Defekty průvaru svaru a zjednodušení měření a kontroly

Mechanické vlastnosti a lom svarů

Základní materiály i svary, které je spojují (svarová housenka a průvar), jsou kovové materiály, v nichž došlo k roztavení a ztuhnutí plnidla (jako je svařovací tyč nebo svařovací drát).
Například u obvyklého obloukového svařování se u kovových struktur průběžně mění nejen kov ve svaru, ale také v částech základních materiálů ovlivněných teplem ze svařování. S touto změnou se průběžně mění také mechanické vlastnosti kovových materiálů. Na druhou stranu se v převýšení svaru, které vzniká na povrchu svarové housenky, vyskytují přerušení. Koncentrace přerušení vede ke změně mechanických vlastností, což způsobí lom v důsledku koncentrace napětí.

Pevnostní návrh a kvalita svaru

Při pevnostním návrhu kovových výrobků se materiály vybírají na základě předpokládaného zatížení výrobků a na základě stanoveného zatížení jednotlivých kovových materiálů. V pevnostním návrhu je také třeba zohlednit zatížení svarů jednotlivých materiálů, podle kterého je třeba zajistit kvalitu svarů.
Je proto důležité kontrolovat kvalitu svarů na základě pevnostního návrhu měřením, například měřením velikosti svaru (nebo velikosti příčného řezu, velikosti příčného řezu svarovou housenkou po svařování), délky odvěsny svaru a hloubky průvaru. Kvalitu svarů lze vyhodnocovat makroskopickým měřením příčných řezů po svařování.

Hloubka průvaru a defekty průvaru

Hloubka průvaru úzce souvisí s pevností spoje. Jakékoliv defekty průvaru ve svarech, například nevhodný vztah mezi hloubkou průvaru a základním materiálem, mají značný vliv na kvalitu a pevnost svaru. Například u stykového svařování jsou obvyklé defekty průvaru popsány následovně.

Nedostatečný průvar

Defekt, při kterém je míra průvaru nedostatečná v porovnání s požadovanou hloubkou průvaru v důsledku faktorů, jako je nedostatečné působení tepla na roztavený kov. Na obrázku je znázorněn příklad přeplátovaného svaru. Při stykovém svaru k tomuto defektu snadno dochází v dolní části drážek pro svar. V případě spojení tenkých desek ve tvaru písmene T (s vodorovným svarem) se průvar považuje za nedostatečný, pokud je hloubka průvaru tenké desky 20 % nebo méně.

Neúplné roztavení

Defekt, při kterém nejsou části základního kovu provařeny roztaveným kovem. Na obrázku je znázorněn příklad spojení tenkých desek ve tvaru písmene T (vodorovný svar). Příčinou tohoto defektu je například nedostatečné působení tepla na roztavený kov a nedostatečný přísun roztaveného kovu. Při obvodovém svařování je příčinou také přenos předbíhající a následující housenky na přeplátovaný svar ještě před dostatečným průvarem.

Svařování s úplným průvarem, svařování s částečným průvarem a jejich pevnost

Různé drážky pro svar také způsobují různé typy průvaru, což vede k rozdílné pevnosti svarů.

Svařování s úplným průvarem

Svařování s úplným průvarem je způsob svařování, při kterém se drážka pro svar v základním materiálu spojuje a provařuje s roztavenými spojovacími materiály (svařovací tyč a svařovací drát) jako u stykového svařování.
Lze říct, že svary s úplným průvarem jsou velmi spolehlivé z hlediska pevnostního návrhu, protože mají stejnou smluvní mez kluzu jako základní materiál. Na druhou stranu vyžadují vysokou kvalitu svařování. Zvláštní pozornost je třeba věnovat koncům svarů, aby se zabránilo defektům, jako je propad (ztenčení základního materiálu). Je také důležité kontrolovat a upravovat převýšení, protože napětí se koncentruje v místě nadměrného převýšení, což způsobuje vznik prasklin a další podobné problémy.

Svařování s částečným průvarem

Svařování s částečným průvarem je způsob svařování, při kterém je v základním materiálu vytvořena částečná drážka pro svar. Při tomto způsobu je základní materiál svařen jen částečně, zatímco při svařování s úplným průvarem je svařena celá tloušťka desky základního materiálu. Ačkoliv se obvykle používá svařování s úplným průvarem, v některých případech je požadováno svařování s částečným průvarem. Patří mezi ně případy, kdy jsou spojované díly propleteny v důsledku návrhu a výroby materiálů.

