется внешний нагрев.

Таким образом, сварка трением - это не сварка плавлением, а процесс сварки в твердом состоянии, при котором получаемое соединение часто оказывается таким же прочным, как и основной металл. Этот метод сварки используется в нескольких отраслях промышленности для соединения деталей.

Давайте подробно рассмотрим, как работает этот метод, и его преимущества.

СВЯЗАННЫЕ С: ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА: ТИПЫ, ПРЕИМУЩЕСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ

Если вы потрете ладони друг о друга, вы заметите, что ваши ладони станут горячими. Чем дальше вы увеличиваете давление и скорость, тем теплее становитесь.

Тот же принцип тепловыделения при трении используется при сварке трением, при которой металлические части трутся друг о друга с чрезвычайно высокой скоростью и давлением.

Это взаимодействие между двумя поверхностями приводит к механическому трению.Даже если два свариваемых материала могут показаться невооруженным глазом гладкими, на микроскопическом уровне есть неровности. Этих неровностей достаточно, чтобы между их поверхностями возникло трение.

Когда два материала подвергаются сварке трением, относительное движение между собой и прикладываемое к ним давление создают тепло в точках контакта. По мере продолжения процесса тепловыделение также увеличивается, и два материала начинают становиться вязкими в точках контакта.

Опять же, движение между двумя частями способствует смешиванию двух частей в их точках контакта, создавая соединение или сварной шов.

Любой процесс сварки, в котором для создания соединения используется трение, можно назвать сваркой трением. Однако в основном существует четыре типа процессов сварки трением.

Давайте кратко рассмотрим каждый из них, чтобы понять тонкие различия между ними.

Сварка трением с вращением: Один из двух материалов вращается по поверхности другого там, где требуется сварка.В процессе используется сжимающая осевая сила и высокие скорости вращения.

Эта комбинация приводит к пластификации двух материалов, что в конечном итоге приводит к их соединению.

Линейная сварка трением: В этом типе сварки трением один из материалов колеблется относительно другого на высоких скоростях с высокими сжимающими силами при возвратно-поступательном движении. Возникающее в результате тепло, выделяемое на поверхностях, приводит к пластификации металла, а оксиды или поверхностные загрязнения выгорают или удаляются по бокам.

Сварка трением с перемешиванием: Для сварки трением с перемешиванием используется специальный инструмент с цилиндрическим буртиком и профилированным штифтом для создания сварных швов. Булавка проходит по шву двух заготовок, пока буртик не коснется шва.

Затем инструмент вращается там, где трение между заплечиком и швом смягчает металл. Профилированный штифт линейно перемещается по линии шва, перемешивая мягкий металл и создавая при этом соединение.

Точечная сварка трением с перемешиванием: Точечная сварка трением с перемешиванием - это один из типов сварки трением с перемешиванием с одним существенным отличием.

При сварке трением с перемешиванием инструмент перемещается по шву деталей. Однако при точечной сварке трением с перемешиванием инструмент вращается в точке и не перемещается.

Он вращается и создает сварной шов, а инструмент поднимается вверх, образуя выходное отверстие, в которое был введен профилированный штифт.

Скорость, с которой происходит относительное движение, и давление, прикладываемое к заготовкам, зависят от величины тепла, необходимого для создания сварного шва между двумя металлическими частями.Для стали при сварке трением возникает температура от 900 до 1300 градусов Цельсия .

Многие используют инерционную сварку и сварку трением как синонимы. Однако инерционная сварка - это разновидность сварки трением.

Точнее, инерционная сварка - это разновидность ротационной сварки трением. Сварка получила название "инерционная сварка" из-за способа вращения.

В этой технике соединения одна из заготовок остается неподвижной, а другая устанавливается на шпиндель.Шпиндель вращается с высокой скоростью для создания трения между двумя металлическими поверхностями.

Здесь максимальная частота вращения шпинделя фиксирована и зависит от типа материала, который он удерживает, и температуры, которой он должен достичь, чтобы сварить две детали вместе.

Как только шпиндель достигает максимальной частоты вращения, привод отключается, и неподвижная заготовка доверяется вращающейся заготовке. Заготовка продолжает вращаться сама по себе за счет силы инерции, возникающей в результате кинетической энергии.

Не все методы сварки обеспечивают одинаковые результаты соединения. Следовательно, тип сварки выбирается на основе свойств, придаваемых соединению в процессе сварки.

Давайте обсудим некоторые преимущества использования сварки трением:

Позволяет соединять разнородные металлы: Одним из основных преимуществ сварки трением является то, что ее можно использовать для соединения разнородных металлов.

Вот некоторые из распространенных биметаллических фрикционных соединений:

  • Алюминий к стали
  • Медь с алюминием
  • Титан с медью
  • Никелевый сплав со сталью

Как правило, любой кованный металл можно сваривать трением.Это дает больше свободы инженерам, поскольку они могут создавать биметаллические конструкции благодаря сварке трением.

Соединения меди с алюминием обычно считаются негрубыми, но при сварке трением это возможно.

Нет внешнего приложения тепла или флюса: Сварка трением не требует внешнего тепла или флюса, что упрощает процесс и делает его менее беспорядочным.

