Способ обнаружения внутренних дефектов сварных соединений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯН . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Совет скнкСоцналнстнческнкРеспублик ои 945762(51)М, Кд,С 01 й 27/20 Ркуааретавиимй комитет СССР ао даем иэабретеиий и открмтий,179 1" (088.8) Г.Д. Никифоров, Б.А. Натюшкин, В.В. РеДниц и Ю, И. БородинМ:СР."т.;,: фт фю ВАвЫ ;Ъфс 1 " ГакОРШНй:Шее БВБДМОГДВА(5 Й) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ДЕФЕКТОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 1Изобретение относится к неразрушающему контролю сварки металлов и сплавов в твердом состоянии, преимущест- венно сплавов титана, и может быть использовано во многих отраслях маши 5 ностроения.Известен способ определения качества сварных соединений, при котором дефекты обнаруживают при помощи рентгеновского излучения 1 1.Недостатком указанного споссба является низкая .чувствительность к обнаружению дефектов малых размеров, образование которых характерно, напри.- мер, для соединений, выполненных сваркой в твердом состоянии. По размерам такие дефекты можно отнести к типу микронесплошностей, обнаружить, которые рентгеновским просвечиванием без дополнительной обработки контро- го лируемого участка соединения практически невозмовно.Известен также способ обнаружения внутренних дефектов сварных соедине-2ний, заключающийся в том, что в сварном соединении образуют литую зонуи потоком проникающего излучения контролируют ее плотность2,Сварное соединение проплавляют дугой на исследуемую глубину на режимах,обеспечивающих время пребывания металла в .жидкой фазе, равное 0,8-0,9от продолжительности роста газовых пузырьков в жидкой фазе до микроразмеров. Проплавление сварного соединения выполняют многократно с нарастанием глубины, чередуя его в просвечиванием объекта потоком проникающегои."лучения.Оценка качества сварных соединенийв этом случае осуществляется на основе образовавшейся в литой зоне газовой пористости. Источником ее образования являются дефекты, расположенные в зоне твердофазного соединения,В процессе проплавления дугой этазона (в. случае присутствия в ней дефектов) обеспечивает благоприятные3 З 4 Яусловия для образования при расплавлении устойчивых газовых зародышей,дальнейшее развитие которых протекаетэа счет притока газовой Фазы (водорода) под влиянием термодиффузии.5Эффективность такого способа определения качества сварных соединенийдостигается тем, что он позволяет обнаружить такие дефекты в стыковых соединениях, которые не регистрируются 1 оакустическими и ультразвуковыми методами неразрушающего контроля, Последовательное и многократное проплавление дугой соединения значительной толщины (10-15 мм) позволяетопределить область залегания дефектов и в конечном счете выбрать оптимальные режимы твердофазной сваркиили принять меры к их исправлению,Недостатком способа является то,что воэможность оценки качества дифФуэионно-сварных слоистых соединенийпрактически отсутствует.Другим существенным недостаткомявляется то, что в процессе проплавле ния твердофазного соединения дугой наблюдается интенсивная дегазация сварочной ванны, которая вносит погрешности в резуль,аты оценки качестватвердофазных соединений. Например,выделяющийся в результате неравномерной растворимости водород только час, тично влияет на развитие пористости.от дефектов, Основная его часть удаляется из жидкого металла, не прини 35мая участия в ее развитии. Интенсивная дегазация сварочной ванны в процессе проплавления дугой связана спересыщением жидкого металла газамии преждевременным удалением иэ ее40части газовых пузырьков, что отрицательно влияет на надежность обнаружения внутренних дефектов при использовании способа,Цель изобретения - повышение на 45дежности и чувствительности контроля,Поставленная цель, достигается тем,что в способе обнаружения внутреннихдефектов сварных соединений, заключающемся в том, что в сварном соеди.нении образуют литую зону и потокомпроникающего излучения контролируютее плотность, питую зону образуютконтактной сваркой внутри контролируемой зоны, а давление электродовпри этом на 20- 30 ниже номинального 55усилия их сжатия.