Дефекты сварных швов: Дефекты сварных соединений и швов: трещины, подрез, поры, включения, брызги

виды, способы контроля и устранения

Сварные металлоконструкции активно используются в разных сферах жизнедеятельности. Но в процессе сваривания отдельных элементов в цельные конструкции могут возникать дефекты сварных швов и соединений, которые негативно сказываются на прочности и безопасности эксплуатации готовых металлоизделий.

Что такое дефекты сварных соединений

Размерные параметры сварного соединения четко определены государственными стандартами, при этом свой ГОСТ есть у каждого вида сварки. Любые отклонения от установленных нормативно-техническими документами показателей считаются дефектами. Возникают они как при проведении сварочных работ, так и при нарушении требований в процессе подготовки соединяемых элементов и сборке конструкций в единое целое.

Виды дефектов сварочных швов

В силу разных обстоятельств сварочные стыки могут иметь повреждения, влияющие на их прочностные характеристики.

Все виды дефектов сварных соединений разделяются на три основные группы:

• наружные дефекты. К данной группе относят неравномерность формы стыкового соединения, наплывы, трещины, прожоги металла, подрезы шва, кратеры и другие изъяны, возникающие на поверхности. Обнаружить их можно при визуальном осмотре;
• внутренние дефекты. Это может быть некачественное сплавление металла, пористость и трещины, сторонние включения (оксидные, шлаковые и неметаллические) и другие, находящиеся внутри шовного соединения;
• сквозные дефекты. Сюда относят трещины, подрезы, прожоги и другие повреждения, которые изнутри проходят на внешнюю поверхность сквозь шовное соединение.

Дефекты любого вида не допускаются в сварных соединениях и подлежат устранению, особенно касается это случаев, когда металлоконструкции выступают составляющими элементами несущих конструкций и должны выдерживать интенсивные нагрузки.

Характеристики и причины основных дефектов сварки

Не в каждом случае качество сварки соответствует установленным требованиям. Классификация дефектов сварных соединений в полном составе изложена в ГОСТ 30242-97. Но среди всех обозначенных в документе изъянов выделяют основные, которые чаще обычного выявляются при контроле и обследовании соединительных стыков.

Трещины

Для сварочных швов наибольшую опасность представляют трещины. Они способны спровоцировать мгновенное разрушение металлических конструкций и привести к трагическим последствиям.

Причинами появления трещин могут быть:

• неправильное расположение стыков;
• резкое охлаждение места сварки;
• неправильный выбор материалов;
• кристаллизация металла вследствие чрезмерно высоких температур.

По размеру различают микро- и макротрещины, по типу образования – поперечные, продольные и радиальные.

Вне зависимости от видов и причин возникновения трещины – это недопустимые дефекты сварных соединений металла.

Подрезы

Это образующиеся на наружной поверхности шовного валика продольные углубления. Если на шве есть подрез, то в месте его появления уменьшается сечение шва, а также образуется очаг концентрации напряжения.

Превышенная величина сварочного тока – основная причина появления таких дефектов. Довольно часто наблюдаются подрезы в горизонтальных швах.

Наплывы

Это натекший на поверхность избыток металла, который не имеет должного сплавления с соединяемой поверхностью. Часто наплыв возникает при сварке стыковых или угловых швов в горизонтальном положении. Образуется при недостаточном прогреве основного металла, избытка присадочного материала, наличия окалин на соединяемых кромках.

Прожоги

Такие дефекты являют собой сквозное отверстие, возникшее вследствие вытекания из сварочной ванны расплавленного металла. В данном случае с другой стороны отверстия как правило образуется натек.

Прожог может быть вызван слишком медленным передвижением электрода по линии сваривания, повышенным сварочным током, неплотным прилеганием к основному металлу прокладки или же недостаточной ее толщиной, большим зазором между соединяемыми кромками.

Непровары

Если на сварочном шве обнаружены локальные несплавления между основным и наплавленным металлом, то дефект такого типа называют непровар. Он существенно понижает прочностные свойства шва и соответственно всей конструкции.

Причины непроваров состоят в следующем: чрезмерно высокая скорость сваривания, некачественная подготовка кромок к сварному процессу, наличие ржавчины, окалин и других загрязнений на соединяемых поверхностях.

Кратеры

Образующиеся вследствие обрыва сварочной дуги углубления в соединительном валике называют кратерами. Такие изъяны существенно уменьшают сечение стыка, что негативно сказывается на прочности. Кратер опасен тем, что внутри него могут находиться усадочные рыхлости, приводящие к появлению трещин.

Свищи

Поверхностные дефекты в виде полости. Понижают прочность соединительного стыка и провоцируют образование трещин. Свищи имеют произвольную форму, могут возникать как на внешней поверхности, так и внутри шва.

Пористость

Поры – это заполненные газами полости, образующиеся при повышенном газообразовании внутри металла. Возникают при наличии разнообразных загрязнений на свариваемых поверхностях, при повышенной скорости сварки, а также повышенной вместительности углерода в используемом присадочном материале.

Посторонние включения

Качество шва существенно ухудшают сторонние включения – оксидные, шлаковые, вольфрамовые, флюсовые и другие включения. Главная ошибка, приводящая к их наличию – неправильный режим сварки. Любое из присутствующих включений понижает прочность и надежность соединения и подлежит устранению.

Причины появления дефектов

Каждый из всех встречающихся дефектов возникает вследствие конкретных факторов. При этом выделяют причины образования дефектов сварных соединений общего характера:

• использование некачественных расходных материалов для сваривания элементов;
• несоблюдение сварочных технологий;
• низкое качество металла, из которого создаются конструкции;
• некачественное или неисправное оборудование;
• неправильный режим сварки;
• технологические ошибки, вызванные низкой квалификацией сварщика.

Чтобы металлоконструкции получались качественными и выносливыми, следует строго соблюдать нормы сваривания и доверять работы профессиональным сварщикам.

Методы выявления дефектов

Выявление дефектов сварных соединений осуществляется следующими способами:

• визуальный осмотр и обмер стыковочных швов;
• испытания стыков на непроницаемость;
• определение дефекта сварного соединения специальными приборами;
• испытания образцов на прочность в лабораторных условиях.

Осмотр сварочного шва осуществляется только после очистки его от шлака, устранения застывших брызг металла и других типов загрязнений. Проверке подлежат размеры и правильность формы соединений, наличие или отсутствие прожогов, кратеров, трещин, свищей и других погрешностей.

Испытание непроницаемости позволяет выявить дефекты сварных соединений трубопроводов, например, поры, трещины, сквозные непровары. Проверяются конструкции несколькими способами:

• обдуванием или заполнением швов воздухом;
• поливом струей воды или наполнение отсеков водой под давлением;
• смазыванием швов керосином.

Если в ходе проверки обнаружен дефект, то деталь возвращается на дополнительную обработку.

Способы устранения дефектов

Любой сварочный процесс сопровождается образованием дефектов, вне зависимости выполняется он инвертором, полуавтоматом, трансформатором или другим оборудованием. При этом выделяют недопустимые и допустимые дефекты сварных соединений, по сложности которых определяется пригодность или непригодность конструкции к дальнейшей эксплуатации.

Способы устранения дефектов сварных соединений выбираются с учетом типа обнаруженного повреждения:

• прожоги исправляют тщательной зачисткой стыка с последующей его заваркой;
• для устранения подрезов выполняется наплавка тонкого соединения по всей линии дефекта;
• исправление трещины осуществляется методом ее полного рассверливания, вырубкой шва на проблемном участке, очисткой поверхностей и повторным завариванием с соблюдением сварочной технологии и действующих нормативов;
• непровары удаляются путем их вырезания и повторного сваривания;
• свищи и кратеры вырезаются до достижения основного металла, после чего по-новому завариваются;
• наплывы аккуратно срезаются, но при этом обязательно следует проверить срез на предмет наличия непровара;
• деформация при сварке устраняется термическим или термомеханическим способом;
• все типы дефектов с посторонними включениями устраняют вырезкой и завариванием.

Если в ходе обследования обнаружены технологические дефекты сварных соединений труб, то устранять их следует строго в соответствии нормативных требований одним из методов:

• механическим без последующей заварки;
• механическим с завариванием места выборки;
• вырезкой участка трубы, на котором присутствует дефект;
• полным удалением шовного соединения и выполнением нового.

При проверке на прочность и герметичность газораспределительных сетей разрешается исправлять дефекты сварных соединений газопроводов в случае, когда сварочный процесс выполнялся дуговой сваркой и не допускается при сваривании газовой сваркой.

Методы контроля сварных соединений

Тот факт, что влияние дефектов на качество сварной металлоконструкции максимизирует риски разрушения изделий доказывать не нужно. Чтобы в процессе сваривания получать действительно надежные, прочные и выносливые конструкции, после завершения работ должен проводиться контроль качества сварных соединений.

Осуществляется контроль сварочных швов поэтапно:

• предварительный. Включает проверку марки металла, качества заготовок, кислорода, присадочной проволоки и других расходных материалов;
• контроль в ходе сварочных работ. Подразумевает постоянные проверки режима сварки, исправности оборудования, осмотр швов и измерение их специальными шаблонами. При выявлении отклонений от установленных стандартов сразу же можно провести удаление дефектов сварных соединений;
• контроль готовой конструкции. Внешние дефекты можно увидеть при обычном осмотре. При необходимости стыки проверяются на плотность, а также подвергаются другим испытаниям.

Все методы контроля сварных соединений разделяются на две группы – разрушающие и неразрушающие. Как правило для выявления дефектов применяются неразрушающие методы, к которым принадлежат:

• внешний осмотр:
• ультразвуковая дефектоскопия;
• магнитный контроль;
• цветная дефектоскопия;
• радиационная дефектоскопия;
• капиллярная дефектоскопия;
• контроль стыков на проницаемость и другие методы обнаружения дефектов сварных соединений.

Методы разрушающего контроля подразумевают испытания отобранных образцов и применяются в основном при необходимости получить параметры сварного шва и зоны термического влияния. Контроль осуществляется химическим анализом, механическими и металлографическими испытаниями.

Заключение

Чтобы сварочный шов по всем параметрам соответствовал стандартам качества и заданным требованиям, то начиная с подготовки подлежащих соединению элементов и до окончания сварочного процесса необходимо осуществлять контроль. Это позволит предотвратить основные дефекты сварных соединений или же оперативно их устранить.

Дефекты сварных соединений: виды, причины и исправление

Соединение сваркой состоит из нескольких этапов, часто сопровождающихся возникновением дефектов. На это существуют как объективные причины, например, качество материалов, так и субъективные — отступление от технологического процесса, недостаточный профессионализм сварщика. Существуют официальные документы, где определены дефекты и контроль качества сварных соединений и швов. Поскольку в дальнейшем дефекты сварного шва способны вызвать разрушение конструкций, выполнение требований строго обязательно.

Нормативными материалами предусмотрены виды дефектов сварных соединений, внешний вид, характеристики и качество швов, получаемых при помощи сварки. В них также указаны необходимые допуски от идеального состояния. Отклонения от требований являются дефектами. Классификация дефектов сварных швов определена в ГОСТе-5264.

На существующие виды дефектов сварных швов имеется много методов контроля, в результате которых будет получено заключение о состоянии сварных швов. При многочисленных отклонениях соединение признается браком и подлежит переделке. Иногда может потребоваться изменение не всего шва, а только его части.

Дефекты сварочных швов, их размер и количество, которые допустимы для конкретного соединения, указаны на чертежах. Дефекты сварочных швов и причины их образования должны знать все работники, участвующие в этом процессе — от разработчиков конструкций до непосредственных исполнителей работ.

Причины возникновения

Дефекты сварочных соединений возникают по следующим причинам:

1. Нарушение технологии.
2. Недостаточная квалификация исполнителя.
3. Неисправность оборудования.
4. Включение неправильного режима.
5. Электроды неподходящего размера.
6. Колебания и изменение электрического напряжения.
7. Несоблюдение рекомендуемой скорости процесса.
8. Отсутствие предварительной подготовки.
9. Неблагоприятная погода при сварке не свежем воздухе.

Существуют рекомендации, определяющие особенности различных видов сварки. Они основаны на практическом опыте применения технологии соединения металлических деталей сваркой. Перед началом процесса необходимо проверять работоспособность применяемого оборудования. Периодически проводится его поверка, дата проведения и результаты которой указываются в техническом паспорте.

Виды дефектов

Все дефекты сварки подразделяют на три крупные группы: находящиеся снаружи соединения, внутри него и сквозные. Наружные дефекты контактной сварки легко обнаружить при визуальном осмотре. Он является обязательным при контроле всех швов, независимо от того, какие требования к ним предъявляются.

Одни из наиболее характерных признаков внешних дефектов — различная ширина отдельных участков в продольных швах, а также катетов в угловых соединениях. Достаточно хорошо заметны существующие наплавы поверх основного шва. К внешним возможным дефектам сварных швов принадлежат: углубления и выпуклости, трещины, кратеры, подрезы, наплывы, свищи.

