Контроль сварочных, клепаных и склеенных соединений.
Контроль сварных соеди
В условиях авторемонтного производства контроль качества сварных соединений приобретает особое значение, поскольку дефекты, возникающие но тем или иным причинам, ослабляют прочность конструкций и приводят к повторным ремонтам. Поэтому мероприятиям по предупреждению появления дефектов при сварке должно быть уделено значительное внимание. На появление дефектов при сварке влияет ряд причин, основными из которых являются: несоответствие основного металла техническим условиям и стандартам.
Например, повышенное содержание серы и фосфора приводит к красноломкости и хладноломкости соединения; повышенное содержание кислорода и азота — к образованию окислов и нитридов, снижающих прочность и пластичность сварного соединения. Некачественная сварка может явиться результатом перегрева металла, обладающего крупнозернистой видманштеттовой структурой (образуются трещины), загрязнения поверхности деталей или окисной пленки, плохой подготовки кромок металла к сварке, неправильного расположения деталей при сварке или неправильной сборки деталей до сварки.
Чрезмерный или недостаточный зазор между деталями может явиться причинами протекания металла или непровара. При отсутствии контроля зазоров, величины прихваток и закреплений в процессе сварки могут образоваться трещины, пепровары и пространственные смещения, в результате чего происходят значительные ослабления конструкции. Дефекты сварных соединений принято делить на две основные группы: наружные дефекты — неправильная форма и отклонение от размеров шва, прожоги, подрезы, наплывы, трещины, норы, пепровары, кратеры, смещения и внутренние дефекты — внутренние пепровары, внутренние трещины, газовые поры и шлаковые включения.
Для предупреждения появления брака при сварке большое значение имеет предварительный контроль всех материалов, применяемых при сварке, и качество сборки изделий до сварки. Сварочные свойства электродов и флюсов определяются специальными технологическими приборами. Необходимо контролировать, нет ли отклонений от принятой величины зазоров и смещений, правильность расположения точек сварки, чистоту свариваемых поверхностей. При контактной сварке необходимо обеспечить плотное прилегание деталей к базовым электродным поверхностям и сопряжение деталей.
Перед началом работы необходимо также проверить состояние сварочного оборудования, действие устройств, правильность формы инструментов и их охлаждение и установить устойчивый режим сварки.
При наличии большого объема однотипных работ рекомендуется провести технологические испытания свариванием опытных образцов из аналогичных материалов и их разрушением или применением физических методов контроля без разрушения соединений. Для испытания сваривают внахлестку две пластины с шагом точек, равным шагу сварки в конструкциях, затем образцы зажимают в тисках и разрушают специальным зубилом с закругленной выемкой.
При удовлетворительной сварке на одном образце должно образоваться отверстие или углубление по границе ядра сварной точки, величина которого устанавливается ОТК. К физическим методам контроля относятся магнитный, рентгеновскими лучами, люминесцентный, ультразвуковой и гамма-лучами. На заводах автомобильной промышленности применяется также металлографический контроль, который позволяет установить макро— и микроструктуру сварного соединения. При контактной сварке в процессе работы необходимо контролировать величину и время прохождения сварочного тока, усилие на электродах, контактные поверхности вторичной цепи сварочных трансформаторов, так как их загрязнение и окисление меняет активное сопротивление и тем самым режим контактной сварки.
Для осуществления этого контроля промышленностью выпускаются универсальные приборы, разработанные на Горьковском автозаводе, а для контроля вторичной цепи трансформаторов можно применить микрометры типа М-246. Величину усилий на электродах можно определить при помощи динамометра (гидравлического или пружинного). Нарушение режимов сварки может вызвать брак изделий. При контактной сварке режим может меняться вследствие износа инструментов, изменения величины усилия па электродах, падения напряжения в сети, потерь во вторичной цепи сварочного трансформатора и др.