Установлено, что механизм образования газовых пузырьков связан с вы 62 1сокой насыщенностью в зоне твердофаэных соединений структурными дефектами,представляющими собой микрополости,которые в условиях теплового воздействия служат очагами зарождения иразвития кориатости в широком диапазоне температур, К другим наиболеераспространенным дефектам следует отнести такие, которые образуются, например,в результате загрязненияучастка свариваемой поверхности металла плохо смачиваемыми неметаллическими включениями. Такие дефектыхарактеризуются отсутствием металлической связи и носят развитый характер в плоскости соединения. Они имеютплоскую форму с параллельными стенками, которые сходятся в процессесварки на оцень близкое рассторние,и обнаружить такие дефекты, именуемые"слипанием", известными методами проникающего излучения не представляется возможным.Образование литой зоны внутриконтролируемого соединения вызванонеобходимостью исключить влияние дегазации жидкого металла на интенсивность развития газовых пузырьковв ванне. Подавление процесса дегазации позволило обеспечить сохранение всех газовых пузырьков, которыеобразуются на базе дефектов контролируемого соединения. Количество образовавшихся пор и их размеры позволяют с достаточной точностью зафиксировать присутствие дефектов в даннойзоне соединения. Особенно удачнымпредлагаемый способ. обнаружения внутренних дефектов оказался применительно к конструкциям в виде слоистыхсоединений, где образование литойзоны при помощи контактной сваркиулучшает условия последующего контроля, например, рентгеновским просвечиванием,Для повышения чувствительности способа предусмотрено выполнение такогодавления, которое в условиях полнойизоляции. жидкого металла от внешнейсреды практически не препятствует развитию газовых пузырьков и коагуляциив более крупные, легко обнаруживаемые последующим контролем.Способ реализуется в следующей последовательности. Диффузионно сварные слоистые соединения титанового сплава в виде пластины размером 6 АЗОх 300 мм подвергали точечной сварФормула изобретения 20 35 Составитель Н. ДолговаРедактор В, Лазаренко Техред А. Ач Корректор М. Коста Заказ 5321/63 Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 9ке на контактной сварочной машине.Радиус закругления электродов 100 мм.Перед точечной сваркой образцы,представляющие собой слоистые соединения из двух и трех пластин, былизачищены от пыли, жира, масел и других возможных загрязнений. Механическую зачистку контролируемой деталипроизводили с двух сторон войлочнымкругом. Для обеспечения стабильностиобразования литого ядра точечную сварку выполняли на режимах, обеспечиваю-щих проплавление на 50-70 от общейтолщины контролируемого соединения,при этом сварочный ток 9 кА, длительность сварочного импульса 0,200,22 с, усилие сжатия электродов150-200 кгс.Оценку качества диффузионно-сварных слоистых соединений выполняли внаиболее нагруженной зоне соединенияиз расчета 8- 10 точек на площади2.9 смДля определения плотности литойэоны контролируемый участок слоистогосоединения подвергали рентгеновскомупросвечиванию. Отсутствие пористостив литой зоне после точечной или роликовой сварки свидетельствует о хорошем качестве диффузионно-сварных слоистых соединений. И, наоборот, образование пористости подтверждает присутствие дефектов и необходимость их устраненияИзменение соотношения толщин всварном слоистом соединении вызываетнеобходимость изменения режимов точечной сварки с таким расчетом, цтобы горизонтальная ось литого ядра совпадала с границей диффузионной сварки.В случае необходимости обнаружения 45762 6,дефектов в слоистых соединениях боль 9шой протяженности возможна замена точечной сварки на роликовую.Эффективность предлагаемого способа достигается тем, что он позволяетобнаружитьв диффузионно-сварных слоистых соединениях такие по величинераскрытия дефекты, которые не обнару живаются акустическими или ультра звуковыми методами неразрушающегоконтроля. Чувствительность его повышается за счет того, что размещениелитой зоны внутри соединения исклюцает дегаэацию жидкого металла и спо 1 ь собствует сохранению образовавшейсяот дефектов пористости. Способ обнаружения внутренних де-фектов сварных соединений, заключающийся в том, что в сварном соединенииобразуют литую зону и потоком прони 2 з кающего излучения контролируют ееплотность, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности и чувствительности контролятвердофазных слоистых соединений, зо литую зону образуют контактной сваркой внутри контролируемой эоны, адавление электродов при этом на 2030 ниже номинального усилия их сжа.тия. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент франции У 1542746,кл. 6 01 .и, 1968. 2. Авторское свидетельство СССР ю й 665598, кл . С 01 й 23/ 18, 1977