Усиление сварного шва: стандарты, способы
Радиационный метод контроля
Усиление проводится привариванием накладок, параметры которых надо предварительно рассчитать. Формула расчета параметров таких накладок учитывает несущую способность наплава, площадь накладки, фактический размер имеющегося стыкового соединения, расчетное сопротивление стыкового компонента.
Существуют методы первичного и вторичного контроля. Цель первичного – это, прежде всего, предотвращение появления дефектов за счет правильно подобранных электродов и проволоки, флюса, других необходимых расходников и соблюдение определенных параметров при настройке сварочной аппаратуры.
При использовании стыковых сварочных швов по всей длине и высоте металлических элементов конструкции усиление не производится в силу того, что в местах наплавления из-за большого объема расплавленного металла происходит перегрев, из-за которого формируются зоны внутреннего напряжения.
Проводя усиление сварных швов, важно особо тщательно прорабатывать их в местах угловых соединений. Усилить стык можно увеличивая либо длину, либо толщину сварного наплава. Чаще всего прибегают к первому варианту, поскольку предпочтительно распределить напряжение по увеличенной площади, чем допустить его концентрацию в отдельных зонах.
Не существует технологий, позволяющих достичь абсолютно идеального исполнения сварных соединений, поэтому так востребованы методики, позволяющие с должным качеством усилить сварные швы. Нередко на отработку таких технологий затрачивается много времени и ресурсов, однако получаемые в результате близкие к идеалу характеристики изделий окупают все усилия с лихвой.
Сложность заключается в том, что для усиления сварного шва за счет умножения его длины нужно пользоваться дополнительными металлоконструкциями, такими как наплавы, ребра, накладки. Выбираются они в зависимости от размера площади воздействия, ее локализации, от сварочного материала.
Поскольку существует много методов, с помощью которых производится контроль сварочных швов на нынешних предприятиях, то подбираются они в зависимости от выпускаемых заводом изделий. Способы могут использоваться как самые простые, так и дорогостоящие. Главным критерием выбора метода является соответствие задачам по контролю качества тех или иных изделий.
Перед тем как наварить новый слой, нужно дождаться охлаждения предыдущего слоя до +100°С. Нужно в процессе работы выдерживать геометрию шва. Это значит, что размер катетов должен быть меньше, чем толщина полки уголка со стороны пера, а со стороны обушка они могут превышать толщину полки, но не более чем в полтора раза.
Технология усиления сварочного шва
Для плавного соединения шва со стенками изделия в большинстве случаев необходимо одновременно с обработкой шва подрезать стенки (штриховые линии на видах 52, 53), для чего следует предусмотреть припуски с на обработку.
Значительно (на 30 — 40%) повышает циклическую прочность заглаживающее оплавление швов вольфрамовым электродом в атмосфере аргона
Итогом усиления становится значительное улучшение безопасности и эксплуатационных качеств готовых изделий и конструкций и обеспечение их безотказной работы в течение долгих лет. Для определения параметров усиления сварного шва следует обращаться к соответствующим разделам ГОСТ и специальной литературе.
Для усиления соединения швов, помимо непосредственной наплавки металла, также используют дополнительные элементы, приваривая их к конструкции в местах соединения. Режим работы и настройки сварочного оборудования выбираются не только с учетом характеристик металла и качеств соединения, но и диаметра электродов.
В узле крепления крышки к обечайке цилиндрического резервуара, нагруженного внутренним давлением (вид 10), сварные шайбы крышки обечайки подвергаются изгибу и срезу силами давления. В улучшенной конструкции 11 сварной шов обечайки разгружен заведением обечайки во фланец, а шов днища — зажатием днища между фланцами обечайки и днища
При проведении работы нужно соблюдать определенные правила. Одно из них касается запрета на превышение рабочих высот катетов. То есть сварочный шов вместе с усилением не должен быть по катетам больше, чем размер полок. А второе говорит о том, что нельзя проводить усиление поперечных компонентов под нагрузкой.
О чем речь? Усиление сварного шва подразумевает принятие дополнительных мер для обеспечения прочности и надежности На что обратить внимание? Существует несколько способов усиления сварного шва, включая использование присадочных материалов, повышение уровня нагрева или добавление дополнительных слоев металла.
В основе операций по усилению сварного шва лежит увеличение длины и/или сечения валика. Для того чтобы правильно усилить швы, важно располагать рассчитанным значением нагрузки на конкретный узел, например, фасонку. Как уже говорилось, желательно усиливать соединение за счет увеличения длины шва, а не его толщины, так как избыточный объем расплавленного металла в сварочной ванне ведет к перегреванию.
Различают методы первичного и вторичного контроля. Целью проверки на первом этапе является предотвращение формирования дефектов путем грамотного подбора стержней, флюса, прочих расходников и соблюдения необходимых параметров при настройке оборудования. Затем проводится окончательный контроль уже готовых сварных соединений.
Единые стандарты по усилению сварных швов
На видах 1 — 3 показано последовательное усиление узла приварки фланца, нагруженного крутящим моментом, путем увеличения диаметра кольцевого шва. Сопротивление срезу (пропорциональное квадрату диаметра соединения) в конструкции 2 при одинаковом сечении шва в 7 раз, а в конструкции 3 в 18 раз больше, чем в конструкции 1
Важно помнить, что для снятия усиления шва на угловом и стыковом сварном соединении пользуются различными методиками. Например, при снятии излишков с углового шва необходимо оставлять катеты, высота которых рассчитывается отдельно, а на стыках металл снимают заподлицо. Усиление сварного шва целесообразно изменять с помощью специального инструмента.
Совокупность методов, с помощью которых контролируют сварные швы на современных производствах, может быть разной и подбирается, исходя из того, какие изделия выпускает завод. Это могут быть как дорогостоящие, так и самые простые методики. Главным здесь является их соответствие задачам по контролю качества конкретных изделий.
Следует отметить, что превышение рабочей высоты катетов шва с усиливающей наплавкой ведет не только к удорожанию работы за счет использования большего количества расходников, но и часто ослабляет конструкцию из-за перегрева металла и образования участков напряженности.
Когда речь идет о соединении деталей встык, часто при сварке образуются участки внутреннего напряжения, приводящие к формированию различных изъянов. Дефекты сварных швов требуют особого внимания, так как они могут не только ухудшать эксплуатационные характеристики изделий, но и провоцировать быстрое разрушение ответственных конструкций.
Ультразвуковые волны также проходят сквозь структуру металлических деталей и по-разному отражаются при этом от пустых пространств и уплотнений, это позволяет обнаруживать дефекты и выбраковывать швы плохого качества. Также можно увидеть участки, требующие усиления.
