Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Подрезы сварных швов, другие возможные дефекты и контроль качества

Подрезы сварных швов, другие возможные дефекты и контроль качества

Качество сварных соединений можно обеспечить только постоянным контролем производства, причём контролю должны подлежать все элементы, начиная от самого свариваемого материала, проволоки и электродов, флюса, и заканчивая контролем самого процесса и качества готового изделия.

Общие правила контроля.

К работам нужно допускать только тех сварщиков, которые имеют опыт и прошли контрольные испытания. Контролированием обычно занимается специальный отдел, который называют отделом технического контроля. Существование этого отдела нисколько не снимает с самих сварщиков ответственности за качество своих работ, так как именно они в первую очередь отвечают за качество изделия и несут ответственность за возникшие дефекты.

Классификация дефектов.

По самым различным причинам могут возникать дефекты сварных соединений, которые оказывают существенное влияние на качество и прочность сварных конструкций. Все дефекты сегодня принято подразделять на несколько групп, а именно:

  1. Наружные дефекты: к наружным дефектам относятся различные трещины, подрезу и кратеры, которые значительно снижают прочность конструкции.
  2. Внутренние: к внутренним дефектам принято относить различные включения, пористость шва, а также непровар.
  3. Сквозные: трещины и различные прожоги.

Очень часто дефекты возникают по причине прямого нарушения технологии сварки или низкой квалификации самого сварщика или неправильного подбора материалов. Также хочется заметить, что часто причиной может послужить неисправность оборудования или низкое качество самих материалов. Поэтому, в причинах возникновения дефекта нужно разбираться обстоятельно, это поможет исключить возможность их возникновения в будущем.

Основные дефекты при сварке, почему они возникают и как можно их исправить.

Основные дефекты при сварке — это:

  • трещины;
  • подрезы;
  • наплывы;
  • прожоги;
  • кратеры;
  • свищи;
  • посторонние включения;
  • пористость;
  • перегрев и пережог металла.

Самые распространение и опасные дефекты.

  • Трещины

Трещины являются самым опасным дефектом сварки, так как они сводят на нет все проведенные работы и могут привести к разрушению конструкции, что может привести к весьма трагическим последствиям. На сегодня различают небольшие (микро) и крупные (макро) трещины, а также их классифицируют по времени их возникновения, а именно непосредственно во время работы или же после ее выполнения.

Основными причинами появления дефекта является неверная технология выполнения работы, а также в корне неверный подбор материалов. Трещины могут образоваться и по причине повышенного содержания углерода и различных примесей в области шва. Также, причиной может стать очень резкое охлаждение.

Дефекты

Исправление дефекта возможно только рассверливанием данной области и вырезанием места трещины, после чего сварочные работы производятся снова.

  • Подрезы

Таким дефектом, как подрезы сварных швов, называют явление, что возникает при дуговой сварке и характеризуется уменьшением толщины шва у его границы. Подрез является основной причиной возникновения излишнего напряжения в области сварного шва, причем особо опасно данное явление в тех случаях, когда шов расположен перпендикулярно основному напряжению. Если конструкция работает при вибрационных нагрузках, то подрез сварного шва является главной причиной значительного снижения ее прочности. Чаще всего они возникают при сварке самых первых слоев стыковых швов, а также часто такой дефект возникает и при сварке угловых швов. Куда реже подрезы случаются при варке однослойных стыковых швов, которые производятся как с разделкой кромок, так и без них.

  • односторонние (по одной стороне сварочного шва);
  • двусторонние (по двум сторонам).

Подрезы на швах

Чаще всего встречаются именно двусторонние подрезы, правда при сварке угловых швов наиболее частым явлением является подрез односторонний с происходящим наплывом металла на кромку, что расположена горизонтально.

Основными причинами подреза чаще всего является недостаточное напряжение при сварке, или же электрод был не совсем точно проведен по оси соединения элементов.

Конечно, есть и методы устранения этого весьма распространенного дефекта. Устранение подреза производится, прежде всего, наплавкой небольшого тонкого шва по линии этого дефекта. Отметим, что подрезы сварных швов – дефект также очень опасный, так как он снижает устойчивость конструкции к напряжению.

Дефекты при сварке. Контроль качества сварки

ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначения и определения». Согласно этому стандарту дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:

  • трещины;
  • полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;
  • твердые включения;
  • несплавления и непровары;
  • нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.;
  • прочие дефекты.

