Неметаллические включения (оксиды, сульфиды, нитриды)

Причина: 1) плохая подготовка кромок соединяемых заготовок; 2) нарушение технологии сварки по подбору тока и времени

Межкристаллитная коррозия

Этот вид брака наблюдается только при сварке нержавеющих марок стали.

Его можно устранить путем нагрева сварного изделия до Т»1000-1100°C, при которой происходит распад Cr₂₃C₇, после чего выполняют охлаждение в воде.

Для предупреждения этого вида брака необходимо применять стали, которые дополнительно легированы Ti и Ni или использовать сталь с низким содержанием углерода.

Отбел

Данный вид брака наблюдается только при сварке изделий из чугуна. Он характеризуется наличием твердой и прочной зоны в сварном соединении, структура сварного шва соответствует структуре белого чугуна, который имеет высокую твердость и износостойкость.

Этот вид брака устраняется путем уменьшения скорости охлаждения сварного шва или путем высокотемпературной химической обработкой.

Контроль сварных соединений

Цель – выявление недопустимых дефектов сварных соединений, а также оценка комплекса физико-механических свойств сварного шва. При подборе технологии сварки в обязательном порядке на первом этапе выполняются контрольные сварные соединения. Из данных соединений изготавливают стандартные образцы для различных видов испытания, а именно не менее двух образцов на растяжение, двух на изгиб, трех на ударную вязкость.

При исследовании свойств таких соединений рабочая зона образца должна включать зону сварки, а в случае исследования сварных швов из нержавеющих марок стали рабочая зона должна включать и зону термического влияния (для выявления межкристаллитной коррозии).

Все методы контроля можно разделить на 2 группы:

1) разрушающие

2) неразрушающие

Разрушающие методы:

(металлографические исследования, испытания на механические свойства, испытание на межкристаллитную коррозию)

а) для проведения металлографических исследований от изделия проводят отбор образца, причем в обязательном порядке он должен включать сварной шов и зону термического влияния. Для проведения исследований подготавливают микрошлиф. Приготовленный микрошлиф рассматривают под микроскопом при увеличении 100 или 400 раз. При этих исследованиях определяют: 1) микроструктуру 2) степень загрязнения (сульфиды, нитриды, окислы) 3) наличие трещин 4) размер зерна.

б) испытания на механические свойства

Основные показатели, определяемые при этом виде испытаний: прочность, пластичность и ударная вязкость. Из контрольных сварных соединений или из сварных изделий изготавливают стандартные образцы для испытания на растяжение, на изгиб и на ударную вязкость. Эти образцы в рабочей части должны иметь зону сварного шва, а для нержавеющих марок стали и зону термического влияния.

Количество образцов для испытания должно быть: по 2 – на растяжение и изгиб, и 3 на ударную вязкость.

При несоответствии НТД хотя бы по одному из показателей испытание проводится повторно. Если при повторных испытаниях получили отрицательный результат – вся партия сварных изделий забраковывается.

в) испытание на межкристаллитную коррозию

Для проведения испытания от стали производится отбор контрольного образца, который нагревается до Т=1100°С, затем охлаждается в воде, а потом подвергается нагреву и выдержке при Т=650°С. После чего приготавливается микрошлиф и проводится просмотр под микроскопом на наличие МКК.

Неразрушающие методы контроля:

Визуальный и измерительный - этот метод является первоочередным при оценке качества сварного шва. Для проведения визуального контроля зона сварного шва и прилегающего участка на расстоянии не менее 20 мм подвергается зачистке. Контроль проводится с двух противоположных сторон сварного шва. При невозможности контроля с внутренней стороны оценка качества ведется другим методом.

Визуальным контролем выявляются поверхностные дефекты, а путем измерительного контроля оценивают смещение кромок соединяемых материалов, а также толщину стенок в месте наличия подрезов и кратеров.

Контроль стилоскопированием – определяют наличие, а также количество легирующих элементов в сварном шве и свариваемых материалов. Этот вид контроля также применяют для контроля свариваемых материалов на наличие легирующих элементов.

Контроль твердости – подвергают сварные швы, выполненные электродами из легированных сталей, а также изделий в упрочненном состоянии, подвергаемых сварке.

