Контроль качества сварных соединений

Наиболее характерными дефектами, встречающимися при сварке и влияющими на качество соединения, являются холодные и горячие трещины, поры, неметал­лические включения, непровары, неоднородность состава и свойств сварного шва и основного металла. Контроль качества сварки выполняют различными методами. Ви­зуальный (внешний) осмотр, обязательный для всех мето­дов сварки, выявляет поры, внешние трещины, незаваренные углубления и др.

Внутренние, скрытые дефекты (трещины, поры, неме­таллические включения) выявляют методами неразрушающего контроля: магнитной дефектоскопией, рентгено- и гамма-дефектоскопией и др.

Для определения физико-механических свойств свар­ного соединения иногда применяют выборочно разру­шающие методы контроля, проводимые на образцах.

Пайка

Пайка — процесс соединения заготовок, изготовлен­ных из металлов и неметаллических материалов, находя­щихся в твердом состоянии, посредством расплавленного присадочного материала, называемого припоем. Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления основного материала. Неразъемное соедине­ние образуется в результате растворения припоя, смачи­вания и взаимной диффузии припоя и основного мате­риала. Пайка не вызывает значительного коробления и окисления поверхностей соединяемых заготовок. Для взаимной диффузии необходимо, чтобы спаиваемые по­верхности были очищены от оксидов и загрязнений, а жидкий припой и основной металл защищены от окис­ления. С этой целью при пайке используют различные флюсы.

Процесс пайки заключается в нагреве паяемых заго­товок и расплавлении припоя. Для получения соединения высокого качества температура нагрева заготовок в зоне шва должна быть на 50—100 °С выше температуры плав­ления припоя. Нагрев заготовок и расплавление припоя в зависимости от его вида производят медными паяльни­ками, газовыми горелками, электрическим током в печах, индукционным током, а также в печах-ваннах с распла­вами солей.

Все применяемые припои стандартизованы, имеют определенный химический состав, марку и назначение. В зависимости от температуры плавления припои подраз­деляют (ГОСТ 19248-73) на особолегкоплавкие (≤ 145 °С), легкоплавкие (145...450°С), среднеплавкие (45О...11ОО°С), высокоплавкие (1100... 1850 °С), тугоплав­кие (> 1850 °С).

Припои с температурой плавления до 450 °С обеспе­чивают получение паяных соединений с пределами проч­ности до 100 МПа, поэтому пайку такими припоями при­меняют для получения соединений, не подвергаемых значительным напряжениям. К низкотемпературным при­поям относятся сплавы олова, свинца, висмута и кадмия. Припои с температурой плавления выше 450 °С по­зволяют получить соединения с более высокой проч­ностью, не уступающие сварным. К таким припоям относятся медные, медно-цинковые, серебряные и др. Большое влияние на качество пайки оказывают флюсы. Их выбирают в зависимости от вида припоя и материала заготовок.

После окончания пайки необходимо удалять остатки флюсов, особенно таких, которые вызывают коррозию. Флюсы удаляют промывкой в горячей или холодной во­де, в 5%-ном растворе кальцинированной соды, ультра­звуковыми и другими методами.

Пайку применяют, главным образом, для сборки из­делий и сборочных единиц, реже для изготовления от­дельных деталей. Паять можно заготовки из углеродистой и легированной стали всех марок, твердых сплавов, чугунов, редких металлов и их сплавов. Можно также соединять разнородные материалы. Пайка металлов с не­металлами — кварцем, стеклом, керамикой, полупровод­никами — вызывает трудности и требует применения особых технологических процессов.

Преимуществами пайки являются: достаточная проч­ность и чистота соединения, отсутствие оплавления ме­талла, сохранение формы и размеров изделия, возможно­сти механизации и автоматизации процесса.

Клеевая технология

В последнее время склеивание как метод получения неразъемных соединений при сборке получает все более широкое распространение. Наиболее эффективно приме­нять склеивание вместо клепки. Преимуществами клеевых соединений в этом случае являются: снижение трудоемкости, отсутствие выступов на наружных поверх­ностях, обеспечение герметичности, экономия материала. В некоторых случаях, например для соединения деталей из неметаллических материалов малой толщины, склеи­вание является одним из самых надежных способов полу­чения неразъемного соединения. Наиболее часто склеи­вают те материалы, которые теряют свои свойства при нагревании и сдавливании.

Склеивание применяется для пластмасс, стекла, кера­мики, легких сплавов (алюминиевых, магниевых).

Технологический процесс получения клеевого соедине­ния в основном состоит из следующих этапов: подготов­ка поверхностей, нанесение клея, склеивание при опреде­ленных температурах, давлении и времени выдержки, очистка соединения и контроль качества.

В зависимости от материала соединяемых частей и конструктивных особенностей применяют различные клеи. Широкое распространение получили карбонильные, эпоксидные и другие клеи. Вид и качество применяемого клея оказывают большое влияние на механическую прочность соединения.