Минимальные дефекты или их отсутствие: Одним из преимуществ твердотельной сварки является то, что она содержит минимальные дефекты или их отсутствие по сравнению со сваркой плавлением.Те же эффекты переносятся и на сварку трением.

Очень быстрый процесс: Сварка трением считается одним из самых быстрых методов сварки, она выполняется в два или даже в 100 раз быстрее, чем обычные швы плавлением.

Не требует большой подготовки поверхности: Обработанные, пропиленные или разрезанные поверхности можно соединить сваркой трением. Однако присутствие смазочных материалов или масел не допускается для достижения оптимальных условий сварки.

Сварка трением - это общий термин, охватывающий несколько типов сварочных процессов.Многие отрасли промышленности полагаются на сварку трением для создания соединений, которые иначе не поддаются разборке.

Это быстрый, эффективный и один из самых популярных вариантов для сварки в твердом состоянии.

.

Неразрушающий контроль сварных швов

Азбука неразрушающего контроля сварных швов
Перепечатано с разрешения журнала Welding Journal


Понимание преимуществ и недостатков каждой формы неразрушающего контроля может помочь вам выбрать лучший метод для вашего приложения.

Философия, которой часто руководствуются при изготовлении сварных узлов и конструкций, заключается в «обеспечении качества сварных швов». Однако термин «качество сварного шва» относителен. Приложение определяет, что хорошо, а что плохо.Как правило, любой сварной шов имеет хорошее качество, если он соответствует требованиям к внешнему виду и будет бесконечно долго выполнять свою работу, для которой он предназначен. Первым шагом в обеспечении качества сварки является определение степени, требуемой для применения. Стандарт должен быть установлен на основе требований к услуге.

Стандарты, разработанные для обеспечения качества сварки, могут отличаться от работы к работе, но использование соответствующих методов сварки может обеспечить уверенность в том, что применимые стандарты соблюдаются.Каким бы ни был стандарт качества, следует проверять все сварные швы, даже если при проверке не требуется ничего, кроме того, что сварщик следит за своей работой после каждого прохода. Красивый внешний вид сварной поверхности часто считается признаком высокого качества сварки. Однако внешний вид сам по себе не гарантирует хорошего качества изготовления или внутреннего качества.

Методы контроля неразрушающим контролем (NDE) позволяют проверять соответствие стандартам на постоянной основе, исследуя поверхность и подповерхность сварного шва и окружающий основной материал.Для исследования готовых сварных швов обычно используются пять основных методов: визуальный, проникающий, магнитопорошковый, ультразвуковой и радиографический (рентгеновский). Растущее использование компьютеризации с некоторыми методами обеспечивает дополнительное улучшение изображения и позволяет просматривать в реальном или почти реальном времени, проводить сравнительные проверки и архивировать. Обзор каждого метода поможет решить, какой процесс или комбинацию процессов использовать для конкретной работы и выполнить исследование наиболее эффективно.


Визуальный осмотр (VT)
Визуальный осмотр часто является наиболее экономичным методом, но он должен проводиться до, во время и после сварки.Многие стандарты требуют его использования перед другими методами, потому что нет смысла подвергать явно плохой сварной шов сложным методам контроля. В стандарте ANSI / AWS D1.1 «Правила сварки конструкций - сталь» говорится: «Сварные швы, подлежащие неразрушающему контролю, должны быть признаны приемлемыми при визуальном осмотре». Визуальный осмотр требует небольшого оборудования. Помимо хорошего зрения и достаточного освещения, все, что для этого требуется, - это карманная линейка, измеритель размера сварного шва, увеличительное стекло и, возможно, прямая кромка и угольник для проверки прямолинейности, совмещения и перпендикулярности.

Перед зажиганием первой сварочной дуги необходимо проверить материалы, чтобы убедиться, что они соответствуют требованиям по качеству, типу, размеру, чистоте и отсутствию дефектов. Жир, краску, масло, оксидную пленку или тяжелую окалину следует удалить. Соединяемые детали следует проверить на плоскостность, прямолинейность и точность размеров. Точно так же следует проверить выравнивание, сборку и подготовку стыков. Наконец, необходимо проверить переменные процесса и процедуры, включая размер и тип электродов, настройки оборудования и условия для предварительного или последующего нагрева.Все эти меры предосторожности применяются независимо от используемого метода проверки.

Во время изготовления визуальный осмотр сварного шва и кратера на конце может выявить такие проблемы, как трещины, недостаточное проплавление, а также газовые или шлаковые включения. Среди дефектов сварного шва, которые можно определить визуально, - трещины, поверхностные включения шлака, поверхностная пористость и подрез.

Для простых сварных швов проверка в начале каждой операции и периодически по мере выполнения работ может быть достаточной.Однако, если наносится более одного слоя металлического наполнителя, может быть желательно проверить каждый слой перед нанесением следующего. Корневой проход многопроходного соединения наиболее важен для прочности сварного шва. Он особенно подвержен растрескиванию и, поскольку он быстро затвердевает, может задерживать газ и шлак. При последующих проходах условия, вызванные формой сварного шва или изменениями в конфигурации соединения, могут вызвать дальнейшее растрескивание, а также подрезы и улавливание шлака. Затраты на ремонт можно свести к минимуму, если визуальный осмотр обнаружит эти недостатки до начала сварки.