Ультразвуковой контроль – предназначен для выявления внутренних дефектов (трещины, поры, неметаллические включения), а также для определения толщины изделия. Все сварные швы должны быть проконтролированы на наличие недопустимых дефектов.

Радиографический – предназначен для обнаружения внутренних дефектов.

Гидравлические методы контроля – этот контроль проводится с применением жидких сред при строго определенном давлении (Р_проб=1,5 Р_расч)

Пайка металлов и сплавов

Пайка – это процесс соединения материалов за счет введения в зазор между ними материала, называемого припоем.

Температура плавления припоя ниже температуры плавления соединяемых материалов. Прочность спаемных соединений меньше сварных.

Припои:

- высокотемпературные (твердые); Т_пл ³ 500 °С; s_В ³ 7 кг/мм² до 35 кг/мм² (медь, медь с цинком, золото, серебро)

- низкотемпературные (мягкие); Т_пл < 500 °С; s_В ³ 3 кг/мм² до 5 кг/мм² (олово)

Для получения качественного паяного соединения поверхность соединяемых материалов должна быть тщательно очищена от загрязнения и окисных пленок. Эту функцию выполняют флюсы, температура плавления которых ниже температуры плавления припоя. Флюсы: бура, борная кислота, канифоль.

Обработка металлов резанием

Задачи: 1) Обеспечение чистоты обрабатываемой поверхности требованиям нормативно-технической документации (ГОСТ, ОСТ, ТУ);

2) придание деталям необходимой конфигурации и получение размеров по требованиям технологической документации.

Способы обработки металлов резанием:

точение;

фрезерование;

сверление;

протягивание;

долбление;

финишная обработка.

Каждый вид механической обработки выполняется на специализированном оборудовании, условная нумерация которого указывает на вид обработки:

«1» - токарная обработка 16К20

«2» - сверление 2М112

«3» - обдирка, заточка 3Б634

«7» - для фрезерной обработки 7Г71

Основные технологические параметры процесса точения

1) Скорость резания - скорость перемещения режущего лезвия инструмента относительно обрабатываемой поверхности. D – диаметр обрабатываемой заготовки; n – скорость вращения заготовки.

2) Подача S (мм) – величина перемещения режущего лезвия инструмента за 1 оборот заготовки.

3) Глубина резания t (мм) – расстояние между обработанной и необработанной поверхностями.

Рис. 41. Технологические параметры резания

При обработке материалов возможно образование различных видов стружки. При токарной обработке вязких материалов образуется сливная стружка. При обработке хрупких материалов, а также при обработке стальных заготовок, прошедших предварительно специальную термическую обработку, образуется стружка надлома или стружка скалывания. Такая стружка хорошо удаляется из зоны резания, и заготовки могут обрабатываться на автоматических линиях.

При механической обработке металлических заготовок в процессе резания выделяется большое количество теплоты: , где Р – усилие резания, V – скорость резания. Основными зонами выделения тепла при резании являются зоны контакта инструмента с материалом заготовки (см. рис. 42):

Рис. 42. Зоны выделения теплоты:1 – зона контакта режущего лезвия инструмента с материалом заготовки, 2 – зона контакта задней поверхности инструмента с обработанной поверхностью, 3 – зона контакта передней поверхности инструмента с удаляемой стружкой.

Повышенное выделение теплоты отрицательно влияет на свойства инструмента и обработанные изделия. Инструмент снижает свою твердость и тем самым снижается его стойкость. Поверхность детали подвергается деформационному упрочнению, т.е. наклепу. Для уменьшения теплоты в процессе резания при механической обработке применяют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Задачи, решаемые СОЖ:

охлаждающее действие

смазывающее действие

удаление стружки из зоны резания

В зависимости от решаемой задачи в производстве используют различные СОЖ. На черновых операциях механической обработки, основная задача которых – максимальный съем металла, должна применяться СОЖ на водной основе, которая обеспечит максимальный отвод тепла. На чистовых операциях, а также в случае небольшой глубины резания и для обеспечения требуемой чистоты поверхности необходимо использовать СОЖ на масляной основе. В крупносерийном и массовом производстве применят унифицированные СОЖ на основе водорастворенных полимеров, которые обладают не только высокой охлаждающей способностью, но и за счет полимера обеспечивают снижение коэффициента трения.