Разработка технологии сварки корпуса водила II ступени (стр. 6 из 8)
Согласно первой, пористость определяется поступлением в сварочную ванну готовых газовых зародышей, возникших вследствие пиролиза загрязнений и разложения влаги на плотно сжатых поверхностях стыка. Те, кто придерживается этой точки зрения, рекомендуют уменьшать шероховатость кромок путем шабрения и полирования, использовать травление и «тепловую» очистку кромок, а также применять гарантированный зазор в стыке и выполнять газоотводящие каналы на торцевых поверхностях стыка.
Согласно второй точке зрения, непременным условием пористости является перенасыщение металла всей сварочной ванны газами, и в первую очередь водородом, или локальное перенасыщение жидкого металла ванны непосредственно меняя растворимость водорода в металле.
С этой позиции основными способами борьбы с пористостью можно считать снижение концентрации водорода в сварной ванне и обеспечение оптимальных условий кристаллизации, а в качестве технологических мер уменьшения пористости в швах рекомендуются изменение погонной энергии, применение повторных проходов, использование импульсных режимов и осцилляции пучка.
Для получения беспористых
швов необходимо обеспечить требуемую чистоту основного металла и сварочных материалов, сварку выполнять на оптимальных режимах с соблюдением всех требований технологических процессов.Холодные трещины возникают в результате повышенного содержания кислорода, азота и водорода в сварном соединении в сочетании с растягивающими напряжениями первого рода (остаточными сварочными от внешней нагрузки).
Трещины такого типа могут возникать сразу же после сварки, а также после вылеживания сварных соединений до нескольких лет (процесс замедленного разрушения в результате выпадения гидридов титана).
При повышенном содержании водорода трещины возникают от напряжений второго рода и распространяются под действием напряжений первого рода.
Радикальными мерами борьбы с холодными трещинами являются:
1. Снижение содержания газов в основном и присадочном металле: Н2<0,008%, О2<0,1–0,15%, N2<0,04%;
2. Соблюдение технологии сварки для предотвращения попадания паров воды и вредных газов в зону сварки;
3. Снятие остаточных сварочных напряжений;
4. Предотвращение наводораживания металла в процессе изготовления деталей.
Основные виды дефектов, встречающиеся при ЭЛС титановых сплавов приведены на рис. 3, а причины их возникновения в таблице 4.
Таблица 4
| Наименование дефекта | Причины возникновения дефекта |
| Непровар (рис. 3, а) | 1. Недостаточная мощность луча2. Погрешность совмещения луча с плоскостью стыка3. Намагничиваемость детали |
| Неполномерность (1) и провисание (2) (рис. 3, б) | 1. Завышена мощность луча2. Занижена скорость сварки3. Металлургическая нестабильность ванны |
| Кратер в месте окончания шва (1) и высоковольтного пробоя (2) (рис. 3, в) | 1. Резкое изменение мощности и плоскости луча (пробой, аварийное отклонение)2. Выброс металла ванны в результате металлургической нестабильности ванны |
| Поры (1) и раковины (2) (рис. 3, г) | 1. Плохая очистка свариваемой поверхности от влаги и органических загрязнений.2. Высокая газонасыщенность металла3. Высокая скорость сварки4. Неблагоприятная форма шва |
| Трещины в шве (1) и околошовной зоне (2) (рис. 3, д) | 1. Малая деформационная способность металла в температурном интервале хрупкости2. Неправильно подобранный режим по погонной энергии и току фокусировки3. Нетехнологичность конструкционного узла4. Большие внутренние напряжения |
8.2 Способы устранения дефектов при ЭЛС
Большинство поверхностных дефектов, возникающих при ЭЛС, могут быть исправлены дуговыми способами сварки. Иногда и внутренние дефекты шва исправляются выборкой дефектного места механическими способами и последующей их дуговой подваркой с присадочным материалом.
Однако в ряде случаев, особенно при ЭЛС тугоплавких и химически активных металлов, возникшие дефекты целесообразно устранять с помощью электронного пучка.Поверхностные дефекты целесообразно устранять повторными так называемыми косметическими проходами. Они осуществляются на минимально необходимую глубину на мягких режимах, т.е. с большими степенями недофокусировки или перефокусировки, когда швы не имеют корневой пилы (рис. 4).
Рис. 4. Заварка поверхностногодефекта
1-основной проход;
2-непровар
3-подварочный проход
Рис. 5. Схема разметки центра шва по контрольным рискам
1-дефект шва;
2 – технологический припуск;
3-контрольные риски
4-риска разметки центра шва
Часть внутренних дефектов исправляют на рабочем режиме. Для этого линию стыка определяют, ориентируясь на контрольные риски (рис. 5) или какие-то базы не самой детали.
