Badanie badanie zgrzewów

Informacje o badaniach

Badanie zgrzewów to zbiór technik kontroli jakości i oceny technicznej połączeń wykonanych metodami zgrzewania, w tym zgrzewania oporowego, tarciowego, ultradźwiękowego, dociskowego, wybuchowego oraz zgrzewania punktowego, którego kompleksową realizację oferuje ZHONGXI Testing. Zgrzewy stosuje się w przemyśle motoryzacyjnym do łączenia elementów karoserii, w budownictwie stalowym i konstrukcjach aluminiowych, w produkcji rur i zbiorników ciśnieniowych, w elektronice, a także w przemyśle lotniczym i kolejowym, gdzie trwałość połączenia decyduje o bezpieczeństwie całej konstrukcji.

Celem badania zgrzewów jest wykrycie wad wewnętrznych i powierzchniowych, ocena wytrzymałości mechanicznej połączenia oraz weryfikacja zgodności parametrów procesu zgrzewania z dokumentacją techniczną i wymaganiami normatywnymi. W pracach wykorzystuje się metody nieniszczące, takie jak badanie ultradźwiękowe, badanie penetracyjne, magnetyczne, radiograficzne oraz wizualne, a także metody niszczące, obejmujące statyczną próbę rozciągania, próbę zginania, próbę udarności, badanie twardości oraz analizę struktury mikrostrukturalnej na przekroju zgrzewu. Połączenie obu grup metod pozwala ocenić zarówno ciągłość materiału w strefie zgrzewu, jak i jego rzeczywiste właściwości mechaniczne.

Typowy przebieg badania rozpoczyna się od wizualnej i wymiarowej kontroli zgrzewu, następnie wykonywana jest inspekcja nieniszcząca w celu lokalizacji nieciągłości, takich jak pęknięcia, pory, braki przetopienia, wtrącenia lub kawerny. Kolejnym etapem jest pobranie przekrojów metalograficznych z reprezentatywnych miejsc połączenia, trawienie ich odczynnikami ujawniającymi strukturę oraz pomiar twardości w strefie wpływu ciepła. Do badań wytrzymałościowych przygotowuje się próbki rozciągane prostopadle lub równolegle do osi zgrzewu. Podstawowymi parametrami oceny są wytrzymałość na rozrywanie zgrzewu punktowego, wytrzymałość na ścinanie, twardość strefy zgrzewu, szerokość strefy wpływu ciepła, wielkość ziarna, obecność defektów oraz geometria grania zgrzewu.

W przypadku zgrzewów tarciowych i ultradźwiękowych dodatkowo ocenia się głębokość wnikania, symetrię strefy połączenia oraz stopień wymieszania materiałów w stanie plastycznym. Dla zgrzewów wybuchowych i dociskowych bada się ciągłość warstwy łączącej oraz obecność stref przejściowych o niepożądanej strukturze. Wyniki wszystkich pomiarów nanoszone są na raport z badań, który zawiera opis próbek, zastosowane metody, parametry procesu oraz wnioski dotyczące zgodności z kryteriami akceptacji określonymi przez klienta lub wymagania produktowe.

Często zadawane pytania

Ile trwa badanie zgrzewów?

Standardowy termin realizacji badań wynosi od 7 do 15 dni roboczych i zależy od zakresu pozycji badawczych oraz rodzaju próbek. Badania nieniszczące zgrzewów punktowych i przekroje metalograficzne pojedynczych połączeń wykonywane są zwykle w ciągu 7 do 8 dni roboczych, natomiast badania zmęczeniowe, próby korozyjne w komorze solnej oraz kompleksowe badania złączy dociskowych rur wymagają pełnych 15 dni roboczych z uwagi na długotrwałe etapy przygotowania próbek i obciążenia cykliczne.

Ile kosztuje badanie zgrzewów?

Koszt ustalany jest na podstawie liczby pozycji badawczych objętych zamówieniem, ilości próbek oraz zastosowanych metod. Podstawowy pakiet obejmujący próbę rozrywania, pomiar twardości i badanie wizualne wyceniany jest inaczej niż pakiet rozszerzony o badania ultradźwiękowe, metalografię, udarność i próby zmęczeniowe. Szczegółowa wycena przygotowywana jest po przekazaniu inżynierom opisu próbki, materiału, wymagań klienta oraz ilości połączeń przeznaczonych do oceny.

