5.3 Разработка, описание методов контроля качества сварных соединений и организация технического контроля

После выполнения лазерной наплавки торца пера лопатки турбины производится 100% визуальный контроль в соответствии с РД 03-606-03 с помощью комплекта для визуально-измерительного контроля таблица 5.1.

Таблица 5.1 – Комплект для визуального и измерительного контроля

Наименование	Назначение	ГОСТ	Примечание
Лупа ЛП-6 (шестикратная)	Для просмотра деталей	ГОСТ 25706-83
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1	Для измерения швов	ГОСТ 166-89	Подлежит государственной проверке в соответствии с ГОСТ 8.113
Линейка металлическая	Для измерения деталей и швов	ГОСТ 427-75	Подлежит государственной проверке
Маркер по металлу	Обозначение дефектных мест

В выполненном наплавленном слое визуально следует контролировать:

– отсутствие (наличие) поверхностных трещин всех видов и направлений;

– отсутствие (наличие) на поверхности наплавленного металла дефектов (пор, включений, скоплений пор и включений, отслоений, несплавления слоя с основным металлом детали, свищей, наплывов, усадочных раковин, подрезов, грубой чешуйчатости).

Также предусматривается металлографический контроль на образцах свидетелях размером 400х200 мм. Данный контроль осуществляется только в тех случаях, когда производится настройка на режим, замена марок свариваемых материалов, замена оптики, после ремонта и после длительного простоя оборудования.

Результаты металлографического контроля показаны на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 – Шлифы торца лопатки, наплавленные способом импульсной лазерной наплавки

По результатам металлографических исследований можно сделать следующие выводы:

• Применение импульсной лазерной наплавки способствует минимизации коэффициента перемешивания наплавленного металла с основой (минимальная глубина проплавления наплавленного металла с основой составляет несколько десятков микрон);

• В наплавленном слоя после импульсной лазерной наплавки формируются мелкодисперсные структуры, обеспечивающие повышенную износостойкость поверхностного слоя лопатки до уровня новых и выше;

• Импульсная лазерная наплавка характеризуется минимальными тепловложениями в деталь, а следовательно минимизируется зона термического влияния (протяженность ЗТВ не превышает несколько десятков микрон);

На микротвердомере ПМТ-3М с нагрузкой 50 г выполнен замер микротвердости по выявленным зонам наплавки и вблизи поверхности наплавки. Твердость наплавленного слоя составляет 56-70 HRC, что значительно превышает твердость материала лопатки, которая равна 32-35HRC.

5.4 Методы исправления дефектов наплавки

Основные виды дефектов при наплавке, причины их возникновения и меры их предупреждения представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Виды дефектов, причины их возникновения и меры предупреждения

Виды дефектов	Внешние признаки дефектов	Возможные причины возникновения	Меры предупреждения дефектов
Подрез зоны сплавления	Углубление по линии сплавления наплавленного валика с основным металлом.	Нарушение режима наплавки (высокая интенсивность светового потока, плохая защита металла шва от окисления)	Соблюдение режима наплавки, указанного в операционной карте технологического процесса при наплавке изделия.
Свищ	Воронкообразное углубление в наплавленном валике.	Недостаточная очистка металла.	Соблюдение требований при металла.
Трещина	Разрыв в наплавленном валике и (или) прилегающих к нему зонах.	Зависит от содержания углерода и серы в наплавленном металле, жесткости изделия, плохой газовой защиты. Нарушение лигатуры наплавочного порошка.	Соблюдение требований при наплавке.
Усадочная раковина	Полость или впадина, образовавшаяся при усадке наплавленного металла в условиях отсутствия питания жидким металлом.	Нарушение режима наплавки (высокая интенсивность светового потока, большая энергия излучения);		Соблюдение режима наплавки, указанного в операционной карте технологического процесса на наплавку изделия.
Поверхностное окисление	Окалина или пленка окислов на поверхности наплавленного металла.	Нарушение режима наплавки (неоптимальный расход защитного газа).		Соблюдение режима наплавки указанного в операционной карте технологического процесса на изделие.
Поры	заполненные газом полости в наплавленном слое, имеющие округлую, вытянутую или более сложную форму	Использование влажного или отсыревшего порошка.		Снижение скорости сварки, увеличение объема сварочной ванны, уменьшение теплоотвода в основной металл и увеличение его начальной температуры снижают скорость кристаллизации металла и уменьшают пористость швов.

Трещины являются наиболее опасным дефектом при наплавке, так как под воздействием быстроизменяющихся нагрузок или тепловых колебаний они могут развиваться, т. е. увеличиваться в размерах, что может привести к преждевременному выходу детали из строя. Поэтому контролю на обнаружение трещин необходимо уделять весьма серьезное внимание.

Возникновение трещин зависит от содержания углерода и серы в наплавленном металле, от недостаточного предварительного подогрева детали при наплавке, жесткости изделия и пр. Холодные трещины могут возникать при отсутствии замедленного охлаждения детали после наплавки.

Поры являются менее опасным дефектом, чем трещины, но их наличие снижает износостойкость и прочность наплавленного металла.

При визуальном контроле валка холодной наплавки не допускаются дефекты в виде трещин в наплавленном слое и в зоне сплавления с основным металлом детали, пор и раковин, шлаковых включений, несплавления слоя с основным металлом детали, подрезов. При выявлении дефектов внешним осмотром производится повторная лазерная наплавка дефектного места.