Способы неразрушающего контроля при ЭЛС

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

Таким образом, определены сочетания толщины свариваемых деталей, шага между точками и величины зазоров при которых размеры ядра находятся в допускаемых пределах. Регламентирование возмущающих факторов в соответствии с их параметрами, приведенными в таблице, и их контроль позволит повысить качество сварных соединений.

Библиографические ссылки

1. Козловский С. Н. Основы теории и технологии программированных режимов контактной точечной

сварки ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2006. 260 с.

2. Чулошников П. Л. Точечная и роликовая электросварка легированных сталей и сплавов. М. : Машиностроение. 1974. 232 с.

© Ерыпалов Л. А., Малахов А. Н., Вервейко Д. С., 2014

УДК 621.791.722

В. И. Кириллов, Е. С. Марченко Научный руководитель - В. В. Богданов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СПОСОБЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРИ ЭЛС

Рассмотрены основные способы контроля сварных соединений выполненных ЭЛС, а также рассмотрены особенности этих методов.

В настоящее время для контроля сварных швов выполненных ЭЛС используют два метода не разрушающего контроля. Это ультразвуковая дефектоскопия и рентген контроль. Каждый метод контроля имеет свои плюсы и минусы.

УЗК относится к акустическому виду неразру-шающего контроля, применяется при толщине металла шва не менее 4 мм. Он основан на использовании ультразвуковых волн, представляющих собой упругие колебания материальной среды с частотой выше 0,50,25 МГц (выше той, которую способны воспринимать слуховые органы человека). В этом методе контроля используется способность ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. Когда при прохождении через сварной шов ультразвуковые волны встречают на своем пути дефекты (трещины, поры, шлаковые включения, расслоения и т. д.), они отражаются от границы раздела металл-дефект и могут быть зафиксированы при помощи специального ультразвукового дефектоскопа.

Для дефектоскопии сварных швов наиболее широко применяются поперечные (колебание частиц среды происходит перпендикулярно направлению распространения волны) и продольные (колебание частиц среды происходит вдоль направления распространения волны) ультразвуковые волны.

Различают три основных метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой, зеркально- теневой и эхо-метод. Для контроля сварных соединений наиболее широкое применение получил эхо-метод, при котором признаком обнаружения дефекта является прием искателем эхо-импульса от самого дефекта [1].

Для ввода ультразвука в металл пространство между излучающей плоскостью искателя и поверхностью металла заполняют контактирующей средой -минеральным маслом или водой (эмульсией). В зави-

симости от толщины слоя контактирующей среды различают контактный и иммерсионный способы обеспечения акустического контакта.

Основные параметры контроля эталонируют согласно ГОСТ 14782-86 при помощи комплекта стандартных образцов. Мерой эквивалентной площади выявленной несплошности является амплитуда отраженного от нее сигнала. Оценку эквивалентной площади осуществляют либо прямым сравнением с площадью эквивалентных отражателей, либо с помощью специальных диаграмм.

Ультразвуковой контроль предназначен для выявления в сварных швах и околошовной зоне трещин, непроваров, несплавлений, пор, шлаковых включений и других дефектов без расшифровки их характера, но указанием координат, условных размеров и числа обнаруженных дефектов [1].

УЗК более надежно, чем просвечивание выявляет плоскостные дефекты (трещины, непровары кромок) ориентированные параллельно оси шва.

Наружные дефекты должны быть исправлены до проведения УЗК.

Радиографический метод контроля сварных соединений предусматривает использование рентгеновского гамма-излучения и радиографической пленки для выявления различных дефектов. Данный метод, обладая определенными достоинствами и недостаткам, нашел широкое применение в промышленности.

Источником рентгеновских лучей служит рентгеновская трубка. Пучок лучей направляется на сварное соединение перпендикулярно оси шва. С другой стороны шва устанавливают светонепроницаемую кассету, в которой находятся рентгеновская пленка и два экрана, усиливающие изображение. Дефектные места шва - газовые поры, шлаковые включения, трещины и другие - в меньшей степени снижают интенсивность проникающих лучей, чем сплошной металл. Степень

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

засвечивания пленки будет больше в местах расположения дефектов.