Трещиной называется несплошность, вызванная местным разрывом шва или околошовной зоны, который может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок.

В зависимости от ориентации трещины делятся на

  • продольные (ориентированные параллельно оси сварного шва) – цифровое обозначение 101, буквенное обозначение Ea;
  • поперечные (ориентированные поперек оси сварного шва) – 102, Eb;
  • радиальные (радиально расходящиеся из одной точки) – 103, E.

Они могут быть расположены в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.

Также выделяют следующие виды трещин:

  • размещенные в кратере сварного шва – 104, Ec;
  • групповые раздельные – 105, E;
  • групповые разветвленные – 106, E;
  • микротрещины (1001), обнаруживаемые физическими методами не менее чем при 50-тикратном увеличении.

Газовая полость – это полость произвольной формы, не имеющая углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Порой (газовой порой, 2011) называется газовая полость обычно сферической формы. Поры могут подразделяться на

  • равномерно распределенные по сварному шву – 2012;
  • расположенные скоплением – 2013;
  • расположенные цепочкой – 2014.
Читайте так же:
Количество зубьев на пильном диске по дереву

К продолговатым полостям (2015, Ab) относятся несплошности, вытянутые вдоль оси сварного шва. Свищи (2016, Ab) – продолговатые трубчатые полости, вызванные выделением газа.

К полостям также относятся усадочные раковины (202, R) и кратеры (2024, K). Усадочная раковина (по ГОСТ 30242-97) – это полость, которая образуется вследствие усадки при затвердевании. Кратером называется незаваренная усадочная раковина в конце валика сварного шва.

Твердые включения (300) – это твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения, оставшиеся в металле сварного шва. Остроугольными включениями называются включения с хотя бы одним острым углом. Виды твердых включений:

  • шлаковые включения (301, Ba) – линейные (3011), разобщенные (3012), прочие (3013);
  • флюсовые включения (302, G) – линейные (3021), разобщенные (3022), прочие (3023);
  • оксидные включения (303, J);
  • металлические включения (304, H) – вольфрамовые (3041), медные (3042), из другого металла (3043).

Несплавлением (401) называется отсутствие соединения между металлом шва и основным металлом либо между отдельными валиками сварного шва. Типы несплавлений:

  • по боковой поверхности (4011);
  • между валиками (4012);
  • в корне сварного шва (4013).

Непровар (402, D) или неполный провар – это несплавление основного металла на участке или по всей длине шва, появляющееся из-за неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения (заполнить зазор между деталями).

Нарушение формы сварного шва (500) – это отклонение формы наружных поверхностей шва или геометрии соединения от заданного значения. К нарушениям формы шва по ГОСТ 30242-97 относятся:

  • подрезы (5011 и 5012; F);
  • усадочные канавки (5013);
  • превышения выпуклости стыкового (502) и углового (503) швов;
  • превышение проплава (504);
  • неправильный профиль шва (505);
  • наплав (506);
  • линейное (507) и угловое (508) смещения свариваемых элементов;
  • натек (509);
  • прожог (510);
  • не полностью заполненная разделка кромок (511);
  • чрезмерная асимметрия углового шва (512);
  • неравномерная ширина шва (513);
  • неровная поверхность (514);
  • вогнутость корня сварного шва (515)
  • и др.

Подрезы – это продольные углубления на наружной поверхности валика шва. Подрезы со стороны корня одностороннего шва из-за усадки вдоль границы называются усадочными канавками. Превышение проплава – избыток наплавленного металла на обратной стороне стыкового сварного шва. Вогнутость корня шва – неглубокая канавка со стороны корня шва, возникшая из-за усадки.

Смещение между свариваемыми элементами при их параллельном расположении на разном уровне называется линейным смещением, а при расположении кромок элементов под углом – угловым смещением. Чрезмерной асимметрией углового шва называется значительное превышение размеров одного катета над другим.

Наплав – это избыток наплавленного металла шва, натекший на поверхность основного металла. Натек – это металл шва, не имеющий сплавления с соединяемой поверхностью и образовавшийся в результате перераспределения наплавленного металла шва под действием силы тяжести. Натеки часто возникают при сварке угловых швов или стыковых швов в горизонтальном положении.

Прожог – вытекание металла сварочной ванны, приводящее к образованию в шве сквозного отверстия. При неправильном профиле шва угол между поверхностью основного металла и плоскостью, касательной к поверхности шва, меньше нормального значения.