Внутренние дефекты сварных швов при визуальном осмотре не видны. Основные причины их появления — некачественный материал и нарушение технологии процесса сварки. Внутри также могут образоваться невидимые трещины. Если их вовремя не обнаружить, то из-за растущего напряжения начнется постепенное разрушение конструкции. Причиной возникновения трещин может быть чересчур быстрое охлаждение. К внутренним изъянам относятся металлургические дефекты сварных швов — вредные примеси.

Если сплавление деталей недостаточно, то образуется непровар. Это происходит, когда пренебрегают подготовкой к работе кромок деталей и на них остаются ржавчина и окалины. К другим причинам возникновения непровара относятся недостаточно большая величина тока, несовпадение электрода с осью плавления. Если этот дефект имеет большую протяженность, то потребуется переплавка.

Внутри сварного шва могут образовываться поры. Внутри они заполнены газом. Причиной, по которой появляются поры, является наличие посторонних примесей в материалах, подлежащих сварке, излишняя влага. Если допустимые концентрации превышены, то предстоит переделка. При нарушении правил технологии внутри шва могут появиться различные включения: оксидные, вольфрамовые, а также шлаковые.

Под сквозными дефектами понимают поры, которые находятся не внутри, а проходят сквозь всю толщину шва. Этот дефект наблюдают визуально. При незначительной скорости и большом токе появляются прожоги.

Методы контроля

Все сварные соединения обязаны проходить контроль. Особенно это касается конструкций, эксплуатация которых несет повышенную ответственность. Контроль с применением специального оборудования позволяет узнать, насколько серьезные изъяны имеются в сварных соединениях. Большинство дефектов приводит к уменьшению плотности. Последствием может служить наступившая неспособность выдерживать тяжелые нагрузки.

Чтобы обнаружить дефекты сварных швов и соединений применяют различные методы контроля:

1. Визуальный осмотр. Является обязательным для первоначального выявления отклонений от нормы. Для более точного анализа применяют лупу с большим увеличением.
2. Дефектоскопия. Основой является свойство материала изменять свой цвет при взаимодействии с различными жидкостями, в частности с керосином. К преимуществам относятся безопасность метода и быстрота проверки.
3. Магнитный метод. Проходящие магнитные волны при встрече с дефектами искажаются. Измерение искажений позволит судить о наличии дефектов.
4. Ультразвук. Дефектоскопы, основанные на использовании ультразвуковых волн, измеряют их отражение.
5. Радиационный метод. Сварные швы просвечивают рентгеновскими лучами. Полученный снимок проявляют и подвергают расшифровке. Необходимо специальное оборудование. Оно может быть стационарным и мобильным. Недостатком является возможное влияние на здоровье сварщика. Требуется защита в виде специального костюма и маски.

Все применяемые способы контроля должны принадлежать к группе неразрушающих. Механические повреждения и разрушения не приемлемы. Допустимо использование не одного метода, а их совокупности.

При обнаружении брака, если имеется возможность, необходимо его исправить. Для этого используются такие способы:

• заварка способна убрать большие трещины;
• полной зачистке или вырубке подвергают находящиеся внутри небольшого размера трещинки, непроваренные участки и различные посторонние включения;
• наплавка устранит неполноту швов и подрезы;
• абразивом убирают наплывы;
• термическая обработка устранит негативные последствия перегрева металла.

Такими методами убирается практически неизбежное возникновение дефектов.

Группы дефектов

Дефекты и контроль качества сварных соединений строго регламентированы. В ГОСТе 30242 все дефекты сварных соединений разделены на группы. Всего таких групп насчитывается шесть. К первой группе межгосударственный стандарт отнес трещины, ко второй поры, к третьей твердые включения. Четвертую группу несплавление разделяет с непроваром. В пятой находятся все нарушения, которые имеют формы швов. Наконец, в шестой собраны все остальные сварочные дефекты.

Каждому из дефектов присвоено обозначение в виде числа из трех чисел. Добавление еще одной цифры означает уточнение, например, что данный дефект возник при определенном положении шва. Большинство из дефектов имеет еще и буквенное обозначение, которое можно увидеть в справочниках по сварке. Так, например, трещины имеют цифровое обозначение в виде числа 100 и буквенное в виде буквы Е.

Трещины

Цифровое обозначение 100, буквенное Е. Нормативным стандартом дано определение, что называют трещиной в сварке. Они позиционируются как разрывы или несплошности в сварном шве. Причинами возникновения названы охлаждение и нагрузки.

Трещины относятся к недопустимым дефектам. Это обусловлено тем, что они служат центром напряжений и являются очагом возможных разрушений. Трещины в сварных швах признаны наиболее опасным изъяном, встречающимся в соединениях сварным способом, который в перспективе может привести к разрушению.

Борьба с этим видом дефекта целесообразна, потому что маленькая вначале трещинка вследствие действия напряжения быстро увеличивается в размерах. В зоне риска находятся легированная сталь, а также высокоуглеродистая. Чем жестче закреплены между собой детали, тем выше возможность появления трещин. Многое зависит от марки металла и от содержания в нем примесей, таких как никель, фосфор, кремний, водород.

К основным причинам образования трещин относят несоблюдение требований существующих режимов сварки и нарушение технологии. Это вызывает большие напряжения в соединениях, приводящие к появлению трещин. Существует разница между способами ликвидации трещин в зависимости от того, где они расположены. В трещинах, находящихся на поверхности, вначале сверлят их окончания, чтобы предотвратить дальнейшее распространение. Затем происходит удаление механическим способом. Внутренние трещины удаляют механически, а затем заваривают.

Трещины разделяются на холодные и горячие. Холодные появляются сразу после того, как шов застынет. Горячие трещины появляются при высоких температурах. В зависимости от размера трещины делятся на макроскопические, которые хорошо видны визуально или при незначительном увеличении, и микроскопические. Микротрещины имеют обозначение 1001. Чтобы их увидеть потребуется увеличение в 50 крат.

В зависимости от расположения трещины бывают продольными с обозначением 101 и поперечными 102. Их буквенные обозначения соответственно Ea и Eb. Кроме этого они бывают разветвленными, радиальными, раздельными, находящимися в кратере. К радиальным относятся трещины, расходящиеся из точки. Трещины в кратере делятся на поперечные, продольные и с красивым необычным названием звездоподобные. Разветвленные получили свое название за то, что они возникают из одной трещины.

Поры

Относятся ко второй группе дефектов и имеют обозначение 201. Пора — слово известное, но необходимо понимать, что такое пора в сварке. Это поможет при ее контроле и ликвидации. Поры при сварке — это полости, внутри которых находится газ. Возникают как результат образования газов, проходящих с большой скоростью. Не всем пузырькам газа хватает времени, чтобы выйти наружу до того, как затвердеет металл.

Поры в сварном шве бывают разных размеров, что зависит от размера пузырьков внутри. Помимо отдельных пор бывают целые скопления. Поры могут иметь форму круга или овала.

Причины, почему образуются поры при сварке, бывают следующими:

• плохая зачистка кромок, при которой были оставлены ржавчина, окалины и подобные загрязнения;
• увеличенная скорость процесса сварки, в результате чего пузырьки газа не успели выбраться наружу;
• большое содержание углерода в основном и в присадочных материалах;
• увеличенная влажность, оказывающая влияние на покрытия электродов и флюс.

Основные причины появления пор при сварке под флюсом — посторонние включения в него, наличие ржавчины на проволоке, оставшиеся следы смазки или жира, поглощенный флюсом из влаги водород.

Наличие пор понижает прочность металла и герметичность соединения. Наряду с порами бывают газовые полости, отличающиеся другой формой. Кроме отдельной поры, встречаются: группа равномерно распределенных пор, цепочки в одну линию, скопления в одном месте, свищи, продолговатые полости.

Свищ в сварном шве образуется при непреднамеренном коротком замыкании электрода из вольфрама или же быстром внезапном обрыве дуги. Еще одна причина — неправильно произведенное гашение дуги. Для исправления свища сварного шва приходится удалять участок, где он был обнаружен.

Следствием усадки при затвердевании металла является усадочная раковина. Если она находится в конце валика, то это будет называться кратер сварного шва. Он, как правило, является результатом неправильных действий исполнителя. Наличие кратера автоматически уменьшает площадь торца шва, что приводит к снижению прочности. Для исправления ситуации приходится вырубать окончания шва с кратером.

Включения твердые

Третья группа с обозначением 300. Сначала надо выяснить, что называют включением в сварке. Это присутствие внутри затвердевшего после сварки металла частичек другого материала. Такие зоны становятся центрами напряжений, что понижает прочность соединения сваркой. Методом борьбы с дефектом является вырубка пораженного участка шва и последующее заваривание. Включению с острым углом присваивают название остроугольного. В зависимости от того, каким образом они образовались, инородные включения разделяются на линейные, разобщенные и другие.

При нормальном прохождении процесса образующийся шлак всплывает в сварочной ванне наверх. При нарушении технологии — большой скорости, неточного угла наклона электрода и его смещения, недостаточно хорошо выполненной зачистке — он остается внутри и становится инородным телом. Он может иметь значительный размер, что представляет опасность для надежности шва. Их наличие делает меньше размер торца шва и становится источником напряжения. При превышении допусков участки со шлаком вырубают и переваривают.

Если в металле находится флюс, то это приводит к образованию включений, называемых флюсовыми. Они разделяются на линейные, отдельные и другие. Причина возникновения — флюс, который не всплыл на поверхность и остался внутри. Это может возникать при наличии слишком больших гранул или увеличенной скорости происходящего процесса.

Металлический оксид, попавший внутрь, вызывает оксидное включение. При загрязнении поверхностей и недостаточной защите ванны образуются пленки, являющиеся труднорастворимыми. Внутри шва они станут прослойкой, которая снижает прочность соединения и способна привести к разрушению.

В включениях металлов выделяют вольфрам и медь, как наиболее вероятные. Не исключено образование и иных металлов. Включения могут возникнуть при использовании вольфрамового электрода. При этом кончик электрода дает брызги, которые попадают в металл. Если шов уже затвердел, то вольфрамовые включения остаются на поверхности. Иные причины — слишком большая плотность тока или короткое замыкание.

Электрод может замкнуться при нарушениях, вызванных неудобной позой сварщика, например, при потолочной сварке. Кусочек вольфрама внутрь затягивает жидкий металл. Наиболее часто такие дефекты появляются при сварке алюминия, а также сплавов с его содержанием, поскольку вольфрам в них не растворяется. Наличие включений из вольфрама можно узнать по треску и вспышкам сварочной дуги.

Несплавление

Дефект четвертой группы, имеющий обозначение 401. Несплавление — это, соответственно названию, отсутствие прочного соединения между металлом и швом. Различаются по местоположению: боковому на поверхности, между валиками и находящимися в корне. Несплавление может образоваться вследствие: неправильного угла сварки, не зачищенных кромок, неоднородности материала, неправильно выбранных режимов, небольшого значения тока, большой скорости процесса.

Непровар

Также входит в четвертую группу с обозначением 401. Непровары в сварных швах, по сути, тоже являются несплавлениями. Определением, что такое непровар в сварном соединении, является следующее: отсутствие сплавления металла, которое возникло из-за неспособности проникновения его в корень. Возникает по всей длине шва или на его отдельных участках, а также между слоями при многопроходном способе.

Причины образования непроваров при ручной дуговой сварке разные в зависимости от положения:
в корне — из-за недостаточно большого значения силы тока и значительной скорости процесса;
непровар кромки может происходить вследствие смещения с оси стыкования электрода;
между слоями — когда предыдущий слой не слишком хорошо зачищен.

Непровар сварного шва также может появляться из-за некачественного очищения металла от грязи, окалин, ржавчины, маленького зазора, большой величины притупления, маленького угла кромочных скосов, недостаточного тока, увеличенной скорости процесса, смещения электрода от нужного положения. В соединениях стыковым методом непровар возникает: при одностороннем виде в корне, а при двустороннем — в центре торцевого сечения.

Характерная особенность неполного проплавления — трещины большого размера на его окончаниях. При наличии непроваров уменьшается размер торца шва, возникают очаги напряженности. Если в дальнейшем конструкция будет подвергаться вибрации, то даже небольшого размера непровары способны значительно понизить прочность. Особенно большой вред прочности наносят непровары большого размера. Компенсация разрушающего действия непроваров — проплав или усиление. Еще один вид борьбы с этим дефектом — вырубание непроваренных участков шва, зачищение поверхностей и последующее заваривание.

Нарушение формы

Дефекты сварные включают в себя большую группу нарушений внешней формы соединений сварным способом, включенных в группу под номером 5 и имеющих обозначение 501. К ним относятся отклонения от принятого значения наружной формы шва и его геометрических параметров. Несоответствие формы и размеров принятым параметрам приводит к снижению прочности. Внешний вид соединений становится хуже, что тоже является немаловажным обстоятельством.