Jakie pozycje obejmuje badanie zgrzewów?

Zakres pozycji zależy od rodzaju zgrzewu i materiału. Dla zgrzewów punktowych blach stalowych typowo wykonuje się próbę rozrywania i ścinania, pomiar średnicy rdzenia oraz badanie przekroju metalograficznego. Dla złączy dociskowych rur dodaje się próbę rozciągania pełnowymiarową, profil twardości i badanie ultradźwiękowe. Dla zgrzewów ultradźwiękowych przewodów bada się rezystancję styku i wytrzymałość na odrywanie. Wybór konkretnych pozycji ustalany jest na podstawie dokumentacji wyrobu, materiału łączonych elementów oraz wymagań klienta.

Jakie próbki należy przygotować do badania zgrzewów?

Zaleca się przekazanie od 3 do 10 połączeń w formie naturalnej, to znaczy fragmentów blach, odcinków rur lub elementów konstrukcyjnych z wykonanymi zgrzewami, wraz z oznaczeniem miejsca pobrania. Do badań metalograficznych wystarczy pojedyncze połączenie o wymiarach umożliwiających przekrojenie strefy zgrzewu. Do prób wytrzymałościowych pożądane są próbki o długości co najmniej 150 mm dla blach i 300 mm dla rur oraz dodatkowe zapasowe egzemplarze na powtórzenia pomiarów, gdyż próby te mają charakter niszczący.

Czym różni się ocena zgrzewów tarciowych FSW od zgrzewów oporowych?

Zgrzewy tarciowe z mieszaniem materiału powstają poniżej temperatury topnienia, dlatego badanie koncentruje się na wykrywaniu tzw. tuneli, niedostatecznego wymieszania materiału oraz jam rastrowych metodą ultradźwiękową i na przekroju metalograficznym, a nie na ocenie strefy przetopionej. W zgrzewach oporowych dominującym zagadnieniem jest natomiast struktura strefy wpływu ciepła, potencjalne przesortowanie, pęknięcia na gorąco oraz wtrącona zgorzelina, które ocenia się profilem twardości i analizą mikrostruktury po trawieniu.

Pozycje badawcze

•  
• Zgrzewy punktowe i liniowe blach ze stali wysokowytrzymałych mikrostopowych o granicy plastyczności powyżej 700 MPa.
• Zgrzewy dociskowe rur stalowych łączonych obrotowo dla instalacji przemysłowych i rurociągów przesyłowych.
• Zgrzewy tarciowe z mieszaniem materiału (FSW) stopów aluminium serii 5xxx, 6xxx i 7xxx stosowane w konstrukcjach pojazdów szynowych.
• Zgrzewy tarciowe FSW blach miedziowych i połączeń miedź-aluminium dla aplikacji elektrycznych i przewodników prądowych.
• Zgrzewy ultradźwiękowe folii i taśm miedzianych oraz aluminiowych w modułach elektronicznych i ogniwach bateryjnych.
• Zgrzewy ultradźwiękowe elementów z tworzyw sztucznych, w tym poliamidu, polipropylenu i ABS w elementach wyposażenia pojazdów.
• Zgrzewy oporowe prętów zbrojeniowych ze stali B500B stosowane w konstrukcjach żelbetowych.
• Zgrzewy punktowe stali nierdzewnej austenitycznej 304 i 316L dla sprzętu spożywczego i medycznego.
• Zgrzewy stali duplex 2205 i 2507 dla instalacji morskich oraz przemysłu chemicznego.
• Zgrzewy wybuchowe płytek bimetalicznych stal-stal nierdzewna i stal-tytan dla wymienników ciepła.
• Zgrzewy dociskowe elementów z tytanu Grade 2 i Grade 5 w konstrukcjach lotniczych.
• Zgrzewy iskrowe łańcuchów stalowych o średnicach ogniwa od 6 do 26 mm.
• Zgrzewy rolkowe (szwowe) korpusów zbiorników i beczek z blachy stalowej ocynkowanej.
• Zgrzewy drutów i profilów z stali sprężynowej dla elementów zaczepów i klamer.
• Zgrzewy szyn kolejowych łączenia dociskowego dla torów o masie szyny 49 i 60 kg/m.
• Zgrzewy opraw i elementów złącznych z stali niskostopowej z powłokami cynkowymi i fosfatowymi.
• Zgrzewy wielopunktowe węzków konstrukcyjnych z rur prostokątnych o przekroju od 20x20 do 60x60 mm.
• Zgrzewy elementów zgrzewalnych zamocowań do betonu w systemach ślepych montażu.
• Zgrzewy łopatek turbiny i elementów silnikowych ze stopów niklu Inconel 718.
• Zgrzewy złączy przewodów w wiązkach elektrycznych pojazdów, łączących przewody miedziane o przekrojach od 0,35 do 10 mm².
• Zgrzewy taśm pakietowych i opakowaniowych z polietylenu i poliestru.
• Zgrzewy multimatrycowe ogniw litowo-jonowych, w tym połączenia kolektora miedzianego z elektrodą grafitową.
• Zgrzewy dociskowe profili zamkowych z blachy stalowej do produkcji drzwi i ram okiennych.

