Внешний осмотр и замер размеров шва. Наиболее распространенный вид контроля при сварке — внешний осмотр, выполненный невооруженным глазом или с помощью увеличительного стекла. Пе­ред внешним осмотром сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, а если необходимо, то и протрав­лены. Осматривать детали следует как после прихваток, так и после наложения каждого валика. Размеры швов замеряют специальными шаблонами и измеритель­ными приборами непосредственно после сварки. Внешним осмотром выявляют излом или неперпендикулярность осей соединенных элементов, смещение кро­мок соединяемых элементов, несоответст­вие размеров и формы шва (по высоте, катету и ширине шва, равномерности выпуклости, чешуйчатости и т. п.), тре­щины всех видов и направлений, нап­лывы, подрезы, прожоги, незаваренные кратеры, непровары, пористость, отсутст­вие плавных переходов от одного сечения к другому, несоответствие общих гео­метрических размеров сварного узла (изделия) требованиям чертежей и тех­нических условий, отсутствие клейм свар­щиков или несоответствие клеймения установленным требованиям. Внешний осмотр и измерение сварных соединений осуществляют в условиях достаточной освещенности объекта контроля.

Испытаниям иа плотность подвергают емкости для горючего, масла, воды, тру­бопроводы, газгольдеры, паровые котлы и др. Существуют несколько методов контроля плотности сварных швов.

Гидравлическое испытание. При этом методе испытания в сосуде после напол­нения его водой с помощью насоса или гидравлического пресса создают избыто­чное давление в 1,5—2 раза больше рабо­чего. Испытуемый сосуд под давлением выдерживают в течение 5—10 мин. За это время швы осматривают на отсут­ствие течи, капель и отпотеваний.

Пневматическое испытание. При пнев­матическом испытании сжатый газ (воз­дух, азот, инертные газы) или пар подают в испытуемый сосуд. Сосуды небольшого объема погружают в ванну с водой, где по выходящим через неплотности в швах пузырькам газа обнаруживают дефект­ные места. Более крупные сварные резер­вуары и трубопроводы испытывают путем смазывания сварных швов пенным инди­катором. Наиболее распространенный пенный индикатор — водный раствор мыла. Для испытания при низких темпе­ратурах пригодны смесь мыльного раст­вора с глицерином, льняное масло.

При пневматических испытаниях необ­ходимо строго соблюдать правила техни­ки безопасности. На подводящей магист­рали должны быть запорные краны и предохранительные клапаны. Кроме ра­бочего манометра, при испытаниях пре­дусматривают контрольный манометр. При испытании под давлением не допус­кается обстукивание сварных швов и исправление дефектов.

Испытание керосином. Этот метод испытания основан на явлении капилляр­ности, которое заключается в способ­ности многих жидкостей, в том числе и керосина, подниматься по капиллярным трубкам (трубкам малого поперечного сечения). Такими капиллярными труб­ками служат сквозные поры и трещины в металле сварного шва. Одну сторону стыкового шва покрывают водным раст­вором мела, после высыхания которого другую сторону смачивают керосином. Время выдержки изделия после смачи­вания керосином зависит от толщины свариваемых деталей: чем больше тол­щина и чем ниже температура воздуха, тем больше время выдержки.

Испытание аммиаком. Сущность этого метода заключается в том, что испытуе­мые швы покрывают бумажной лентой или марлей, которая пропитана 5 %-ным водным раствором азотно-кислой ртути или фенолфталеином. В изделие нагнета­ют воздух до определенного давления и одновременно подают некоторое количе­ство газа (аммиака). Проходя через по­ры шва, аммиак оставляет на бумаге черные (бумага пропитана раствором азотно-кислой ртути) или красные (фе­нолфталеиновая бумага) пятна.

Испытания с помощью течеискателей. При этом методе испытания применяют гелиевые или галоидные течеискатели. При применении гелиевых течеискателей внутри испытуемого сосуда создают ва­куум, а снаружи сварные швы обдувают смесью воздуха с гелием. При наличии неплотностей гелий проникает внутрь со­суда, а затем поступает в течеискатель, где имеется специальная аппаратура для его обнаружения.

