Залежно від характеру дії на матеріал зразка або виробу всі різноманітні методи контролю якості зварних з'єднань можуть бути поділені на дві основні групи: методи контролю без руйнування зразків або виробів — неруйнівний контроль і методи контролю з руйнуванням зразків або виробничих стиків — руйнівний контроль. Всі види неруйнівного контролю класифікуються за наступними основними ознаками:
— за характером фізичних полів або випромінювань;
— за характером взаємодії фізичних полів або речовин з контрольованим об'єктом;
— за первинними інформативними параметрами, розглянутих методів контролю;
— за способами індикації первинної інформації;
— за способом представлення кінцевої інформації.
Всі методи неруйнівного контролю поділяються згідно зі стандартом на наступні види: акустичний, капілярний, магнітний, оптичний, радіаційний, радіохвильовий, тепловий, електричний, електромагнітний (вихрові струми), течошукач.
До неруйнівних видів контролю слід віднести і контроль зовнішнім оглядом та обмірюванням, який має суттєве значення для одержання якісних зварних конструкцій.
До руйнівних видів контролю відносяться механічні випробування зварних з'єднань. Для оцінки механічних властивостей зварні з'єднання піддають різним випробуванням. Механічні випробування зварних з'єднань застосовують у тих випадках, коли потрібно визначити якість зварювальних матеріалів, розробити оптимальні технологічні режими (особливо при зварюванні спецсталей), і при перевірці кваліфікації зварників, чи при їх переатестації.
КОНТРОЛЬ ЗОВНІШНІМ ОГЛЯДОМ ТА ОБМІРОМ
Контроль вихідних матеріалів, складання та процеси зварювання
Частина дефектів зварних швів виникає в результаті застосування недостатньо якісних вихідних матеріалів (основних і зварювальних), порушення вимог щодо складання під зварювання, технологію його виконання. Запобігти появі таких дефектів допомагає попередній і поопераційний контроль, який виконується методом зовнішнього огляду і перевіркою відповідності розмірів.
До вихідних матеріалів належить і основний метал, з якого збирають конструкції, зварювальні електроди, дроти, флюс і захисні гази.
У литих виробах, металопрокаті перевіряють наявність сертифікату, заводського маркування і відповідність їх проекту. Зовнішнім оглядом установлюють наявність раковин, розшарувань, тріщин, у трубі — якість скосу кромок, у заготовках із спецсталей — відповідність хімічного складу і механічним властивостям.
Зварювальні електроди піддають зовнішньому огляду з метою виявлення механічних пошкоджень покриття, відсутності корозії стрижня під ним, а також визначення товщини нанесеного покриття.
Покриття електродів діаметром до 4 мм і більше не повинне руйнуватися при вільному падінні електрода на гладку стальну плиту з висоти 1 м і 0,5 м відповідно. Можуть допускатися часткові відколи покриття до 5% довжини покритої частини електрода. Придатність електродів установлюють за результатами технологічної проби. При цьому визначають характер плавлення електронного стрижня й покриття, якість формування зварного шва, ступінь розбризкування, утворення «дашка», легкість відділення шлаку та ін. Оглядом поверхні шва визначають наявність nop, які виходять на поверхню, у зломі таврового шва — наявність nop і шлакових включень.
Зварювальний дріт перевіряють на чистоту поверхні від оксидів, іржі та забруднень. Якщо властивості дроту відповідають сертифікату й вимогам стандартів, то забруднення на поверхні (але не оксидні) можуть бути очищені механічним чи хімічним способом.
Використання дроту з мідним покриттям виключає можливість утворення іржі й сприяє утворенню якісних зварних швів.
При необхідності виконується технологічна проба, за якою встановлюють якість формування зварного шва, ступінь розбризкування, легкість відділення шлаку, утворення nop, так як і при перевірці електродів.
Зварювальний флюс контролюють методом перевірки грануляції й технологічної проби, яка дозволяє, як і у випадку перевірки електродів і зварювального дроту, визначити за зовнішнім оглядом шва і його зламу якість формування, поро- і шлакоутворення, відділення шлаку. При зварюванні відповідальних конструкцій флюс перед роботою перевіряють на гранулоутворюючий склад, однорідність, насипну щільність і забрудненість. При вологості понад 0,1% флюс просушують.
Захисні гази (вуглекислий газ, аргон) при наявності сертифікатів заводу-виготівника піддають контролю тільки в тому випадку, коли у зварних швах, виконаних з їх використанням, виявляють недопустимі дефекти.
Зібрані під зварювання деталі перевіряють на відповідність вимогам технології та проекту. За допомогою спеціальних шаблонів і лінійок перевіряють якість зрізу кромок (рівномірність і величину кута розкриття, відсутність місцевих виривів), наявність і величину притуплення, перевищення кромок, величину й рівномірність зазору. Особливу увагу приділяють перевірці чистоти поверхонь кромок і зони, яка прилягає, зачищанню прихваток.
При зварюванні сталей (у т. ч. і тих, які гартуються) товщиною понад 20 мм поверхні прихваток старанно перевіряють на наявність тріщин.
Прихватки з тріщинами повинні бути старанно видалені, місця основного металу, де вони знаходилися, оглядають за допомогою лупи і тільки після цього виконують нові прихватки із застосуванням особливих технологічних прийомів, наприклад, підігріву.
Процес зварювання
Візуальне спостереження за виконанням зварювання дозволяє не допустити значної частини дефектів зварного шва. Правильність режиму зварювання контролюють за зовнішнім виглядом зварного шва, перевіряють ефективність газового захисту. Після зварювання кореневих швів і зачищання їх від шлаку, контроль за допомогою лупи може своєчасно виявити появу тріщин. З цією метою використовують і пошарову перевірку при зварюванні багатопрохідних швів, особливо зварюванні спецсталей. На цьому етапі дуже важливим є самоконтроль, який безпосередньо виконує зварник. Він перевіряє стабільність підтримання режиму, що особливо важливо у випадку механізованого зварювання; оглядає кратери, які утворюються при закінченні горіння електрода або при вимушеній зупинці процесу.
Готові зварні вироби
Огляд і обмірювання готового виробу є першочерговим і важливим етапом приймального контролю. Найперше оглядають зварні шви і поверхню виробу в зоні термічного впливу. Зовнішній огляд дозволяє знайти такі зовнішні дефекти: підрізи, поверхневі пори та свищі, напливи, пропали, незаварені кратери, тріщини, які виходять на поверхню, а також непровари (у випадку двобічного доступу до зварного з'єднання). При огляді попередньо очищеної від шлаку і бризок поверхні швів і біляшовних зон застосовують лупи і при необхідності додаткове місцеве освітлення. Розміри швів, ширину, висоту посилення, плавність переходу від посилення до основного металу, катет шва перевіряють за допомогою спеціальних шаблонів.
Фізичні основи контролю
Зварні з'єднання багатьох конструкцій, наприклад, газгольдерів, трубопроводів повинні мати не тільки міцність, але й непроникність для рідин і газів. Нещільності зварних з'єднань спричинюють втрату продуктів і небезпеку зараження довкілля. Слід зауважити, що токсичні продукти знищують корозійну стійкість зварних швів, створюють інші порушення, негативно впливають на роботу зварних конструкцій. Якщо до зварних з'єднань ставляться вимоги непроникності для рідин і газів, то надійність зварної конструкції буде характеризуватися герметичністю.