Можно переплавлять не всю длину шва, если дефект точечный, а лишь небольшой участок.
Если глубина дефекта небольшая, то заварку осуществляют на больших степенях расфокусировки исключающих образование корневой пилы.При большой глубине залегания дефектов повторный проход осуществляют на полной мощности с установкой технологических подкладок для выведения в неё корневых дефектов. Ввод мощности осуществляют либо при неподвижном луче, либо при малой скорости, потом включают рабочую скорость. Аналогичным образом поступают и при окончании: сначала необходимо остановить движение или снизить скорость сварки, а потом уменьшать мощность пучка.
В место окончания подварки можно ввести дополнительный материал в виде пластины (рис. 6), а после окончания подварки расплавить его, чтобы заполнить кратер.
Рис. 6. Устранение дефектов повторной переваркой шва на всю глубину
1-деталь; 2-технологическая подкладка; 3-дефекты подлежащие исправлению; 4-подварочный проход; 5-накладка в место окончания подварки
8.3 Выбор методов контроля качества сварного соединения
После выполнения сварочных работ необходимо проконтролировать качество полученного сварного соединения. В контроль сварного соединения входят:
– входной контроль;
– контроль внешним осмотром;
– цветная капиллярная дефектоскопия;
– ультразвуковая дефектоскопия;
– испытания на твердость.
Входной контроль.
Входной контроль исходных материалов.
Качество сварки можно обеспечить при условии, если качество исходных материалов (основного металла, электродов, сварочной проволоки, защитного газа и т.п.) удовлетворяет предъявляемым к ним требованиям. Прежде всего, устанавливают соответствие сертификатных данных на все исходные материалы данным, требуемым согласно технологическому процессу сварки конструкций. Затем осматривают материалы и дополнительно проверяют их качество в соответствии с нормативной документацией.
Основной металл в виде литых заготовок проверяют на наличие пор, усадочных раковин и трещин. Особое внимание обращают на зоны, подлежащие сварке. Эти места должны быть тщательно очищены от грязи, масла, краски, ржавчины и других загрязнений. Прокат проверяют на наличие расслоений, окалины, равномерности толщины листа и на равномерность распределения примесей, особенно серы, по сечению листов и профилей.
Электроды проверяют на равномерность толщины покрытия, на наличие в нем трещин и других механических повреждений, а также наличие или отсутствие коррозии стрежня. Выполняют пробную сварку, чтобы установить характер плавления электродного стержня и покрытия, легкость отделения шлаковой корки и качество формирования сварного шва (жидкотекучесть расплавленного металла, разбрызгивание и наличие внешних дефектов.) образование козырька и пр.
Сварочную проволоку проверяют на чистоту поверхностей от окислов, смазки и загрязнений, расслоений и закатов. При соответствии свойств проволоки сертификату и требованиям стандартов, имеющиеся загрязнения (кроме окислов) могут быть очищены механическим или химическим способами. За последние годы увеличивается поставка проволоки с покрытием из меди. Оно исключает образование ржавчины и способствует получению качественных сварных швов.
Защитные газ – аргон при наличии сертификатов завода-изготовителя подвергают контролю только в том случае, если в сварных швах, выполненных с его использованием, обнаруживают недопустимые дефекты. Тогда
проверяют газ на наличие или отсутствие вредных примесей и влаги. Последнюю проверяют по температуре точки росы.
Свариваемость – свойство металла (или сочетание металлов) образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и условиями эксплуатации изделия.
Проверка исходного материала на свариваемость должна предшествовать принятию решения об использовании тех или иных материалов в сварной конструкции. В соответствии с указанным, свариваемость контролируют в двух случаях:
1. При выборе материалов и разработке технологам сварки, т.е. при подготовке производства на стадии проекта;
2. При запуске материалов в производственный цикл, т.е. при технологической подготовке производства.
Вторая проверка связана с возможными отклонениями плавок основного металла, проволоки, а также партий электродов и флюсов от сертификатных значений.
Контроль оборудования и оснастки.
Качество сварных соединений в большей степени зависит от исправной работы сварочного оборудования. Цель и назначение данного вида контроля – обеспечить поддержание сварочного оборудования в рабочем состоянии в соответствии с паспортными данными. Оборудование для дуговой сварки должно обеспечивать устойчивое горение дуги, требуемую точность и правильность регулировки режима сварки (Iсв, Uд, Vп и т.д.). Эти параметры подлежат тщательной проверке каждый раз перед пуском оборудования и в процессе производства.