Визуальный контроль на ранней стадии производства также может предотвратить недосварку и переварку. Нельзя допускать сварные швы меньшего размера, чем указано в спецификациях. Слишком большие бусины излишне увеличивают затраты и могут вызвать деформацию из-за дополнительной усадки.

После сварки при визуальном осмотре можно обнаружить множество дефектов поверхности, включая трещины, пористость и незаполненные кратеры, независимо от последующих процедур проверки. Можно оценить отклонения размеров, коробление и дефекты внешнего вида, а также характеристики размера сварного шва.

Перед проверкой поверхностных дефектов сварные швы необходимо очистить от шлака. Перед осмотром не следует проводить дробеструйную очистку, так как ударная обработка может закрыть мелкие трещины и сделать их невидимыми. Например, Кодекс по сварке конструкций AWS D1.1 не допускает упрочнение «корневого или поверхностного слоя сварного шва или основного металла по краям сварного шва».

Визуальный осмотр позволяет обнаружить только дефекты сварной поверхности. Спецификации или применимые нормы могут потребовать, чтобы также была исследована внутренняя часть сварного шва и прилегающие металлические зоны.Неразрушающие исследования могут использоваться для определения наличия дефекта, но они не могут измерить его влияние на работоспособность продукта, если они не основаны на корреляции между дефектом и некоторыми характеристиками, влияющими на обслуживание. В противном случае разрушающие испытания - единственный надежный способ определить работоспособность сварного шва.


Радиографический контроль
Рентгенография (рентген) - один из наиболее важных, универсальных и широко распространенных методов неразрушающего контроля - Рис.1. Рентген используется для определения внутренней прочности сварных швов. Термин «качество рентгеновских лучей», широко используемый для обозначения высокого качества сварных швов, происходит от этого метода контроля.



Рентгенография основана на способности рентгеновских и гамма-лучей проходить через металл и другие материалы, непрозрачные для обычного света, и производить фотографические записи передаваемой лучистой энергии. Все материалы будут поглощать известное количество этой лучистой энергии, и, следовательно, рентгеновские лучи и гамма-лучи могут использоваться для выявления разрывов и включений внутри непрозрачного материала.Постоянная запись на пленку внутренних условий покажет основную информацию, по которой можно определить прочность сварного шва.

Рентгеновские лучи производятся генераторами высокого напряжения. По мере увеличения высокого напряжения, подаваемого на рентгеновскую трубку, длина волны испускаемого рентгеновского излучения становится короче, обеспечивая большую проникающую способность. Гамма-лучи образуются при атомном распаде радиоизотопов. Радиоактивные изотопы, наиболее широко используемые в промышленной радиографии, - это кобальт 60 и иридий 192.Гамма-лучи, испускаемые этими изотопами, похожи на рентгеновские лучи, за исключением того, что их длины волн обычно короче. Это позволяет им проникать на большую глубину, чем рентгеновские лучи той же мощности, однако время экспозиции значительно больше из-за большей интенсивности.

Когда рентгеновские лучи или гамма-лучи направляются на участок сварной конструкции, не все излучение проходит через металл. Различные материалы, в зависимости от их плотности, толщины и атомного номера, будут поглощать лучистую энергию разной длины.

Степень, в которой различные материалы поглощают эти лучи, определяет интенсивность лучей, проникающих через материал. Когда регистрируются вариации этих лучей, появляется возможность заглянуть внутрь материала. Изображение на проявленной светочувствительной пленке называется рентгенограммой. Более толстые участки образца или материала с более высокой плотностью (включения вольфрама) будут поглощать больше излучения, а соответствующие им участки на рентгенограмме будут светлее - Рис. 2.

В магазине или в полевых условиях надежность и интерпретирующая ценность рентгенографических изображений зависят от их резкости и контрастности.Способность наблюдателя обнаружить дефект зависит от резкости его изображения и его контраста с фоном. Чтобы быть уверенным, что рентгенографическое облучение дает приемлемые результаты, на деталь помещают датчик, известный как индикатор качества изображения (IQI), чтобы его изображение было воспроизведено на рентгенограмме.

IQI, используемые для определения качества рентгенографии, также называются пенетраметрами. Стандартный дырочный пенетраметр представляет собой прямоугольный кусок металла с тремя просверленными отверстиями заданного диаметра.Толщина куска металла - это процент от толщины исследуемого образца. Диаметр каждого отверстия разный и кратен толщине пенетраметра. Пенетраметры проволочного типа также широко используются, особенно за пределами США. Они состоят из нескольких отрезков проволоки разного диаметра. Чувствительность определяется наименьшим диаметром проволоки, который хорошо виден на рентгенограмме.

Пенетраметр не является индикатором или прибором для измерения размера несплошности или минимального обнаруживаемого размера дефекта.Это показатель качества рентгенографической техники.