Наружные дефекты сварных швов имеют многочисленные причины:

• нестабильность сетевого напряжения;
• скольжение проволоки;
• неравномерность скорости прохождения сварочного процесса как следствие зазоров в узле перемещения при использовании сварочного автомата;
• неправильно выбранный угол, под которым наклоняют электрод;
• затекание жидкого металла в имеющиеся промежутки;
• неодинаковое расположение зазоров на протяженности стыка.

Указанный список можно дополнить многими другими причинами. Косвенно наружные дефекты сварных швов указывают на вероятное наличие внутренних.

Подрезы

Объяснение, что такое подрез в сварке, заключается в следующем определении: это изъян, представляющий собой углубление, находящееся около шва. Уменьшение толщины шва приводит к снижению надежности соединения. Внешне подрез смотрится как усадочная канавка. Они могут располагаться на отдельном участке или по всему протяжению шва.

Начинающие сварщики должны хорошо понимать, что называют подрезом в сварке, поскольку этот изъян происходит часто по их вине при неправильно выбранном значении тока. Другие основные причины появления этого изъяна:

• материал деталей имеет плохую смачиваемость;
• при стыковке — отклонение от оси электрода;
• расположение соединения, вызывающее неудобную позу сварщика;
• недостаточное качество подготовки кромок перед свариванием;
• завышенная скорость проведения работ;
• наклон электрода под неправильным углом.

Ошибочно выбранный угол электрода при сварке часто вызывает такой дефект. Иногда бывает, что угол выбран правильно, но при напряженном положении сварщика у него может устать рука и в положении угла произойдет изменение. При неправильном угле происходит неправильное распределение тепла. Большая его часть достается краям, что ведет к появлению усадочных канавок. Чтобы этого не произошло, более значительная часть тепла должна быть направлена на компоненты соединения, имеющих большую толщину, чем края.

Скорость сварки должна быть умеренной. При повышенном значении часть металла вдавливается в сварочную ванну и, быстро остывая, оставляет углубления. Слишком медленная скорость принесет свои недостатки, поэтому следует выбирать среднее значение.

К способам предотвращения появления подрезов при сварке относятся:

1. Улучшить смачиваемость материалов можно предварительным нагревом. Это будет способствовать хорошему растеканию расплавленного металла по канавке и снижает появление очагов напряжения.
2. Если соединяются детали разной толщины, то большее количество тепла должно доставаться более толстой.
3. Выбор оптимального значения скорости в зависимости от марки свариваемых металлов.
4. Если сварка производится в защитном газе, то большую роль играет его правильный выбор. Так, например, углеродистую сталь целесообразно сваривать в смеси их углекислого и инертного газов.
5. Выбор диаметра электрода в зависимости от ширины шва. Когда диаметр электрода намного меньше, то придется совершать поперечные движения, имеющие большую амплитуду. Образование подрезов при этом становится неизбежным. Если уменьшение шва невозможно, то сваривать его следует за несколько проходов.
6. Чтобы избежать перегрева, ток выбирают в соответствии с толщиной материалов.
7. Сварку следует осуществлять короткой дугой.
8. Выбранная скорость не должна изменяться.
9. Угловые швы выполнять методом «лодочкой».
10. Применение инверторов уменьшает появления подрезов.

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.

Подрез сварного шва устраняют путем очищения от загрязнений и шлаков, а затем завариванием тонким швом. После контроля устранения соединение может быть направлено на доработку. Исправлять участок допустимо ограниченное количество раз. Если размеры подрезов не превышают пределы, указанные в нормативных документах, то изделие может быть введено в эксплуатацию.

Превышение выпуклости

Бывает в стоковых и угловых швах. У стокового шва обозначение 502, а у углового — 503.

Дефект представляет собой чересчур большое количество наплавки. На ответственных конструкциях дефект недопустим. Причинами появления служат: низкая скорость, неправильно выбранный режим, недостаточная предварительная подготовка, неудобное расположение шва. Превышающую нормы выпуклость удаляют методом шлифования.

Превышение проплава

К внешнему признаку при визуальном контроле относится чересчур большая выпуклость на корне шва.

Наиболее вероятная причина — плохая подготовка кромок к сварке, а также наличие разного химического состава свариваемых материалов.

Наплыв

Несмотря на вроде бы знакомое слово, необходимо разъяснение, что такое наплыв в сварке.

По сути, наплыв — это избыток металла после того, как произошло натекание на основной материал. При этом сплавления наплыва с основным металлом не осуществляется. Наплыв хорошо виден при внешнем осмотре. Бывает местным и протяженным. Оставлять этот дефект можно только для конструкций, не имеющих особой важности. Излишек металла устраняют методом шлифовки.

Линейное смещение

Другое название — депланация. Обозначение 507. Заключается в наличие смещения в плоскостях параллельных, но находящихся на разных уровнях.

Применение на конструкциях ответственного значения линейное смещение недопустимо.

Угловое смещение

Дефект является отклонением от нужного угла межу двумя свариваемыми элементами.

Натек

Название этого сварочного дефекта достаточно красноречиво и в особых объяснениях не нуждается. Существует градация в зависимости от пространственного положения: горизонтальном, вертикальном, нижнем, потолочном. А также натек, находящий в углу шва и в соединении нахлестом.

Наиболее часто ему подвержены горизонтальные швы на вертикальной поверхности.

Прожог

Когда в сварочной ванне содержится чересчур большое количество раскаленного металла, он начинает вытекать из нее. При попадании на шов в нем образуются отверстия — то, что называют прожогом. Внешне он выглядит как полость или сквозное отверстие.

В местах, где имеется прожог сварного шва, окислившийся металл приобретает рыхлость, а плотность его понижается, что не идет на пользу сварному соединению. Такой дефект характерен для тонких стенок и первого слоя в многопроходных соединениях.

Причинами возникновения прожога являются:

• неоднородность металла;
• большая скорость процесса;
• большие зазоры;
• нарушение техпроцесса;
• низкая квалификация исполнителя.

Выявить прожег можно визуальным осмотром. Исправление прожогов происходит путем их вырубки, зачистки и заваривания.

Отсутствие симметрии углового шва

Такой вариант признается дефектом, если разница между катетами имеет значительную величину. Характерен для сварки металлов, обладающих разной теплопроводностью. Неудобное положение при сварке также может спровоцировать появление асимметрии. Допускается для неответственных конструкций. Чтобы выровнять катеты на меньшем из них делают подварку.

Неравномерность шва

Заметна при внешнем контроле. Может возникнуть при колебании напряжения, длинной дуге, изменении направления электрода. Чтобы ликвидировать этот дефект более узкие места подваривают, а широкие шлифуют.

К остальным дефектам этой группы относятся: неровная поверхность шва, вогнутость корня, наличие пор в корне, неровность в месте, где сварка была прекращена, а потом продолжилась.

Прочие дефекты

Группа под номером 6, в которой находятся все дефекты, не нашедшие себе место в предшествующих группах. Их общее обозначение — 600.

Случайная дуга

Является местным повреждением поверхности металла, которая прилегает к сварному шву. Случайной названа потому, что вызывается непреднамеренным и непредусмотренном горении дуги.

На ответственных конструкциях является недопустимой, поскольку в дальнейшем при эксплуатации изделия может возникнуть коррозия. Для устранения место ожога зачищают методом шлифования.

Брызги металла

Во время сварки на поверхность материала попадают брызги расплавленного металла и застывают там. Они портят внешний вид соединения. Особенно это важно, когда сваривают такие изделия, как металлическую мебель. Появление брызг возможно при высоком значении тока, длинной дуги. В качестве предупреждения появления этого дефекта производят нанесение на поверхность материала защитного покрытия. Исправляется с помощью шлифовального инструмента. Частным случаем являются брызги вольфрама.

Поверхностные задиры

Появляются при удалении приспособлений, временно закрепленных на металле.

Задир может стать причиной возникновения трещины, особенно, если материал обладает низкой пластичностью. На неответственных конструкциях допустимы. Исправляется зачисткой с помощью шлифовки.

Утонение металла

Дефектом является изменение толщины металла в сторону уменьшения.

Является недопустимым, поскольку при его наличие происходит уменьшение прочности. Изъян хорошо виден, но для уточнения размеров делают измерения. Для ликвидации выполняют наплавку и производят зачистку.

Критичность дефектов

Помимо того, что надо знать дефекты сварных соединений и причины их возникновения, необходимо быть в курсе того, какое влияние они оказывают в дальнейшем на всю конструкцию при ее эксплуатации. Полная классификация дефектов сварных соединений содержит сведения об их критичности. Под этим словом понимается, допустимо ли применение конструкции с обнаруженным дефектом для эксплуатации, необходимо ли предварительное исправление или эксплуатация невозможна в принципе.

Многое зависит от условий, в которых будет использоваться конструкция. Так, например, один и тот же дефект не окажет особого влияния, если изделие будет находиться в помещение, и приведет к разрушению при эксплуатации на улице во время неблагоприятных погодных условиях. Поэтому вопрос, заданный в форме «допускаются ли подрезы сварных швов», будет некорректным. Необходимо точно указать, где планируется использовать конструкцию с таким дефектом.

Допустимые дефекты сварных соединений, как правило, предполагают их исправление. Разработаны многочисленные способы их устранения. Недопустимые дефекты сварных соединений исправлению не подлежат. Часто в требованиях упоминается «ответственность». Это означает, что конкретный дефект не может применяться только в ответственных конструкциях, в других его использование возможно.

По значимости виды дефектов сварных разделяются на:

• критические;
• значительные;
• малозначительные.

Это разделение, в частности, оказывает влияние на выбор метода контроля. Для малозначительных дефектов применять дорогое оборудование нецелесообразно. Зато затраты на критические будет экономически оправданы. Имеет значение и квалификация контролера. Начинающим следует поручить исследование незначительных изъянов.

Дефекты при сварке будут влиять на работоспособность всей конструкции. Поэтому при решении вопроса о годности сварного шва необходимо учесть все факторы, влияющие на допустимость его применения. Во внимание принимаются напряжения, которые возникнут в конструкции, физические характеристики материалов, условия эксплуатации, функции изделия. Основные дефекты сварных швов, признанные допустимыми, подлежат измерению, чтобы правильно выбрать оборудование и режимы на нем.

Интересное видео

виды, методы обнаружения и контроля, причины

Надежность конструкции зависит от качества выполненных работ. Дефекты сварных креплений не допускаются, иначе изделие может выйти из строя в самый неподходящий момент. Халатность при работе, невысокая квалификация мастера, могут повлечь за собой различные проблемы, технологии работ и оборудование должны применяться в соответствие с ГОСТами. Значения сварных швов могут быть в допуске или напротив, в последнем случае, необходимо заново проделывать работу до достижения требуемого результата.

Дефекты сварных швов

Классификация дефектов сварных швов

При воздействии различных факторов при работе образуются некоторые недопустимые несоответствия шва. Дефекты сварки подразделяются на несколько групп, допуски которых находят подробное описание в ГОСТе:

1. Наружные дефекты имеют неравномерную форму конструкции, следствием не соблюдения технологии формирования.
2. Согласно ГОСТ-23055, к внутренним бракованным частям принимаются неметаллические либо шлаковые отложения, несплавления и непровары металлических изделий. К выявлению данной категории брака применяются приборы контроля сварочного производства.

Классификация дефектов сварки

Классификация дефектов сварных швов

Также встречаются сквозные прожоги и трещины, которые недопустимы при эксплуатации материала. Основными недочетами при производстве шва, считаются некачественный металл или оборудование, а также неподготовленный персонал, пренебрегший технологии процесса.

Скачать ГОСТ 23055-78

Трещины

Наиболее опасные дефекты сварного шва являются трещины. Появление данных несоответствий способствует разрушению конструкции, выявляются на линии, рядом располагающихся участках. Дефекты сварных швов образовываются с малым раскрытием после производства соединения, в последующим, в следствии напряжения, размеры увеличиваются.

Классифицируются трещины на:

• Холодные, возникшие после остывания, при температурах ниже 320 °C. Появляются недуги как сразу, так и при эксплуатации устройства. Причиной может являться нарушение технологии сварки, формирования соединения.
• Горячие, формируются при кристаллизации металла на высоких температурах, из-за резкого падения пластических характеристик металла. Способствует дефекту наличие недопустимого количества кремния, водорода, никеля, углерода. Распространение происходит вдоль стыковки либо поперечно, классифицируются на макро и микроскопические трещины.

Продольная трещина на шве

Исправление производится рассверливанием по всей полости, в целях исключения развития, брак удаляется и наваривается новое соединение.

Полости

Произвольная форма, появившееся при результате воздействия газов, называется полостью. Возникает при расплавлении металла, не полном цикле оттеснения излишних газов, не правильного формирования сварочной ванны. Несплошности образовываются к форме продолговатых полостей, к категории относятся кратеры и раковины. Основной разновидностью браковки сварки, являются свищи, появившиеся обстоятельствами:

• пластичность металла не соответствует требованиям;
• закалочные структуры;
• неравномерный нагрев.