В случае применения галоидных течеи­скателей внутри испытуемого сосуда соз­дают избыточное давление и вводят не­большое количество галоидного газа. Газ проникает через неплотности шва, отсасывается снаружи сосуда и посту­пает в специальную аппаратуру. По на­личию галоидного газа определяют неп­лотность шва.

Этот метод обладает высокой чувстви­тельностью и применяется для контроля ответственных сварных изделий. Приме­няют гелиевые течеискатели ПТИ-9, ПТИ-7А, ПТИ-10, СТИ-11, СГИ-1, СТИ — 8. Значительно меньшую чувствитель­ность имеют галоидные течеискатели ГТИ-6, ГТИ-ЗА, БГТИ-5.

Механические испытания сварных швов и изделий. От химического состава и структуры наплавленного металла, режимов сварочного процесса, наличия дефектов в металле шва зависят его меха­нические свойства. Кроме механических свойств металла шва, во многих случаях надо определить и механические свойства сварного соединения в целом. При этом сравнивают прочность металла шва с прочностью основного металла и металла зоны термического влияния. Наплавлен­ный металл часто являете»-слабым мес­том сварного соединения. Для практичес­кой проверки квалификации сварщиков обязательно испытание стыковых соеди­нений на растяжение и изгиб. При сварке ответственных изделий изготовляют кон­трольные образцы, результаты испыта-^ ний которых служат критерием качества сварки.

Характер механических испытаний об­разцов зависит от того, какую нагрузку несет сварное соединение при эксплуа­тации. Испытания бывают статические (с постоянной или медленно возраста­ющей нагрузкой), динамические (с удар­ной нагрузкой) и вибрационные. Порядок механических испытаний сварных швов и соединений регламентирован ГОСТ 6996—66.

Испытание металла различных участ­ков сварного соединения на статическое (кратковременное) растяжение проводят на стандартных образцах. При этом опре­деляют предел текучести (физический От или условный О0.2); временное сопро­тивление ов; относительное удлинение после разрыва 6; относительное сужение после разрыва ф. Для испытаний, про­водимых при нормальной или понижен­ной температуре, образцы вырезают из швов угловых или стыковых соединений или из специально подготовленных нап­лавок.

Ударную вязкость металла шва и пере­ходной зоны определяют при испытании образцов с надрезом на ударный изгиб. Надрез образца выполняют по шву, зоне сплавления или по зоне термического влияния в зависимости от цели испыта­ния.

Твердость сварного соединения опре­деляют с помощью приборов Роквелла, Виккерса, Бринеля.

Радиографический метод. Этот метод позволяет обнаружить большинство вну­тренних дефектов (непровары, поры, включения, крупные трещины).

В промышленности для просвечивания изделий применяют серийные аппараты типа РУП. Так, аппарат РУП-120-5-1 применяют для просвечивания металла из стали толщиной до 25 мм и легких сплавов толщиной до 100 мм.

Источник излучения (рентгеновскую трубку) помещают на определенном рас­стоянии от шва так, чтобы излучение было перпендикулярно к его оси. С проти­воположной стороны крепят светонепро­ницаемую кассету, которая должна плот­но и равномерно прилегать к просвечи­ваемому участку изделия. В кассете рас­положены рентгеновская пленка и два усиливающих экрана. При просвечива­нии пленку выдерживают под излучением определенное время, называемое экспо­зицией. Экспозиция зависит от толщины просвечиваемого металла, фокусного расстояния, интенсивности излучения и чувствительности пленки. Усиливающие экраны служат для сокращения экспо­зиции. После просвечивания пленку вы­нимают из кассеты и проявляют. Полу­ченное на негативе изображение участка шва будет неодинаковым по степени по­темнения отдельных мест. Излучение, по­павшее на пленку через дефект, поглотит­ся в меньшей степени и окажет более сильное действие на определенный учас­ток светочувствительного слоя пленки.