badanie zgrzewów Metody badań

• Badanie wizualne zgrzewu przy powiększeniu optycznym do oceny powierzchni, grania, pęknięć i przebarwień.
• Próba rozrywania zgrzewu punktowego z pomiarem siły maksymalnej i analizy charakteru przełomu.
• Próba ścinania na zakładkę zgrzewanych punktowo próbek nakładających się.
• Statyczna próba rozciągania pełnowymiarowych złączy dociskowych z rejestracją krzywej naprężenie-odkształcenie.
• Próba zginania i zginania z dociskiem dla oceny plastyczności strefy zgrzewu.
• Pomiar profilu twardości metodą Vickersa w siatce punktowej przez strefę zgrzewu i strefę wpływu ciepła.
• Analiza mikrostruktury na przekroju poprzecznym po trawieniu nital, kwasem pikrynowym lub odczynnikem Kellera.
• Ultradźwiękowe badanie refleksyjne z głowicą skośną i prostą do wykrywania braków przetopienia i porów.
• Ultradźwiękowe badanie metodą phased array z rekonstrukcją obrazu przekroju zgrzewu.
• Badanie penetracyjne barwne dla zgrzewów materiałów nieferromagnetycznych.
• Badanie magnetyczne proszkowe dla zgrzewów stali węglowych i niskostopowych.
• Radiografia cyfrowa zgrzewów o pełnym przetopieniu i złączy dociskowych rur.
• Pomiar rezystancji elektrycznej złącza metodą czteroprzewodową z kompensacją temperatury.
• Próba szczelności zgrzewów sztywnych metodą ciśnieniową z zanurzeniem lub detekcją przecieków.
• Próba udarności z nacięciem Charpy'ego umieszczonym w osi zgrzewu i w strefie wpływu ciepła.
• Badanie zmęczeniowe cyklicznym obciążeniem rozciągającym z określeniem liczby cykli do pęknięcia.
• Próba korozyjna w komorze solnej dla oceny degradacji zgrzewów powlekanych.
• Pomiar odkształceń po procesie zgrzewania metodą skanowania laserowego lub tachimetrem przemysłowym.

Podsumowanie

Badanie zgrzewów obejmuje ocenę wytrzymałości na rozrywanie i ścinanie, pomiar twardości i profilu strefy wpływu ciepła, analizę mikrostruktury na przekrojach metalograficznych oraz inspekcję nieniszczącą metodami ultradźwiękową, penetracyjną, magnetyczną i radiograficzną dla połączeń stalowych, aluminiowych, miedzianych, tytanowych i niklowych. Zakres usług obejmuje także pomiary rezystancji złączy elektrycznych, próby szczelności, udarności, zmęczenia i odporności korozyjnej, a standardowy termin realizacji badań wynosi od 7 do 15 dni roboczych w zależności od liczby pozycji i rodzaju próbek.

Powiązane Badania

• Badanie Rur Ze Stali Nierdzewnej