Все дефекты, не включенные в группы 1–5 (ГОСТ 30242-97), относятся к прочим дефектам (600):

  • местное повреждение металла из-за случайного зажигания дуги (601);
  • брызги металла (602);
  • поверхностные задиры (603) – повреждения поверхности из-за удаления временно приваренного приспособления;
  • утонение металла (606)
  • и др.

Контроль качества сварки

Качество — это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных соединений оценивается совокупностью показателей: прочностью, пластичностью, коррозионной стойкостью, структурой металла шва и околошовной зоны, числом дефектов, числом и характером исправлений, вероятностью безотказной работы за заданное время и т.д.

Какие бывают дефекты сварных швов, классификация по группам

При проведении сварочных работ необходимо предпринимать все меры по увеличению качества сформированного шва. От степени качества зависит длительность эксплуатации изделия. Дефекты сварочных швов могут проявляться под действием ряда факторов, среди которых такие, как несоблюдение технологии, отсутствие необходимой квалификации сварщика, халатность, некорректная работа оборудования. В зависимости от степени отклонения параметров от нормы выделяют допустимые и недопустимые дефекты. Все нормы определены ГОСТ 30242-97.

Некачественный шов

Указанный документ носит название «Дефекты соединений при сварке металлов». В нем, прежде всего, определено понятие дефекта. Под этим термином подразумевается отклонение от показателей, определенных ГОСТом, техническими условиями и чертежами проектов.

Дефекты сварочных швов разделены по группам.

  • Первую группу составляют трещины. Это дефект, вызванный разрывом шва. Трещина может возникнуть при резкой смене температур или при воздействии механической нагрузки.
  • Полости или поры имеют произвольную форму. Образуются в расплавленном металле при наличии в нем задержавшихся газов.
  • Твердые включения представлены инородными телами, попавшими в расплавленный металл при формировании шва.
  • Непровары и несплавления определяются, как ненадежное соединение между металлом шва и основным материалом или полное отсутствие такового.
  • Под нарушениями формы шва подразумевают отклонения от принятой геометрии, которая определена для наружных поверхностей шва.
  • Дефекты сварки, не попавшие в перечисленные группы.

Разновидности дефектов

Согласно указанному стандарту каждый дефект обозначается трехзначным кодом или четырехзначным числом, показывающим его разновидность.

К примеру, если натек маркируется числом 509, то натек в горизонтальной плоскости, как его разновидность – 5091.

Некоторые дефекты имеют буквенное обозначение. Порядок их использования согласована с международным институтом сварки. В такой стандартизации трещина обозначается литерой «Е», а полость – «А».

Читайте так же:
Чертежи для лазерной резки металла

Группа 1. Трещины

Дефекты типа 100 или «Е» считаются недопустимыми. В зоне образования трещины непременно произойдет разрушение конструкции. Разрыв происходит в самом шве или в зоне непосредственной близости. При возникновении трещины раскрытие может быть минимальным, однако действие нагрузок приводит к стремительному разрушению. По статистике данный вид дефектов проявляется при сварке легированных и углеродистых сталей. Повышается риск возникновения трещины при быстром охлаждении шва.

Причиной образования трещин является наличие в металле углерода, кремния, серы, никеля или водорода. При несоблюдении технологии в области шва возникают излишние напряжения. Чтобы устранить уже образовавшиеся трещины следует сначала засверлить их концы. Затем трещина удаляется строжкой, а место ее локализации зачищается и заваривается заново.

Продольная трещина

Трещины можно классифицировать по происхождению, они делятся на холодные и горячие.

  • Холодные трещины образуются после остывания шва, когда температура составляет 300°C градусов. Такие дефекты могут проявить себя и спустя достаточно продолжительное время. Фазовые превращения, происходящие при кристаллизации металла, резко снижают показатели прочности. Атомарный водород не полностью улетучивается и провоцирует появление трещин. Избежать этого можно лишь, обеспечив защиту сварочной ванны.
  • Горячие трещины возникают при высоких температурах (1100-1300°C градусов). При кристаллизации происходит процесс, обратный линейному расширению. Стягивание металла приводит к разрыву. Такого вида трещины направлены не только вдоль шва, но и поперек него. Образуются разрывы на границе зерен кристаллов.

Поперечная трещина

Трещины можно разделить по размерам. Макроскопические трещины (100; Е) оцениваются визуально. Микротрещины (1001) проявляются только при использовании увеличительных приборов. Зачастую приходится применять пятидесятикратное увеличение для наблюдения дефекта.