При просвечивании рядом со швом (параллельноему), со стороны источника излучения, устанавливают дефектометр, который служит для определения глу­бины залегания и величины обнаружен­ного дефекта. Дефектометр — это плас­тинка, изготовленная из того же мате­риала, что и просвечиваемый металл. Толщина пластинки должна быть равна выпуклости шва. На дефектометре име­ются канавки различной глубины. При одинаковой интенсивности потемнения пленки под одной из канавок с потемне­нием дефекта, при известной глубине канавки, определяют величину дефекта (по высоте). Кроме пластинчатых дефек — уометров, применяют проволочные эта­лоны чувствительности. Качество просве­ченного сварного шва определяют срав­нением пленки с эталонными снимками, установленными для определенного изде­лия или группы изделий.

Просвечивание сварных швов гамма- излучением. Получение гамма-излучения связано со свойствами некоторых элемен­тов (урана, радия, тория) самопроиз­вольно испускать лучи. Это явление назы­вается радиоактивностью. Для просве­чивания в цеховых условиях промышлен­ность выпускает установки «Гаммарид — 20», «Гаммарид-21«, «Гаммарид-22», «Гаммарид-23», «Гаммарид-24», «Гамма — рид-25», «Гаммарид-26», «Стапель-5М».

Техника просвечивания сварных соеди­нений гамма-излучением подобна технике рентгеновского просвечивания.

По сравнению с рентгеновским контро­лем просвечивание гамма-излучением имеет следующие преимущества: радио­активный препарат можно установить для просвечивания в такие места конст­рукции, где не поместится громоздкая рентгеновская установка; гамма-излуче­нием возможно одновременно контроли­ровать несколько деталей, а также коль­цевые швы изделий; контейнер с ампулой удобен в полевых условиях благодаря легкости его транспортирования; затраты на гамма-просвечивание меньше, чем при просвечивании рентгеновским излуче­нием.

Контроль сварных швов радиографи­ческим методом и гамма-излучением рег­ламентирован ГОСТ 7512—82.

Длительное воздействие на человека больших доз излучения приводит к луче­вой болезни. Радиационная безопасность обеспечивается строгим соблюдением «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-80», «Норм радиационной безопас­ности НРБ-76», «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных веществ (ПБТРВ-73)».

Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способности ультра­звуковых волн отражаться от границы раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. С помощью ультразвука можно обнаружить трещи­ны, раковины, расслоения в листах, неп­ровары, шлаковые включения, поры.

Ультразвук представляет собой упру­гие колебания материальной среды с частотой колебания выше 20 кГц, т. е. выше верхней границы слухового восп­риятия.

В промышленности нашли применение ультразвуковые дефектоскопы УДМ-3, ДУК-1 ЗИМ, ДУК-66П, УД-10У, с по­мощью которых можно обнаружить дефекты, расположенные на глубине 1—2500 мм под поверхностью. Методы ультразвукового контроля сварных швов регламентированы ГОСТ 14782—76.

Люминесцентный метод контроля.

Этот метод основан на свечении некото­рых веществ при действии на них ультра­фиолетовых лучей. Люминесцентный ме­тод контроля применим для обнаружения поверхностных дефектов, главным обра­зом мельчайших трещин.

Перед контролем исследуемый участок шва очищают от загрязнений, затем на очищенные места наносят жидкий раст­вор, содержащий люминофор. Таких ве­ществ — люминофоров — известно нес­колько. Например, раствор дефектоля в бензине светится ярким желто-зеленым светом при освещении его ультрафиоле­товыми лучами. После 10—15 мин выдер­жки раствор смывают и изделие сушат в струе теплого воздуха. Подвергая изде­лие ультрафиолетовому облучению в за­темненном помещении, по свечению раст­вора, оставшегося в трещинах, обнару­живают дефектные места.

Магнитные методы контроля. При на­магничивании контролируемого изделия, если сварной шов не имеет дефектов, то магнитные силовые линии по сечению шва распределяются равномерно; при на­личии дефекта в шве вследствие меньшей его магнитной проницаемости магнитный силовой поток будет огибать дефект, создавая магнитные потоки рассеяния.

В зависимости от способа фиксиро­вания потоков рассеяния существуют метод магнитного порошка и индукцион­ный метод. В первом случае неравномер­ность поля определяют по местам скоп­ления ферромагнитного порошка, нане­сенного на поверхность изделия. Во вто­ром — потоки рассеяния улавливают ин­дукционной катушкой. Изделие намагни­чивают электромагнитом, соленоидом или пропусканием тока непосредственно через сварное соединение.

