Контроль качества сварных швов в металлокаркасе модулей
При изготовлении модульных конструкций применяются каркасы, выполненные из профильной трубы или стальных двутавров. Основной задачей на этапе соединения элементов является обеспечение расчетной прочности сварного соединения при минимальных отклонениях от геометрии.
Все операции по проверке сварных соединений следует проводить строго по ГОСТ 3242, ГОСТ 14782 и ГОСТ 5264. Данные документы определяют допуски по геометрии шва, виды возможных дефектов и предельно допустимые отклонения.
Перед началом контроля необходимо уточнить тип применяемой сварки — ручная дуговая, полуавтоматическая или аргонодуговая. От способа зависит не только форма валика, но и допустимые дефекты.
Так, при ручной сварке шов допускается с легким разбрызгиванием до 2 мм в зоне примыкания, если это не влияет на толщину и целостность металла. При полуавтоматической допустимы незначительные подрезы до 0,5 мм на участке не длиннее 20 мм, при условии, что подрез не сквозной.
Особенности проверки начинаются с визуального осмотра. Он проводится на каждом этапе сборки. Перед осмотром поверхность очищают металлической щеткой и проверяют на наличие шлака, окалины, наплывов.
Поверхность должна быть однородной, без кратеров и пор. Допускается волнистость в пределах 2 мм на длине 150 мм при сварке листов толщиной до 5 мм. Отклонения выше фиксируются в акте и подлежат исправлению.
Размер валика на нахлесточных и угловых соединениях должен соответствовать расчетной толщине шва. Для листов до 4 мм он составляет 3–4 мм, для конструкций из элементов 6–8 мм — валик не менее 5 мм по высоте, с равномерным сечением.
Сварка должна быть сплошной, без пропусков, подрезов и незаполненных зон. В местах пересечений допускаются усиления до 2 мм сверх проектного уровня, если они не мешают стыковке с другими модулями.
Особое внимание уделяется торцевым соединениям, где нагрузка передаётся осевым усилием. В этих зонах требуется двойной проход с обеих сторон, если конструкция подлежит транспортировке или предполагает монтаж над проемами. Высота усиленного шва не должна превышать 1,2 толщины стенки профиля. Нарушения геометрии в таких местах недопустимы.
При контроле габаритов и точности сварки применяют шаблоны, угольники, линейки и щупы. Проверка зазоров между приваренными элементами проводится с помощью шупа толщиной 0,2 мм.
Если щуп проходит в щель более чем на 10 мм длины, это считается отклонением. Углы между элементами проверяются угольником 90°. Отклонения в пределах 1° допускаются только в узлах, где это не повлияет на общую сборку.
Контроль геометрии модуля по диагоналям проводят рулеткой. Разность диагоналей не должна превышать 5 мм при длине стороны до 6 метров. В противном случае швы дополнительно прогреваются и перетягиваются в зажимах. После выравнивания сварка повторяется по всей длине без пропусков, особенно в узлах крепления перегородок.
В сварных угловых соединениях важно соблюсти одинаковый шаг провара. При длине шва 200 мм допустимо не более 2 перепадов ширины валика на ±1 мм. Если на участке имеются участки с различным проваром, допускается частичное подваривание шва, но только после шлифовки прежнего слоя.
В конструкции каркаса нередко применяются усиливающие косынки. Их крепление должно быть равномерным, без перекосов и выступов. Расстояние от края косынки до ближайшего сварного валика должно быть не менее 10 мм. Нарушение этого параметра может привести к термическому перекосу и расслоению в сварной зоне.
Для контроля провара в стыковом соединении используется метод измерения по остаточной толщине. Если профиль имеет стенку 4 мм, толщина провара после сварки должна быть не менее 3,2 мм. Отклонения более чем на 0,8 мм указывают на недостаточную мощность аппарата или низкую скорость подачи.
Допустимый зазор между сопрягаемыми поверхностями перед сваркой не должен превышать 1,5 мм. Если зазор превышает данный предел, то требуется предварительная корректировка заготовки. Плотность прилегания влияет на глубину провара и вероятность образования непроваров, особенно при двусторонней сварке.
Расстояние между соседними швами должно быть не менее 20 мм при толщине металла 6 мм и выше. Если швы расположены ближе, возможен перегрев зоны и деформация. Такое положение характерно при установке закладных деталей под оконные проемы. В этом случае используют сварку короткими участками по 30–40 мм с перерывом между наложением в 10–15 секунд.
Длина непрерывного шва ограничивается в зависимости от толщины конструкции. Для профилей до 3 мм непрерывный шов допускается длиной до 500 мм, для 5 мм — не более 300 мм, после чего следует делать перерыв. При необходимости соединения длинных участков шов разбивают на секции и сваривают в шахматном порядке.
В ходе проверки на предмет деформации применяются лекала. После сварки конструкции горизонтальная поверхность должна сохранять отклонение не более 3 мм на погонный метр. При превышении проводят дополнительную правку с последующим шлифованием. Углы сварных соединений проверяются на предмет отсутствия прогиба, особенно в стыках вертикальных стоек.
Шлифовка сварного соединения выполняется лепестковым кругом зернистостью Р60, без снятия основного металла. Допустимая глубина зачистки — не более 0,3 мм от высоты валика. Если высота усиления менее 1 мм, шлифование не выполняется, а соединение покрывается антикоррозийным составом.
Контроль непрерывности валика производится зеркалом и фонарем. Наличие внутреннего пропуска не допускается на длине более 3 мм. Если дефект превышает данный показатель, участок вырезается и проваривается заново. Стыки между ранее выполненными участками обязательно подвариваются внахлест минимум 15 мм.
При наличии проектной документации используется карта сварки с указанием режимов: сила тока, скорость подачи, диаметр электрода. Для профилей 60×60×3 мм при ручной сварке рекомендуемый ток составляет 90–110 А, скорость движения 15–20 см/мин, диаметр электрода — 3 мм. От этих параметров зависит ширина и глубина сварного шва.
Наличие отбелов, неравномерного прокрашивания зоны шва говорит о перегреве. Такие зоны следует шлифовать и осматривать повторно. Если металл стал хрупким, участок вырезают. Проверка повторно проводится после охлаждения.
Контроль целостности металла вокруг шва проводится измерением твердости. При сварке углеродистой стали допустимое значение по Бринеллю — от 130 до 170 HB. Если измерения показывают отклонения более чем на 20 единиц, проводится проверка металла на наличие закалочной зоны.
В условиях мастерской целесообразно использовать окрашивание контрастными составами для обнаружения микротрещин. Распыление белого красящего состава и последующая проверка проявителем позволяют выявить мельчайшие поры. Такие участки повторно завариваются с обязательной зачисткой.