Группа 2. Поры

Поры в металле представляют собой полости, которые заполнены газом. Они начинают образовываться, когда металл находится в жидком состоянии. В это время наблюдается процесс газообразования, но только часть пузырьков выходят наружу. Размер полости варьируется от микрометров до нескольких миллиметров. Иногда наблюдаются целые скопления пор, образующие раковины. Обычно полость имеет округлую форму.

Поры могут появляться по ряду причин. Первая из них – низкое качество очистки поверхностей от загрязнений. На кромках могут оставаться частички ржавчины, окалины, масла. При большой скорости сварки газ просто не успевает выйти из жидкой субстанции, оставаясь в ней в виде пузырьков. Как было уже отмечено, тенденция к образованию пор особенно выражена при работе с углеродистыми сталями.

Разновидности пор в шве

Нарушение технологии сварки приведет к негативным последствиям. Особое внимание следует обратить на климатические условия. Повышенная влажность влияет на состояние флюса. Возникновение пор приводит к тому, что после предварительной строжки поверхности приходится зачищать и сварку повторять.

Полость (200; А) может быть произвольной формы со скругленными углами. Внутри пузырька содержится водород, азот или окись углерода. Постепенно металл застывает и образуется пора. Зачастую разделяют эти два понятия, так как пора имеет сферическую форму, а полость – неправильную. Но в данной классификации эти дефекты идентичны. Серия пор, распределенных равномерно (2012) – дефект, наблюдаемый при работе с цветными металлами. Его разновидностью является цепочка (2014) и скопление пор (2013).

Частным случаем поры выступает свищ (2016; Ab). По индексу видно, что это дефект того же типа, однако свищ представлен трубчатой полостью, пронизывающей шов насквозь. Причина его возникновения заключается в повышенной влажности. Форма свища зависит от выделившегося газа. Иногда свищ возникает при перегреве металла или случайном КЗ, вызванном соприкосновением вольфрамового электрода с поверхностью. Исправлять такой дефект приходится полным удалением металла с последующей переваркой.

Поры в металле

Кратер, маркирующийся, как дефект 2024 или «К», образует раковину с одного края валика шва. Обычно появляется в результате резкого отрыва электрода. Если с виду кратер не имеет трещин, то при детальном рассмотрении они чаще всего проявляются, поэтому такой дефект приходится устранять.

Группа 3. Твердые включения

Инородные частицы снижают показатели прочности шва и выступают местами локализации чрезмерных напряжений. При обнаружении твердых включений проводят строжку до тех пор, пока не появится здоровый металл, а затем повторяют процесс сварки. Дефект 300, заключающийся в попадании металлических частиц в зону шва, при наличии хотя бы одного острого угла называется остроугольным включением. Примером такого дефекта выступает шлаковое включение (301; Ba), флюсовое включение (302; G), оксидное включение (303; J) и металлическое включение (304 H).

Шлаковое включение разделяется на линейное (3011), разобщенное (3012) и прочие (3013). Шлак, который образуется в результате плавления присадки или флюса, всегда всплывает вверх. Но при нарушении технологии ведения электрода или при высокой скорости сварки он зачастую остается внутри расплавленного металла. Для работы в среде защитного газа явление шлаковых включений встречается редко. Существуют установленные нормы размеров частиц, при которых допускается эксплуатация детали. Если эта норма превышена, то шов вырубается и переваривается.

Инородные частицы в шве

Флюсовые включения подразделяются на те же самые типы (3021, 3022 и 3023 соответственно). Они возникают из остатков флюса, который не успел прореагировать с металлом. Обычно он всплывает на поверхность, но могут оставаться части внутри, образуя дефект.

Подобная ситуация возникает при неправильном подборе флюса. Например, если он представлен в виде крупных гранул. Провоцировать возникновение включений может также и завышенная скорость сварки.

Оксидное включение – это попавший в металл шва оксид. Он образуется в результате реакции металла с кислородом. Оксидная пленка тугоплавкая и труднорастворимая, поэтому при ее появлении обязательно образуется дефект. Чтобы избежать возникновения пленки, нужно обеспечить защиту сварной зоны активными или инертными газами. Следует также особое внимание уделить подготовке поверхностей. Оксидные включения обычно располагаются в виде прослойки в массиве, что приводит к разрушению шва.

