Сварка – один из наиболее ответственных способов соединения элементов металлических конструкций и изделий. Эта технология позволяет добиться неразборного стыка, равнопрочного основному металлу. С целью минимизации количества ошибок, допущенных в ходе выполнения сварочных работ и повышения действенности контроля качества выполненных швов ракзрабатыва6ется технологическая карта на сварочные работы.
Что такое технологическая карта
Технологическая карта на сварочные работы – один из видов организационно-технологической документации, регламентирующая действия сварщика при проведении работ и методы контроля качества сварного шва. В общем случае технологическая карта (ТК) на сварку детально описывает каким метода, при помощи какого оборудования, в какой последовательности выполняется соединение отдельных элементов друг с другом и какие методы использовать для проверки качества полученного соединения.
Существует много видов сварных швов, причем каждый из них обладает специфическими особенностями. Поэтому сварщик, которому предстоит сварка детали или узла должен ознакомиться с нюансами конкретной деятельности. В этом и заключается назначение ТК, которая разрабатывается инженером-технологом сварочного производства и утверждается главным инженером.
При сварочных работах, выполняемых на производствах горнодобывающей, нефтехимической, газовой отраслью и на объектах других отраслей, подведомственных Ростехнадзору и относящихся к опасным, а также в сферах строительства, изготовления и эксплуатации грузоподъемных механизмов, котельным оборудованием сварные швы должны выполнять сварщики, имеющие удостоверение НАКС (национального агентства контроля сварки). Наличие такого удостоверения демонстрирует высокую квалификацию сварщика и показывает его возможности, в частности освоенные рабочим методы сварочных работ, типы швов и толщины свариваемых элементов.
Правила составления ТК на сварку металлических изделий регламентированы ГОСТ 3.1705-81.
Содержание ТК
ТК на сварочные работы детально описывает все технологические операции, выполняемые при сварке металлических изделий и конструкций. В ТК приводятся следующие сведения:
- способ сварки (ручная дуговая, газовая, полуавтоматическая или автоматическая);
- марка основного материала;
- тип шва, его диаметр и толщина, положение, вид соединения, способ сборки;
- оборудование, используемое в ходе работ;
- параметры, задаваемые сварочному оборудованию перед началом работ, в т.ч. диаметр электрода, род тока и его полярность, напряжение тока, скорость перемещения электрода, расход защитного газа и другая информация;
- методы подготовки к сварочным работам;
- способы фиксации свариваемых элементов;
- последовательность операций при формировании сварного шва;
- примененные нормативные документы;
- требования по охране труда в сварочных работах;
- способы контроля качества выполненных сварочных работ.
Кроме этого, заказчик выдвигать дополнительные требования по контролю качества сварных швов, которые также включаются в ТК. Важным элементом ТК становятся эскизы, показывающие конструкцию, элементы шва и последовательность сварочных работ. Здесь же проставляются геометрические размеры с допусками, необходимые для выполнения работ.
Значимым разделом ТК является описание материала свариваемых элементов. Здесь должно быть указаны марка стали, толщины элементов, способы разделки кромок. В ходе разработки ТК производится анализ свариваемых элементов, выбор метода сварки, определяется ее режим, количество проходок и другие характеристики.
ТК на сварку труб
Сварка трубопроводов, работающих под давлением, является работой высокой сложности, поэтому к их соединению предъявляются особые требования, что соответственно отражается на содержании ТК на сварку труб, которая содержит:
- общие данные – шифр ТК, наименование объекта, гриф утверждения и др.;
- перечень использованных нормативных документов;
- вид трубопровода;
- наименование стыкуемых элементов (труба — труба, труба – задвижка и т.д.);
- характеристика труб: марка стали, диаметр, толщина стенки, класс прочности;
- режимы сварки корневого и облицовочного слоев (сила тока, полярность);
- перечень сварочных материалов;
- указания на необходимость предварительного подогрева места стыка.
Технологическая карта на сварочные работы труб сопровождается эскизом с поставленными размерами.
Технологии сварки, предусматриваемые ТК
В ТК на сварку может быть предусмотрено несколько различных технологий соединения элементов методом плавления:
- ручная дуговая электросварка, при которой электрод совместно со сварной ванной плавно перемещается вдоль линии стыка со скоростью, зависящей от материала стыкуемых элементов. Материалы большой толщины требуют невысокой скоростью, обеспечивающей проплавление всей толщины металла, а тонкие элементы свариваются с большей скоростью. Кроме этого, в зависимости от ширины и глубины шва зависит метод перемещения электрода, который может быть прямым, зигзагообразным или петлевидным. Важно также и направление движения электрода: по оси электрода, вдоль оси валика, поперек шва. Кроме этих особенностей ручной дуговой электросварки в ТК указываются форма скосов соединяемых деталей: V-образный для тонколистового металла, а X-образный для толстого. Отрицательным свойством ручной дуговой электросварки является сильная зависимость качества шва от человеческого фактора;
- газовая сварка использует высокую температуру горения смеси кислорода и горючего газа. Таким методом можно сваривать также изделия из цветного металла, в т.ч. тонколистовые;
- полуавтоматическая сварка осуществляется за счет плавления в зоне сварки сварочной проволоки, исполняющей роль электрода. Негативные факторы, влияющие на зону сварки, нейтрализуются защитным газом. Таким методом можно сваривать не только черные, но и цветные металлы. Благодаря минимальному влиянию человеческого фактора, такой метод может использоваться сварщиком невысокой квалификации;
- автоматическая сварка использует сложное оборудование, для которого в ТК даются настройки, обеспечивающие получение нужного результата;
- TIG-сварка – дуговая сварка неплавящимся электродом в защитной среде из инертного газа, в ходе которой используется вольфрамовый электрод и которая применяется при необходимости соединения элементов из алюминия и сплавов на его основе.
ТК на сварочные работы может быть предусмотрено использование термомеханических методов, когда соединение деталей производится посредством давления в месте локального нагрева. В ТК может быть предусмотрена точечная, стыковая, шовная рельефная или другой вид термомеханической сварки.
Контроль качества сварных швов
Серийное производство изделий, состоящих из сваренных элементов, требует контроля качества с использованием контрольных сварных соединений. Такое соединение может быть выполнено из тех же материалов и в тех же условиях, что и основное или просто вырезано из готового изделия. Регламент контрольных проверок указывается в соответствующем разделе ТК. Здесь указывается:
- марка основного материала;
- способ сварочных работ;
- положение шва;
- вид соединения;
- использованное сварочное оборудование;
- технологические характеристики процесса – диаметр электрода, сила тока и его напряжение, продолжительность процесса, расход электродов
В ТК указывается метод контроля качества сварного шва – визуальный, ультразвуковой или радиографический.
Заключение
Устройство сварных соединений – занятие сложное и ответственное. Сварной шов должен обладать теми же прочностными характеристиками, что и основной металл, а для этого необходимо четкое соблюдение предусмотренной технологии. В то же время технология сварочных работ предусматривает определенные характеристики электротока, наличие конкретных видов электродов, подходящих именно для этих марок металла и других условий. Качественный сварной шов выдерживает высокое давление в котлах, трубопроводах и емкостных сооружениях, значительные усилия в большепролетных строительных конструкциях и высотных сооружениях. ТК на сварочные работы позволяет минимизировать влияние человеческого фактора на качество сварных соединений.