Дефекты отличаются по форме, глубине и расположению, которое может находится как на внутри, так и на внешней части шва. Свищи имеют продолговатую трубчатую форму, причиной появления являются газы. Не соблюдение технического регламента, а именно наличие на участке сварки масла, окисления и прочих загрязнений ведут к дефекту конструкции.

Полость в сварном шве

Некачественный инструмент может организовать непоправимые разрушения, так же как и использование вспомогательных материалов в виде флюсов. Повышенная скорость изготовления, нестандартный ход защитных газов неблагоприятно воздействуют на характеристики шва. Поры образуются вследствие применения неисправного инструмента, проволоки, чрезмерно проветриваемого помещения.

При обрыве дуги, либо не верного способа выполнения конечного участка, образуются кратеры. Внешний вид обуславливается видом воронки, которую нужно заварить по обнаружению. Современные агрегаты, изготавливающие сварочный шов, способны устранить несоответсвие путем снижения тока по окончанию соединения.

Твердые включения

Инородные вещества любого происхождения являются серьезной проблемой в процессе сварки. Основные ошибки — большая скорость сварки, ток малой силы, загрязненность кромок. Дефекты сварного шва производятся из-за:

• флюсовых остатков;
• шлаковых либо оксидных включений.

Оксидные, образовываются результатом отсутствия зачистки металла, химического воздействия. Шлак, при соблюдении технологии, всплывает на поверхность, однако при некоторых ситуациях остается внутри шва. Защитными газами создается среда, при которой невозможно включения инородного тела. Металлические включения могут быть опасны, т.к. имеют размеры до нескольких десятков миллиметров.

Различные виды включений в сварные швы

Условия возникновения зависят на тип образования:

• разобщенным;
• линейным;
• прочим образованием.

Участок производимых действий по сварки, на котором превышается содержание шлаковых добавок, переваривается. Зачастую включения проявляются на местах стыковки статичного и добавляемого шва, при исполнении многослойных изделий.

Несплавления и непровары

Отсутствие стыковки основного металла, или между отдельными элементами называется несплавлением. Различаются на поверхностные, состоящие между вилками, расположенные при основании шва. Основными причинами несплавлений определяют:

• увеличенная длина дуги;
• несоответствующая зачистка кромок;
• уменьшенный сварочный ток;
• повышенная скорость сварки.

Наличие дефекта статическими соединениями может быть восполнено дополнительным наплавом. В результате, происходит снижение прочности, возникает концентрация напряжений зоной несплавления.

Непровар на шве

Недостаточное сплавление стыка при зоне сварки именуется непровар. Основными причинами является остатки ржавчины, окисления, окалины, других неблагоприятных воздействий. В следствие уменьшения концентрации, возрастает возможность появления напряжений, отрицательно сказывающихся на конструкции в целом. При отклонениях от допусков, зоны с непроваренным швом зачищаются до основания, операция по сварке происходит заново.

Нарушение формы шва

Отклонение от заданных параметров формы поверхности шва, геометрического состояния соединения, обуславливается нарушением формы.

Существуют различные нарушения, каждый из которых возникает вследствие определенных условий.

1. Подрезы – по краям сварного шва образуется дефект в виде углублений при продольном расположении. Образуется зачастую при повышенной скорости сварки, результатом чего сварочная ванная затвердевает быстрее, чем положено. Увеличенное расстояние дуги способствует распространению ширины шва по металлу, т.к. при такой схеме теплоотдача дуги остается на прежнем уровне, мощности не хватает для расплавления всей полости металла.
2. Избыток наплавленного материала, обнаруженный на внутренней стороне сварного шва – превышение проплава. Дефектами линейного смещения называют состояние, при котором соединяемые детали располагаются на разном уровне, между стыками существует разница в высоте. Существует угловой тип брака, при ситуациях, когда угол асимметричен стыковому элементу.
3. Наплав – избыточное количество материала, образованное при процессе стыковки шва. Дефект образуется вследствие излишне длинной дуги, неверного наклона электрода, повышенного сварочного тока.
4. Прожог – сквозное отверстие, образованное в результате вытекания металлической составляющей сварочной ванны. Брак образуется результатом использования большого тока при малой скорости движения электродом, плохая подкладка или неверный зазор кромок.

Нарушение формы шва

Также существуют прочие неприятности, связанные с формой, к примеру, вогнутые края шва, образованные со стороны корня соединения. К прочим несоответствиям приравниваются задиры поверхностного типа, случайная дуга, брызги металла, и другие.

Методы обнаружения и контроля

Качественный шов имеет соответствующие показатели маркировки. На крупных предприятиях каждый специалист устанавливает определенное клеймо на стыкуемый участок. Для обнаружения дефектов применяются следующие способы:

• визуальный осмотр;
• цветная дефектоскопия;
• ультразвуковой метод определения бракованных участков;
• радиационный;
• магнитный метод.

После того, как обнаружен дефект, сотрудником отдела качества определяется дальнейшая судьба детали, в большинстве случаев они отправляются на доработку. Наплывы удаляются с помощью абразивного инструмента, путем механических воздействий. Заварка применяется при дефектоскопии крупных трещин, с предварительным зачищенным местом остаточной сварки.

Дефекты сварных швов и соединений. Способы их устранения

От качества сварки зависит дальнейшая эксплуатация конструкции, поэтому дефекты сварных соединений не допускаются. Возникновению дефектов способствует множество факторов, например:

• нарушение технологии работ;
• халатность;
• невысокая квалификация сварщика;
• применение неисправного оборудования;
• производство работ без надлежащей подготовки, в неблагоприятных погодных условиях.

Различают допустимые и не допустимые значения дефектов сварных швов от степени снижения технических параметров изделия по прочности. При допустимых нарушениях исправление дефектов сварки не производится, во втором случае их устранение необходимо. Пригодность изделия к эксплуатации, определение соответствия шва нормам производится по ГОСТ 30242-97.

Виды дефектов сварки

Правильный сварочный шов подразумевает однородность состава основного и присадочного материала, образование нужной его формы, отсутствие трещины, непровара, наплыва, наличием чужеродных веществ. Различают следующие виды дефектов сварных соединений:

• наружные;
• внутренние;
• сквозные.

Что собой представляют наружные дефекты?

Наружные дефекты сварных швов и соединений обнаруживаются визуально. Нарушения режима сварки, не соблюдение точности направления и движения электрода из-за спешки или безответственности сварщика, колебания напряжения электричества при производстве сварочных работ приводят к образованию шва неправильного размера и формы.

Характерными признаками наружного вида брака являются: различие ширины продольных швов и катетов угловых, резкость перехода от основной стали к наплавленной.

При ручном способе сварки нарушения происходят вследствие ошибок в подготовке кромок, пренебрежения режимом и скоростью сварки, отсутствия своевременного контрольного обмера. Дефекты сварных швов и причины их образования при ведении автоматического или полуавтоматического способа сварочных работ кроются в чрезмерных скачках напряжения электричества, ошибках в режиме. Различают следующие наружные виды дефектов сварных швов:

Трещины швов бывают горячие и холодные, продольные, поперечные, радиальные. Первые из них имеют место при применении высоких температур от 1100 до 1300°С, воздействующих на свойства металла в плане снижения пластичности, появления деформаций растяжения. Этот вид дефектов сварных швов сопровождается увеличением в составе стали нежелательных химических элементов. Холодные трещины могут появляться при температуре до 120°С во время остывания, позже – под воздействием нагрузок во время эксплуатации. Причиной данного вида брака может стать снижение прочности стали из-за сварочных напряжений или присутствие растворенных атомов водорода.

Трещина в сварочном шве

Подрез характеризуется наличием углубления между сплавленной и основной сталью. Этот вид дефекта сварочного шва встречается больше других. Увеличение напряжения дуги при быстрой сварке, приводит к утончению толщины стали, снижению прочности. Более глубокая проплавка одной из кромок является причиной стекания жидкой стали на другую поверхность, из-за чего канавка сварки не успевает заполниться. В данном случае, дефекты сварки и способы их устранения определяются визуально. Недостатки в работе устраняются путем зачистки, с последующей переваркой.

Подрез сварочного шва

Наплыв возникает, когда сплавленный металл натекает на поверхность основной стали без образования однородной массы с ним. Этому виду брака характерно образование очертания шва без обретения достаточной прочности, что сказывается в общей выносливости металла. Причина брака в применении низкого напряжения дуги, наличие окалин на кромках частей, натекание проплавленной стали при сварке горизонтальных швов, когда поверхность свариваемых конструкций вертикальна. Чрезмерно медленная сварка также приводит к образованию наплывов, из-за появления излишек расплавленного металла.

Наплыв

 Кратеры появляются из-за резкого отрыва дуги. Они имеют вид углублений, где может образоваться непровар, рыхлость материала с усадочным свойством, приводящим к появлению трещин. Кратеры возникают из-за погрешностей сварщика. Так как кратер обычно является причиной появления трещин, из-за чего не допускается, при его обнаружении следует зачистить, затем заваривать повторно.

Образовавшийся кратер в сварочном шве

Свищи имеют вид воронок с углублением на теле шва. Они образуются из раковин или пор достаточно больших размеров, при недостаточной подготовке поверхности элементов сварки и присадочной проволоки. Данный вид дефекта также можно увидеть при визуальном осмотре и подлежат немедленному устранению.

Типичные воронки свища

Внутренние дефекты сварочных швов

Внутренние недостатки сварки визуально обнаружить невозможно. Обычно появляются из-за нарушения технологического процесса сварки и не надлежащего качества материала. При внутренних дефектах также могут появиться трещины, но они не видны или малы, но со временем могут раскрыться. Скрытые трещины опасны тем, что их трудно обнаружить, а напряжение может возрастать постепенно, и может привести к скоротечному разрушению конструкции, поэтому чрезмерно опасны. Причиной брака могут быть огромные напряжения, быстрое охлаждение при использовании углеродистых и легированных сталей. Наиболее распространенные виды данного рода дефектов следующие:

 Непровар происходит при недостаточном сплавлении свариваемых частей шва на местах. Причина кроется в ненадлежащей подготовке кромок, связанных с наличием ржавчины, окалины, недостатком зазора и притуплением кромок. Кроме этого, спешка и быстрая скорость ведения сварки, малая сила тока или смещение электрода от оси шва тоже могут привести к непровару шва. Из-за уменьшения сечения сварного шва появляется концентрация напряжений, что отражается в снижении прочности соединений, которая составляет при вибрационных нагрузках до 40%, а большие участки непроваров – до 70%. При превышении допустимых значений требуется зачистка шва и ее переварка.

Непровар и незаполнение

Поры – это свободные пространства сварного шва, заполненные газом, преимущественно, водородом. Причиной этого вида брака является наличие чужеродных примесей в свариваемых материалах, сырость, недостаточная защита сварочной ванны. При превышении допустимых концентраций пор сварочный шов подлежит переварке.

Поры в сварном шве

Кроме этого, можно отметить шлаковые, вольфрамовые, оксидные включения, также возникающие при нарушении технологии сварочного процесса.

Сквозные дефекты

Этот вид брака подразумевают наличие пор, проходящих через всю толщину сварки, также обнаруживаются визуально. Преимущественно возникают при ведении сквозной сварки. При данном виде дефекта возможно появление прожогов и трещин.

Прожог

Прожог возникает от применения большого тока и медленной сварки. Причина – чрезмерная открытость зазора у кромок, неплотное прилегание подкладок, вследствие чего происходит утечка сварочной ванны. Проверка шва на наличие брака проводится визуально, при его превышении допустимой нормы, требуется зачистка и переварка сварки.

Методы обнаружения, контроля и устранения дефектов

Чтобы обнаружить дефекты сварного шва применяются следующие способы:

1.  визуальный осмотр – проводится с применением увеличительных приборов;
2.  цветная дефектоскопия – основан на изменении цвета специального материала при соприкосновении с текучим материалом, например, с керосином;
3. магнитный метод – измерение искажения магнитных волн;
4.  ультразвуковой метод – применение ультразвуковых дефектоскопов, измеряющих отражение звуковых волн;
5.  радиационный метод – просвечивание сварных швов рентгеном и получение снимка со всеми деталями дефекта.

Для обеспечения качества сварного шва проводится маркировка и клеймение. Каждый сварщик ставит свое клеймо на своем участке сварки.

При обнаружении брака необходимо провести устранение дефектов сварки. Для этого применяют следующие виды работ:

• заварка – используют для ликвидации крупных трещин, предварительно подготовив трещину сверлением и зачисткой при помощи зубила или абразивного инструмента;
•  внутренние мелкие трещины, непровары и включения подлежат полной зачистке или вырубке с повторной сваркой;
•  неполные швы и подрезы сварного шва устраняют наплавкой или заваркой тонкими слоями;
•  удаление наплывов производят механическим путем с помощью абразивного инструмента;
•  перегрев металла устраняют путем термической обработки.

непровар, свищ, подрез, кратер, прожог

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.

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.