Рентгенологические изображения не всегда легко интерпретировать. Следы и полосы от обращения с пленкой, туман и пятна, вызванные ошибками проявления, могут затруднить выявление дефектов. Такие артефакты пленки могут маскировать неоднородности сварного шва.

Дефекты поверхности будут видны на пленке и должны быть распознаны. Поскольку угол экспонирования также влияет на рентгенограмму, анализ угловых швов этим методом затруднен или невозможен.Поскольку рентгеновский снимок сжимает все дефекты, возникающие по всей толщине сварного шва, в одну плоскость, он имеет тенденцию создавать преувеличенное впечатление о дефектах рассеянного типа, таких как пористость или включения.

Рентгеновское изображение внутренней части сварного шва можно просматривать на флуоресцентном экране, а также на проявленной пленке. Это позволяет проверять детали быстрее и с меньшими затратами, но качество изображения хуже. Компьютеризация позволила преодолеть многие недостатки рентгенографической визуализации за счет соединения флуоресцентного экрана с видеокамерой.Вместо того, чтобы ждать проявления пленки, изображения можно просматривать в режиме реального времени. Это может улучшить качество и снизить затраты на производственные операции, такие как сварка труб, где проблему можно быстро выявить и устранить.

Оцифровывая изображение и загружая его в компьютер, изображение может быть улучшено и проанализировано до невиданной ранее степени. Можно наложить несколько изображений. Значения пикселей можно отрегулировать, чтобы изменить оттенки и контраст, выявив мелкие дефекты и неоднородности, которые не проявятся на пленке.Цвета могут быть назначены различным оттенкам серого, чтобы еще больше улучшить изображение и выделить недостатки. Процесс оцифровки изображения, снятого с флуоресцентного экрана, - когда компьютер обрабатывает изображения и передает его на монитор, - занимает всего несколько секунд. Однако из-за временной задержки мы больше не можем рассматривать это «реальное время». Это называется «радиоскопические снимки».

Существующие пленки можно оцифровать для достижения тех же результатов и улучшения процесса анализа.Еще одним преимуществом является возможность архивировать изображения на лазерных оптических дисках, которые занимают гораздо меньше места, чем хранилища старых пленок, и при необходимости их гораздо легче вызвать.

Промышленная радиография, таким образом, представляет собой метод контроля, использующий рентгеновские лучи и гамма-лучи в качестве проникающей среды и уплотненную пленку в качестве носителя записи, чтобы получить фотографические записи внутреннего качества. Как правило, дефекты сварных швов состоят либо из пустот в самом металле шва, либо из включений, плотность которых отличается от окружающего металла шва.

Радиографическое оборудование производит излучение, которое в чрезмерных количествах может быть вредным для тканей тела, поэтому необходимо строго соблюдать все меры безопасности. Для достижения удовлетворительных результатов необходимо тщательно выполнять все инструкции. Только персонал, обученный радиационной безопасности и квалифицированный как промышленный рентгенолог, должен иметь право проводить радиографические исследования.


Контроль магнитных частиц (MT)
Контроль магнитных частиц - это метод обнаружения и определения неоднородностей в магнитных материалах.Он отлично подходит для обнаружения поверхностных дефектов в сварных швах, включая неоднородности, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, и те, которые находятся немного под поверхностью.

Этот метод может использоваться для проверки кромок листа перед сваркой, в процессе проверки каждого сварного прохода или слоя, оценки после сварки и для проверки ремонта
- Рис. 3.

Это хороший метод для обнаружения поверхностных трещин любого размера как в сварном шве, так и в прилегающем основном металле, подповерхностных трещинах, неполном сплавлении, поднутрении и недостаточном проплавлении сварного шва, а также дефектов на отремонтированных краях основного металла.Хотя испытание с помощью магнитных частиц не должно заменять рентгенографию или ультразвуковое исследование для оценки геологической среды, оно может иметь преимущество перед их методами при обнаружении плотных трещин и неоднородностей поверхности.

При использовании этого метода зонды обычно помещают с каждой стороны проверяемой области, и между ними пропускают большую силу тока через рабочее место. Магнитный поток создается перпендикулярно потоку тока - рис. 3. Когда эти силовые линии встречаются с разрывом, например продольной трещиной, они отклоняются и просачиваются через поверхность, создавая магнитные полюса или точки притяжения.Магнитный порошок, присыпанный к поверхности, будет цепляться за зону утечки сильнее, чем где-либо еще, образуя признак неоднородности.

Для проявления этого признака неоднородность должна быть расположена под углом к ​​магнитным силовым линиям. Таким образом, при продольном пропускании тока через заготовку будут видны только продольные дефекты. Помещение заготовки в катушку соленоида создаст продольные силовые линии (рис. 3), которые сделают поперечные и угловые трещины видимыми при нанесении магнитного порошка.

