Вопрос-ответ

Контроль сварочных работ позволяет оценить многие характеристики сварного шва, связанные, например, с его размером или наличием неоднородностей. Размер шва может играть исключительно важную роль, так как может быть непосредственно связан с его прочностью и соответствующими эксплуатационными характеристиками: слишком маленькие швы могут быть неспособны выдерживать напряжение в ходе эксплуатации. Неоднородности в шве также могут быть важны. Под неоднородностями подразумеваются дефекты на шве или рядом с ним, которые, в зависимости от размера и расположения, могут в разной степени влиять на его эксплуатационные характеристики. Как правило, эти неоднородности, если их размер или расположение неприемлемы, считаются дефектами сварки. Иногда их наличие может приводить к слишком раннему разрушению шва из-за снижения его прочности или повышения нагрузки на сварную деталь.

Контролировать качество швов необходимо по нескольким причинам. Основная цель контроля — определить, соответствует ли качество шва предполагаемым условиям эксплуатации. Чтобы оценить качество сварного шва, необходим эталон, с которым можно будет сравнить его характеристики. Пытаться оценить шов, не имея критериев приемлемого качества, нецелесообразно.

Эти критерии могут быть основаны на различных источниках. Рабочий чертеж или технологическая карта сварочных работ, как правило, содержит размеры сварных швов и иногда информацию о размерах, такую как длина и расположение швов. Эти габаритные требования обычно устанавливаются в ходе проектных расчетов или на основе уже проверенных проектов, которые заведомо отвечают требованиям к качеству сварных соединений.

Приемлемые и неприемлемые уровни неоднородностей в сварных швах при контроле сварочных работ обычно определяются исходя из нормативов и стандартов в области сварки. Разработаны нормативы и стандарты для самых разных видов сварочных работ на производстве. При этом важно выбрать стандарт, который максимально соответствует отрасли или сфере применения.

Контролер сварочных работ должен обладать знаниями в различных областях: он должен понимать сварочные чертежи и обозначения, знать конструкицю сварных соединений, процедуры сварки, требования нормативов и стандартов, методы контроля и испытаний, а также многое другое. По этой причине многие нормативы и стандарты в области сварки требуют от контролера формальной квалификации либо наличия необходимых знаний и опыта для проведения контроля. Для контролеров сварочных работ предлагаются различные учебные курсы, а также доступен целый ряд международных программ сертификации. Самая популярная программа в США организована американским обществом сварщиков (American Welding Society, AWS). Это программа аттестации контролеров сварочных работ (Certified Welding Inspector, CWI). Чтобы получить сертификат контролера сварочных работ, обычно требуется продемонстрировать определенный уровень знаний в соответствующей области, сдав экзамен.

Для дальнейшей оценки объема необходимого контроля сварочных работ требуется рассмотреть определенные категории методов контроля и сферы их применения. Для этого обзора, посвященного контролю сварочных работ, мы выбрали указанные ниже темы.

Контроль и испытания процедур сварки: типы контроля, позволяющие обеспечить соответствие этим требованиям, и их роль в общей системе контроля качества сварки.

Визуальный контроль: часто это самая простая и недорогая разновидность проверки, которая при правильном выполнении является эффективным методом оценки сварочных работ во многих сферах.

Поиск поверхностных трещин: методы обнаружения, такие как контроль пенетрантами и магнитными частицами, особенности применения и возможности.

Радиографический и ультразвуковой контроль сварных соединений: эти методы неразрушающего контроля обычно применяются для проверки внутренней структуры сварного шва и определения его целостности без разрушения сварной детали.

Разрушающие испытания сварных швов: эти методы контроля позволяют определить целостность и характеристики сварных соединений и обычно предполагают разрыв или излом сварной детали и оценку ее механических и физических характеристик.

Одной из важнейших составляющих эффективной системы контроля качества является разработка и внедрение целостной программы проверки сварных соединений, а также контроль за ее реализацией. Чтобы создать такую программу, необходимо оценить все требования к качеству сварных соединений и критерии его допустимого уровня, а также методы контроля и испытания. Кроме того, требуются контролеры, обладающие необходимой квалификацией и опытом.