Читайте так же:
Как узнать какая цепь на бензопиле

Плохая работа

Металлические включения вольфрама (3041), меди (3042) и других элементов (3043) могут возникнуть при недостаточной защите сварочной ванны. В большинстве случаев подобные дефекты можно наблюдать при случайном КЗ вольфрамового электрода. Распознать ситуацию можно по характерному треску и резким вспышкам дуги. Вольфрам имеет высокую температуру плавления, поэтому не растворяется в жидком металле.

Группа 4. Несплавление и непровар

Для несплавления характерным признаком является плохое соединение между элементами шва и металлом заготовки. Разновидностями дефекта являются несплавления по боковой стороне (4011), между валиками (4012) и на окончании шва (4013). Такие дефекты, как несплавления, характерны для дуговой сварки. Суть его заключается в том, что металл кромки не расплавился полностью, поэтому стык получился некачественным.

Нередко тому предшествует неправильная разделка кромок или ошибки в выборе положения электрода. Усугубляет ситуацию химическая неоднородность металлов. Сварщик обязан точно установить все параметры сварки (силу тока, скорость формирования шва).

Несплавление и непровар

Дефект 402 или «D» — неполный провар. Непровар технически похож на несплавление. Отличием является то, что в данном виде нарушения технологии наблюдаются участки, где металл не смог проникнуть в корень соединения. Непровар может наблюдаться между основным материалом и металлом шва, а также между слоями шва при многослойной сварке. Наблюдается непровар при двусторонней сварке в середине сечения. Заметить дефект можно визуально, ведь в окончании зоны наблюдается трещина.

Непровар может привести к снижению прочности конструкций. Особенно чувствительны швы с непроваром при вибрационных нагрузках. Даже мелкие участки с дефектом снижают показатели на 40%. Непровар корня ухудшает прочность соединения на 70%. Как и при несплавлении, в данном случае причина кроется в неправильном выборе режима сварки. Дефект между слоями возникает при плохой обработке поверхностей. Дефект исправляется путем удаления шва и повторного сваривания.

Группа 5. Нарушение формы шва

Перед выполнением сварочных работ происходит предварительное проектирование, в результате которого устанавливается геометрия будущего шва. Отклонение формы от установленных норм квалифицируется, как дефект 500. Нарушение формы шва не только негативно влияет на его прочность, но и ухудшает эстетический вид. К причинам относят возможные скачки напряжения сети, неравномерная подача проволоки или неверный угол наклона электрода.

К наиболее часто встречающимся дефектам данного вида относят различные подрезы. Они ослабляют устойчивость конструкции к нагрузкам. Подрез возникает при превышении силы тока или при увеличении пламени газовой горелки.

Неравномерная ширина

Современные полуавтоматы позволяют контролировать режим сварки, поэтому в последнее время подрезы стали значительно реже встречаться, однако при недостаточной квалификации сварщика данный дефект имеет место быть.

Исправляются подрезы повторным наложением ниточного шва. Если при этом эстетика теряется, то прочность соединения приходит в норму. В работе с тонкими листами металлов возникают прожоги. Наличие прожога (510). Он визуально определяется в виде сквозных отверстий и свидетельствует о том, что на инверторе установлена слишком большая сила сварочного тока. Устранение прожогов связано с зачисткой мест их локализации и повторным провариванием.

Группа 6

Все остальные дефекты, не попавшие в предыдущие группы, позиционируются, как дефекты 600. К ним относится случайная дуга, разбрызгивание, задиры и уменьшение толщины металла. Несмотря на большое разнообразие дефектов сварочных швов, разработаны вполне определенные рекомендации по их недопущению.

Группа 6

Начинающему сварщику трудно будет соблюдать все требования, однако профессиональные мастера без проблем могут избежать некачественного результата. Необходимо изначально выработать методику ведения сварки. Для этого предстоит решить такие вопросы, как выбор оборудования, выбор расходных материалов, правильная обработка поверхностей, техника ведения сварки.