Хотя метод магнитных частиц намного проще в использовании, чем радиографический, он ограничен использованием ферромагнитных материалов и не может использоваться с аустенитными сталями. Соединение между основным металлом и сварным швом с различными магнитными характеристиками приведет к возникновению магнитных неоднородностей, которые могут быть ошибочно интерпретированы как ненадежные. С другой стороны, истинный дефект может быть скрыт порошком, прилипшим к безвредной магнитной неоднородности. Чувствительность уменьшается с увеличением размера дефекта, а также с круглыми трещинами, такими как газовые карманы.Он лучше всего подходит для удлиненных форм, таких как трещины, и ограничивается дефектами поверхности и некоторыми внутренними дефектами, в основном на более тонких материалах.

Поскольку поле должно быть достаточно искажено, чтобы создать внешнюю утечку, необходимую для выявления дефектов, мелкие удлиненные неоднородности, такие как микротрещины, швы или включения, параллельные магнитному полю, не будут обнаружены. Их можно развить, изменив направление поля, и рекомендуется применять поле с двух направлений, предпочтительно под прямым углом друг к другу.

Магнитные порошки можно наносить сухим или влажным способом. Метод сухого порошка популярен для проверки тяжелых сварных деталей, тогда как мокрый метод часто используется для проверки компонентов самолетов. Сухой порошок равномерно посыпается по поверхности с помощью краскопульта, мешка для пыли или распылителя. Мелкодисперсные магнитные частицы имеют покрытие для увеличения их подвижности и доступны в сером, черном и красном цветах для улучшения видимости. В мокром методе очень мелкие красные или черные частицы взвешиваются в воде или легком нефтяном дистилляте.Его можно растекать или распылять, либо деталь можно окунуть в жидкость. Влажный метод более чувствителен, чем сухой метод, поскольку он позволяет использовать более мелкие частицы, которые могут обнаруживать очень мелкие дефекты. Флуоресцентные порошки могут использоваться для повышения чувствительности и особенно полезны для определения несплошностей в углах, шпоночных пазах, шлицах и глубоких отверстиях.


Инспекция проникающей жидкостью (PT)
Трещины и проколы на поверхности, которые не видны невооруженным глазом, могут быть обнаружены при помощи проникающей инспекции.Он широко используется для обнаружения утечек в сварных швах и может применяться с аустентными сталями и цветными металлами, где магнитопорошковый контроль был бы бесполезен.

Жидкостный проникающий контроль часто называют продолжением метода визуального контроля. Многие стандарты, такие как AWS D.1. Кодекс гласит, что «сварные швы, подлежащие испытанию на проникновение жидкости, должны оцениваться на основе требований к визуальному контролю».

Используются два типа проникающих жидкостей - флуоресцентные и видимые красители.При флуоресцентном проникающем контроле на поверхность исследуемой детали наносится сильно флуоресцентная жидкость с хорошими проникающими свойствами. Капиллярное действие втягивает жидкость в отверстия на поверхности, а затем удаляется излишек. «Проявитель» используется для нанесения пенетранта на поверхность, и полученная индикация просматривается в ультрафиолетовом (черном) свете. Высокий контраст между флуоресцентным материалом и объектом позволяет обнаруживать мельчайшие следы пенетранта, указывающие на дефекты поверхности.

Проверка пенетранта красителя аналогична, за исключением того, что используются ярко окрашенные красители, видимые при обычном освещении - рис. 4. Обычно с пенетрантами красителя используется белый проявитель, который создает резко контрастирующий фон с ярким цветом красителя. Это обеспечивает большую портативность, устраняя необходимость в ультрафиолетовом свете.

Проверяемая деталь должна быть чистой и сухой, потому что любые посторонние предметы могут закрыть трещины или отверстия и исключить проникновение пенетранта. Пенетранты можно наносить окунанием, распылением или кистью, но должно быть достаточно времени, чтобы жидкость полностью впиталась в неровности.Это может занять час или больше при очень сложной работе.

Жидкостный проникающий контроль широко используется для обнаружения утечек. Распространенной процедурой является нанесение флуоресцентного материала на одну сторону сустава, ожидание достаточного времени для прохождения капиллярного эффекта, а затем просмотр другой стороны в ультрафиолетовом свете. В тонкостенных резервуарах этот метод позволяет выявить утечки, которые обычно не обнаруживаются при обычном воздушном испытании с давлением 5–20 фунтов / дюйм2. Однако, когда толщина стенки превышает ± дюйм, чувствительность испытания на герметичность снижается.


Ультразвуковой контроль (UT)
Ультразвуковой контроль - это метод обнаружения неоднородностей путем направления высокочастотного звукового луча через опорную плиту и сварки по предсказуемой траектории. Когда траектория пластины звукового луча наталкивается на прерывание непрерывности материала, часть звука отражается обратно. Звук улавливается инструментом, усиливается и отображается в виде вертикального транса на видеоэкране - Рис. 5.


С помощью ультразвукового контроля можно обнаружить, локализовать и измерить как поверхностные, так и подземные детекторы в металлах, включая дефекты, слишком малые для обнаружения другими методами.