Свариваемость. При определении сварочных характеристик проволоки для процесса MIG учитываются перечисленные ниже параметры:

- Прочность металла шва

- Текучесть сварочной ванны

- Форма шва и смачиваемость кромок

- Склонность к разбрызгиванию

Прочность металла шва. Прочность металла шва предполагает низкую пористость, высокое качество сплавления и отсутствие растрескивания. Пористость, основная причина низкой прочности сварочного шва, вызывается избытком кислорода в атмосфере, защитном газе, а также в примесях в базовой плите, которые в сочетании с углеродом в металле шва образуют пузырьки оксида углерода (CO) — угарного газа. Часть угарного газа может оставаться в металле по мере охлаждения шва, образуя поры. Как правило, особенностью сварки MIG с использованием проволоки является очень низкое содержание водорода в наплавленном металле. На итоговое содержание диффундирующего водорода в наплавленном металле шва могут в разной степени влиять такие факторы, как содержание влаги в защитном газе, атмосферные условия и состояние свариваемых кромок.

Процесс «Контроль пористости». Чтобы свести к минимуму образование CO и, соответственно, обеспечить наименьший уровень пористости, необходимо раскисление сварочной ванны. Для этого в проволоку Spoolarc добавляются элементы, которые «связывают» кислород, не давая ему соединяться с углеродом и образуя вместо этого безвредный шлак. Эти элементы называются восстановителями. К ним относятся марганец (Mn), кремний (Si), титан (Ti), алюминий (Al) и цирконий (Zr). Алюминий, титан и цирконий — мощные восстановители: они примерно в пять раз эффективнее марганца и кремния.

Текучесть сварочной ванны, форма шва и разбрызгивание. Текучесть расплава в сварочной ванне важна по несколькими причинам. Текучая ванна обычно равномерно смачивает края, благодаря чему формируется плоский и гладкий шов (это особенно важно для угловых сварных швов). Это критично при многопроходной сварке короткой дугой, когда плохая форма шва может стать причиной дефектов, связанных с некачественным сплавлением. Плоские, хорошо смоченные швы также необходимы в ситуации, когда важную роль играет внешний вид поверхности и может потребоваться дополнительная шлифовка.

Внимание! Слишком высокая текучесть ванны может привести к сложностям при сварке из неудобного положения или формировании ослабленных горизонтальных угловых швов.

Влияние марганца и кремния. Выбор содержания марганца и кремния в проволоке для сварочного процесса MIG — это, как правило, основное решение, принимаемое оператором. Увеличение количества марганца и кремния влияет на текучесть ванны, форму шва и другие факторы. Благодаря содержанию восстановителей Al, Ti и Zr в проволоке Spoolarc 65 сварочная ванна становится более вязкой. Плотность сварочной ванны делает эту проволоку идеальным выбором для сварки труб (особенно небольшого диаметра), а также для задач, связанных со сваркой в различных пространственных положениях.

Влияние защитного газа и напряжения дуги. Использование защитного газа CO2 ведет к неравномерному переходу металла с проволоки на основной металл, делает профиль шва более выпуклым и увеличивает потери от разбрызгивания.

Защитные газы на базе аргона делают переход металла с проволоки на шов более ровным и равномерным, улучшают форму шва, сводят к минимуму потери от разбрызгивания и уменьшают образование пара.

Повышение напряжения дуги увеличивает текучесть ванны, делает швы более плоскими, усиливает смачиваемость кромок и разбрызгивание. Более высокое напряжение также уменьшает глубину провара и может вести к значительной потере легирующих элементов.

Проволоки Spoolarc предлагаются с медным покрытием, которое наносится с использованием патентованного производственного процесса ЭСАБ HI DEP III, или без покрытия (медной оболочки). Для проволоки Spoolarc доступны различные варианты сплавов, диаметров и упаковок, которые способны удовлетворить самые сложные требования заказчиков.

Проволоки Spoolarc с медным покрытием или без него обеспечивают отличную подачу и стабильность дуги в самых жестких производственных условиях и сценариях применения даже при высокой скорости подачи проволоки, что, в свою очередь, уменьшает время простоя и повышает производительность.

