Контроль сварных соединений без разрушения мож­но выполнять непосредственно при сварке деталей и па готовых сварных узлах. При сварке деталей для этой цели используют обобщающие параметры процесса, свя­занные с качеством сварных соединений (размерами ли­той зоны). В качестве таких параметров для контроля принципиально могут быть применены: температура зо­ны сварки, интенсивность прохождения ультразвуковых колебаний через зону сварки и тепловое расширение ме­талла, которое проявляется в перемещении подвижного электрода машин в процессе образования соединения.

С размерами литой зоны соединений наиболее тесно связана температура металла в зоне сварки. Однако воспользоваться этим параметром для контроля практи­чески невозможно из-за кратковременности нагрева ь’ трудности расположения датчиков температуры. Вместе температуры можно использовать косвенную характе­ристику степени нагрева и деформации металла в зоне сварки — напряжение между электродами машины. Этот метод в ряде случаев достаточно эффективен.

При контроле точечной сварки с помощью ультразву­ковых колебаний (УЗК) в одном из электродов маши­ны установлен излучатель, в другом — приемник УЗК — В процессе образования зоны расплавления изменяется интенсивность прохождения УЗК через свариваемые де­тали. Степень затухания УЗК зависит от площади зо­ны расплавления металла (диаметра ядра). При доста­точно большой зоне расплавления происходит почти полное затухание УЗК, при ядре малых размеров — час­тичное. Степень изменения прохождения УЗК через зону сварки контролируется соответствующей аппарату­рой. Имеются практические данные о возможности контроля с применением УЗК точечной сварки сталей

1 — рентгеновские лучи; 2 — рентгенограмма; 3 — диаметр отпечатка-
пояска; 4 — выплеск; 5 — трещина

толщиной 0.5—1,5 мм и алюминиевых сплавов толщиной 1,2—2 мм.

В процессе точечной и шовной сварки при нагреве и расплавлении металл, находящийся между электро­дами, увеличивается в объеме и перемещает подвижный электрод (ползун привода усилия) сварочной машины относительно корпуса привода усилия. Величина этого перемещения зависит от размеров получаемой литой зо­ны соединения. При определенных требованиях к конст­рукции сварочной машины и режимам сварки контроль по тепловому расширению металла может быть приме­нен для деталей толщиной 1 мм и более.

Контроль размеров литой зоны при точечной сварке может быть осуществлен путем одновременного измере­ния нескольких параметров процесса сварки (тока, нап­ряжения между электродами, усилия) и соответствую­щих математических расчетов, выполняемых электронно — вычислительной машиной по специальной программе. Эта программа позволяет получить экспериментальную зависимость размеров литой зоны от измеряемых пара­метров процесса сварки. Результаты контроля — диа­метр литого ядра н проплавление, а также параметры режима фиксируются на световом табло прибора.

Рентгеновское просвечивание применяют для выяв­ления внутренних дефектов сварных соединений: пор, раковин, трещин, выплесков. Возможность их обнару­жения объясняется тем. что несплошностп металла луч­ше пропускают рентгеновские лучи, чем сплошной ме­талл, дефекты выявляются на снимке как более темные места (рис. 47, а).

Рентгеновское просвечивание для большинства ме­таллов не позволяет установить наличие литой зоны сварных соединений, так как коэффициенты ослабления рентгеновских лучей литого и основного металлов прак­тически одинаковы. Поэтому на рентгеновском снимке граница литого ядра не выявляется, а видимый круг иной контрастности связан со вмятиной от электродов и пластическим пояском точки dx (рис. 47, б). Однако имеются металлы (Діб, В95, МА2), у которых в резуль­тате сварки металл литой зоны неоднороден по хими­ческому составу. Это приводит к неодинаковому ослаб­лению рентгеновских лучей различными участками ли­того ядра. При сварке, например, алюминиевого сплава Д16 вследствие обеднения периферии литого ядра медью и обогащения ее алюминием рентгеновские лучи ослаб­ляются меньше на периферии, чем на других участках ядра, и на рентгенограмме наблюдается темное кольцо по границе литого ядра точки (рис. 47, в).

