CC BY
64
Секция «Метрология, стандартизация, сертификация»
Стоимость изготовления корпуса фрезы составляет 60 % от стоимости всей фрезы. С целью сокращения расходов на даный инструмент целесообразно корпус фрезы в процессе эксплуатации использовать повторно. При этом вместо изготовленных цельных режущих элементов в форме гребёнок необходимо применить режущие элементы в виде отдельных зубьев, закреплённых в корпусе с помощью сварки (рис. 3).
Рис. 3. Сварной вариант червячной фрезы модулем 20 мм
Дальнейшая обработка фрезы после приварки зубьев для предприятия не вызывает технических трудностей, поскольку для обеспечения заточки по передней и задней поверхности режущей части фрезы в процессе эксплуатации предпиятие располагает заточными и токарно-затыловочными станками соответственно.
Таким образом, повторное использование корпусов крупномодульных червячных фрез обеспечивает увеличение срока их эксплуатации и сокращение затрат на инструмент до 49 % его первоначальной стоимости.
Библиографические ссылки
1. Качество машин : справ. В 2 т. Т. 1 / А. Г. Суслов, Э. Д. Браун, Н. А. Виткевич и др. М. : Машиностроение, 1995. 256 с.
2. Качество машин : справ. В 2 т. Т. 2 / А. Г. Суслов, Ю. В. Гуляев, А. М. Дальский и др. М. : Машиностроение, 1995. 430 с.
3. Производтво зубчатых колёс : справ. / С. Н. Ко-лашников, А. С. Колашников, Г. Н. Коган и др. М. : Машиностроение, 1990. 464 с.
© Литвинов Р. С., 2014
УДК 620.179
А. В. Михель, А. В. Жаркова Научный руководитель - Ю. Г. Малахова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТОПЛИВНОГО БАКА СИСТЕМЫ ЗАПУСКА ИЗДЕЛИЙ
Приведены рекомендации по выбору методов контроля сварных соединений топливного бака системы запуска изделий и рассмотрены контролируемые параметры, обеспечиваемые каждым методом.
Топливный бак системы запуска относится к ответственным изделиям машиностроения. В связи с особыми условиями эксплуатации к нему предъявляются требования прочности и герметичности, которые в свою очередь, определяющим образом зависят от качества сварных соединений и околошовной зоны. Для своевременного обнаружения возможных дефектов необходимо осуществлять контроль сварных соединений различными методами, которые, в зависимости от воздействия на материал или изделие, подразделяются на разрушающие и неразрушающие. Наиболее эффективные результаты контроля могут быть достигнуты только при технически правильном выборе и применении этих методов контроля.
При выборе методов контроля необходимо учитывать следующие основные факторы: возможность определения различных дефектов и их расположения; производительность методов контроля; стоимость проведения испытаний; материалы, из которых изготовлены изделия; формы и размеры контролируемых изделий; безопасность при проведении контроля.
Дефекты сварных швов снижают прочность и надежность сварного соединения, его герметичность и
коррозионную стойкость. В зависимости от происхождения, дефекты различаются расположением, размерами, формой и средой заполняющей полости.
Дефекты сварных швов могут быть наружными, внутренними и сквозными. Подрезы, наплывы, кратеры, прожоги и свищи являются поверхностными дефектами, непровары и шлаковые включения - внутренними. Трещины, поры и раковины могут располагаться как на поверхности, так и внутри объекта контроля. Трещины, непровары и подрезы являются плоскостными дефектами. Они имеют протяженную форму с различным раскрытием и глубиной. В полости дефектов могут быть оксиды, нагар и другие загрязнения. Для трещин, непроваров и подрезов характерны резкие очертания. Поры, раковины и шлаковые включения являются объемными дефектами, имеющими округлую форму.