Примечание. Проволоки Spoolarc без покрытия — оптимальный выбор для заказчиков, которым не требуется медное покрытие.

Правильно подобранная сварочная маска (шлем) – условие эффективной работы настоящего сварщика.

Велика опасность получения различных травм в процессе сварки: отравление вредными испарениями газов, поражение электрическим током, ожоги глаз и иных частей тела. Поражения глаз возникают от воздействия инфракрасного, ультрафиолетового и теплового излучений, а также могут быть связаны с брызгами расплавленного металла. Чтобы обезопасить сварщика в процессе работы, необходимо правильно сделать выбор сварочной маски.

Маска хамелеон от Концерна ESAB Warrior 9-13

Основным компонентом защиты зрения являются 4-автоматических датчика светофильтра, реагирующие на изменение интенсивности свечения. При зажигании сварочной дуги, светофильтр за стотысячные доли секунды (примерно за 0,00005 сек.) автоматически затемняется, позволяя контролировать начало сварки без ослепления глаз. Качественный светофильтр имеет слоистую структуру, где между поляризационными пленками заключено несколько слоев жидких кристаллов, которые при запуске сварки выстраиваются в определенном порядке, который и позволяет блокировать часть света.

Концерн ESAB при изготовлении сварочной маски ESAB Warrior 9-13, используют несколько жидкокристаллических слоев (2 – 3), чтобы максимально понизить зависимость затемнения угла от падения света.

Выбор маски для сварки определяет качество последующей работы.

Показатели, достойные внимания:

- На светофильтре, должен быть указан его оптический класс и сертификация. Четко прописаны сроки гарантии.

- Регулировка, ее количество и виды. Профессиональные сварочные маски Warrior 9-13 идут с регулировками затемнения (9 – 13 DIN), чувствительности (защита от яркого светового излучения в зависимости от температуры нагретого металла или электрода), времени задержки открытия по окончанию сварочных работ. Регулировки бывают внутренние (расположены прямо на фильтре) и внешние (на левой стороне маски). По плавности переключения: плавные (устанавливает оптимальную степень затемнения) и ступенчатые.

- Для какого вида сварки подходит светофильтр. Если он предназначен для аргонно-дуговой сварки, то можно спокойно работать штучными электродами и автоматически.

- Размеры видимой области. Чем обширнее, тем лучше, однако, такие светофильтры более хрупкие.

- Внешние параметры сварочной маски, ее вес и конструкция наголовника. От удобства оснащения зависит качество и эффективность выполнения работы.

Введение в понятие «отрезные круги». Что такое абразивный отрезной круг?

Слово абразивный в переводе с латинского означает соскабливание и, соответственно, сам отрезной круг, в первую очередь, необходим для точной и качественной резки разнообразных форм изделий: металлических, таких как сталь, чугун, различных сплавов из цветных металлов: трубы, уголка, прутка, крупной арматуры и металлического листа, стройматериалов: кирпича, шифера, мрамора, керамики, гранита, камня и бетона в небольшом количестве, хотя для этого материала применяется алмазный круг.

Для работы с отрезным кругом необходима переносная отрезная машина или угловая шлифовальная, более известная в народе как «болгарка» или «шлиф машинка».

Для резки, например, стального уголка 35 х 35 мм или полудюймовой металлической трубы, отрезные круги более удобны, чем ножовка по металлу, дисковая пила или сварочный электрод, а так же электрод для строжки.

Абразивные отрезные круги на Казахстанский рынок поставляют многие фирмы, но все же наиболее предпочтительные по цене и качеству являются европейские производители которые специализируются только на выпуске качественных абразивных кругов премиум класса , можно сказать , что круги PFERD являются именно такими.

- Как правильно выбрать абразивный инструмент — отрезной круг?

Во-первых: так как скорость вращения круга, очень высока, то нужно в первую очередь проверить, чтобы отрезной круг не был деформирован, и чтобы на его поверхности не было трещин и сколов, эти проверки нужны для кругов российского , китайского , украинского производства, круги PFERD проходят все стадии сертификаций и проверок не покидая завода.

Во-вторых: проверьте чтобы максимальное значение частоты вращения отрезного круга, было не меньше частоты вращения отрезной машины, на которой будет стоять круг.