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».

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.

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.

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.

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.

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.

Мнение эксперта

Багров Виктор Сергеевич

Сварщик высшего 6-го разряда. Считается мастером своего дела, знает тонкости и нюансы профессии.

Образование кратера – результат неумелых действий сварщика.

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.

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.

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).

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.

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.

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 сварных соединений — виды и способы их устранения

Что такое дефекты сварных соединений? По сути, это отклонения от требований к техническим характеристикам сварного шва, а соответственно и всей конструкции. Именно дефекты сварки снижают прочность шва и надежность сварочных стыков. Их можно разделить на несколько видов.

Виды дефектов сварных швов:

• отклонения от размеров и формы шва;
• изъяны микро- и макроструктуры;
• коробление и деформация конструкций.

Отклонения от размеров шва и его формы

Размерные показатели сварочного шва определяются государственными стандартами. И у каждого вида сварки есть свой ГОСТ. К примеру, при сварке, где задействован способ плавления, дефекты сварного шва определяет неравномерная наполненность свариваемой канавки, плюс разница ширины и высоты шва на всем его протяжении. Что касается формы, то она неровная, имеются так называемые седла (впадины), бугры, структура его чешуйчатая.

Причины из возникновения при сварке ручной – это низкое качество электродов, низкая квалификация сварщика, нарушение технологии сваривания. Причины при автоматической сварке – это скачки напряжения, угол наклона подачи электрода неправильно выбран, присадочная проволока проскакивает в механизме подачи и так далее.

Если говорить о сварке давлением, то ее дефектами сварных швов выступают вмятины глубокого типа, неравномерное распределение точек вдоль сварочного шва, может произойти смещение заготовок относительно друг друга.

К дефектам нарушения формы относятся прожоги, подрезы, наплывы и незаверенные кратеры.

Наплывы

Обычно такие дефекты сварочных швов образуются, когда производится сварка заготовок, лежащих в горизонтальной плоскости. А сам сварочный процесс производится сверху. Наплыв – это затвердевший жидкий металл в виде бугорков, которые образуются в момент соприкосновения горячего расплавленного металла электрода с холодной поверхностью заготовки. Наплывы могут быть разных размеров: от маленьких капель до больших рядов, протяженных на приличную длину сварочного шва.

Причинами появления наплывов могут выступать большой ток, подающийся на электрод, длинная электрическая дуга, наклон заготовки, неправильно выбранный угол установки электрода. Как результат – трещины в сварочном шве, непровары и прочие изъяны.

Подрезы

Этот дефект представляет собой канавку (углубление) в сварочном шве, которая часто образуется при сварке около металла заготовки. Причинами могут быть большой ток и длинная дуга, которые создают перегрев самого металла, а также сварочного наполнителя. Именно состояние большой температуры становятся причиной оплавления кромки двух заготовок. Если производится сварка угловых соединений, то чаще всего причинами подреза являются неправильно устанавливаемый электрод, особенно, когда произошло смещение в сторону вертикально установленной заготовки. При этом перегрев происходит именно на вертикальной стенке стыка, здесь и образуется подрез. А вот на горизонтальной в это время образуется наплыв, потому что металл начинает стекать вниз.

При газовой сварке подрезы могут возникать только по одной причине – увеличенная мощность горелки. Необходимо отметить, что подрезы – достаточно серьезный дефект сварочного шва. Он приводит к ослаблению заготовки по толщине, а это наипервейшая причина разрушения стыка, а соответственно всей сварной конструкции.

Прожоги

Само название уже говорит за себя. На месте сварки и в свариваемых металлах по кромкам образуются отверстия. Причины:

• большое расстояние между заготовками;
• большой ток и мощная горелка при быстрой сварке;
• неправильная форма кромок, очень заостренная;
• большая продолжительность процесса на одном месте.

Чаще всего этот вид дефектов получается, когда свариваются между собой тонкие листы металлов, или когда ведется многослойная сварка и наносится первый слой.

Кратеры

Это углубления в сварном шве. Обычно этот дефект образуется при обрыве дуги. Поэтому его опытные сварщики пытаются сразу же оплавить. Это самое простое устранение дефектов сварки. Когда сварка ведется автоматическим способом, то кратер обычно появляется на выходе из шва, то есть, на выходной планке.

Есть подвид кратеров, который называется усадочной раковиной. Она образуется под воздействием усадки металла в шве. Все дело в том, что металл при остывании уменьшается в объеме.

Дефекты макроструктуры

Эти виды дефектов сварных соединений можно выявить, если увеличить структуру сварного шва в 10 раз. К этому типу изъянов относятся трещины, непровары, газовые поры, шлаковые вкрапления.

Поры образуются, когда шов быстро остывает. При этом находящиеся в его теле газообразующие элементы не успевают выйти наружу. Так происходит, когда кромки заготовок покрыты ржавчиной, пятнами масла или краски, используется флюс с повышенной влажностью, был неправильно настроен сварочный аппарат по току или газу, большое содержание углерода в свариваемых металлах и так далее.

Поры могут быть большими и маленькими, располагаться могут кучно или равномерно вдоль шва, есть поры сквозные, называемые свищами. В общем, их количество и размеры зависят от времени, за которое ванна находится в жидком состоянии. Чем дольше сварочная ванна жидкая, тем меньше пор, потому что газы успевают покинуть жидкий металл.

Шлаковые включения – это, по сути, небрежность со стороны сварщика при сварке. Значит, он плохо подготовил два соединяемых металла к сварке. На них осталась грязь, ржавчина. Если данный вид дефектов появился при многослойной сварке, то значит, сварщик плохо провел удаление шлака с предыдущих слоев.

Эти дефекты могут иметь размеры в несколько микрон или d несколько миллиметров, форма разная: от сферы до тонкой линии. Расположение – по всему телу шва.

Непровар – дефект серьезный. Получается так, что металл заготовки несплавился с металлом электрода (электросварка) или присадочной проволоки (газовая сварка). Могут несплавится между собой и слой наплавляемого металла. Причин непровара немало:

• слишком большой ток при сварке был использован;
• загрязнение кромок;
• неправильно был поднесен электрод к оси шва;
• очень маленький зазор между двумя заготовками;
• кромки имеют слишком заостренные концы;
• вынужденный перерыв, в процессе которого металлы остывают;
• увеличенная скорость сварки.

Что касается трещин, то их можно разделить в зависимости от температуры их появления. То есть, холодные или горячие. Горячие появляются, когда происходит затвердевание металла, а кристаллизация начинается при температуре 1100-1300С. При этом внутри шовного металла появляются усадочные напряжения, начинают образовываться прослойки полужидкого вида. Они и становятся впоследствии трещинами. Если в наплавляемом металле содержится много водорода, углерода или кремния, то это также причина возникновения горячих трещин.

Холодные трещины образуются при температуре 100-300С. Причинами являются все те же напряжения, возникающие в теле наплавляемого металла, когда он начинает остывать. К тому же внутри сварочного шва остается водород (газ), который стремится выйти наружу. И это дополнительные напряжения. Кстати, горячие трещины на лицевой части шва не видны, они считаются внутренними. А вот холодные тут же появляются на внешней стороне шва, их хорошо видно невооруженным глазом. Это наружные дефекты сварных швов и соединений.

Есть еще два вида трещин: отпускные и ламелярные. Первые образуются уже тогда, когда сварка закончена и производятся операции по следующей обработке металлом. Вторые имеют очень интересную технологию появления. Они образуются еще при высоких температурах, но свое дальнейшее развитие получают уже в остывшем металле. Кстати, чаще всего этот вид дефекта образуется из микроскопических трещин. Оба варианта относятся к категории – внешний дефект.

Дефекты микроструктуры

К дефектам микроструктуры нужно отнести микроскопические трещины и поры, включения неметаллического типа (кислородные, нитридные), крупная зернистость структуры наплавленного металла с элементами перегревов и пережогов.

Самый опасный из всех перечисленных дефектов – пережог. При нем внутри шва появляются в большом количестве крупные зерна структуры металла, которые имеют минимальные прочностные связи между собой. Отсюда высокая хрупкость стыка. Причинами пережога являются присутствие кислорода в зоне сварки, а значит, изоляция ванны была плохой. Сюда же можно добавить высокую температуру сварочного процесса.

Допустимые и недопустимые дефекты

Понятно, что все дефекты сварных соединений негативно влияют на качество сварной конструкции. Но есть такие, при которых конструкция может эксплуатироваться без проблем, а есть те, при которых эксплуатировать ее строго запрещено.

Поэтому перед тем как определить, можно или нельзя эксплуатировать сварную конструкцию, необходимо принять во внимание все обстоятельства и факторы, влияющие на выбор.

• Необходимо определить соответствует ли конструкция всем геометрическим и габаритным параметрам строго по проекту или чертежу.
• Тип дефекта, его размеры и место в соединении.
• Каким механическим нагрузкам будет подвергаться строение или сооружение. Выдержат ли их сварочные соединения.
• Характер окружающей среды. Природные нагрузки негативно влияют на состояние сварного шва.
• Функции, возложенные на конструкцию. То есть, один дефект может выдержать определенные нагрузки, а другие ему противопоказаны.

Определить допустимость дефектов можно только специальной аппаратурой. Поэтому рекомендуется использовать оборудование, которое по степени проверки дефекта была выше, чем номинальная допустимая величина самого изъяна. К примеру, трещину размером 3 мм нельзя измерять прибором, который определяет минимальные трещины длиною 5 мм.

Кстати, на допустимость влияют не только размеры и форма дефектов, не последнее слово за их количеством и частотой расположения.

Заключение по теме

Дефекты сварных соединений влияют на качество стыка между элементами собираемой конструкции, а значит, и на всю конструкцию в целом. Поэтому исправлению дефектов сварки придается особое внимание. Устраняться сами они не могут. Есть изъяны, которые можно легко устранить, есть, которые устранить можно, но непросто. Способы их устранения известны. А есть дефекты, которые не подлежат исправлению. Так что лучше проводить процесс грамотно. Поэтому изучайте процессы появления швов и причины их образования.

Поделись с друзьями

1

0

1

0

Дефекты сварочных швов и причины их образования | Строительный справочник | материалы — конструкции

Все отклонения от технологических параметров, вызванные небрежностью в работе, нарушением режимов и внешними причинами, часто не зависящими от сварщика, могут привести к возникновению дефектов в сварочном шве и околшовной зоне, попадающей в область термического воздействия. К дефектам приводит и нарушение технологических приемов как самого процесса сварки, так и некачественная подготовка, неисправность оборудования, отклонения от норм качества сварочных материалов, влияние погодных условий, низкая квалификация сварщика.

Возникновение дефектов часто связано с металлургическими и тепловыми явлениями, возникающими в процессе образования сварочной ванны и ее кристаллизации (горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения и т.д.; Эти дефекты снижают прочность и надежность сварного соединения, его герметичность и коррозионную стойкость. Все это может оказать значительное влияние на эксплуатационные возможности всей конструкции и даже вызвать ее разрушение.

Дефекты сварочных швов могут быть наружными и внутренними.

Наружные дефекты сварочных швов

К наружным дефектам сварных швов (рис.1) относят нарушение размеров и формы шва, подрезы и другие отклонения, которые могут быть обнаружены при внешнем осмотре сварного соединения.

Нарушение формы и размеров сварного шва чаще всего вызваны колебаниями напряжения в электрической сети, небрежностью в работе или низкой квалификацией сварщика, проявляющейся в неправильном выборе режимов, неточном направлении электрода и методике его перемещения. Дефекты проявляются в неодинаковой ширине сварочного шва по его длине, в неравномерности катета угловых швов, чрезмерной выпуклости и резких переходах от основного металла к наплавленному. Отклонения от размеров и формы сварного соединения, проявляющиеся в угловых швах, связаны с неправильной подготовкой кромок, неравномерной скоростью сварки, а также с несвоевременным контрольным обмером шва. При автоматической и полуавтоматической сварке эти дефекты чаще всего связаны с колебаниями напряжения, проскальзыванием проволоки в подающих роликах, нарушениями режимов сварки.

Непровар — местное отсутствие сплавления между свариваемыми элементами, между основным и наплавленным металлом или отдельными слоями шва при многослойной сварке. Причинами непровара являются некачественная подготовка свариваемых кромок (окалина, ржавчина, малый зазор, излишнее притупление и т.д.), большая скорость сварки, смещение электрода с оси стыка, недостаточная сила тока. В результате непровара снижается сечение шва и возникает местная концентрация напряжений, что в конечном итоге снижает прочность сварного соединения. При вибрационных нагрузках даже мелкие непровары могут снижать прочность соединения до 40%. Большие непровары корня шва могут снизить прочность до 70%. Поэтому если непровар превышает допустимую величину, участок шва подлежит удалению с последующей переваркой.