Ультразвуковой прибор содержит кристалл кварца или другого пьезоэлектрического материала, заключенный в датчик или зонд. При приложении напряжения кристалл быстро вибрирует. Когда ультразвуковой преобразователь прижимается к проверяемому металлу, он передает механические колебания той же частоты, что и кристалл, через соединительный материал в основной металл и сварной шов. Эти колебательные волны распространяются через материал до тех пор, пока не достигают неоднородности или изменения плотности.В этих точках часть энергии колебаний отражается обратно. Поскольку ток, вызывающий вибрацию, отключается и включается с частотой 60-1000 раз в секунду, кристалл кварца периодически действует как приемник, улавливающий отраженные колебания. Они вызывают давление на кристалл и генерируют электрический ток. Подаваемый на видеоэкран, этот ток вызывает вертикальные отклонения на горизонтальной базовой линии. Полученный узор на лицевой стороне трубки представляет отраженный сигнал и разрыв.Компактное портативное ультразвуковое оборудование доступно для полевого осмотра и обычно используется при мостовых и строительных работах.

Ультразвуковой контроль менее подходит для определения пористости сварных швов, чем другие методы неразрушающего контроля, поскольку круглые газовые поры реагируют на ультразвуковые испытания как серию одноточечных отражателей. Это приводит к низкоамплитудным характеристикам, которые легко спутать с «шумом базовой линии», присущим параметрам тестирования. Однако это предпочтительный метод испытаний для обнаружения несплошностей и расслоений более простого типа.

Переносное ультразвуковое оборудование доступно с цифровым управлением и микропроцессорным управлением. Эти инструменты могут иметь встроенную память и обеспечивать распечатку бумажных копий или видеонаблюдение и запись. Они могут быть связаны с компьютерами, что позволяет проводить дальнейший анализ, документирование и архивирование, как и радиографические данные. Ультразвуковое исследование требует квалифицированной интерпретации высококвалифицированного и хорошо обученного персонала.


Выбор контроля качества
Хорошая программа проверки неразрушающего контроля должна учитывать ограничения, присущие каждому процессу.Например, и рентгенография, и ультразвук имеют разные факторы ориентации, которые могут определять выбор того, какой процесс использовать для конкретной работы. Их сильные и слабые стороны дополняют друг друга. В то время как рентгенография не может надежно обнаружить дефекты, похожие на ламинацию, ультразвук в этом намного лучше. С другой стороны, ультразвук плохо подходит для обнаружения рассеянной пористости, в то время как рентгенография очень хороша.

Какие бы методы контроля не использовались, уделение внимания «пяти принципам» качества сварки поможет свести последующий контроль к рутинной проверке.Затем правильное использование методов неразрушающего контроля будет служить проверкой, чтобы поддерживать соответствие переменных и качество сварки в пределах стандартов.


Пять P:
1. Выбор процесса - t Процесс должен подходить для работы.
2. Подготовка - t Конфигурация соединения должна быть правильной и совместимой с процессом сварки.
3. Процедуры - Процедуры должны быть подробно описаны и строго соблюдаться во время сварки.
4. Предварительные испытания - следует использовать макеты в масштабе или смоделированные образцы, чтобы доказать, что процесс и процедуры обеспечивают требуемый стандарт качества.
5. Персонал - q квалифицированных человека должны быть назначены на работу.

.

Какие виды сварки бывают разными и какая лучшая?

Наши родственники на протяжении тысячелетий склеивают куски металла с помощью сварки. Но с 19 века было разработано множество различных техник, которые имеют свои преимущества и недостатки друг перед другом.

Здесь мы исследуем, что на самом деле означает сварка, и обсуждаем, какие типы лучше всего подходят для каких целей. Мы также познакомим вас с парочкой художников, которые делают интересные работы, используя сварку.

СВЯЗАННЫЕ С: РУКОВОДСТВО ПО ЗАРАБОТКЕ ДЕНЕГ НА СВАРКЕ: ВАРИАНТЫ КАРЬЕРЫ И СОВЕТ

Что такое сварка и почему она выполняется?

Сварка - это производственный процесс, в котором используются высокие температуры для плавления и сплавления деталей. Однако следует отметить, что давление также можно использовать для облегчения процесса или использовать исключительно для получения сварного шва.

Согласно brighthubengineering.com, «процесс сварки не просто связывает две части вместе, как при пайке и пайке, вместо этого он заставляет металлические конструкции двух частей соединяться вместе, и становится одним за счет использования из-за сильного нагрева и иногда с добавлением других металлов или газов."

Это обычно отличается от методов плавления металлов при более низких температурах, таких как пайка или пайка, которые обычно не плавят основной металл.

Сварка обычно также включает использование чего-то, что называется присадочным материалом или расходным материалом. Название предполагает, используется для обеспечения «наполнителя» или ванны расплавленного материала, который помогает облегчить образование прочной связи между основными металлами.

Источник: NZ Defense Force / Flickr

Для большинства сварочных процессов также потребуется определенная форма экранирования для защиты основных компонентов и наполнителя от окисления во время процесса.

Сварка может выполняться с использованием различных источников энергии. Примеры включают в себя газовое пламя (питаемое таким химическим веществом, как ацетилен), электрическую дугу (электрическую), лазер, электронный луч, трение и ультразвук. Существуют различные методы сварки, подходящие для работы на открытом воздухе, под водой и даже в космосе.