В-третьих: всегда помните, что при резке используется только 2/3 диаметра отрезного круга.

В-четвёртых: упрочняющий элемент не всегда предусматривается конструкцией отрезного круга, и о его наличии можно судить по маркировке. Так, у российских производителей буквосочетание «БУ» означает «бакелитовая связка с упрочняющим элементом», если в маркировке буква «У» отсутствует, то упрочняющего элемента в отрезном круге нет и ставить диск на отрезную машину не рекомендуется.

И в-пятых: помните что, чем меньше высота круга, тем легче резать и меньше отходов, но износ круга из-за этого больше.

- Шлифовальные круги

Наиболее распространенное определение понятия шлифовальные круги - абразивные материалы, используемые в форме кругов и дисков разных диаметров.

Шлифование - совокупность таких видов абразивной обработки, как чистовая и отделочная операция. Используются шлифовальные круги в основном для работы по поверхностям хрупких и твердых материалов.

Также эти материалы используют для разрезания твердых материалов, широко используют в производстве, обработке самых различных материалов. Шлифовальные круги сегодня остро востребованы в сфере строительства.

Для углеродистых и низколегированных сталей МР-3, МР-3С, УОНИ 13/55, УОНИ 13/45, ОЗС-4, ОЗС-12, импортные сварочные электроды ОК 46, OK 48.04, OK 48.08 ESAB, сварочная проволока OK Autrod 12.51ESAB.

Сварку углеродистых и низколегированных конструкционных сталей проводят сварочными электродами, предназначенными для сварки углеродистых сталей, содержащих, примерно до 0,25% углерода, и низколегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 590 МПа.

Выбор электродов осуществляется по совокупности требуемых механических свойств металла сварного шва: временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, угол изгиба. Эти показатели и лежат в основе классификации электродов, а так же их правильному выбору по ГОСТ 9467-75. С помощью сварочных электродов с маркировкой Э38, Э42, Э46 и Э50 проводят сварку сталей с временным сопротивлением до 490 МПа; Э42А, Э46А и Э50А применяют для сварки тех же сталей, когда к металлу шва предъявляются повышенные требования по относительному удлинению и ударной вязкости; Э55 и Э60 – сварочные электроды для сталей с временным сопротивлением разрыву свыше 490 МПа и до 590 МПа. При этом две стоящие за буквой «Э» (электрод) цифры соответствуют минимальному временному сопротивлению разрыву металла шва или сварного соединения в кгс/мм2. Этот же стандарт регламентирует содержание серы и фосфора в наплавленном металле.

В электродах для сварочных работ по углеродистым и низколегированным сталям важны показатели по возможности сварки во всех пространственных положениях, рода сварочного тока, производительности процесса, склонности к образованию пор, а иногда — содержание водорода в наплавленном металле и склонность сварных соединений к образованию трещин. Все эти свойства в значительной степени определяются видом покрытия электрода.

Для углеродистых и низколегированных сталей мы можем использовать МР-3, МР-3С, УОНИ 13/55, УОНИ 13/45, OК 46.00, OK 48.00 ,OK 48.04, OK 48.08 ESAB, сварочная омедненная проволока OK Autrod 12.51 ESAB.

Для сварки нефтегазопроводов используются ОК 53.70, ОК 74.70 ESAB.

Для высоколегированных сталей ОЗЛ-6, УОНИ 13/НЖ, ЭА 395/9. ЦТ-15, импортные электроды ОК 67.45 (переходной электрод), OK 61.81, OK 67.75, OK 61.30, OK 61.85 ESAB (пищевая нержавейка).

Для теплоустойчивых сталей ОК 76.18, ОК 76.28, ОК 76.35 ESAB.

Для сварки чугуна ОК 76.35, ОК 76.30 ОК 92.18 , ОК 92.60 ESAB.

Для сварки сплавов на никелевой основе ОК 92.35, OK 92.58 ESAB.

Различие заключается в толщине свариваемого металла. Для сварки более толстого металла требуется электрод большего диаметра. Чем тоньше металл, тем и меньше должен быть диаметр электрода. Электроды менее 1,6-2,0 мм не изготавливаются, т.к. они будут просто гнуться и сложно нанести на них обмазку. Электродом д.24 можно работать с металлом не толще 3-4 мм.