Подрез — дефект, наиболее часто встречающийся при сварке. Он выражен в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом. В результате подреза происходит местное уменьшение толщины основного металла, что приводит к снижению прочности. Особенно опасен подрез в случаях, когда он расположен перпендикулярно действующим рабочим напряжениям. Подрез возникает обычно при повышенном напряжении дуги с завышенной скоростью сварки, когда одна из кромок проплавляется глубже, жидкий металл стекает на горизонтальную плоскость и его не хватает для заполнения канавки. При сварке угловых швов подрезы возникают в основном из-за смещения электрода в сторону вертикальной стенки, что вызывает значительный разогрев, плавление и стекание металла на горизонтальную полку. В стыковых швах подрезы образуются при сварке на больших токах и при неправильном положении присадочного материала. К подрезу могут привести увеличенные углы разделки кромок. Этот дефект обнаруживается визуально и при отклонениях выше установленной нормы полежит переварке с предварительной зачисткой. Подрезы небольшой протяженности, ослабляющие сечение шва не более чем на 5% в конструкциях, работающих под действием статических нагрузок можно считать допустимыми. В конструкциях, работающих на выносливость, подрезы недопустимы.

Наплыв — проявляется в виде натекания металла шва на поверхность основного металла без сплавления с ним. Наплывы резко изменяют очертания швов и тем самым снижают выносливость констукции. Причиной этого дефекта может стать пониженное напряжение дуги, наличие окалины на свариваемых кромках, медленная сварка, когда появляются излишки расплавленного присадочного металла. Чаще всего наплывы возникают при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости. При сварке кольцевых поворотных стыков наплывы могут возникать при неправильном расположении электрода относительно оси шва. Наплывы большой протяженности недопустимы.

Прожог — сквозное проплавление обычно возникает из-за большого тока при малой скорости сварки. Проявляется он в виде сквозного отверстия в сварочном шве, которое возникает в результате утечки сварочной ванны. При многослойной сварке прожог возникает в процессе выполнения первого прохода шва. Причинами прожога могут стать — завышенный зазор между свариваемыми кромками, недостаточная толщина подкладки или неплотное ее прилегание к основному металлу, что создает предпосылку для утечки сварочной ванны. Прожог может образоваться при внезапной остановке подачи защитного газа. При сварке поворотных кольцевых стыков прожоги вызываются неправильным расположением электрода относительно зенита. Дефект обнаруживается визуально и переваривается после предварительной зачистки. Ожоги вызываются попаданием жидкого металла на участки, которые находятся вне сварного шва.

Незаваренный кратер — дефект сварного шва, который образуется в виде углублений в местах резкого отрыва дуги в конце сварки. В углублениях кратера могут появляться усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины. Кратеры обычно появляются в результате неправильных действий сварщика. При автоматической сварке кратер может появляться в местах выводных планок, где обрывается сварочный шов. Кратеры часто являются причиной начала развития трещин и поэтому недопустимы. Их зачищают и заваривают.

Поверхностное окисление — окалина или пленка оксидов на поверхности сварного соединения. Поверхностное окисление зависит от плохой защиты сварочной ванны, качества подготовки свариваемых кромок, неправильной регулировки подачи защитного газа, его составом, большим вылетом электрода.

Свищ — воронкообразное углубление в сварочном шве, развивающееся из раковины или большой поры. Причиной развития свища чаще всего является некачественная подготовка поверхности и присадочной проволоки под сварку. Дефект обнаруживается визуально и подлежит переварке.

Рис. 1 Наружные дефекты сварных швов, выявляемые внешним осмотром: А — подрез; Б — наплыв; В — прожог; Г — незаваренный кратер; Д —свищ.	Рис. 2. Трещины в сварном шве и околошовной зоне: А — продольная горячая трещина; Б — холодная трещина в околошовной зоне.

Внутренние дефекты сварочных швов

Трещины бывают холодные и горячие (рис. 2). Трещины могут быть как наружными, так и внутренними. Это самые опасные дефекты сварного соединения, часто приводящие к его разрушению. Проявляются они в виде разрыва в сварном шве или в прилегающих к нему зонах. Сначала трещины образуются с очень малым раскрытием, но под действием напряжений их распространение может быть соизмеримо со скоростью звука, в результате чего происходит разрушение конструкции. Причинами образования трещин являются большие напряжения, возникающие при сварке. Чаще всего трещины проявляются при сварке высокоуглеродистых и легированных сталей в результате быстрого охлаждения сварочной ванны. Вероятность появления трещин увеличивается при жестком закреплении свариваемых деталей.

Горячие трещины — появляются в процессе кристаллизации металла при температурах 1100 —1300°С вследствие резкого снижения пластических свойств и развития растягивающих деформаций. Появляются горячие трещины на границах зерен кристаллической решетки.  Появлению горячих трещин способствует повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода, никеля, серы и фосфора. Горячие трещины могут возникать как в массиве шва, так и в зоне термического влияния. Распространяться горячие трещины могут как вдоль, так и поперек шва. Они могут быть внутренними или выходить на поверхность.

Холодные трещины — возникают при температурах ниже 120°С, то есть сразу после остывания сварочного шва. Кроме того, холодные трещины могут возникнуть и через длительный промежуток времени. Причиной появления холодных трещин являются сварочные напряжения, возникающие во время фазовых превращений, приводящих к снижению прочностных свойств металла. Причиной появления холодных трещин может стать растворенный атомарный водород, не успевший выделиться во время сварки. Причинами попадания водорода могут служить непросушенные швы или сварочные материалы, нарушения защиты сварочной ванны.

Поры — представляют собой полости внутри шва, заполненные не успевшим выделиться газом (в первую очередь водородом). Они могут быть округлой или вытянутой формы, а их размеры зависят от размеров пузырьков образовавшихся газов. Поры могут быть одиночными или развиваться целой цепочкой вдоль сварочного шва. Основными причинами появления пор являются: присутствие вредных примесей в основном или присадочном металлах, ржавчина или другие загрязнения, не удаленные со свариваемых кромок перед сваркой. Повышенное содержание углерода также способствует появлению пор. Поры могут появляться при нарушениях защиты сварочной ванны, повышенной скорости сварки. Основной причиной появления пор при сварке плавящимся электродом является отсыревшее покрытие. Одиночные поры не опасны, но их цепочка влияет на прочность сварного соединения.  Участок сварочного шва, в котором присутствуют поры, подлежит переварке предварительной механической зачисткой.

Шлаковые включения — это дефекты сварного шва, выраженные в наличии полостей, заполненных не успевшим всплыть шлаком. Образование шлаковых включений происходит при некачественной подготовке свариваемых кромок и присадочного материала, завышенной скорости сварки или плохой защите ванны. При сварке в защитных газах шлаковые включения встречаются редко. Шлаковые включения могут иметь размер до нескольких десятков миллиметров и поэтому являются очень опасными. Участок шва, на котором шлаковые включения превышают допустимые нормы, подлежит вырубке переварке.

Вольфрамовые включения — возникают при нарушении защиты сварочной ванны при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом. Кроме этого вольфрамовые включения возникают при коротких замыканиях или завышенной плотности тока. Особенно часто встречаются вольфрамовые включения при сварке алюминия и его сплавов, в которых вольфрам нерастворим.

Оксидные включения — образуются в результате образования труднорастворимых тугоплавких пленок. Чаще всего они возникают вследствие значительных поверхностных загрязнений или при нарушениях защиты сварочной ванны. Являясь прослойкой в массиве шва, оксидные включения резко снижают прочность сварного соединения могут привести к его разрушению под приложенной в процессе эксплуатации нагрузкой.

7 наиболее распространенных дефектов сварки, причины и способы устранения

Дефекты встречаются при любом производстве, в том числе сварке. В процессе работы могут быть отклонения формы и размеров металлической конструкции. Это может быть вызвано использованием неправильного процесса сварки или неправильной техники сварки. Итак, ниже мы узнаем о 7 наиболее распространенных дефектах сварки, их типах, причинах и способах устранения.

Трещина сварного шва

Самым серьезным видом сварочного дефекта является трещина сварного шва, которая не принимается практически всеми отраслевыми стандартами.Он может появиться на поверхности, в металле сварного шва или в зоне воздействия сильного тепла.

В зависимости от температуры, при которой они возникают, существуют разные типы трещин:

1. Горячие трещины. Это может произойти в процессе сварки или в процессе кристаллизации сварного шва. Температура в этот момент может подняться выше 10 000 ° C.
2. Холодные трещины. Эти трещины появляются после завершения сварки и снижения температуры металла.Они могут образовываться через часы или даже дни после сварки. Чаще всего это происходит при сварке стали. Причиной этого дефекта обычно являются деформации структуры стали.
3. Кратерные трещины. Это происходит в конце процесса сварки, прежде чем оператор закончит проход сварного шва. Обычно они образуются ближе к концу сварного шва. Когда сварочная ванна охлаждается и затвердевает, ей необходимо иметь достаточный объем, чтобы преодолеть усадку металла шва. В противном случае образуется кратерная трещина.

Причины трещин:

• Использование водорода при сварке черных металлов.
• Остаточное напряжение, вызванное усадкой при затвердевании.
• Загрязнение основного металла.
• Высокая скорость сварки, но низкий ток.
• Без предварительного нагрева перед началом сварки.
• Плохая конструкция шарнира.
• Высокое содержание серы и углерода в металле.

Средства правовой защиты:

• Предварительно нагрейте металл по мере необходимости.
• Обеспечьте надлежащее охлаждение зоны сварки.
• Используйте правильную конструкцию соединения.
• Удалить загрязнения.
• Используйте подходящий металл.
• Убедитесь, что свариваете достаточную площадь сечения.
• Используйте правильную скорость сварки и силу тока.
• Чтобы предотвратить образование кратера, убедитесь, что кратер заполнен должным образом.

Пористость

Пористость возникает в результате загрязнения металла шва. Захваченные газы создают заполненный пузырьками сварной шов, который становится слабым и может со временем разрушиться.

Причины пористости:

• Недостаточный раскислитель электрода.
• Использование более длинной дуги.
• Наличие влаги.
• Неправильная газовая защита.
• Неправильная обработка поверхности.
• Использование слишком большого потока газа.
• Загрязненная поверхность.
• Наличие ржавчины, краски, жира или масла.

Средства правовой защиты:

• Очистите материалы перед началом сварки.
• Используйте сухие электроды и материалы.
• Используйте правильное расстояние дуги.
• Проверьте расходомер газа и убедитесь, что он оптимизирован в соответствии с требованиями с соответствующими настройками давления и расхода.
• Уменьшите скорость прохождения дуги, что позволит газам выйти.
• Используйте правильные электроды.
• Используйте правильную технику сварки.

Выточка

Этот дефект сварки представляет собой образование канавки на носке сварного шва, уменьшающее толщину поперечного сечения основного металла. В результате получается ослабленный сварной шов и заготовка.

Причины:

• Слишком высокий сварочный ток.
• Слишком высокая скорость сварки.
• Использование неправильного угла, из-за которого к свободным краям будет направлено больше тепла.
• Электрод слишком большой.
• Неправильное использование газовой защиты.
• Неверный присадочный металл.
• Плохая техника сварки.

Средства правовой защиты:

• Используйте электрод с правильным углом.
• Уменьшите длину дуги.
• Уменьшите скорость перемещения электрода, но она также не должна быть слишком медленной.
• Выберите защитный газ, состав которого соответствует типу материала, который вы собираетесь сваривать.
• Использование электродов под правильным углом, при этом большее количество тепла направляется на более толстые компоненты.
• Использование правильного тока, уменьшающего его при приближении к более тонким участкам и свободным краям.
• Выберите правильную технику сварки, не требующую чрезмерного плетения.
• Использовать многопроходную технику

Неполное слияние

Этот тип сварочного дефекта возникает при отсутствии надлежащего сплавления основного металла и металла шва. Он также может появиться между прилегающими сварными швами. Это создает зазор в стыке, который не заполняется расплавленным металлом.

Причины:

• Низкое тепловложение.
• Поверхностное загрязнение.
• Неверный угол электрода.
• Диаметр электрода не соответствует толщине свариваемого материала.
• Скорость движения слишком высокая.
• Сварочная ванна слишком большая и опережает дугу.

Средства правовой защиты:

• Используйте достаточно высокий сварочный ток и соответствующее напряжение дуги.
• Перед началом сварки очистите металл.
• Избегайте затопления дуги расплавленной ванной.
• Используйте электрод правильного диаметра и угла.
• Уменьшите скорость наплавки.

Неполное проникновение

Неполное проплавление происходит, когда канавка металла не заполнена полностью, что означает, что металл сварного шва не полностью проходит через толщину соединения.

Причины:

• Между металлами, которые вы свариваете, слишком много места.
• Вы слишком быстро перемещаете борт, что не позволяет осаждать достаточно металла в стыке.
• Вы используете слишком низкую настройку силы тока, в результате чего сила тока недостаточна для правильного плавления металла.
• Электрод большого диаметра.
• Несоосность.
• Неправильный шарнир.