Какие бывают виды сварки?

Сварка используется в металлургии тысячелетия. Хотя кузнечная сварка, при которой кузнецы соединяют железо и сталь путем нагрева и обработки молотком, какое-то время была единственной жизнеспособной техникой.Все изменилось в 19 веке, когда были разработаны более совершенные методы, такие как дуговая сварка и кислородная сварка.

Платформа обзора сварочного оборудования Welder Station перечисляет некоторые из наиболее распространенных сварочных процессов:

  • MIG-сварка - газовая дуговая сварка металла (GMAW)
  • TIG-сварка - газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW)
  • Сварка палкой - экранированный металл Дуговая сварка (SMAW)
  • Сварка под флюсом - порошковая сварка (FCAW)
  • Энергетическая сварка пучком (EBW)
  • Сварка атомарным водородом (AHW)
  • Газовая вольфрамо-дуговая сварка
  • Дуговая сварка плазмой
Источник: Divers Institute of Technology

Какие бывают типы сварочных аппаратов?

Есть довольно много разных типов сварочных аппаратов.Эти машины выделяют тепло, плавящее металлические части, чтобы их можно было соединить. Однако не существует единого сварочного аппарата, подходящего для всех сварочных целей.

Сварочные аппараты большего размера обычно используются на промышленных предприятиях, например, на заводах, в то время как аппараты меньшего размера лучше подходят для домашних или любительских целей.

Согласно Welding Hub, существует пять основных типов сварочных аппаратов. Это:

  • Сварочные аппараты MIG (металлический инертный газ).
  • Сварочные аппараты Mig с тиристорным управлением.
  • Аппараты для сварки TIG.
  • Аппараты для точечной сварки.
  • Аппараты для дуговой сварки экранированным металлом.
Источник: sally sally / YouTube

Сварочные аппараты MIG - одни из лучших для большинства видов сварки, будь то дома или на заводе. Они, как правило, могут обрабатывать различные металлы, включая низкоуглеродистую сталь, нержавеющую сталь и даже алюминий.

Сварка МИГ - это процесс дуговой сварки, при котором непрерывный сплошной проволочный электрод подается через сварочную горелку в сварочную ванну, соединяя два основных материала вместе.Защитный газ, пропускаемый через сварочную горелку, защищает сварочную ванну от загрязнения.

Сварка MIG обычно проходит довольно быстро и обеспечивает длительное время дуги, даже если электроды не полностью заряжены.

Сварочные аппараты MIG тиристорного типа обычно лучше всего подходят для фиксации объектов или их установки на подходящей поверхности. Эти машины, как правило, хорошего качества и прослужат очень долго.

Такие сварочные аппараты вырабатывают небольшое количество искры, что упрощает управление.Эти машины лучше всего подходят для сварки твердых стержневых и флюсовых материалов. Они могут обрабатывать низкоуглеродистую сталь, низкоуглеродистую сталь, легированную сталь и т. Д.

Сварочные аппараты TIG более специализированы, чем другие, и обеспечивают чистый и чистый сварной шов без брызг, искр или дыма. Эти машины могут обрабатывать нержавеющую сталь, латунь, золото, магний, алюминий, медь и никелевые сплавы.

Сварочные аппараты TIG обычно не подходят для полевых работ, но отлично подходят для ремонта поврежденных деталей.

Источник: Джулиан Карвахал / Flickr

Машины для точечной сварки обычно используются для соединения внахлест между такими предметами, как листы стали. Для этого металлические листы обычно защищают с помощью пары электродов, пропуская через них ток.

Сварочные аппараты для точечной сварки имеют много преимуществ по сравнению с другими, например, эффективное использование энергии, высокую производительность, простую автоматизацию и т. Д. Эти типы сварочных аппаратов обычно используются в автомобильной промышленности.Кроме того, они обычно намного дешевле, чем их альтернативы.

Дуговая сварка защищенным металлом, также известная как сварка штучной сваркой, использует электрический ток, протекающий через зазор между металлом и сварочной палкой. В этом типе сварки электрический ток используется для создания дуги между основным материалом и присадочным стержнем (также называемым электродным стержнем). Присадочный стержень покрыт флюсом, который предотвращает окисление и загрязнение из-за выделения углекислого газа в процессе сварки.

Какой тип сварного шва самый прочный?

Ответить на этот вопрос не так просто, как может показаться на первый взгляд.Наилучший сварной шов зависит от рассматриваемого основного материала и его предполагаемого использования. Каждый метод, от TIG до плазменной сварки, имеет свои уникальные преимущества и недостатки по сравнению с другими.

Согласно Crom Weld, самым прочным типом сварного шва может быть сварка электродом: «если важна чистая прочность и толщина материала, который можно сваривать, то лучше всего будет сварка. только один, способный сваривать чугун, кроме того, он также работает на грязных материалах и в суровых погодных условиях."