Дефекты сварного шва фото

Глава XXIX
ДЕФЕКТЫ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

§ 127. Дефекты сварных швов

Классификация дефектов. Дефектами сварных соединений принято называть отклонения от норм, предусмотренных ГОСТами, техническими условиями и чертежами проектов. В этих нормах предусматриваются: геометрические размеры сварных швов (высота и ширина), сплошность, герметичность, прочность, пластичность, химический состав и структурные составляющие металла шва.
Дефекты сварных швов и соединений весьма разнообразны. Можно выделить следующие основные группы дефектов:
образующиеся в результате нарушения технологии сборки (смещение свариваемых кромок, осей труб, несоответствие зазора между свариваемыми деталями и др.);
имевшиеся в металле свариваемых деталей (трещины, расслоения, закаты и плены), на свариваемых кромках или вблизи шва (эти дефекты могут воздействовать на формирование шва);
вызываемые плохой свариваемостью основного металла (склонность к образованию холодных и горячих трещин в сварном соединении);
образующиеся в результате несоответствия химического состава и технологических свойств присадочных материалов;
образующиеся из-за нарушения технологического процесса сварки или термической обработки (несоответствие структурных составляющих, подрезы, поры, непровары, прожоги, шлаковые включения, ослабленные швы);
возникающие во время сварки или при охлаждении конструкции из-за несоответствия зажимных приспособлений, кондукторов и прочей оснастки;
образующиеся при эксплуатации конструкций.
По характеру залегания дефекты в сварных соединениях можно разделить на внешние и внутренние.
Внешние дефекты — это несоответствие геометрических размеров шва, неравномерная чешуйчатость, незаплавленные кратеры, подрезы, поры, шлаковые включения, трещины, выходящие на поверхность.
Внутренние дефекты — это непровары между свариваемыми кромками деталей, непровары в корне, флокены, пережог металла, внутренние трещины, газовые поры и шлаковые включения, не выходящие на поверхность, структурные составляющие, несоответствие материалов свариваемых изделий.
По величине дефекты подразделяют на макроскопические, которые хорошо видны невооруженным глазом или рассматривают под лупой с увеличением до 10-20 раз, и микроскопические, рассматриваемые под микроскопом с увеличением от 50 до 1500 раз и более.
Макроскопические и микроскопические дефекты и причины их образования. Неудовлетворительное формирование шва характеризуется крупной чешуйчатостью, неравномерной шириной и высотой шва, наличием прожогов и наплывов, а также незаваренных кратеров.
Подрезы — это углубления (канавки) в месте перехода основного металла к металлу сварного шва (рис. 135, а). Подрезы — опасные дефекты, которые могут привести к выходу из строя сварного изделия. Подрезы устраняют наплавкой тонких (ниточных) швов электродами малых диаметров.
Прожоги (рис. 135, б) образуются в результате большой величины сварочного тока, из-за малого притупления кромок свариваемого изделия, большого зазора между свариваемыми кромками, а также при неравномерной скорости сварки. Прожоги являются недопустимыми дефектами и подлежат исправлению.
Непровары — это несплавление между отдельными валиками, основным и наплавленным металлом и незаполнение металлом расчетного сечения шва (рис. 135, в). При V-образной разделке кромок могут быть непровары в корне стыковых швов, а при X-образной разделке — в центре шва. Непровары могут стать причиной разрушения конструкции в результате повышенных концентраций напряжений и уменьшения площади поперечного сечения металла шва.
Трещины (рис. 135, г) являются наиболее опасными дефектами. Возникновение трещин связано с химическим составом основного и наплавленного металла, а также со скоростью охлаждения сварного соединения и с жесткостью свариваемого контура.
Трещины, образовавшиеся в процессе сварки, называются горячими, а после охлаждения металла — холодными. Трещины снижают статическую, динамическую и вибрационную прочность конструкции. В результате динамических нагрузок трещины быстро развиваются (увеличиваются в размере) и приводят к разрушению конструкции. На образование трещин влияет температура окружающей среды (чем ниже температура окружающей среды, тем больше вероятность образования трещин). При сварке низкоуглеродистых сталей трещины встречаются редко.
Газовые поры (рис. 135, д) образуются в шве вследствие перенасыщения расплавленного металла сварочной ванны газами. Поры могут быть внутренними, не выходящими на поверхность сварного шва, и наружными, выходящими на поверхность шва. Они могут быть одиночными, групповыми либо располагаться цепочкой.
Появление пор в сварном изделии снижает механические свойства наплавленного металла (ударную вязкость, угол загиба, предел прочности) и нарушает герметичность изделия.
Неметаллические включения представляют собой загрязнение металла. Это чаще всего шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла в процессе кристаллизации. Неметаллические включения уменьшают рабочее сечение шва и приводят к понижению прочности сварного соединения.

