Obrabotka Metallov 2015 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (68) 2015 43 технология при прессовке и литье, при выделении газов в результате химической реакции; – трещины, возникающие под действием внешних и внутренних напряжений при терми- ческом воздействии, прессовании заготовок в готовые изделия; – ослабление механических свойств в резуль- тате нарушения химического состава (зоны по- ниженного или повышенного содержания связу- ющего) и технологии изготовления; – расслоения, возникающие в результате перерывов в литье или при сборке пакетов из разнородных материалов, загрязнений соединя- емых поверхностей. Для выявления данных дефектов могут быть использованы методы с разрушением целост- ности исследуемого образца или методы не- разрушающего контроля качества композици- онных материалов. Методы неразрушающего контроля широко применяются для нахождения дефектов, измерения толщины, измерения влаж- ности, исследования мест сварки в пластмассо- вых трубах, исследования качества соединений пластмассовых труб и фитингов с помощью свя- зующих растворов. Известны три основных ме- тода применения ультразвука для обнаружения внутренних дефектов: теневой, эхо-метод и ре- зонансный [13–15]. Они позволяют обнаружить дефекты, посторонние включения и неоднород- ности без разрушения изделия [10–12], а также оценить физические свойства, характеризующие прочность и надежность соединений. Методы неразрушающего контроля широко применяются для деталей из металлов и сплавов на их основе, но для выявления дефектов в изде- лиях из композиционных материалов не исполь- зуются из-за отсутствия научной информации, справочных данных и других рекомендаций. Целью работы является выявление внутрен- них дефектов в деталях из композиционных ма- териалов эхо-методом и своевременное исклю- чение из технологического процесса деталей, имеющих дефекты на стадии заготовительной операции и в процессе механической обработки. Материалы и методы исследования В качестве исследуемого материала выбрано оргстекло ИЮПАК: Poly (methyl 2-methylprope- noate), которое состоит из термопластичной смо- лы с характеристиками: температура плавления 160 °C; плотность 1,18 г/см³; температура кипе- ния 200 °C. На производстве при проведении измере- ний и контроля свойств материала используют методику с разрушением целостности исследу- емого образца, что зачастую требует больших затрат средств и времени. Здесь применяется акустический (ультразвуковой) метод неразру- шающего контроля качества композиционных материалов, который заключается в использо- вании способности ультразвуковых колебаний проникать с большой скоростью (до 12 000 м/с) в материал и отражаться от поверхности раз- дела сред с различными акустическими свой- ствами. Для выявления внутренних дефектов исследуемого образца был применен эхо-метод. Условия проведения эксперимента представле- ны в табл. 1. В ходе подготовки к проведению эксперимен- тальных исследований поверхность заготовки была очищена спиртовым раствором Terostat-450 от загрязнений, препятствующих обеспечению акустического контакта. Затем на поверхность исследуемого образца для улучшения процесса сканирования наносилась контактная жидкость «Гель ультразвуковой». Дефектоскоп ультразву- ковой «Пеленг» УД2-102 настроен на уровень чувствительности 57 дБ, что дает возможность выявлять дефекты с эквивалентной площадью 2 мм 2 . Минимальное расстояние от поверхности ввода до дефекта при контроле составляет 5 мм. Параметры исследования и измеряемые величи- ны представлены в табл. 2. Обработка экспериментальных данных, за- писанных в память дефектоскопа в виде про- токола контроля, проводилась на компьютере с использованием программного обеспечения Microsoft Excel. Для убеждения в однородности результатов наблюдений, исключения экспери- ментальных ошибок и отброса ошибочных опы- тов были проведены исследования эксперимен- тального образца эхо-методом, а затем методом с разрушением целостности исследуемого об- разца. Для анализа данных, полученных двумя методами, были получены дефектограммы. При обнаружении участков с эквивалентной площа- дью несплошности более 2 мм 2 фиксировался внутренний дефект в виде несплошности и запи- сывались данные о детали, выявленном дефекте