Галина Серикова - Сварочные работы. Практический справочник

2) металлографические исследования, для проведения которых в шве и основном металле просверливают отверстие, которое в течение 1–3 минут обрабатывают 10 %-ным раствором двойной соли хлорной меди и аммония. После удаления осадка меди поверхность осматривают на предмет наличия внутренних дефектов и определяют качество провара. Для особо ответственных сварных конструкций предназначена проверка микро– и макрошлифов, вырезанных из сварного соединения. На основании полученных результатов делается вывод о правильности примененного режима сварки;

3) химический анализ, целью которого является установление состава основного и наплавленного металла и его соответствия техническим условиям;

4) механические испытания, которые проводятся на образцах, специально изготовленных или вырезанных из соединения, и должны определить предел прочности на растяжение (образец тестируют с помощью разрывной машины), ударную вязкость (образец со специально проделанным надрезом разрушают путем нанесения ударов: чем больше будет работа, потребовавшаяся для этого, тем данный параметр выше) и угол загиба (образец помещают на две опоры и изгибают под прессом, по углу возникшей трещины судят о пластичности металла: наилучшим считается шов, угол загиба которого составляет 180°);

5) рентгенодефектоскопия, в основе которой лежит явление поглощения веществами рентгеновских лучей. Их направляют на шов, подложив под него фотопленку. Дефектные участки обнаруживают по способности пропускать лучи с меньшим поглощением, чем основной металл. На проявленной пленке контуры дефектов отчетливо видны;

6) гамма-дефектоскопия, основанная на принципе различного поглощения гамма-лучей разными веществами. В результате анализа получают теневой снимок сварного шва;

7) магнитографический контроль, основанный на исследовании магнитных полей рассеяния на намагниченном изделии. Разработаны разные методы контроля, например магнитно-порошковый, индукционный, магнитографический и пр. Первый из них наиболее простой и заключается в том, что намагниченное изделие покрывают магнитным порошком или специальной суспензией. По качественно выполненному шву состав распределяется равномерно, а при наличии дефектов он скапливается по краям пор, трещин и т. д.;

8) ультразвуковые исследования, при проведении которых ультразвуковые колебания проникают вглубь металла и отражаются от дефектных участков, например от неметаллических включений. Особый прибор, применяемый для анализа такого рода, называется дефектоскопом;

9) проверка на герметичность, осуществляемая разными методами и подразделяющаяся на испытания:

– керосином. Им покрывают внутреннюю поверхность емкости, рассчитанной на работу без повышенного давления. Затем сварные швы смачивают водным раствором мела. Если в них имеются поры, трещины и другие сквозные дефекты, то керосин, просочившись сквозь них, обозначит эти места выступившими пятнами;

– сжатым воздухом. Его нагнетают в емкость, предварительно смочив швы мыльной эмульсией. Появившиеся на поверхности пузыри укажут местонахождение дефекта. Изделие небольшого размера просто погружают в ванну с водой и определяют наличие дефекта по пузырькам воздуха, поднимающимся к поверхности;

– вакуум-аппаратом. Он применяется для контроля сварных швов с односторонним доступом, когда описанные выше методы невозможно осуществить. Изделие со швом, смазанным мыльной эмульсией, помещают в камеру со стеклянным окошком и откачивают из нее воздух. При наличии дефекта появятся мыльные пузыри, которые обозначат его расположение;

– аммиаком. Для этого емкость заворачивают в бумагу, обработанную 5 %-ным водным раствором азотнокислой ртути, после чего внутрь под соответствующим техусловиям давлением нагнетают воздух и вводят аммиак (1 % от объема воздуха). Он, проникнув сквозь имеющиеся дефекты и вступив в реакцию с азотнокислой ртутью, проявится на бумаге черными пятнами;

– водой. Гидравлическими исследованиями проверяют плотность и прочность сварных швов на различных изделиях (резервуарах, трубопроводах и др.), функционирующих под давлением. Для проверки емкость заполняют водой и с помощью гидравлического пресса повышают давление (оно должно превосходить рабочее примерно в 1,5 раза). Через определенный промежуток времени, который указан в техусловиях, давление снижают, сварной шов обстукивают (за исключением вертикальных цилиндрических резервуаров), отступив от него на 20 мм, и отслеживают появление запотевания или протечек.

Продолжительный электрический разряд, который наблюдается при атмосферном давлении в газовой среде между двумя электродами, называется сварочной дугой. Если она образуется между электродами, роль одного из которых играет металлический или угольный стержень (электрод), а другого – свариваемый металл, тогда такая дуга называется дугой прямого действия. В том случае, если два электрода находятся под некоторым углом относительно друг друга, она называется дугой косвенного действия. Первая применяется в большинстве наиболее распространенных видов сварки, а вторая, будучи менее удобной, – при некоторых специальных видах сварки, например при атомно-водородной. При сочетании обоих видов дуги образуется комбинированная дуга.

Схематическое изображение дуги прямого и косвенного действия показано на рис. 54.

Рис. 54. Схема сварочной дуги: а – прямого действия; б – косвенного действия; 1 – электрод; 2 – газовое облако; 3 – столб дуги; 4 – соединяемая часть; 5 – анодное пятно; 6 – сварочная ванна; 7 – кратер; 8 – катодное пятно

Дуга прямого действия представлена столбом с основанием в углублении, которое возникает на поверхности сварочной ванны. Форма столба дуги бывает цилиндрической или чуть конической. Его верхняя часть контактирует с раскаленным концом электрода. Эта зона называется катодным пятном. Противоположным ему является анодное пятно, образованное основанием столба в зоне его соприкосновения со свариваемым металлом (напомним, что катод заряжен положительно, а анод – отрицательно). Если значение сварочного тока не превышает средних показателей, т. е. составляет примерно 200–300 А, то диаметр катодного пятна приблизительно в 1,5–2 раза меньше анодного.

Столб дуги образует вещество, состоящее из раскаленных и сильно ионизированных газов, которое называется плазмой. В нем сконцентрировано основное количество энергии сварочной дуги, в связи с чем его осевая часть является зоной самой высокой температуры (5500–7800 °C), и она тем выше, чем больше плотность тока в сварочной дуге. Столб дуги окружает ореол пламени (факел дуги). Его образуют пары и газы, температура которых более низкая.