Читайте так же:
Макита шуруповерт для гипсокартона

Дефекты сварных швов
Рис. 135. Дефекты сварных соединений (стрелками указан дефект)

Очередность контроля. Чтобы обеспечить высокое качество и надежность сварных соединений, необходимо выполнить предварительный контроль, пооперационный контроль и контроль готовых сварных соединений.
При предварительном контроле следует проверить:
сварочные материалы (электроды, сварочную проволоку, флюсы и газы) и материал для дефектоскопии;
сварочное оборудование, сборочно-сварочные приспособления, контрольно-измерительные приборы, инструмент, аппаратуру и приборы для проведения дефектоскопии.
Обязательно должна быть проверена квалификация сварщиков, контролеров-дефектоскопистов и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами контроля сварных швов.
Пооперационный контроль включает:
контроль подготовки деталей под сварку, режимов сварки и правильности наложения швов;
контроль в процессе сварки за состоянием оборудования, качеством и соответствием присадочных материалов и контрольно-измерительных приборов.
Контроль готовых сварных соединений выполняют после выполнения термической обработки (если она предусмотрена требованиями технологического процесса).

Краткая характеристика дефектов сварных соединении

Трещины являются наиболее опасными дефектами сварных соединений. Трещины могут возникать и в ме­талле шва, и в околошовной зоне. Под действием оста­точных напряжений или рабочей нагрузки трещины спо­собны распространяться с огромной скоростью, сравни­мой со скоростью звука. Разрушение конструкции мо­жет произойти почти мгновенно, что представляет со­бой большую опасность.

Трещины принято классифицировать следующим образом:

— по размерам — на микроскопические и макроско­пические;

— по расположению — на продольные в поперечные;

— по температуре возникновения — на горячие и хо­лодные (при температурах 100-200 °С и при комнатной

Иногда еще различают трещины по времени образова­ния: в процессе сварки и после нее.

Образованию трещин способствует повышенное содер­жание углерода в расплавленном металле, а также крем­ния, никеля и особенно вредных примесей серы, фосфора и водорода.

Причинами образования трещин чаще всего является несоблюдение технологии и режимов сварки. Это может проявляться, например, в неправильном расположении швов в сварной конструкции, что приводит К ВЫСОКОЙ концентрации напряжений. Большие напряжения в свар­ных конструкциях могут возникнуть также при несоб­людении заданного порядка наложения сварных швов.

Поверхностные трещины в сварных конструкциях уст­раняются в следующем порядке: сначала засверливают кон­цы трещины, чтобы она не распространялась дальше по шву, затем трещину полностью вырубают и заваривают.

Подрезами называются углубления (канавки) в местах перехода основного металла к металлу сварного шва. Под­резы являются наиболее часто встречающимися дефекта ми. Приводят к ослаблению сечеиня основного металла и местной концентрации напряжений под влиянием рабочих нагрузок. При электродуговой сварке подрезь: возникают при повышенном токе и напряжении дуги, а при газовой сварке — из-за повышенной мощности сварного пламени.

Читайте так же:
Диагональ правильного шестиугольника формула

Подрезы часто образуются при сваривании горизонталь­ных швов на вертикальной плоскости.

Устраняются подрезы наплавкой тонких (ниточных) швов електродами малого диаметра.

Наплывами называются дефекты сварных соединений, возникающие в случаях, когда жидкий металл шва нате­кает на основной металл, но с ним не соединяется.

Причинами образования наплывов могут быть:

— недостаточный прогрев основного металла;

— заниженное напряжение дуги;

— слой окалины на свариваемых кромках;

— излишнее количество присадочного металла и т. п.

Наплывы срубают, проверяя, нет ли в этих местах не­провара.

Прожогами называются дефекты, проявляющиеся в том, что жидкий металл вытекает через сквозное отвер­стие в сварочном шве. При этом с обратной стороны, как правило, возникают натеки.

Причинами образования прожогов являются:

— завышенный сварочный ток или повышенная мощ­ность сварочного пламени;

— недостаточная скорость сварки (при автоматичес­кой сварке — внезапная остановка сварочного автомата);

— слишком большой зазор между свариваемыми

— недостаточное притупление кромок;

— недостаточная толщина подкладки или ее неплот­ное прилегание к основному металлу.

Прожоги исправляют путем их аырубкд, зачистки де­фектных мест и заваривания,

Непроварами называются локальные — (местные) не — сплавления основного металла с наплавленным или же кесплавленпз между собой слоев шва, если ведется мно­гослойная сварка, К этому же виду дефектов относится незаполнение металлом расчетного сечения шва.

