7.5. Контроль качества сварки

Контроль качества сварки при изготовлении, ремонте или реконструкции металлоконструкций перегрузочных машин по этапам выполнения работ должен осуществляться в соответствии с ГОСТом 3242-79 в следующем порядке:

- предварительный контроль;

- текущий контроль;

- контроль качества сварки готового изделия.

В порядке предварительного контроля осуществляется проверка качества основного металла, сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюсов и т.д.), заготовок, поступающих на сборку; состояния сварочной аппаратуры; качества сборки; проверяется также квалификация сварщиков.

В порядке текущего контроля - в процессе выполнения сварки проверяются внешний вид шва, его геометрические размеры, а также осуществляется постоянное наблюдение за исправностью сварочной аппаратуры и выполнением технологического процесса. В порядке контроля качества сварки готового изделия в зависимости от назначения сварных соединений осуществляются:

- внешний осмотр и обмер;

- механические испытания контрольных образцов;

- просвечивание проникающим излучением (рентгено- или гаммаграфирование);

- испытание на непроницаемость.

Контроль качества сварных соединений должен производиться после термической обработки, если она является обязательной для данного сварного соединения. Результаты контроля сварных соединений должны записываться в соответствующих документах (паспортах, журналах, картах, формулярах и т.д.). Качество основного металла должно соответствовать требованиям ГОСТ и ТУ на соответствующее изделие, что должно подтверждаться сертификатами завода-поставщика. При отсутствии сертификата металл может запускаться в производство только после его тщательной проверки - наружного осмотра и пробы на свариваемость, определения механических свойств, химического состава металла и его соответствия требованиям ГОСТ и ТУ.

При наружном осмотре металла проверяется отсутствие на нем окалины, ржавчины, трещин, расслоения и прочих дефектов. Предварительная проверка металла для обнаружения дефектов поверхности является необходимой и обязательной с целью предупреждения применения некачественного металла для сварки изделия. Механические свойства основного металла определяются путем испытания стандартных образцов по ГОСТу 1497-84 и ГОСТу 14019-80.

Каждая бухта сварочной проволоки, поступившая на склад, должна иметь металлическую бирку, на которой указаны наименование завода-изготовителя, номер плавки и обозначение проволоки согласно стандарту. Бирка должна иметь заводское клеймо и клеймо ОТК завода-изготовителя. В сертификате, сопровождающем партию проволоки, должны быть данные:

- диаметр и марка проволоки;

- наименование завода-изготовителя;

- номер плавки, из которой изготовлена проволока;

- масса партии;

- химический состав проволоки;

- номер стандарта.

Гарантией пригодности проволоки для сварки является наличие бирки, прикрепленной к бухте сварочной проволоки, и сертификата на проволоку. На поверхности сварочной проволоки не должно быть окалины, ржавчины, грязи и масла. Проволока из высоколегированной стали не должна иметь остатков графитовой смазки.

Сварочная проволока, на которую не имеется документации, должна подвергаться тщательному контролю. Наиболее важна проверка химического состава проволоки; для этого из партии отбирается 0,5% от всего количества бухт, но не менее двух бухт. Стружку для химического анализа берут от обоих концов каждой бухты. По результатам химического анализа устанавливается марка сварочной проволоки и определяется возможность ее применения для сварки в соответствии с технологическим процессом.

Тип электрода для выполнения сварки должен соответствовать указанному в чертежах. Применять электроды, не имеющие сертификата, без предварительной проверки не допускается. Электроды без сертификата должны контролироваться так же, как на электродном заводе. При этом в соответствии с ГОСТом 9466-75 необходимо проверить прочность покрытия, сварочные свойства электродов, определить механические свойства металла шва и сварного соединения на образцах, сваренных электродами из проверяемой партии.

О пригодности электродов для сварки судят также и по качеству наплавленного металла, который не должен иметь пор, трещин и шлаковых включений. Внешний вид электродов должен удовлетворять требованиям стандартов; покрытие электрода должно быть прочным, плотным, без пор, трещин, вздутий и комков неразмешанных компонентов. Электроды с отсыревшим покрытием в производство допускаться не должны. Флюс следует проверить на однородность по внешнему виду и определить его химический состав, величину зерна, объемный вес и влажность. Во избежание образования пор в металле шва влажность должна быть не более 0,1%. Лучшим способом определения качества флюса является его испытание при сварке. Дуга под флюсом должна гореть устойчиво. Поверхность шва должна быть чистой, без пор, свищей и трещин. После остывания шва шлак должен легко отделяться от металла. Технические требования и методы испытаний плавленых флюсов приведены в ГОСТе 9087-81.

Перед сборкой заготовок должна производиться проверка:

- чистоты поверхности металла;

- габаритных размеров заготовок;

- качества подготовки кромок, углов скоса кромок.