Средства правовой защиты:

• Используйте правильную геометрию соединения.
• Используйте электрод подходящего размера.
• Уменьшите скорость прохождения дуги.
• Выберите подходящий сварочный ток.
• Проверить правильность центровки.

Включения шлака

Шлаковые включения — один из дефектов сварки, которые обычно хорошо заметны в сварном шве.Шлак — это стекловидный материал, образующийся как побочный продукт при сварке штангой, дуговой сварке порошковой проволокой и дуговой сварке под флюсом. Это может произойти, когда флюс, который является твердым защитным материалом, используемым при сварке, плавится в сварном шве или на поверхности зоны сварки.

Причины:

• Неправильная очистка.
• Слишком высокая скорость сварки.
• Не очищать сварочный шов перед запуском нового.
• Неправильный угол сварки.
• Сварочная ванна остывает слишком быстро.
• Сварочный ток слишком низкий.

Средства правовой защиты:

• Увеличьте плотность тока.
• Уменьшить быстрое охлаждение.
• Отрегулируйте угол электрода.
• Удалите шлак с предыдущего валика.
• Отрегулируйте скорость сварки.

Брызги

Брызги возникают, когда мелкие частицы сварного шва прикрепляются к окружающей поверхности. Это особенно распространенное явление при дуговой сварке металлическим электродом в газе. Как бы вы ни старались, полностью избавиться от этого не получится.Однако есть несколько способов свести его к минимуму.

Причины:

• Слишком большой рабочий ток.
• Установлено слишком низкое напряжение.
• Рабочий угол электрода слишком большой.
• Поверхность загрязнена.
• Дуга слишком длинная.
• Неправильная полярность.
• Беспорядочная подача проволоки.

Средства правовой защиты:

• Очистить поверхности перед сваркой.
• Уменьшите длину дуги.
• Отрегулируйте сварочный ток.
• Увеличьте угол электрода.
• Соблюдайте полярность.
• Убедитесь, что у вас нет проблем с кормлением.

Итак, мы перечислили 7 наиболее распространенных дефектов сварки, их причины и способы устранения. Обнаружив их, важно удалить их, чтобы предотвратить потерю свойств и прочности материала. Здесь вы также можете ознакомиться с нашим руководством по устранению неисправностей при сварке MIG.

.

Сварочные символы — Знакомство с чертежами

Предупреждение о безопасности: Опасность излучения ЭМП при сварке

> Обычные дефекты сварных швов <

(Примечание. Вы можете загрузить версию этого раздела в формате PDF для печати.)

Хотя сварка — несложный процесс, металл — это динамичный материал, поэтому вы можете ожидать много поворотов на этом пути. Ваши заготовки могут расширяться при нагревании. Структура зерен может ослабнуть и стать причиной ломкости.Форма металла может деформироваться, вызывая трещины, которые со временем могут распространяться и потенциально разрушать сварной шов.
Излишне говорить, что такие ужасные возможности заставляют инспекторов быть в тонусе, а инженеров лежать без сна глубоко в ночи, гадая, правильно ли их проекты предвидели все, что может пойти не так. Такие конструкции, как мост Золотые Ворота (который был склепан, а не сварен), демонстрируют, что сталь является основным строительным материалом, когда речь идет о прочности.

Хорошее, плохое и уродливое — Сварка валиков вдоль тренировочной пластины показывает, что может пойти не так, если сварщик использует неправильную технику или неправильные настройки машины.

Низкоуглеродистая (также известная как мягкая) сталь широко используется для строительных работ, поскольку при перегреве она с большей вероятностью сохранит свою пластичность, чем другие металлы. Даже если вы слишком быстро погасите его в воде, ему удастся (в большинстве случаев) пережить шок испытания. Но жизнь не так проста с алюминием, чугуном, титаном, нержавеющей или высокоуглеродистой сталью.
Помимо хрупкости, другие распространенные дефекты сварных швов, такие как деформация, растрескивание и сквозное плавление, могут снизить долговечность металлов (включая низкоуглеродистую сталь).

Следовательно, нормы и стандарты, разработанные Американским обществом сварки, точно определяют, как должно выглядеть соединение после завершения работы. В зависимости от области применения другие группы также могут иметь право голоса в проекте, например, Американское общество инженеров-механиков (ASME), Американский институт нефти (API) и Американское общество неразрушающего контроля (ASNT). Проще говоря, при соблюдении кодов таких событий, как отказ косынки вдоль моста I-35 в Миннеаполисе, возможно, не произошло в августе 2007 года, что привело к обрушению конструкции.Еще более смертоносным было обрушение двух пешеходных переходов в отеле Hyatt Regency в Канзас-Сити в 1981 году. (См. Фотографии ниже).

Нормы правил сварки касаются окончательной формы, размеров и степени любых аномалий в готовом сварном шве. Одиночная трещина считается дефектом сварного шва и автоматически не проверяется. Однако другие проблемы, известные как разрывы, могут оказаться достаточно мелкими, чтобы избежать тяжелой руки правосудия. Что приемлемо для инспектора, прописано в коде.

— — —
Обрушение эстакады в Канзас-Сити было объяснено ошибками инженерного проектирования, устраненными дальнейшими изменениями, внесенными на строительной площадке во время строительства. Сварные швы и другие крепежные детали не выдержали веса людей, толпившихся на дорожке во время чаепития.

Нормы правил сварки касаются окончательной формы, размеров и степени любых аномалий в готовом сварном шве. Одиночная трещина считается дефектом сварного шва и автоматически не проверяется.Однако другие проблемы, известные как разрывы, могут оказаться достаточно мелкими, чтобы избежать тяжелой руки правосудия. Что приемлемо для инспектора, прописано в коде.

Взгляните на фото ниже. Он показывает относительно однородный сварной шов с хорошей врезкой, слегка выпуклую поверхность и отсутствие брызг, кратеров или других видимых дефектов. Создание подобных сварных швов требует как практики, так и понимания того, как металлы реагируют на нагрев и окисление.

Вот пример относительно однородного сварного шва с хорошей врезкой, слегка выпуклой поверхностью и без брызг, кратеров или других видимых неоднородностей.

Чтобы освоить сварку по кодам, вы должны также получить сведения о дефектах, которые приводят к отклонению сварных швов. Имейте в виду, что у большинства проблем, с которыми вы столкнетесь, есть одна идентифицируемая причина и решение. Более того, эта причина может не иметь ничего общего с вашей способностью уложить сварочный валик. Вместо этого виновником окажется один из следующих:

• плохая конструкция соединения и подгонка

• неправильные настройки машины

• неправильный защитный газ или расход • несоответствующая предварительная или последующая термообработка

• использование неправильного (или дефектного) прутка / проволоки

• высокая или низкая температура окружающей среды, высокая влажность или другие атмосферные условия

По мере того, как вы приобретете навыки работы с различными сварочными процессами и рабочими материалами, вы научитесь устранять любые проблемы и быстро вносить изменения.А до тех пор обязательно прекращайте сварку, как только заметите, что что-то не так. Прежде чем продолжить, проконсультируйтесь с коллегой, руководителем или инструктором. Помните, что чем больше тепла вы применяете к металлу, тем больше нарушается его молекулярная или химическая структура. Поэтому по возможности следует избегать переделок.

По мере того, как вы приобретете навыки работы с различными сварочными процессами и рабочими материалами, вы научитесь устранять любые проблемы и быстро вносить изменения.А до тех пор обязательно прекращайте сварку, как только заметите, что что-то не так. Прежде чем продолжить, проконсультируйтесь с коллегой, руководителем или инструктором. Помните, что чем больше тепла вы применяете к металлу, тем больше нарушается его молекулярная или химическая структура. Поэтому по возможности следует избегать переделок.

Трещины

Независимо от того, насколько мала, каждая трещина считается дефектом, и требуется всего одна, чтобы не пройти проверку сварного шва.Это потому, что трещина со временем распространяется. В отличие от столярных работ, вы не можете просто заполнить отверстие небольшим количеством клея и опилок. Трещины необходимо зашлифовать напильником или болгаркой, затем выполнить новую сварку. Вот четыре распространенных типа, на которые следует обратить внимание:

горячее растрескивание — эта трещина появляется вскоре после сварки, обычно внутри сварного шва, в результате чего-то, что называется горячей короткостью. Причиной может быть плохая подгонка или конструкция, но присутствие серы в основном или металле сварного шва также может вызывать проблемы, как и разные скорости охлаждения в сварном шве.Часто трещина образуется вдоль оси (центра) соединения, когда две стороны расходятся.

Холодная трещина — она ​​не появляется сначала, но в течение дня или около того после сварки. Это вызвано водородом, поглощенным сварным швом через сварочную ванну. Водород может присутствовать из-за просачивания влаги в электрод перед сваркой, поэтому так важно хранить стержни с низким содержанием водорода в печи до тех пор, пока они не понадобятся. Другой причиной холодных трещин является загрязнение основного металла, поэтому не забудьте очистить любой старый, загрязненный или обесцвеченный металл перед началом сварки.

Микротрещина — это скорее будущая трещина, которая развивается в течение срока службы сварного шва. Он возникает в результате сейсмического возмущения, усталости металла или напряжений в зоне термического влияния или ЗТВ.

Кратерная трещина — эта трещина появляется на конце стыка, когда сварщик не засыпает зазор. Стандартная практика — сваривать немного дальше конца стыка или идти назад и поверх металла шва, чтобы убедиться, что не осталось кратера.

Чтобы избежать трещин на сварных швах, подгонка всегда должна быть максимально точной, как если бы вы были мастером-краснодеревщиком. Не думайте, что любой зазор можно легко устранить, добавив дополнительный сварочный металл. Опять же, металл — совсем другое животное, чем дерево. Он расширяется при нагревании, из-за чего трудно компенсировать то здесь, то там стороны, которые не подходят друг к другу. Даже если соединение может выглядеть нормально сразу после того, как вы его сварили, чаще всего ваши рабочие пластины возвращаются в исходную ориентацию после остывания сварного шва.Вот рецепт, как это обойти:

• Потратьте необходимое время на шлифовку, очистку, опиливание и / или удаление заусенцев с краев пластин, чтобы они легко стыковались друг с другом.

• Предварительно нагрейте обе стороны стыка (при необходимости).

• Зажмите и / или скрепите пластины вместе.

• Перед сваркой проверьте настройки вашего аппарата, чтобы убедиться, что вы набрали нужное количество тепла.

Пористость

Пористость — это технический термин для обозначения пузырьков газа.Они образуются внутри или на поверхности сварных швов, поскольку металл в расплавленном состоянии очень уязвим для загрязнений. По этой причине в большинстве сварочных процессов используется защитный газ (или газовые компоненты в стержнях). Пористость может быть вызвана одной из следующих причин:

• Установлено слишком большое значение расходомера на баллоне защитного газа.

• Вы используете неправильную газовую смесь или стержень / проволоку.

• Сварочная ванна загрязнена из-за нечистого металла, поверхностной влаги или контакта между разнородными металлами.

• Скорость сварочного хода слишком велика, что не позволяет защитному газу или ингредиентам стержневого флюса выполнить свою работу.

• Сквозняк или ветер на улице выдувают газ из сварочной ванны.

Кислород и водород — два главных врага сварщиков. Окисленные поверхности, которые в черных металлах выглядят как ржавчина, коррозия или прокатная окалина, следует удалять со всех свариваемых участков непосредственно перед сваркой (а не накануне).Помните, вода состоит из двух частей водорода и кислорода. Как только водород попадает внутрь металла, он создает состояние, известное как водородное охрупчивание .

Засорение газового сопла сварочного пистолета MIG также может препятствовать попаданию защитного газа в сварочную ванну, поэтому не забывайте регулярно чистить отверстие. При сварке штангой электроды следует хранить вдали от источников влаги. В частности, стержни с низким содержанием водорода, такие как E7018, должны быть помещены в печь для стержней, установленную на 250 градусов по Фаренгейту, после того, как коробка была открыта.(Однако не нагревайте стержни других типов, так как это приведет к разрушению их целлюлозного покрытия.)

При сварке MIG всегда проверяйте настройку расходомера перед началом первой сварки и убедитесь, что газовая смесь (аргон, CO2 и т. Д.) Подходит для вашего применения.

Отсутствие проникновения и слияния

GoWelding.com

Этот сварной шов не проникает в основной металл и не имеет сплавления с обеих сторон.Таким образом, он не будет служить своей цели — обеспечить прочное, длительное соединение между двумя пластинами.

В зависимости от стыка вам, возможно, придется сваривать до дна или пластин, чтобы добиться так называемого полного проникновения в стык (CJP). С другой стороны, для большинства угловых швов требуется только частичное проплавление стыка (PJP). В любом случае вам необходимо настроить сварочный аппарат так, чтобы у вас было достаточное напряжение и ток для выполнения работы.

Сварной валик, который просто скользит по поверхности основного металла, легко заметить, потому что валик выглядит как поезд с пулями.Достаточное проплавление достигается за счет установки правильной силы тока или напряжения на сварочном аппарате. Слишком высокая скорость движения или слишком высокая высота резака над суставом обычно ограничивают проникновение. (Для некоторых металлов, таких как алюминий и нержавеющая сталь, вам придется двигаться быстрее, потому что они оба чувствительны к нагреванию.)

