Тема 2. Дефектность сварных и паяных соединений

Сварные (паяные) соединения, выполненные в производственных условиях, могут иметь отклонения от установленных требований. Каждое такое отклонение (несоответствие) называют дефектом. Выявление дефектов является одной из задач технического контроля. Повышение качества сварных (паяных) соединений, как правило, связывают с устранением дефектов или уменьшением уровня дефектности. Под дефектностью неразъемных соединений понимают совокупность дефектов, различающихся по типу, виду, форме, размерам и количеству. Анализ дефектности позволяет произвести оценки не только уровня качества отдельных сварных (паяных) соединений, но и партии сварных (паяных) стыков. Низкий уровень дефектности сварных (паяных) соединений характеризует совершенство производства.

Дефекты сварных (паяных) соединений можно условно разделить на 3 группы:

1. Нарушение сплошностей (несплошности);

2. Искажение формы, отклонение размеров и состояния поверхности;

3. Несоответствие химического состава и структуры.

Наибольшую группу дефектов образуют дефекты несплошности сварных (паяных) соединений, которые разделяют на типы и виды. Вид дефекта обусловлен природой его возникновения. Тип дефекта обусловлен геометрическими признаками, формой и местом расположения.

Типы дефектов неразъемных соединений модно классифицировать по следующим признакам:

1. По происхождению:

- производственные дефекты;

- эксплуатационные дефекты.

К производственным дефектам относят металлургические дефекты, возникающие при отливке и последующей обработке давлением, и технологические дефекты, которые возникают при термической обработке, сварке (пайке) и других технологических операциях. Эксплуатационные дефекты возникают в процессе эксплуатации в результате воздействия внешних факторов.

1. По возможности выявления:

- явные дефекты;

- скрытые дефекты.

Явные дефекты выявляют внешним осмотром, а скрытые - методом неразрушающего контроля.

1. По возможности устранения:

- исправимые;

- неисправимые.

Соединения с неисправными дефектами к доработке не допускаются и изделие бракуется.

1. По протяженности:

- отдельные (единичные);

- скопления. Под скоплением дефектов понимают не протяженные дефекты, расположенные компактно.

- цепочки. Под цепочкой пор понимают дефекты, протяженные и вытянутые в линию.

1. По форме:

- плоскостные (трещиноподобные) дефекты;

- объемные дефекты.

Плоскостные дефекты являются наиболее опасными в связи с концентрацией напряжения в зоне их расположения.

1. По месту расположения:

- поверхностные дефекты;

- внутренние дефекты (в том числе и подповерхностные);

- сквозные дефекты. При наличии сквозных дефектов снижается герметичность сварных (паяных) соединений.

1. По влиянию на эксплуатационные свойства:

- критические дефекты;

- значительные дефекты;

- малозначительные дефекты.

Под критическими дефектами понимают дефекты недопустимых размеров, при которых использование сварных (паяных) изделий по назначению недопустимо. Значительные дефекты влияют на использование изделия по назначению, но не являются критическими и подлежат исправлению. Малозначительные дефекты не влияют на использование изделия по назначению и могут быть оставлены без исправления, так как исправление таких дефектов может привести к снижению качества.

Приведенная классификация дефектов по типам позволяет оптимизировать выбор методов неразрушающего контроля по различным признакам.

В связи с необходимостью обеспечения промышленной безопасности эксплуатации сварных изделий устанавливают нормы допустимости дефектов сварных (паяных) соединений. Нормы разделяют на:

- технологические нормы;

- эксплуатационные нормы.

Эксплуатационные нормы являются расчётными, они базируются на теоретических знаниях и экспериментальных исследованиях влияния дефектов на эксплуатационные свойства сварных соединений. Эти нормы устанавливаются в процессе испытаний и расчетной оценки сварных (паяных) соединений, например, на прочность. Эксплуатационные нормы, как правило, устанавливают для конструкций ответственного назначения

Технологические нормы применяют в транспортном машиностроении, сельскохозяйственном машиностроении и других областях, так как условия эксплуатации сварных соединений не требуют выполнения большого объема испытаний. Как правило, не соответствие технологическим нормам может быть выявлено визуально-измерительным контролем.

При определении норм допустимости дефектов, их характеристики классифицируют на абсолютные и относительные. К абсолютным характеристикам относят линейные размеры дефектов, их количество, расстояние между ними. Относительные характеристики используют для сравнительной оценки различных технологических решений, например, при выборе способов и режимов обработки. К относительной характеристике можно отнести отношение линейного размера дефекта к толщине основного металла.

При установлении норм допустимости дефектов учитывают следующие факторы:

1. Эксплуатационные факторы. Они учитывают характерные условия эксплуатации.

Для обоснования норм допустимости дефектов необходимо оценить их влияние на эксплуатационные характеристики, например, на прочность сварных (паяных) соединений.

2. Конструктивные факторы. К ним относится материал, толщина, тип соединения, форма шва и другие параметры сварных (паяных) соединений.

3. Технологические факторы. К ним относятся способ подготовки поверхности деталей перед сваркой (пайкой), способ и параметры режима сварки (пайки), число подварок (подпаек) и др.

Нормы допустимости дефектов устанавливают, исходя из категории (степени) ответственности сварных (паяных) соединений. Категорию изделия устанавливает конструктор совместно с отделом главного технолога (сварщика) в зависимости от назначения, условий эксплуатации и методов контроля. Категория указывается на чертежах сварных (паяных) изделий. Как правило, известно 3 категории. Чем выше категория, тем выше уровень требования. Первая категория устанавливается для особо ответственных сварных (паяных) соединений. Для неё характерны самые жесткие нормы допустимости дефектов. Категория обуславливает объем и методы неразрушающего контроля, уровень автоматических способов сварки (пайки), разряд и квалификацию сварщиков (паяльщиков), сборщиков и контролеров.

Исходя из норм допустимости дефектов и категории, сварные (паяных) соединения разделяют по 3-м группам качества:

1. Годные соединения. Они имеют малозначительные допустимые дефекты;

2. Дефектные соединения. Они имеют недопустимые, но устранимые дефекты. Доработка осуществляется путем подварки.

3. Бракованные соединения. Они имеют не устранимые дефекты и доработка сварных соединений не допускается.

Нормы для бракования сварных (паяных) соединений указываются в ТУ на изготовление и приёмку изделия. Анализируя статистику по дефектам, можно определить уровень (долю) дефектных и бракованных сварных (паяных) соединений в партии изделий и сравнить их с требованиями нормативных документов.