Но это не обязательно означает, что сварка штучной сваркой - лучший выбор для всех сценариев. MIG может применяться к более широкому выбору металлов различной толщины, тогда как сварка TIG позволяет получать сварные швы самого высокого качества, особенно когда речь идет о тонких металлах. . "

Источник: Виталий Сова / iStock

Это также зависит от металла, который вы хотите сваривать. Например, сварка алюминия может быть сложной задачей, поскольку это довольно мягкий металл, который не выдерживает слишком большого количества тепла. По этой причине есть только два жизнеспособных метода сварки, которые можно использовать с алюминием: сварка MIG и сварка TIG.

Из этих двух методов сварка TIG считается наиболее подходящей для достижения наилучших результатов.

Сварка нержавеющей стали, с другой стороны, отличается, поскольку это намного более прочный металл по сравнению с алюминием. По этой причине он может подвергнуться гораздо большему наказанию, прежде чем ослабит свою силу. Но какой способ сварки обеспечивает наиболее прочный сварной шов, зависит от толщины материала.

Сварка MIG считается лучшим методом для большинства сталей.Когда дело доходит до более толстых стальных листов, многие склоняются перед превосходством сварки палкой и флюсом.

Если сталь мягкая и нержавеющая, сварка TIG и MIG может использоваться без каких-либо серьезных проблем.

Как правильно выбрать сварочные перчатки?

Помимо качественной сварочной маски и сварочного аппарата, еще одним важным элементом сварочного оборудования являются перчатки. Поскольку их работа заключается в защите ваших драгоценных, но хрупких человеческих рук от потенциально серьезных ожогов, выбор пары хорошего качества абсолютно необходим.

Но когда дело доходит до сварочных перчаток, не существует универсального решения. Принимаются во внимание такие факторы, как тип сварки, для которой вы их будете использовать, и то, какая ловкость вам понадобится.

Источник: meredith_nutting / Flickr

Тип сварки, который вы будете использовать, будет вызывать разное количество искр и другие опасности. Например, сварка MIG обычно приводит к возникновению большого количества искр, от которых необходимо экранировать и затем очищать.

Перчатки также бывают из разных материалов.Для большинства пользователей кожа является наиболее предпочтительным видом, поскольку она прочная, непроводящая и отлично отводит тепло.

Но кожа может быть сделана из различных видов шкур животных. Вот несколько распространенных примеров:

  • Козья кожа - Этот вид кожи обеспечивает непревзойденную стойкость к истиранию и растяжению, оставаясь при этом мягкой и эластичной. Это идеально подходит для сварки TIG, где требуется максимальная ловкость.
  • Horsehide - Horsehide - прочная, но при этом удобная.Хотя кожаные перчатки менее популярны, они также отлично подходят для сварки TIG.
  • Свиная кожа - Свиная кожа - это прочная кожа, которая отлично подходит для влажных и жирных рабочих сред. Этот вид кожи отлично подходит для сварки TIG, MIG и др.
  • Бычья кожа - Бычья кожа - один из самых распространенных видов кожи. Он очень прочный и удобный, и его обычно предпочитают для ручной сварки и сварки MIG.
  • Deerskin - Мягкая и гибкая кожа, обеспечивающая свободу движений, делает ее еще одним отличным выбором для сварки TIG.
  • Elkskin - Кожа лося не затвердевает так быстро, как воловья, при воздействии тепла. Elkskin - еще один отличный выбор для сварки MIG из-за большого количества выделяемого тепла.

Какой сварщик лучший для новичка?

Если вы новичок в мире сварки, некоторые методы намного легче освоить, чем другие. Например, сварка MIG считается самой простой в освоении и эксплуатации. Но почему?

Источник: Weldscientist / Wikimedia Commons

Сварка МИГ имеет высокую регулируемость выходной мощности.Он также обеспечивает очень чистые сварные швы по сравнению с большинством других методов. Это также здорово, поскольку обычно выполняется довольно быстро, что нравится как новичкам, так и мастерам.

Существуют и другие методы, если позволяет ваш бюджет. Вы можете подумать о приобретении чего-то, что называется гибридным сварщиком. Это позволяет вам опробовать несколько техник с помощью одного инструмента. Тем не менее, несмотря на это, многие практикующие сварщики одобряют простоту и надежность сварки MIG для изучения канатов.

Для чего можно использовать сварку непромышленного назначения?

Хотя сварка очень полезна во многих отраслях промышленности по всему миру, ее можно использовать и для других целей.Один пример - в мире искусства.

Если вы когда-нибудь смотрели вневременной классический анимационный фильм The Iron Giant , Дин МакКоппин сделал именно это.

Источник: ShyCityNXR / Flickr

Прослеживая наши шаги назад в реальный мир, многие художники используют упомянутые выше техники для создания великолепных произведений искусства. Из тех художников, которые используют сварку в своих работах, интересным примером является «Сварка прерывателей цепи».

Этот парень использует старые велосипедные цепи для создания прекрасных эстетически приятных скульптур.Вам действительно стоит посмотреть его работы в Instagram.

Еще один великий художник-сварщик - Давид Мадеро. Этот глава создает потрясающие произведения искусства, используя плазменные резаки и методы точечной сварки.

Это всего лишь двое из многих художников по всему миру, создающих интересные работы с использованием вневременной техники сварки.

.

Смотрите также