А если металл тоньше? Тогда здесь необходим полуавтомат. В нем такой же электрод, но более тонкий и в виде проволоки без обмазки. Т.к. такой «проволока-электрод» сгорит очень быстро, то к месту сварки его стали подавать с помощью устройства протяжки. А из-за отсутствия на нем обмазки, подают инертный газ (углекислый, аргон) к месту сварки. Т.к. проволока постоянно движется через горелку, то для обеспечения хорошего контакта проволоку используют омедненную.

Для небольших токов, как правило, используют горелки с воздушным охлаждением, которые достаточно просты в эксплуатации и не требуют сложной настройки. На повышенных токах, также используют горелки с воздушным охлаждением, но к ним предъявляются более высокие требования.

Горелки с водяным охлаждением, по которым идет циркуляция воды, одинаково хорошо работают в большом диапазоне токов, но они требует дополнительного оборудования и технического обслуживания. В таких горелках используется либо чистая вода, либо ионизированная вода, прошедшая через специальный фильтр, чтобы исключить возможность попадания грязи в систему охлаждения или в саму трубку горелки.

Сварка под флюсом используется при изготовлении и ремонте конструкций и деталей ответственного назначения, которые должны быть надежными при эксплуатации в условиях низких и высоких температур.

При сварке под флюсом дуга горит между сварочной проволокой и свариваемым изделием под слоем гранулированного флюса. Ролики специального механизма падают проволоку в зону дуги.

Сварочный ток (переменный или постоянный прямой или обратной полярности) подводится к проволоке с помощью скользящего контакта, а к изделию – постоянным контактом. Сварочная дуга горит в газовом пузыре, который образуется в результате плавления флюса и металла.

Кроме того, расплавленный металл защищен от внешней среды слоем расплавленного флюса. По мере удаления дуги от зоны сварки расплавленный флюс застывает и образует шлаковую корку, которая впоследствии легко отделяется от поверхности шва.

Флюс засыпается впереди дуги из бункера слоем толщиной 40–80 мм и шириной 40– 100 мм. Нерасплавленный флюс после сварки используется повторно. Расплавленные электродный и основной металлы в сварочной ванне перемешиваются и при кристаллизации образуют сварной шов.

Преимущественное применение находит сварка проволокой (проволочным электродом). Однако в последнее время все большее распространение получает наплавка ленточными или комбинированными электродами.

К достоинствам сварки под флюсом относятся: высокая производительность процесса, благодаря использованию больших токов, глубокому проплавлению, почти полному отсутствию потерь металла на угар и разбрызгивание (не более 3%); высокое качество наплавляемой поверхности в результате хорошей защиты флюсом сварочной ванны; незначительное количество неметаллических включений в металле шва; возможность легирования наплавляемого металла через флюс; лучшее использование тепла дуги (по сравнению с ручной сваркой расход электроэнергии уменьшается на 30– 40%); лучшие условия труда сварщика и ряд других.

Вместе с тем, этот вид сварки имеет ряд недостатков: значительный нагрев изделия; повышенную текучесть расплавленных металла и флюса, что позволяет вести сварку только в нижнем положении и наплавлять детали диаметром не менее 40 мм; необходимость в отдельных случаях повторной термической обработки; невозможность непосредственного наблюдения за формированием сварочного шва.

Для небольших токов, как правило, используют горелки с воздушным охлаждением, которые достаточно просты в эксплуатации и не требуют сложной настройки. На повышенных токах, также используют горелки с воздушным охлаждением, но к ним предъявляются более высокие требования.

Горелки с водяным охлаждением, по которым идет циркуляция воды, одинаково хорошо работают в большом диапазоне токов, но они требует дополнительного оборудования и технического обслуживания. В таких горелках используется либо чистая вода, либо ионизированная вода, прошедшая через специальный фильтр, чтобы исключить возможность попадания грязи в систему охлаждения или в саму трубку горелки.

Толщина металла, мм	1-3	4-10	10-20
Диаметр электрода, мм	1,5-2,5	3-4	4-5