После сварки качество соединения определяют внешним осмотром простым глазом пли с применением луп. Этим способом можно обнаружить наружные дефекты (прожоги, глубину вмятин и др.). При газовой и дуговой сварке внешним осмотром можно определить также форму шва, его равномерность и размеры. Плотность соединения можно проверить при помощи керосина, наносимого кистью с одной стороны, и мела — с другой. При наличии трещин или непровара керосин просачивается через мел и оставляет на белом фоне соответствующий рисунок.
Контроль клепанных соединений
Качество клепаных соединений определяется такими основными требованиями, как прочность, гладкость и чистота поверхности соединяемых -деталей, антикоррозийная стойкость и герметичность (там, где это требуется). Качество клепаного соединения зависит от всего комплекса операций по его производству, т. е. от установки и закрепления собираемых деталей, от качества подготовки отверстия (сверления, зепкования, штамповки) и от качества самой клепки.
Если детали не взаимозаменяемы и необходимо подогнать их по чертежу или по месту, могут получаться такие дефекты, как неправильная установка, большие зазоры между деталями, деформация деталей, повреждение поверхности (риски, царапины). При сборке взаимозаменяемых деталей с установкой по сборочным отверстиям указанные дефекты устраняются или сводятся к минимуму. Одним из главных требований к установке является обеспечение плотности прилегания деталей.
Нарушение этого требования отражается на прочности соединения, на точности форм и обводов изделий, а для герметичных соединений — на основном качестве — герметичности шва. Местные зазоры в соединении деталей каркаса и облицовки допускаются при установке в среднем такой величины: не более 0,5 мм для облицовки толщиной до 1,5 мм; не более 0,3 мм для облицовок толщиной до 1,6-2,0 мм и не более 0,2 мм для облицовок толщиной свыше 2 мм.
При сверлении по разметке могут быть дефекты в результате несоблюдения расстояния между отверстиями и расстояния шва от края листа или профиля (шаг). Как общее правило, расстояние от оси заклепки до края листа не должно быть меньше удвоенного диаметра заклепки; не прямолинейность шва в результате неточной разметки или сверления без керновки (в последнем случае возможно смещение отверстий от линии шва).
К дефектам, связанным с самим сверлением, относится прежде всего неперпендикулярность оси отверстия к поверхности детали. Этот дефект неисправим и вредно отражается на качестве шва. Другим дефектом является неправильный размер отверстия. Контроль правильности расположения отверстий шва осуществляют при помощи обычных универсальных мерительных инструментов (линеек, штангенциркулей).
Диаметр отверстий проверяют выборочно (около 10%) при помощи предельных пробок. Чистоту стенок отверстий, отсутствия граненности, заусенцев, а также чистоту поверхности склепанных деталей и т. д. проверяют визуально. Плотность прилегания закладной головки проверяют щупом. При помощи калибра рабочий имеет возможность предварительно проверять соответствие длины стержня заклепки заданной, а также диаметр замыкающей головки.
Контроль склеенных соединений
Дефекты клеевых соединений могут появиться как в результате нарушения технологии склеивания, так и вследствие недоброкачественного клея. Для обеспечения качественного соединения необходимо контролировать: температурно-влажностный режим помещения, вязкость клея, влажность древесины, давление при запрессовке деталей и время выдержки под давлением. Клеящую способность клея определяют испытанием контрольных стандартных образцов на скалывание клеевого шва.
При определении прочности склеенных соединений необходимо предварительно тщательно провести внешний осмотр изделий. Внешним осмотром можно выявить такие дефекты, как трещины в клеевом шве или древесине вблизи шва; толстый клеевой шов, а иногда и местные непроклейки. Для выявления дефектов вследствие нарушения сплошности клеевой пленки и отсутствия адгезии этой пленки к склеиваемым материалам в настоящее время применяются методы неразрушающего контроля, основанные на возбуждении в исследуемом изделии упругих колебаний звукового или ультразвукового диапазона.