Během svařování s částečným průvarem je však třeba dávat pozor na místech, kde je aplikován krut nebo tah, protože pevnost svaru s částečným průvarem často není dostatečná. Proto je obzvláště důležitý pevnostní návrh svarů, jakožto i měření a kontrola, zda rozměry skutečného průvaru, například velikost svaru, splňují podmínky návrhu.

Snímky ve vysokém rozlišení 4K, které jasně zachycují hranici mezi průvarem a základním materiálem

Příčné řezy svarem někdy komplikují jejich posouzení a měření z důvodu malého kontrastu hranice mezi průvarem svaru a základním materiálem.

Digitální 4K mikroskop řady VHX umožňuje zřetelně snímat tyto hranice pomocí snímků s vysokým rozlišením 4K. I v případě příčných řezů přeplátovaného svaru, u nichž je obtížné rozlišit hranici mezi kovem svaru a základním materiálem, lze nyní rychle a zřetelně pozorovat jasné hranice, rozdílnou strukturu kovů a oblasti defektů.
Tato pozorování snižují nejistotu při měření rozměrů průvaru a zkracují dobu práce. Současně zvyšují přesnost kontroly.

Vylepšení efektivity měření rozměrů svarů

Měření rozměrů příčného řezu svarem je důležitou kontrolou týkající se pevnosti a kvality. Je však obtížné posoudit body pro měření v důsledku nízkého kontrastu mezi základním materiálem a housenkou. Je také nutné vizuální porovnání s pamětí a ruční zadání získaných hodnot. V důsledku toho vznikají lidské chyby a komplikuje se obsluha.

Digitální 4K mikroskop řady VHX zobrazuje na monitoru snímky s vysokým rozlišením 4K, které jasně znázorňují hranice svaru. Umožňuje dvojrozměrné měření parametrů, jako je délka odvěsny svaru, hloubka svaru a hloubka průvaru. Měření je snadné, protože stačí kliknout na měřený bod. Snadno a rychle můžete provádět vysoce přesná měření v podmikronovém měřítku, a tím dosáhnout významných úspor času.
Díky nejnovější funkci automatické detekce okrajů také brání vzniku rozdílů v určení měřících bodů mezi různými pracovníky obsluhy. Lze také uspokojit mnoho různých potřeb kontroly díky funkci, která uživatelům umožňuje opakovat měření rozměrů výběrem změřených a uložených dat z alba.

Měření průvaru svaru

3D měření rozměrů a trojrozměrný tvar svarové housenky

Svarovou housenku tvoří po sobě jdoucí nerovné tvary. Pokud jsou na povrchu svarové housenky defekty (nesouvislé), jako je nedostatečné převýšení, překrytí, propad, důlky a praskliny, nebude možné dosáhnout kýžených mechanických vlastností a může dojít k lomu.

Digitální 4K mikroskop řady VHX okamžitě poskládá snímky z různých poloh zaměření pomocí jednoduché operace a umožní pozorování plně zaměřeného objektu a trojrozměrné měření objektů s nerovným povrchem. Ze zobrazení prostorového tvaru svarové housenky lze navíc nejen zkontrolovat tvar z různých úhlů, ale také změřit profil libovolného příčného řezu. Protože lze analyzovat tvary a drsnost, můžete také kontrolovat rozstřik svarových kovů, praskliny a podobné jevy na povrchu základního materiálu okolo svarové housenky.

Okamžité vytváření zpráv o měření a kontrole

Kromě toho, že musí pracovníci obsluhy obvykle provádět složité měření a kontrolu, musí také zvládnout náročnou tvorbu zpráv.
Digitální 4K mikroskop řady VHX je vybaven funkcí tvorby zpráv. Do mikroskopu řady VHX můžete nainstalovat také aplikaci Excel, podobně jako do počítače. Vytvořením předem připravených šablon lze okamžitě zadat nejen zvětšené snímky společně s příslušnými rozměry, ale také změřené hodnoty a hodnocení typu vyhovuje/nevyhovuje. Šablony dramaticky zmenšují pracnost a zkracují dobu potřebnou k vytvoření zprávy.