В качестве материала для изготовления топливного бака выбирается алюминиево-магниевый сплав АМг6М. Данный сплав обладает рядом специфических особенностей, которые осложняют процесс сварки и вызывают образование определенных дефектов в сварных швах. Например, алюминий имеет вы-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
сокую теплопроводность, поэтому тепло от места сварки алюминия интенсивно отводится в свариваемые детали, и одновременно низкую температуру плавления. Все это приводит к тому, что вероятность прожога, появления так называемых горячих трещин или даже расплавления детали при сварке алюминия весьма высока. Помимо этих дефектов наиболее вероятно появление оксидных пленок, пор, коробления, свищей и провалов. Исходя из этого, необходимо учитывать, чтобы методы контроля, в первую очередь, были направлены на выявление данных дефектов.
Визуально-измерительный контроль позволяет выявить наружные дефекты, такие как трещины, подрезы, свищи, прожоги, натеки, непровары корня и кромок. Также, при ВИК определяют дефекты размеров и формы швов, распределение чешуек, характер распределения металла в усилении шва, величину мениска, проплава и т. д. ВИК является обязательным независимо от видов деятельности, при которых применяется неразрушающий контроль. Этот метод является самым простым и позволяет получить до 50 % информации о качестве изделия, но отсутствует возможность автоматизации процесса, а результат выявления дефектов зависит от квалификации и ответственности проверяющего. При ВИК применяются лупы, линейки измерительные, угольники проверочные, щупы и микрометры.
Метод контроля течеисканием позволяет выявить сквозные дефекты в изделиях и конструкциях, такие как поровые каналы, трещины, непровары, то есть те дефекты, которые не позволяют конструкции быть полностью герметичной. При контроле течеисканием применяют течеискатели, позволяющие определить очень малые течи, которые не могут быть выявлены никаким другим способом. Однако течеискатели довольно сложны и дороги, поэтому их применяют для особо ответственных изделий [1].
При радиационном контроле хорошо выявляются объемные сварочные дефекты. Результаты контроля наглядны, поэтому по сравнению с другими методами неразрушающего контроля при радиационном контроле легче определить вид дефекта. Существуют следующие методы радиационного контроля: радиографический, радиоскопический и радиометрический. Радиографический метод прост в применении и имеет документальное подтверждение получаемых результатов. Радиоскопический метод уступает радиографии, но имеет повышенную достоверность получаемых результатов за счет стереоскопического видения
дефектов и рассмотрения сварного соединения под разными углами, позволяет проводить непрерывный контроль. Радиометрический метод позволяет получить информацию о дефектах в виде электрических сигналов различной величины, длительности и количества. При этом методе появляется возможность автоматизации процесса контроля и осуществление обратной связи, так же не уступает по чувствительности радиографии и является высокопроизводительным (за счет применяемого оборудования) [2].
К недостаткам радиационных методов необходимо, прежде всего, отнести вредность для человека, в связи с чем, требуются специальные меры радиационной безопасности: экранирование, увеличение расстояния от источника излучения и ограничение времени пребывания оператора в опасной зоне. Кроме того, радиационными методами плохо выявляются несплошности малого раскрытия (трещины, непрова-ры), расположенные под углом более 7...12° к направлению просвечивания, метод также малоэффективен для угловых швов.
Помимо неразрушающих методов контроля необходимо проводить механические испытания, проводимые на образцах-свидетелях. Для определения пластичности соединения рекомендуется проводить испытания на статический изгиб. Данные испытания проводят со скоростью не более 15 мм/мин на испытательных машинах или прессах с использованием опорных роликов. При этом становится возможным определить место образования трещины или разрушения (по металлу шва, металлу околошовной зоны или основному металлу). Для определения прочности соединения применяют испытания на разрыв.
Таким образом, для неразрушающего контроля сварных соединений топливного бака рекомендуется использовать следующие методы: визуально-измерительный, методы течеискания, радиационные методы. Наиболее эффективные разрушающие методы, позволяющие определить прочность и пластичность сварного соединений это - испытания на статический изгиб и на разрыв.
Библиографические ссылки
1. Контроль качества сварки : учеб. пособие / под ред. В. Н. Волченко. М. : Машиностроение, 1975.
2. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий : учебник. М. : Высш. шк., 1991. 271 с. : ил.
© Михель А. В., Жаркова А. В., 2014
