Способ контроля качества сварных соединений

Союз Советских Социалистическия Республик(51)М. Кл З С 01 й 25/72 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8 У Дата опубликования описания 071181(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский инструментальный институт 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХсОединений Изобретение относится к области исследования химических и физических свойств веществ и может быть использовано в сварочном производстве для контроля сварных соединений, в частности, полученных наплавкой,Известен способ контроля сварных соединений ультразвуком, основанный на отражении ультразвука от.дефектов, приеме и расшифровке отраженных волн 1.Недостатком этого способа является влияние на получаемый результат параметров акустического контакта ультразвуковой аппаратуры с изделием, которые, как правило, имеют существенные колебания.Наиболее близким техническим решением является способ контроля качества сварных соединений, заключающийся в приготовлении микрошлифа иэ контролируемого участка сварного соединения, исследовании его под микроскопом и сравнении с эталоном 2 1.Недостатком этого способа является недостаточная точность контроля ввиду невозможности количественной оценки качества сварного соединения. В этом случае результат контроляв значительной мере зависит от субъективных качеств исследователя.Целью изобретения является повышение точности контроля качества сварных соединений быстрорежущей сталис конструкционной.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе контроля качества сварных соединений, согласно которому изготавливают микрошлиф иэконтролируемого участка сварногосоединенияисследуют его под микроскопом и сравнивают с эталоном,15 перед изготовлением микрошлифа образец подвергают нагреву до температуры, обеспечивающей диффузию углерода иэ конструкционной стали вбыстрорежущую до образования обез 20 углероженного слоя в конструкционной стали.Сущность предложенного способазаключается в следующем.25 Согласно классической теориидвижущей силой диффузии является.градиент концентрации химическихэлементов в различных участках твердого тела. Диффузия в многокомпоненчтных системах обусловлена градиен879427 формула изобретения Способ контроля качества сварных соединений, согласна которому изготавливают микрошлиф из контролируемого участка сварного соединения, исследуют его под микроскопом и сравнивают с эталоном, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля сварных соединений быстрорежущей стали с конструкционной, перед изготовлением микрошлифа образец подвергают нагреву до температуры, обеспечивающей диффу. зию углерода из конструкционной стали в быстрорежущую до образования обезуглероженного слоя в конструкционной стали.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Назаров С.Т, Методы контроля качества сварных соединений, М., "Машиностроение", 1964, с.110-115.2. Там же, с.189-198 (прототип). Тираж 910 Подписное филиал ППП "ППтент",г.ужгород, ул, Проектная, 4 том химического потенциала или градиентом термодинамической активности, Таким образом, в сварном соединении разнородных металлов или металлов с различной концентрациейхимических элементов существуютвозможность создавать условия интенсивного диффузионного массопереносакомпонентов.Зона сварного соединения, содержащая дефекты в виде пустот, непроваров, неметаллических включений,10.и т.п., является барьером для диффузионного потока, сокращающим количество диффундирующего компонентапри последующем после сварки нагреве,:обеспечивающем эту диффузию. 15В случае соединения конструкционной стали с быстрорежущей таким компонентом является углерод.Поскольку переходит из конструкционной стали в быстрорежущую, в конструкционной стали возникает обезуглероженная эона, расположенная от сварного соединения вглубь конструкционной стали, видимая под микроскопом,глубину которой исследователь можетизмерить и сравнить с глубиной обезуглероженного слоя в эталоне.Сравнивая полученные результаты,судят о соответствии полученного сварного соединения эталону, характеризующему доброкачественное соединение.Эталоном служит микрошлиф, изготовленный из заготовки инструмента, сваренного по оптимальному режиму.Оптимальным режимом является такой,который обеспечивает полное взаимодействие соединяемых металлов по всейплощади контакта. При этом обезуглероженный слой имеет максимальнуюглубину, а дальнейшее увеличение токане сопровождается увеличением глубины 40обезуглероженного слоя ( ферритнойполоски).Если глубина обезуглероженного слояна исследуемом образце меньше, чемна эталоне, это свидетельствует отом, что по всей площади контактасоединяемых металлов не произоШлополного взаимодействия, что сказывается на работоспособности готовогоизделия.Используя способ-прототип можноопределить только наличие дефектов,а предлагаемый способ позволяет провести количественный анализ полученного соединения, т.е. опеределитьв какой степени соединение соответствует предъявленным требованиям.П р и м е р. Исследовали качест во биметаллических дисковых фрез,изготовленных электроконтактной наплавкой быстрорежущей стали РбМ 5 рна корпус из стали 45. Диаметр фрез 65 мм, толщина - 5 мм.ВНИИПИ Заказ 9707/11 Контролируемые заготовки посленаплавки подвергали нагреву в теочении 8 ч при температуре 860, охлаждали на воздухе, после чего изготавливали шлифы поперечного сечения наплавленных валиков. Шлифытравили 4 раствором азотной кислоты в этиловом спирте, исследовалипод микроскопом при увеличении 500и сравнивали с эталоном.В результатедиффузии углерода изконструкционной стали 45 в быстрорежущую РбИ 5 на шлифах наблюдаласьконтрастная феритная полоска от зонысоединения вглубь конструкционнойстали,Глубина этой полости менялась взависимости от численных значений параметров режима.При наплавке по оптимальному режиму (оп =0,02 с, оп=0,06 с, 1=9 кА,РЭ =150 кгс, скорость наплавки0,8 м/мин) глубина ферритной полосы(т.е. обезуглероженного слоя ) в конструкционной стали была равна 130 мкм.Уменьшение значения, например, токаонаплавки на 0,5 кА по сравнению соптимальным при сохранении постоянными остальных лараметрбв, вызвалоуменьшение глубины обезуглероженногослоя на 10 мкм,На основании проведенных экспериментов можно сделать вывод о достаточно высокой чувствительности предложенного. способа контроля качества сварных соединений.Способ позволяет количественно оценить качества. сварного соединения,т.еявляется объективным, не зависящим от субъективных особенностейисполнителя.