Время просвечивания (экспозиция) зависит от толщины проверяемого металла, фокусного расстояния, интенсивности излучения и чувствительности пленки. После просвечивания пленку проявляют, как это обычно делается в фотографии. На полученном негативе будут видны отдельные, более темные участки, по которым можно судить о наличии и размерах дефектов в сварном шве или околошовной зоне.

Перед просвечиванием шов должен быть очищен от шлака, брызг металла, окалины и других загрязнений. Наружные дефекты (подрезы, наружные поры, неза-плавленные кратеры и др.) должны быть исправлены. Просвечивание швов с видимыми дефектами категорически запрещается, поскольку на рентгеновской пленке должны фиксироваться только скрытые дефекты.

Радиографическим контролем выявляются согласно ГОСТ 7512-92 следующие внутренние дефекты сварных соединений: трещины, непровары, поры, металлические и неметаллические включения и некоторые наружные дефекты, которые недоступны для

внешнего осмотра (увеличение или уменьшение размеров шва и др.). Радиографический контроль не обеспечивает выявления некоторых дефектов: непро-варов и трещин с раскрытием менее 0,1 мм при толщине контролируемого соединения до 40 мм, а при толщине более 40 мм с раскрытием менее 0,25 % и др. Поэтому при наличии течей в сосудах и емкостях для их выявления необходимо применять и другие методы проверки на плотность.

Для получения качественной информации о состоянии сварного шва необходимо объединять эти два метода. При этом при проведении РК обязателен контроль расположения сварного шва относительно источника излучения. В таком случае можно получить достоверную информацию о шве.

Библиографическая ссылка

1. Назаренко О. К., Кайдалов А. А., Ковбасен-ко С. Н. Электронно-лучевая сварка / под ред. Б. Е. Патона, 1987.

© Кириллов В. И., Марченко Е. С., 2014

УДК 621.791.722

В. И. Кириллов, Д. В. Муниров Научный руководитель - В. В. Богданов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ХАРАКТЕРНЫЕ ДЕФЕКТЫ ПРИ ЭЛС

Рассмотрены основные дефекты, возникающие при ЭЛС, а также рассмотрены причины их возникновения и способы устранения.

Электронно-лучевая сварка относится к методу сварки плавлением высококонцентрированным источником нагрев места сварки в связи с этим она обладает особенностями формирования шва. От этого зависит качество свариваемых швов, методы оценки качества и способы контроля качества. Поскольку ЭЛС относится к сварке плавлением, поэтому и швы ЭЛС оцениваются по схожим критериям, хотя швы очень сильно отличаются по масштабности, структуре, прочностным характеристикам, внешнему виду, условиям формирования и назначению сварных швов.

Дефекты сварных соединений:

Непровар - как наложение шва мимо стыка, так и в результате недостатка энергии луча, для провара на полную глубину шва.

Пористость - шарообразные пустоты внутри шва. Они характерны любого для вида сварки плавлением и почти всегда имеют одинаковую природу - качество металла, насыщенность его водородом, углеродом, органическими элементами, расслоением и закатами по толщине свариваемых кромок. Пористость энергетически возникает и вырастает по объему тем легче, чем меньше давление на поверхность жидкого металла, т. е. вакуум способствует образованию пористости, если к этому есть причины, так как на поверхности шва давление на 1 атм меньше чем на швы других методов

сварки плавлением. Вакуум при ЭЛС необходим и используется для обеспечения работы электроннолучевой пушки от высоковольтных пробоев, и защиты жидкого металла шва от контакта с воздухом и окисления.

Занижение шва - это явление свойственно ЭЛС, так как сварка сквозным проплавлением с формированием проплава с внешней стороны формирует занижение и чем больше проплав, тем больше занижение, поэтому величина тока луча и, следовательно, величина тепловложения контролируется током коллектора. Что бы гарантировать отсутствие занижения, сверху предусматривается припуск по толщине кромок или их особому конструктиву.

Трещины - возникают в металле или сочетании металлов, которые свойственны при любом виде сварки плавлением.

Пробои с выключением источника питания ЭЛС или остановки перемещения свариваемых деталей. При данном виде нарушения возникает сквозное отверстие по форме и величине равное парогазовому каналу при ЭЛС. Если изделие во время сварки резко останавливается и оператор не отреагировал должным образом (немедленное отключение луча) то образуется отверстие в стыке диаметром до 12 мм.

Сплошная пористость диаметром до 0,5 мм не поддается подсчету количественно. Это явление воз-