В собранном узле контролю подлежат:

- зазоры между кромками свариваемых деталей;

- превышение одной кромки относительно другой в стыковом соединении;

- относительное положение деталей в собранном узле;

- правильное наложение прихваток.

Следует иметь в виду, что отсутствие или малая величина зазоров между кромками приводит к непровару корня шва, а большая - к пережогам и увеличению трудоемкости процесса сварки.

Квалификация сварщиков проверяется:

- при установлении разряда;

- при допуске к выполнению ответственных сварочных работ, инспектируемых Госгортехнадзором России;

- непосредственно перед изготовлением ответственной конструкции путем сварки и испытания опытных образцов.

В каждом случае проверяют как теоретические знания, так и практические навыки. Разряд устанавливается согласно требованиям, предусмотренным тарифно-квалификационными справочниками. Испытание сварщиков перед допуском к ответственным работам производится в соответствии с Правилами аттестации сварщиков Госгортехнадзора. После удовлетворительной сдачи испытания сварщикам выдаются удостоверения на право выполнения ответственных сварочных работ. В удостоверении должны быть указаны конструкции, которые может сваривать сварщик. Сварщики, допускаемые к ответственным работам, должны проходить ежегодные практические и теоретические испытания согласно Правилам Госгортехнадзора России. Перед началом работы сварщик должен ознакомиться с технологическими картами (инструкциями), где должны быть указаны последовательность операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки, требуемые размеры сварных швов и др. Следует иметь в виду, что несоблюдение порядка наложения швов может вызвать значительную деформацию изделия. При ручной дуговой сварке, кроме наблюдения за показаниями амперметра, необходимо проверять технику наложения шва.

Режим газовой сварки определяется номером применяемого наконечника горелки. После окончания сварки изделия сварные швы зачищают от шлака, наплывов, а поверхность узла - от брызг металла. Контроль качества сварки готового изделия состоит в осмотре, обмере сварных швов и производится с целью выявления в них следующих возможных наружных дефектов:

- излома или неперпендикулярности осей соединяемых элементов;

- смещения кромок соединяемых элементов;

- отступления по размерам и форме швов от данных чертежей и действующего стандарта по высоте, катету и ширине шва, по равномерности усиления и т.п.;

- трещин всех видов и направлений;

- наплывов, подрезов, прожогов, незаваренных кратеров, непроваров, пористости и других технологических дефектов.

Перед внешним осмотром поверхность сварного шва и прилегающих к нему участков основного металла шириной не менее 20 мм в обе стороны от шва должна быть зачищена от шлака, брызг, натеков металла и других загрязнений. Внешний осмотр сварных соединений производится с остукиванием швов молотком массой 0,5 кг.

Осмотр расчетных соединений должен производиться с помощью лупы 10-кратного увеличения с замером полноты шва шаблонами. Этому методу контроля подвергаются все сварные швы изготавливаемых, ремонтируемых и реконструируемых металлических конструкций всех перегрузочных машин. Осмотр и измерение сварных соединений производятся с двух сторон в соответствии с указаниями ГОСТа 3242-79 и с инструкцией по контролю сварных соединений. В случае недоступности для осмотра внутренней поверхности сварного соединения осмотр производится только с наружной стороны.

По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:

а) иметь гладкую мелкочешуйчатую поверхность (без наплывов, прожогов, перерывов) и плавный переход к основному металлу. Неровность поверхности шва не должна превышать 0,5 мм для легкодоступных швов и 1 мм для труднодоступных;

б) иметь форму и размеры в соответствии с указаниями рабочих чертежей с учетом допусков, приведенных в соответствующих стандартах и в настоящем Приложении;

в) наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва, не иметь трещин, скоплений и цепочек поверхностных пор и шлаковых включений. Допускаются отдельно расположенные поверхностные поры и шлаковые включения;

г) подрезы основного металла допускаются глубиной не более 0,5 мм при толщине основного металла до 10 мм и не более 1 мм при толщине свыше 10 мм. Подрезы большей глубины могут быть устранены наложением дополнительного слоя;

д) все кратеры должны быть заварены.

Размеры сварных швов и предельные отклонения по ним, а также высота усиления шва в сварных соединениях при ручной электродуговой сварке углеродистых и низколегированных сталей должны соответствовать ГОСТу 5264-80. Превышение размеров усиления шва не является браковочным признаком, если при этом выполнено требование плавности переходов. Размером углового шва считается меньший катет вписанного в сечение шва сварного соединения неравнобедренного или катет равнобедренного треугольника.

Выпуклость (усиление) шва сварного соединения допускается не более 2 мм для швов, выполненных в нижнем положении, и не более 3 мм для швов, выполненных в остальных положениях.

