Контроль качества сварных и паяных соединений

Методы контроля бывают двух типов: разрушающие и неразрушающие. К разрушающим относятся испытания сварных образцов-свидетелей. Сваривают их при тех же самых режимах, что и изделия, обычно непосредственно перед началом сварки последних. Всесторонние испытания образцов позволяют косвенным образом судить о качестве сварных соединений в изделиях.

Однако получить полные данные по качеству сварки изделий на основе испытаний образцов-свидетелей нельзя. Одной из причин этого является различие в характере нагружений образца и изделия. Более точно воспроизвести характер нагружения сварных соединений можно на модельных конструкциях или на самих изделиях, которые выборочно подвергают испытаниям вплоть до разрушения. Необходимое количество разрушаемых изделий от партии устанавливается конструктором в каждом конкретном случае.

При применении разрушающих методов контроля проводятся механические испытания (статические: на растяжение, изгиб, стойкость против хрупкого разрушения; динамические: ударный изгиб, усталостные испытания), металлографические; химический анализ; коррозионные испытания и т. д.

Следует иметь в виду, что механическим испытаниям подвергают сварные соединения как в целом, так и отдельные его участки: шов, околошовная зона и т. п. В последнем случае образцы вырезаются так, чтобы испытать рассматриваемый участок соединения. При механических испытаниях в изломах образцов можно обнаружить и внутренние дефекты: поры, раковины, непропаи, непровары, трещины, выплески.

Металлографический контроль применяют для выявления макрои микротрещин, пор, раковин, непроваров, определения размеров литого ядра сварной точки, изучения структуры сварного шва и околошовной зоны, структуры паяного шва и наличия в нем интерметаллидов и т. п. Этот вид контроля осуществляется на специально приготовленных шлифах. На них же с помощью твердомеров определяется твердость сварного или паяного соединения. Химический анализ необходим для проверки состава основного материала, сварочной проволоки, припоя.

Коррозионные испытания проводятся для определения склонности к общей коррозии (низкоуглеродистые, низколегированные стали) и местной (высоколегированные стали аустенитного и аустенитноферритного класса). Оценить величину коррозии можно по весовым потерям, глубине коррозии и т. п. Характер и величину коррозии определяют также посредством металлографических исследований.

Следует указать на высокую стоимость разрушающих методов контроля, практическую невозможность их осуществления без нарушения целости конструкции, а также контроля в процессе ее изготовления. В то же время сварные изделия, прежде всего авиационные (как особо ответственные), не могут эксплуатироваться без достаточно надежной проверки качества сварных швов. Для этой цели применяют неразрушающие методы контроля. Они включают в себя контроль параметров режимов сварки, некоторые испытания свойств сварного шва без его разрушения (например, измерение твердости, химический анализ металла шва, не затрагивающий целости конструкции), наконец, физические методы контроля (дефектоскопию).

Необходимо отметить особое значение контроля основного металла, сварочных материалов, состояния оборудования и технологии сварки. Хорошая организация контроля на этой стадии, т. е. на стадии подготовки производства и в процессе сварки, рациональный выбор методов контроля позволяют в значительной степени исключать появление дефектов в сварных и паяных конструкциях, не допускать брака при изготовлении авиационных изделий. В качестве примера можно сослаться на так называемый дилатометрический контроль за процессом точечной или шовной сварки. Установлено, что в момент образования сварной точки объем металла вследствие термического расширения увеличивается, это вызывает колебания электрода. Сравнивая специальным прибором записи колебаний электрода при доброкачественной сварке, полученные ранее, с колебаниями в процессе сварки отдельных точек, можно делать вывод о качестве сварки.

Большое внимание должно уделяться контролю за параметрами режимов сварки и пайки. Значительно повышается стабильность процесса и, следовательно, надежность сварного или паяного соединения, если обеспечивается автоматический контроль и управление параметрами режимов (силой тока, скоростью сварки, температурой нагрева при пайке и т. п.) указанных технологических процессов.

Виды контроля сварных и паяных конструкций, применяемые в авиационной промышленности в соответствии с ГОСТ 3242–79, достаточно разнообразны. К ним относятся: технический осмотр, контроль радиационный, акустический, магнитный, капиллярный и др. Для проверки герметичности и прочности сварных конструкций применяются гидравлические испытания, испытания сжатым воздухом, различного типа течеискателями. Последние методы контроля представляют вид контроля, называемый течеисканием.

При назначении метода контроля конструктор исходит из возможностей метода, особенностей конструкции, допустимого уровня дефектности и т. д. Конструктор должен, проектируя изделия, его сварные и паяные узлы, предусматривать не только возможность проведения контроля, но и создавать условия, позволяющие обеспечивать его максимальную надежность, т. е. обеспечивать дефектоскопическую технологию конструкции. Для этого необходимо достаточно хорошо представлять особенности современных видов и методов контроля.