Можно также искусственно вызвать химическую не­однородность металла зоны сварки, введя предвари­тельно в нахлестку соединения рентгеноконтрастный ма­териал (РКМ), имеющий высокий коэффициент ослаб­ления рентгеновских лучей. РКМ в виде суспензии по­рошка вольфрама или прокладки — фольги толщиной 0,1—0,2 мм вводят в нахлестку при сборке деталей. При расплавлении металла в ядре порошок вольфрама перемещается на периферию. При просвечивании на рентгенограмме видно светлое кольцо, соответствующее диаметру литого ядра. Если литое ядро не образова­лось, то порошок равномерно распределен в нахлестке и светлого кольца нет. При наличии литой зоны свар­ные соединения с РКМ в виде прокладки также дают на рентгенограмме характерную светотеневую картину. При контроле с использованием РКМ повышается тру­доемкость изготовления сварного узла, поэтому приме­нение его рекомендуется только для ответственных сое­динений. При контроле ответственных сварных соеди­нений рентгеновскому просвечиванию подвергают техно­логические образцы и готовые сварные узлы.

Перспективным является контроль соединений точеч­ной и шовной сварки с использованием электромагнит­ного метода, основанного на измерении электропровод­ности металла зоны сварки. Исследованиями установ­лено, что электропроводность литого металла на 10—

15% ниже электропроводности основного металла. Для контроля на поверхность сварной точки одной из дета­лей устанавливают датчик (катушку с ферромагнитным сердечником). В зависимости от электропроводности металла зоны сварки изменяется полное сопротивление катушки, которое измеряется специальной аппаратурой со стрелочным прибором. В настоящее время освоен контроль электромагнитным методом точечных сварных соединений алюминиевых сплавов при толщине деталей 0,8—2 мм.

В качестве неразрушающих методов контроля на про­изводстве используют испытания сварных узлов и гото­вых изделий в условиях, превышающих эксплуатацион­ные (более высокие нагрузки, давление, вибрации, тем­пература), но не приводящих к разрушению сварных соединений. Например, баки и емкости, выполненные с применением шовной сварки, испытывают при давлени­ях, превышающих рабочие давления на 30—50% (ус­ловия испытаний указывают в ТУ на сварной узел). Такие испытания позволяют одновременно контролиро­вать прочность сварных швов и герметичность соедине­ний. Испытания давлением целесообразно сочетать с вибрацией или нагружением узла, чтобы выявить сое­динения с непроваром в виде склейки. При испытаниях узлов повышенным давлением должны быть приняты соответствующие меры безопасности для обслуживающе­го персонала, особенно при использовании для этой це­ли воздуха.

Качество соединений стыковой сварки кольцевых за­готовок контролируют в процессе их калибровки растя­жением для придания им правильной формы.

Герметичность сварных соединений контролируют в тех случаях, когда они разделяют полости узла с раз­личными жидкостями и газами или давлениями. Труд­ностью и особенностью испытаний на герметичность нах — лесточных соединений шовной сварки является недоступ­ность для наблюдения шва под нахлесткой, в результа­те чего из-за плотного прилегания двух деталей около несплошности (течи) возможны ошибки в обнаружении и фиксировании дефектного места (обычно в стороне от дефекта). Основными дефектами, нарушающими гер­метичность сварных швов, являются: недостаточные раз­меры и малое перекрытие литых зон, внутренние и на­ружные выплески; прожоги.

■ Испытания швов на герметичность выполняют керо­синово-меловой пробой. На поверхность и торцы нахле­стки деталей наносят водный раствор мела и сушат, после чего шов с обратной стороны обильно промазыва­ют керосином. Проникновение керосина через., нахлест­ку — появление темных пятен на меловой пленке — свидетельствует о негерметичности участка шва. Для лучшего выявления негерметичности в керосин добав­ляют специальную краску.

Емкости также испытывают на герметичность погру­жением в воду с созданием внутри избыточного давле­ния воздуха.

Наибольшей чувствительностью к обнаружению не­герметичности сварных швов обладают специальные течеискатели, например гелиевые, которые используют для контроля ответственных сварных узлов и изделий.

В производстве ответственных сварных узлов приме­няют испытания разрушением (нагружением или давле­нием), которым подвергают один узел из партии. По­лученные результаты служат основанием для приемки всей партии. Из разрушенных узлов вырезают образцы сварных швов и контролируют на макрошлифах разме­ры литой зоны соединений. Результаты контроля исполь­зуют для совершенствования технологии изготовления сварных узлов.