Широко применяемый акустический импедансный метод контроля основан на зависимости механического сопротивления, измеренного с поверхности изделия, от наличия и величины зон нарушения сцепления между отдельными его элементами. Для контроля соединений акустическим импедансным методом в промышленности применяется дефектоскоп ИАД-2. Звуковой генератор питает пьезоэлемент, возбуждающий в стержне датчика упругие колебания.
На нижнем конце стержня находится силоизмерительный пьезоэлемент, соединенный с входом усилителя. Датчик соприкасается с контролируемым изделием через контактный наконечник. С прижатием датчика к изделию возникает сила реакции, вызывающая деформацию пьезоэлемента и существенное увеличение напряжения на нем. Дефект соединения вызывает резкое уменьшение напряжения на пьезоэлементе, которое фиксируется включенным на выходе усилителя стрелочным индикатором.
Уменьшение отклонения стрелки индикатора в свою очередь приводит к включению релейным устройством расположенной в датчике сигнальной лампочки. Прибор ИАД-2 питается от сети переменного тока промышленной частоты напряжением 220 в. При контроле соединений оператор плавно перемещает датчик, слегка прижимая его конец к контролируемому изделию. Наличие дефекта отмечается включением указанной выше сигнальной лампочки. Влажность древесины может быть определена при помощи электровлагомера ЦПИИМОД-2, работающего от сети переменного тока напряжением 220 в.
Действие прибора основано на пропорциональности времени заряда конденсатора и величины электрического сопротивления древесины, изменяющейся в зависимости от ее влажности по логарифмическому закону. Неоновая лампочка (МИ-7) с параллельно включенным одним из пяти бумажных конденсаторов постоянной емкости присоединена через сопротивление (древесина, влажность которой измеряется) к источнику постоянного тока.
При замыкании цепи конденсатор начинает заряжаться через сопротивление (древесину). Когда напряжение на конденсаторе достигнет определенной величины, произойдет вспышка лампочки и конденсатор через лампочку разрядится. Время зарядки конденсатора зависит от величины электрического сопротивления древесины, т. е. от ее влажности. При понижении влажности электрическое сопротивление древесины возрастает, а при повышении ее — падает. Отметка продолжительности времени до первой вспышки неоновой лампочки осуществляется синхронным электродвигателем со стрелкой, вращающейся со скоростью один оборот за 30 сек.
Для измерения влажности древесины измерительную рукоятку ставят игольчатыми контактами на древесину, вдоль волокон, и усилием обеих рук или при помощи деревянного молотка вводят иглы (без их перекоса) в древесину на их полную длину (8 мм). Стрелку прибора ставят на нуль, а указатель диапазонного переключателя — в крайнее левое положение (на зеленую точку). После этого нажимают на пусковую кнопку 3 и, не отпуская ее, следят за лампочкой, которая должна вспыхнуть.
При этом если лампочка не дает вспышки при полном обороте стрелки, следует считать, что влажность древесины меньше 8%; если лампочка дает вспышку позднее нажатия пусковой кнопки, в момент первой вспышки лампочки немедленно .отпустить пусковую кнопку и по показанию стрелки сделать отсчет влажности древесины на шкале зеленого цвета; если лампочка дает вспышку одновременно с нажатием пусковой кнопки при всех положениях переключателя, считать, что влажность древесины больше 30%.
Промышленностью выпущен также прибор ЦПИИМОД-3, который отличается от описанного выше прибора тем, что кроме питания от сети 220 в он может получать питание от генератора типа М-1101, вмонтированного в прибор. При вращении рукоятки, соединенной с ротором генератора, вырабатывается электрический ток, который и заменяет внешнее электрическое питание при работе прибора. Следовательно, электровлагомер ЦПИИМОД-3 может работать в любых условиях независимо от наличия электрического тока. В остальном принцип устройства прибора ЦПИИМОД-3 и пользование им такие же, как у прибора ЦПИИМОД-2.