Вогнутость шва сварного соединения при сварке в нижнем положении допускается не более 1 мм, а во всех остальных пространственных положениях - не более 3 мм.

Допускается увеличение предельных отклонений усиления сварного соединения, выполненного в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях, на 1 мм для листов толщиной до 26 мм и на 2 мм для листов большей толщины.

Механические испытания контрольных образцов проводятся с целью проверки соответствия прочностных и пластических характеристик соединения на контрольных образцах, сваренных в условиях, полностью отвечающих условиям изготовления элементов металлоконструкций перегрузочных машин. Перечень узлов, подвергающихся контролю этим методом в случае изготовления новой металлоконструкции, устанавливается изготовителем.

Периодичность проведения контроля механическими испытаниями устанавливается в случае:

а) изготовления, ремонта и реконструкции металлических конструкций на специализированных предприятиях - предприятием через определенное количество часов или через определенное количество дней, но не реже одного раза в месяц;

б) выполнения работ, указанных в подпункте "а", на неспециализированных предприятиях (в портах) - после каждого выполнения сварочных работ на металлоконструкции крана и один раз в месяц для сварщиков, выполняющих работы на других перегрузочных машинах.

Примечание. При проведении сварочных работ на металлоконструкциях перегрузочных машин сварщиками портовых центральных мастерских, которые выполняют постоянно и повседневно в течение всего года только такие работы, периодичность контроля механическими испытаниями устанавливается в соответствии с указаниями подпункта "а".

Механические свойства сварного соединения проверяются на контрольных образцах вне зависимости от вида сварного соединения изделия путем испытания на растяжение и изгиб образцов, сваренных встык. Образцы должны изготавливаться по ГОСТу 6996-66. Образцы, предназначенные для испытания на растяжение, должны изготавливаться по ГОСТу 6996-66 и испытываться после снятия утолщения шва.

Образцы, предназначенные для испытания на изгиб, следует изготавливать по ГОСТу 6996-66, причем сварной шов должен быть расположен поперек образца (типы XXVII и XXVIII по ГОСТу 6996-66) и испытываться после снятия утолщения шва.

Контрольные образцы должен сваривать тот же сварщик, который выполнял сварку металлоконструкций.

Сварка образцов для испытания на растяжение и изгиб производится всеми сварщиками, принимавшими участие в работах по сварке металлоконструкций перегрузочных машин, и выполняется встык с проваром вершины шва с обратной стороны (допускается предварительная подрубка) пластины из листов тех же толщин того же металла, теми же электродами, что и основные элементы узлов металлоконструкций.

Пластины должны быть сварены в тех же положениях, в которых сварщики выполняют швы при изготовлении (ремонте) изделий. Условия подготовки под сварку, режимы сварки и термообработка должны быть такими же, как и при сварке контролируемой конструкции.

Подварка вершины шва должна производиться в тех же положениях, что и основная сварка. При определении размеров пластин для изготовления контрольных образцов необходимо учесть припуск на отрезку полос в начале и конце шва шириной не менее 30 мм. Правка контрольного образца не допускается. Разрешается править готовые образцы вне их рабочей части.

Если нет иных указаний в стандартах или другой технической документации, то стрела прогиба на длине 200 мм не должна превышать 10% от толщины металла образца, но не более 4 мм. Несовпадение полоски листов образца в стыковых соединениях не должно превышать 15% толщины листа, но не более 4 мм. Количество образцов, свариваемых каждым сварщиком для проверки на растяжение и изгиб, устанавливается для каждого испытания изготовителем или исполнителем ремонта (реконструкции), но должно быть не менее двух для испытания на растяжение и не менее двух для испытания на изгиб.

Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если:

- временное сопротивление образца не менее нижнего предела временного сопротивления основного металла, установленного для данной марки стали стандартом или ТУ;

- угол загиба не менее 100°.

Указанные показатели механических свойств считаются средними. Для отдельных образцов допускается снижение механических свойств, но не более чем на 10%.

При неудовлетворительных результатах механических испытаний должны быть проведены испытания на удвоенном количестве образцов. Если результаты повторных механических испытаний будут также неудовлетворительными, следует выяснить причины брака.

При использовании некачественных сварочных материалов все металлоконструкции или сварные швы, сваренные данной партией материалов, бракуются. При несоблюдении технологического процесса сварки и других причинах неудовлетворительных механических испытаний по вине сварщика металлоконструкции, сваренные данным сварщиком за время с предыдущих удовлетворительных испытаний, подвергаются дополнительному контролю физическими методами (радиационной дефектоскопии, ультразвуковой дефектоскопии).

По результатам контроля физическими методами делается заключение, являются ли данные металлоконструкции окончательно бракованными или подлежат исправлению в соответствии с приведенными выше требованиями.

Характерные дефекты сварных швов указаны в таблице 67.

Таблица 67