Под сваркой понимается привязка сторон сварного шва к основному металлу таким образом, чтобы не было разделительной линии. Это требует немного больше времени и внимания для швов с разделкой кромок с открытым корнем, поскольку там остается много места для заполнения.Любой зазор приведет к появлению трещин. Трещины в конечном итоге расширятся и приведут к утечкам (в случае трубы) или отслоению и неспособности выдержать нагрузку (в конструкционной стали).

Здесь нет проникновения или сплавления с нижней пластиной. На стоящей пластине вы видите неравномерное проникновение и зазор внизу.

Для плавления сторон стыка сварщик должен ненадолго остановиться на каждой стороне при нанесении сварочного металла. Как правило, вы быстро перемещаетесь по центру сварного шва, чтобы не допустить налипания нового металла в этой области.Но стороны швов склонны к подрезанию, поэтому необходима пауза, чтобы эти зазоры не образовывались. Таким образом, получается плоский или слегка выпуклый валик с хорошей закрепкой на носках сварного шва.

В этом сварном шве гораздо лучше выполняется проплавление и сплавление сторон основного металла. Поверхность сварного шва слегка выпуклая, что обычно предпочтительнее плоской или вогнутой формы.

При ручной сварке мягкой стали электроды E6010 или 6011 являются стандартными стержнями, поскольку они разработаны для глубокого проплавления.Затем сварщик переключается на другой тип стержня, часто с низким содержанием водорода E7018 для наполнителя и проходов крышки.

Подрезка

Как отмечалось ранее, отсутствие хорошей стыковки обоих пальцев сварного шва может привести к подрезу. Это потому, что металл по краям плавится быстрее, чем в середине. На Т-образном соединении, подобном показанному выше, опорная плита чаще всего приваривается к краю, где она более подвержена плавлению. Поскольку нижняя пластина приварена посередине, имеет смысл направлять на нее больше тепла, когда вы перемещаетесь по стыку.Многие сварщики начального уровня забывают это основное практическое правило о том, как металл реагирует на тепло.

– WeldReality.com

Зубцы этого шва сильно подрезаны. Это происходит из-за того, что сварщик не останавливается достаточно долго на каждой стороне сварного шва, когда он делает зигзагообразные движения (или катит фигурную букву Q) вдоль стыка. Кроме того, сварной шов прошел сквозь стоящую пластину, что свидетельствует о приложении большого количества тепла (или тока). –

Вы также можете подрезать мысок на нижней пластине, не потратив достаточно времени на сварку этой стороны соединения.Таким образом, в дополнение к сосредоточению на нем большего количества тепла, не забудьте манипулировать электродом в боковом направлении, задерживаясь на каждом пальце ноги, чтобы сварочная лужа покрывала оба этих края соединения. Это важный навык, который необходимо освоить, так как он будет неоднократно повторяться практически в каждом типе сварочного задания, которое вы выполняете.

Правильное движение из стороны в сторону обеспечивает сплавление с основным металлом на каждом сварочном проходе. Когда вы дойдете до последнего прохода (крышки), убедитесь, что сварочная лужа достигает и покрывает любой палец.

Практикуя движения из стороны в сторону, вы научитесь выполнять эту манипуляцию с достаточной скоростью, чтобы избежать перегрева, и в то же время не откладывать слишком много материала через горловину сустава.

Перекрытие

В то время как слишком большое количество тепла вызывает подрезы, слишком маленькое создает перекрытие, когда два отдельных слоя металла остаются вдоль носка. Сварка по нормам требует тщательного сплавления основного металла.

Это крайность, противоположная поднутрению. Здесь металл сварного шва течет по основному металлу у носка, не производя плавления между ними. Это может быть вызвано недостаточным нагревом для плавления основного металла и / или неправильным обращением с электродом. Убедитесь, что ваш стержень или рабочий угол пистолета правильный; иначе тепло не будет направлено на палец ноги.

Искажения

Поскольку металл расширяется при нагревании, а затем сжимается после охлаждения, две стороны соединения могут смещаться в процессе сварки.Вот почему прихватывание и / или использование зажимов является неотъемлемой частью многих сварочных операций. Нержавеющая сталь особенно подвижна.

TWI

Основной металл будет загибаться внутрь по направлению к поверхности сварного шва, если он не зафиксирован на месте. Иногда вы можете заранее расположить пластины с небольшим наклоном в противоположном направлении, чтобы компенсировать неизбежное искажение.

При сварке с разделкой кромок или других многопроходных сварных швах две опорные пластины также могут начать сжиматься и изгибаться в направлении соединения, независимо от прихваток или зажимов.Контроль нагрева (т.е. правильные настройки машины, высокая скорость движения и т. Д.) Поможет предотвратить деформацию. Изменение последовательности сварных швов или местоположения стыка или выполнение меньшего количества проходов также может помочь снизить риск. Иногда вы можете начать свой первый сварной шов, слегка наклонив пластины в сторону от направления, в котором они должны складываться. Это компенсирует неизбежное загибание внутрь. Как правило, чем больше размер сварного шва и чем меньше размер пластин, тем больше вероятность усадки, скручивания или коробления.

Когда профилактика не помогает, попробуйте пост-термическую обработку, чтобы ослабить любое термическое искажение. Иногда вы можете заставить пластины согнуться в прежнее состояние. А иногда и не получается.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше.

Брызги, разряды дуги и другие повреждения поверхности

При сварке в соответствии с требованиями норм поддержание безупречной поверхности рабочих плит или секций труб — это большое дело.Даже один заусенец, оставшийся после шлифования, может помешать механической сборке или зацепиться за одежду или кожу другого рабочего и вызвать травму. (Заусенцы также могут блокировать течение сварочного металла во время сварочной операции.)

Вмятина в металле, оставленная случайным разрядом дуги, может быть началом поперечной трещины. Поэтому всегда бейте дуги внутри стыка перед сварным швом, или по краю рабочих пластин, или по другой области, которая будет отшлифована или удалена позже.

«Брызги» описывает частицы расплавленного металла, которые вылетают из сварного шва при использовании процесса дуговой сварки.Этот материал затвердевает в маленькие шарики, которые прикрепляются к поверхности сварных пластин. При сварке штангой разбрызгивание возникает из-за чрезмерного напряжения или слишком длинной дуги. При сварке MIG слишком большое значение подачи проволоки приведет к тому же результату. В некоторых случаях можно отшлифовать или отшлифовать любые пятна на металлических поверхностях, прежде чем вызывать инспектора. Для других работ вы можете использовать только ручные файлы для обработки металла после сварки.

Изменение цвета вокруг сварных швов — обычное явление, которое обычно не считается дефектом.Однако в случае более термочувствительных металлов, таких как алюминий и нержавеющая сталь, чрезмерное обесцвечивание в ЗТВ может указывать на перегрев металла, что изменило его механические свойства или химический состав. В этом случае шлифовка цвета не устранит проблемы. Посоветуйтесь с руководителем или инструктором, как действовать дальше.

— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —

Если у вас есть предложения или проблемы с веб-сайтом, напишите сварщику [at] thecityedition [dot] com.

Вернуться в главное меню

——————————————

Авторские права © 2012-2018 TheCityEdition.com

.Справочник

— Дефекты сварных швов Справочник

— Дефекты сварных швов

3 Продолжение на следующей странице … ОТСУТСТВИЕ СЛИЯНИЯ Отсутствие плавления, также называемое холодной притиркой или холодный шов, когда нет плавления металла шва и поверхности опорной плиты.Этот дефект можно увидеть на рис. 10-2. Самая частая причина нехватки сварки — это плохая техника сварки. Либо сварочная ванна слишком велика (слишком низкая скорость движения), либо металл сварного шва был допущен к прокатке перед дугой. Опять же, дугу нужно держать на передней кромке лужа. Когда это будет сделано, сварочная ванна не станет слишком большой и не сможет погасить дугу. Другая причина — использование очень широкий сварной шов. Если дуга направлена ​​вниз по центру стыка, расплавленный металл шва будет только течь и литой против боковых стенок опорной плиты без их плавления.В тепло дуги необходимо использовать для плавления опорная плита. Это достигается за счет сужения стыка или за счет направляя дугу в сторону стенка опорной плиты. При многопроходной сварке толстого материала расслоение валика по возможности следует использовать технику после прохождения рута. Большие сварные швы перекрывают весь следует избегать разрыва. Отсутствие плавления может также произойти в форма закрученной бусиной короны. Опять же, это обычно вызвано очень низкая скорость движения и попытки сделайте слишком большой сварной шов за один проход.Однако также очень часто вызвано слишком низким сварочным напряжением. В результате смачивание валика будет плохим. когда сварка алюминия, частая причина дефекта такого типа — наличие алюминия окись. Этот оксид представляет собой огнеупор с температурой плавления приблизительно 3500 ⁰ F (1927 ⁰ C). Он также не растворяется в расплаве. алюминий. Если этот оксид присутствует на свариваемых поверхностях сплавление с металлом шва будет затруднено..

Поверхностные дефекты, ухудшающие качество сварки | Качество и проблемы сварки | Основы автоматизированной сварки

В принципе, сварочные процессы должны соединять материалы в соответствии с чертежами на основе соответствующей конструкции сварки. Кроме того, важно обеспечить качество сварки, в том числе внешний вид и прочность сварного шва. На этой странице представлены типичные дефекты поверхности, ухудшающие качество сварки.

Обязательно к прочтению всем, кто занимается сваркой! Это руководство включает в себя базовые знания в области сварки, такие как типы и механизмы сварки, а также подробные сведения об автоматизации сварки и устранении неисправностей.Скачать

Ямки (открытые дефекты) — это поверхностные дефекты, образующиеся при затвердевании газовых полостей внутри металла шва после выхода газа с поверхности валика. Газовые полости, оставшиеся внутри валика, являются внутренним дефектом, известным как газовые раковины. Причины этих дефектов включают использование неподходящего защитного газа; недостаточный раскислитель; масло, ржавчина, галька или другие вещества, приставшие к поверхности канавки в основном материале; и влага, содержащаяся в материале.

Поднутрение — это канавка на носке сварного шва, образованная основным материалом на выходе из сварного шва. Типичные причины — слишком высокий сварочный ток или скорость сварки. Слишком большая ширина плетения также может быть причиной подрезов.

Перекрытие происходит, когда расплавленный металл течет по поверхности основного материала, а затем охлаждается без сплавления с основным материалом. Типичной причиной перекрытия является подача слишком большого количества сварочного металла из-за низкой скорости сварки. Перекрытие угловых сварных швов вызвано падением чрезмерного количества расплавленного металла под действием силы тяжести.Необходимая контрмера — это пересмотреть условия сварки (например, установить более высокую скорость сварки или более низкий сварочный ток).

Армирование — это металл сварного шва, нарастающий над поверхностью, превышающий требуемый размер в канавке или угловом шве. Типичной причиной является высокая скорость сварки (скорость движения источника тепла), из-за которой наплавление металла шва в канавке оказывается недостаточным.

1. Недостаточное армирование

Поверхностное растрескивание приводит к образованию трещин на поверхности горячих сварных швов сразу после сварки.Он широко делится на крекинг при затвердевании и крекинг при разжижении. Растрескивание при затвердевании происходит при затвердевании сварного шва. Растрескивание в результате разжижения возникает при многослойной сварке, когда предыдущий сварочный слой плавится при последующей сварке. Другая классификация относится к сформированному положению и форме трещины, например, к продольному растрескиванию, растрескиванию пальцев, поперечному растрескиванию, растрескиванию кратера и т. Д.

1. Продольное растрескивание
2. Растрескивание пальцев ног
3. Поперечное растрескивание
4. Кратерное растрескивание

Это дефект, вызванный мгновенным зажиганием дуги на основном материале.Другими словами, зажигание дуги — это место неудачного зажигания дуги, которое не оплавилось при последующей сварке и осталось на основном материале. Удар дуги может стать причиной растрескивания основного материала.
Подобный дефект может возникнуть, когда крупные частицы брызг прилипают и остаются на поверхности.

Этот дефект возникает, когда валик изгибается и отклоняется от линии сварки. Возможные причины включают в себя волну или изгиб автоматически подаваемой сварочной проволоки, которая не исправляется должным образом, или направления линии сварки и изгиба проволоки под прямым углом друг к другу.Этот дефект также может возникать, когда настройки скорости подачи проволоки и сварочного тока не совпадают.

Это состояние, когда части канавки не свариваются и остаются открытыми, потому что процесс не может образовать бортик, продолжающийся от начальной точки до конечной точки канавки. Когда этот дефект обнаруживается при роботизированной сварке около начальной или конечной точки, может быть проблема в управлении роботом. Если подача дуги, газа или проволоки нестабильна, канавка также может оставаться открытой в середине валика.

Дом

.