Существуют два способа контроля магнитным порошком — сухой и мокрый. При сухом способе порошок оксида желе­за равномерно наносят на поверхность изделия, применяя ручное сито или пуль­веризатор. Во многих случаях в качестве порошка используют железную окалину, которую предварительно измельчают в шаровой мельнице и просеивают через тонкое сито. В момент пройускания элек­трического тока изделие слегка обстуки­вают, что обеспечивает подвижность час­тиц порошка, распределяющихся в наве-v денном магнитном поле. Излишек порош­ка сдувают с детали слабой воздушной струей. При мокром способе применяют так называемую магнитную суспензию — смесь какой-либо жидкости (керосин, трансформаторное масло) с магнитным порошком, мельчайшие частицы которого равномерно распределены по ее объему. Операцию контроля начинают с того, что контролируемый участок сварного соеди­нения поливают или опрыскивают суспен­зией. Дефекты обнаруживают по скопле­ниям магнитного порошка. Один и тот же участок проверяют дважды. После про­верки качества всех сварных швов изде­лие размагничивают.

Метод магнитного порошка пригоден для контроля только в ферромагнитных материалах. Этим методом можно обна­ружить все поверхностные трещины и те внутренние трещины и непровары, которые залегают на глубине до 6 мм. Для контроля сварных соединений при­меняют магнитные дефектоскопы УМДЭ-10000, УМДЭ-2500, У604-70М

и др.

При индукционном методе в контроли­руемом изделии наводят переменный маг­нитный поток с помощью электромагнита, подключенного к сети переменного тока. Если в шве есть дефект, магнитные сило­вые линии поведут себя точно так же, как и при контроле методом магнитного порошка. Рассеянные магнитные поля над дефектом обнаруживают искателем. Индукционный ток усиливается лампо­вым усилием, с которым соединена кату­шка искателя. Усиленные электрические сигналы попадают на телефон, в котором слышатся резко усиленные звуки. Одно­временно с этим загорается сигнальная лампа.

В отечественной промышленности при­меняют индукционные дефектоскопы ВМД-ЗОН, ВМД-40Н, ИМА-2А, МФ-10К-

Разновидностью магнитной дефекто­скопии является магнитографический способ контроля, при котором поля рас­сеяния фиксируются на ферромагнитной ленте. Наиболее совершенные магнито­графические ‘ дефектоскопы МДУ-2У, МД-ЗОГ.

Магнитные методы контроля часто применяют для составления предвари­тельного заключения о качестве сварного соединения. Окончательно качество уста­навливают по снимку, полученному прос­вечиванием рентгеновским или гамма — излучением.

Металлографические исследования.

Посредством металлографического ана­лиза проверяют качество структуры ме­талла сварного соединения. В зависимо­сти от того, с каким увеличением рассмат­ривают зерно металла, различают мак­роструктуру и микроструктуру.

Под макроструктурой понимают струк­туру металла сварного соединения, рассматриваемую или в натуральную величину, или через лупу. Макрострукту­ру исследуют на шлифах, травленных специальными реактивами. После трав­ления на макрошлифе ясно видны де­фекты, попавшие в его сечение. Кроме того, на макрошлифе можно обнаружить скопления серы и фосфора по грани­цам кристаллов. Скопление серы выяв­ляют следующим образом: на макрошлиф накладывают засвеченный листок фото­бумаги, смоченный 15 %-ным раствором серной кислоты. В тех местах, где бумага соприкасалась с сернистыми включениями, на ней остаются коричне­вые пятна. Макроструктуру исследу­ют не только на специально обра­ботанных шлифах, но и по излому образ­цов после их механических испытаний. Макрошлиф или излом сварного соедине­ния исследуют тогда, когда программой испытания предусмотрено изготовление контрольных образцов.

В отличие от макроскопического иссле­дования, которое дает представление о металле шва в целом, при микроскопи­ческом исследование изучают отдельные участки сварного соединения. Микроис­следования проводят с помощью микро­скопа при увеличении 100—500 раз. Микроисследование позволяет выявить дефекты структуры, микротрещины.