При V-обраэвоЙ разделке кромок непровары наблюда­ются обычно в корке стыковых швов, при X-образной разделке — в центре шва.

Непровары относятся к одним из самых опасных дефек­тов сварных соединений (особенно по кромкам и между сло­ями), так как значительно снижают прочность сварного тпвя и могут стать причиной разрушения всей конструкции.

Причины непроваров следующие;

— неправильная подготовка кромок под сварку;

— заниженный сварочный ток или мощность свароч­ного пламени;

— слишком большая скорость сварки;

— низкое качество зачистки свариваемых кромок от ржавчины, окалины, шлака и тому подобных загрязнений.

Участки с непроварами приходится вырубать до основ­ного металла, зачищать и вновь заваривать.

Кратерами называются углубления, возникающие при обрыве сварочной дуги или сварочного пламени. Крате­ры уменьшают рабочее еечешие сварочного шва, то есть снижают его прочность. Кроме того, в кратерах могут возникать усадочные рыхлости, которые способствуют образованию трещин.

Кратеры вырубают до основного металла, зачищают и заваривают.

Свищами называются дефекты в виде полостей, выхо­дящих на поверхность сварпого ыт>9.. Также влияют за прочность сварного ссединенил и могут способствовать развитию трещин.

Посторонзие включения. К данному типу дефектов относятся шлаковые включения, неметаллические, воль­фрамовые, окяснн? и некоторые другие.

Шлаковые включения в сварном шве образуются шла­ками, не успевшими всплыть па поверхность металла ins,’. Шлаковые включения вызываются нивкам качеством зачистки свариваемого металла и присадочной проволо­ки, а также неправильным выбором режима сварки (на­пример, при завышенной скорости сварки.). При много­слойной сварке такие включения могут возникнуть при плохой зачистке предыдущего слоя.

Вольфрамовые включения образуются в сваркам шве, например, при аргонодуговой сварке неплавязцимся элек­тродом алюминиевых сплавов.

Окисные включения могут возникать в металле шва из-за слабой их растворимости и слишком быст-рого ох­лаждения. Подобные зключения ослабляют сечение шва, снижают его прочность и становятся зонами концентра­ции напряжений.

Места швов со шлаковыми и другими включениями вырубают и заваривают.

Пористость. Порами в сварном шве называют полости, заполненные газами. Возникают в жидком металле шва вследствие интенсивного газообразования, при котором не все газовые пузырьки успевают выйти наружу до затвер­девания сварного шва. Размеры пор, образующихся в ме­талле, бывают как микроскопические, так и достигающие нескольких миллиметров. В сварном шве, помимо оди­ночных пор, могут возникать и скопления пор, в иногда даже раковины и свищи.

Причины образования пор в сварных швах следующие:

— низкое качество зачистки свариваемых кромок и присадочной проволока от загрязнений (окалины, ржав­чины, масел и т. п.);

— большая скорость сварки, при которой газы не ус­певают выйти наружу;

— повышенное содержание углерода в основном ме­талле и присадочном материале;

— повышенная влажность (например, сварка при сы­рой погоде, что отразится на состоянии электродных по­крытий, флюса и т. д.);

Наличие пористости в сварном соединении снижает механические свойства металла (прочность, ударную вяз­кость и т. п.), а также герметичность изделия.

Участки сварных швов с порами вырубают до основно­го металла, вновь зачищают и заваривают.

Перегрев и пережог металла. Данные дефекты вызы­ваются нарушениями режима сварки — слишком болы тим сварочным током или большой мощностью свароч­ного пламени и малой скоростью сварки.

Перегрев металла увеличивает размеры зерен в метал­ле шва и в металле околошовной зоны. Это снижает ме­ханические качества сварного соединения, и в особеннос­ти ударную вязкость. Перегрев металла исправляется последующей термической обработкой.

Перемог металла является гораздо более опасным де­фектом. Пережженный металл хрупок из-за образования окисленных зерен, которые обладают небольшим взаим­ным сцеплением. Пережог вызывается теми же причина-

Рис, 128. Дефекты сварных соединений (стрелками указан дефект)

ми, что и перегрев, а кроме того, плохой защитой рас­плавленного металла от кислорода и азота воздуха.

Пережженный металл не поддается исправлению, по­этому его полностью удаляют (вырубают до основного ме­талла), затем дефектное место заваривают.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector