Непровар что такое: Непровар сварного шва — что это такое и как его избежать | ММА сварка для начинающих

Содержание

Непровар

Непровар — это дефект, заключающийся в местном отсутствии сплавления между металлом шва и основным материалом (например, по разделке), или же — между слоями металла шва.  То есть это несплошное соединение по всей длине шва или на его отдельном участке, возникающее из-за неспособности расплавленного металла проникнуть внутрь соединения. Он может возникнуть в корне или в сечении шва.

 

 

Различают непровар по кромке, между валиками по сечению, и в корне. Образование непроваров могут вызвать следующие причины: загрязнение кромок или их неправильная подготовка (например, уменьшенный угол скоса), низкая сила тока из-за повышенной скорости сварки, смещение внутреннего или наружного швов, блуждание дуги. Непровар между слоями шва получается в результате плохой очистки предыдущих слоев или при натекании металла под дугу. Также причиной непроваров может быть большая скорость сварки.

 

 

Суть непровара в том, что сварочная дуга не может расплавить нижнюю кромку разделки и сформировать шов с ее участием. Расплавленный металл не проникает к корню соединения.

Устранение дефектов этого вида обычно происходит путем повышения мощности сварочной дуги, уменьшением длины дуги и увеличением её динамики.

 

Рассматриваемый дефект недопустим, так как является концентратором напряжения, вызывающим развитие трещин. Характерные внешние признаки, помогающие при обнаружении, непровара отсутствуют. Его можно определить только методами неразрушающего контроля.

 

Классификация

Непровары могут быть нескольких видов:

  • когда сварочный шов проникает не на всю толщину металла при односторонней сварке
  • при двусторонней сварке встык швы не стыкуются друг с другом, образуя несплавление между собой
  • при сварке в тавр сварочный шов не проникает вглубь, а лишь цепляется за свариваемые кромки

 

Существует единая классификация стандартов непровара сварных швов, которые отражены в ГОСТ 30242-97

 

 

Причины непровара

  • Малая величина сварочного тока
  • Большая скорость перемещения электрода
  • Слишком большая длина дуги
  • Малый угол скоса кромок или большая величина притупления
  • Смещение и перекосы свариваемых кромок
  • Малая величина зазора между кромками
  • Несоответственно большой диаметр электрода
  • Затекание шлака в зазоры между свариваемыми кромками

Непровар сварного шва — что это такое и как его избежать | ММА сварка для начинающих

Непровар сварного шва — что это такое и как его избежать?

Непровар сварного шва — это самый распространенный дефект, который появляется у начинающих сварщиков в начале своей карьеры. Непровар характеризуется частичным расплавлением кромок металла, что становится причиной разрушения сварного шва.

Как правило, данный дефект появляется из-за отсутствия опыта и необходимых знаний у сварщика. Малый ток при электросварке или слишком быстрое движение электродом по металлу, безусловно, станут причиной его непровара. Из-за чего ещё может появиться непровар при сварке, и как его избежать, читайте в этой статье про ручную дуговую сварку.

Виды дефектов сварных швов

Непровар металла при сварке, это наружный дефект, который можно разглядеть визуально. Чаще всего непроваром называют такой дефект при сварке, когда сварочный шов не проникает на всю толщину металла. Вследствие этого нарушаются прочностные характеристики сварного соединения.

Очень часто непровар сварного шва путают с наплывом металла, однако, разница между этими двумя дефектами сварки, более чем колоссальная. Как правило, что непровар, что наплыв металла, образуются вследствие неправильно подобранных значений тока на инверторе.

Тем не менее, в случае с непроваром сварного шва, дело может быть не только в настройках инвертора. Очень часто причиной этому, становится быстрое движение электродом или некачественно подготовленная поверхность металла перед сваркой.

Из-за чего образуется непровар сварного шва

Рассмотрим основные причины, из-за которых может появиться непровар металла при сварке, и как устранить этот дефект в дальнейшем.

Малые значения тока — прежде чем ругаться на электроды, убедитесь в том, что значения тока на сварочном аппарате подобраны верно. Ранее уже рассказывалось о том, как правильно подобрать значения тока для электросварки. Подробную информацию можно получить на сайте mmasvarka.ru.

Кроме того, настраивая сварочный инвертор нужно убедиться в том, что в вашей электросети нормальные показатели напряжения. Если напряжение будет слишком занижено, то сварочный аппарат не сможет выдать требуемое значение тока при регулировке, и ток придется завышать, чтобы получить достойный результат.

Отсыревшие или некачественные электроды — получить непровар металла можно и в том случае, если для сварки были подобраны некачественные расходные материалы. Также, электроды могут быть отсыревшими, если они долго лежали в открытой упаковке без надобности. В данном случае достаточно будет прокалить электроды в электрической духовке или в термопенале, при температуре свыше 100 градусов.

Неправильная подготовка металла к сварке

Ржавый и грязный металл — также нередко является причиной непровара сварного шва. Грязная и сильно ржавая поверхность металла мешает нормально гореть дуге, а металл начинает разбрызгиваться в стороны, что также является и небезопасно. Поэтому всегда начинать сварочные работы следует с должной подготовки поверхности металла, в особенности, если та, сильно ржавая или на ней имеются следы старой краски, битума, масла.

Отсутствие опыта у сварщика — самая распространенная проблема, которая приводит к непроварам. Здесь и быстрое движение электрода, когда металл просто не успевает расплавляться, и неправильно подобранный режим электросварки. Очень часто неумение выгонять шлак из сварочной ванны, как раз и приводит к непровару шва, поскольку шлак, так и остается между двумя двумя заготовками.

Устранить данный дефект можно либо изменением угла электрода, либо путем повышения мощности сварочной дуги, для чего достаточно будет уменьшить её длину. В любом случае, с приходом опыта, непровар сварного шва, уйдёт, как и различные другие дефекты электросварки. Не бойтесь экспериментировать и больше тренироваться, тогда удача не заставит себя долго ждать.

Еще статьи про сварку:

непровар — Викисловарь

Содержание

  • 1 Русский
    • 1.1 Морфологические и синтаксические свойства
    • 1.2 Произношение
    • 1.3 Семантические свойства
      • 1.3.1 Значение
      • 1.3.2 Синонимы
      • 1.3.3 Антонимы
      • 1.3.4 Гиперонимы
      • 1.3.5 Гипонимы
    • 1.4 Родственные слова
    • 1.5 Этимология
    • 1.6 Фразеологизмы и устойчивые сочетания
    • 1. 7 Перевод
    • 1.8 Библиография
В Викиданных есть лексема непровар (L133629).

Морфологические и синтаксические свойства[править]

падежед. ч.мн. ч.
Им.непрова́рнепрова́ры
Р.
непрова́ра
непрова́ров
Д.непрова́рунепрова́рам
В.непрова́рнепрова́ры
Тв.непрова́ромнепрова́рами
Пр.непрова́ренепрова́рах

не-про-ва́р

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Приставки: не-про-; корень: -вар-.

Произношение[править]

  • МФА: [nʲɪprɐˈvar]

Семантические свойства[править]

Значение[править]
  1. спец. недостаточная степень, глубина проваривания шва при сварке ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
Синонимы[править]
Антонимы[править]
Гиперонимы[править]
Гипонимы[править]

Родственные слова[править]

Ближайшее родство

Этимология[править]

Происходит от ??

Фразеологизмы и устойчивые сочетания[править]

Перевод[править]

Список переводов

Библиография[править]

  • Словарь новых слов русского языка (середина 50-х — середина 80-х годов) / Под ред. Н. З. Котеловой. — СПб. : Дмитрий Буланин, 1995. — ISBN 5-86007-016-0.
Для улучшения этой статьи желательно:
  • Добавить пример словоупотребления для значения с помощью {{пример}}
  • Добавить синонимы в секцию «Семантические свойства»
  • Добавить гиперонимы в секцию «Семантические свойства»
  • Добавить сведения об этимологии в секцию «Этимология»
  • Добавить хотя бы один перевод в секцию «Перевод»

Непровар сварного шва: причины дефекта, методы устранения

По классификации непровары попадают в группу наружных дефектов и, по определению, могут быть выявлены визуально. И хотя выявление таких дефектов не представляет особого труда, устранение их весьма трудоемко, а значит не дешево. Во избежание подобных явлений необходимо четко знать причины их возникновения и методы устранения.

1 / 1

В практике сварки металлических деталей имеет место несплавление шва. Самый распространенный случай непровара возникает при односторонней сварке встык, если сварочный ток имеет недостаточную величину и листы металла свариваются не на всю толщину. При сварке с двух сторон может случиться, что сварные швы не будут перекрывать друг друга. В тавровых соединениях непровар проявляется как поверхностный дефект, без достаточного проплавления вглубь металла.

Причины непровара

Самой частой причиной непровара считается неправильный режим сварки. Это может быть либо недостаточный сварочный ток, либо повышенная скорость сварки. Понятно, что и в том, и другом случае имеет место недостаток энергии для качественного расплавления кромок. Такие условия, чаще всего, способствуют не полному проплавлению корня шва.

В случаях, когда электрод смещается с центральной линии стыка, возникает недостаточное сплавление кромки шва. Шов доходит до корня, но одна из кромок не касается его. Случаи непровара между слоями имеют место при недостаточно тщательной очистке каждого слоя.

Непровару может способствовать неправильная разделка кромок соединяемых деталей: малый зазор, малый угол скоса, большое притупление.

Пористость сварного шва

Не нужно быть глубоким теоретиком, чтобы понять вредное влияние пористости на механическую прочность сварного соединения. Некоторые изделия кроме механической прочности имеют повышенные требования к непроницаемости. Это всевозможные сосуды, технологические ванны, корпуса судов. Для таких изделий особый подход начинается еще при хранении металла на складах. Там всячески стараются избегать случаев загрязнения или коррозии как листов металла, так и сварочной проволоки. Повлиять на возникновение пористости сварного соединения может качество электродов и наличие сварочных шлаков.

Для исключения влияния электродов на пористость шва их рекомендуется прокаливать перед сваркой. Такая процедура снижает количество влаги в обмазке и способствует обугливанию органики. Качественные электроды должны обладать следующими качествами:

·         изготовлены в строгом соблюдении рецептуры;

·         изготовлены без нарушения требований технической документации по отношению к составляющим компонентам;

·         прокалены перед использованием.

Электроды, имеющие покрытие основного вида, прокаливаются при температуре 380 – 420 С0. Варить ими рекомендуется через 2 – 3 дня после прокаливания. Выдержка необходима для стабилизации влажности обмазки. Сварка ведется короткой дугой, что обеспечивает достаточную защиту от кислорода воздуха.

Чаще всего пористость провоцируется наличием в металле водорода, оксида углерода и азота. Развитию пористости способствует увеличение растворенного в металле газа, по мере роста температуры расплава. Если количество газа в металле превосходит его количество в равновесном состоянии, то он начнет выделяться в атмосферу. Газовые пузыри из нижних слоев металла не успевают выделиться в атмосферу до затвердевания и остаются в металле шва.

Предупреждение и устранение непровара

Из возможных причин возникновения такого дефекта, как непровар сварного шва, выделяют пять наиболее весомых причин:

·         недостаток тепла;

·         наличие тугоплавких оксидов;

·         неправильное положение электрода;

·         некачественная разделка кромок;

·         несоблюдение поочередности следования технологии сварки.

Для предупреждения таких дефектов необходимо устранить условия, создающие предпосылки для возникновения непровара шва. Рассмотрим их подробнее.

Недостаток тепла

Слабая сеть, допускающая сильные колебания электрического напряжения, может стать причиной плохого провара. В такой сети электрическое напряжение до начала сварки и после, сильно разнится. Напряжение до начала сварки будет выше, и ток, соответствующий этому напряжению, тоже будет выше. Сварщик выбирает этот ток в соответствии с режимом сварки. Но, после начала сварки напряжение в сети падает и уменьшается сварочный ток.

В результате процесс проходит не в соответствии с режимом. В зону сварки доставляется меньшее количество энергии, отчего возникает непровар. Такой же результат может быть получен при правильно подобранном сварочном токе, но повышенной скорости ведения сварки. Случаи разные, а результат один: недостаток подводимой энергии. В первом случае из-за малого тока, во втором случае из-за малого промежутка времени на прогрев.

Тугоплавкие оксиды

Если ошибиться с режимом сварки, можно создать условия, при которых шлаки и оксиды не успеют выйти на поверхность в процессе остывания. В таком случае они остаются внутри металла, создавая неметаллические включения, и по аналогии с газовыми включениями создают недопустимую пористость.

Этим дефектом особенно грешат легированные стали.

Неправильное положение электрода

Большое значение для получения хорошо проваренного шва имеет угол наклона электрода и равномерное ведение его по шву. Кроме этого, элекрод необходимо вести строго по линии шва. В противном случае произойдет уход электрода от оси стыка и неравномерный прогрев свариваемых кромок. Результатом станет непровар одной из кромок.

При сварке угловых швов необходимо также придерживаться рекомендованных углов наклона электрода.

При сварке в симметричную «лодочку» электрод ведут под углом в 45 градусов. Линия электрода как бы становится биссектрисой свариваемого угла. Несимметричная лодочка варится под углами 30 и 60 градусов. Иногда к неправильному углу ведения электрода добавляется увеличенный диаметр электрода или другая полярность, что увеличивает вероятность попадания шлака между кромками.

Некачественная разделка кромок

Под качественной разделкой следует понимать тщательное соблюдение геометрии разделки кромок с последующей зачисткой от ржавчины и грязи. Если плоскости соединения не будут параллельными, то это гарантированно станет причиной непровара. К таким же последствиям приведет перекос или смещение кромок.

Поочередное следование технологии сварки

В процессе сварки иногда приходится менять режимы. Так в большинстве случаев корень шва начинает вариться на одном режиме, а заканчивается процесс на другом режиме. Начало и окончание шва могут требовать некоторых корректировок режима по силе тока или скорости ведения сварки. Часто приходится начинать следующий слой сварного шва на измененном режиме. Во всех подобных случаях необходимо строго придерживаться технологических рекомендаций и вовремя корректировать режимы сварки.

Виды дефектов сварных швов и методы их устранения

Что такое дефекты сварных швов?

Дефекты бывают нескольких видов — наружные и внутренние. Наружными являются дефекты, которые можно обнаружить визуально при осмотре сварочного шва.

Внутренние дефекты, наоборот, находятся внутри сварочных соединений и их можно увидеть лишь после дефектоскопии, включая рентген и механическую обработку.

Дефекты бывают допустимыми и не допустимыми, в зависимости от требований, предъявляемых к сварочным соединениям и конструкции в целом.

Однако, исходя из самого определения, любые дефекты являются дефектами и требуют их полного устранения либо сведения к минимуму их количества и размеров.

Так как дефекты сварных швов являются причиной, в результате которой есть риск поставить под угрозу стабильность соединения и функциональность сварной конструкции, есть ряд операций, чтобы их устранить. Чтобы свести к минимуму вероятность появления дефектов следует обязательно учитывать:

  • 1) Технологию сварки и квалификацию сварщика
  • 2) Присадочный материал и свариваемый металл
  • 3) Подготовку поверхности под сварку и защитный газ
  • 4) Режимы и применяемое сварочное оборудование

Наружные дефекты

К наружным дефектам относятся нарушения геометрических размеров (подрезы, наплывы), непровары и прожоги, незаваренные кратеры.

Основной причиной непроваров является недостаточный сварочный ток, так как он в большей степени влияет на проникновение в металл.

Устранение дефектов этого вида обычно происходит путем повышения мощности сварочной дуги, уменьшением длины дуги и увеличением её динамики.

Также причиной непроваров может быть большая скорость сварки или недостаточная подготовка кромок сварного соединения.

 

Непровары могут быть нескольких видов:

  • — когда сварочный шов проникает не на всю толщину металла при односторонней сварке (см. верхнюю часть на рисунке)
  • — при двусторонней сварке встык швы не стыкуются друг с другом, образуя несплавление между собой (см. нижнюю часть на рисунке)
  • — при сварке в тавр сварочный шов не проникает вглубь, а лишь цепляется за свариваемые кромки

Также причиной непроваров может быть большая скорость сварки или недостаточная подготовка кромок сварного соединения.

Подрезом называется дефект в виде канавки в основном металле по краям сварочного шва.

Это наиболее распространенный дефект при сварке тавровых или нахлесточных соединений, но может также возникнуть и при сварке стыковых соединений. Этот вид дефекта обычно вызван неправильно подобранными параметрами, особенно скоростью сварки и напряжением на дуге.

При угловой сварке (например при сварке длинных швов при сварке балок) подрезы часто возникают из за того, что сварочная дуга направлена больше на вертикальную поверхность.

Расплавленный металл стекает на нижнюю кромку и его не хватает для заполнения канавки.

При слишком высокой скорости сварки и повышенном напряжении, сварной шов образуется «горбатым». Из-за быстрого затвердевания сварочной ванны, в этом случае также образуются подрезы. Уменьшение скорости сварки постепенно сокращает размер подреза и в конечном итоге устраняет этот дефект.

На подрезы влияет также длина сварочной дуги. При слишком длинной сварочной дуге ширина шва увеличивается, тем самым увеличивая количество расплавленного основного металла. Так как при увеличении длины дуги тепловложение остается прежним, его не хватает на весь сварочный шов, кромки быстро остывают, образуя подрезы. Уменьшение длины дуги не только избавляет от подрезов, но и увеличивает проплавление и устраняет такие дефекты, как непровар.

Данный дефект появляется в результате натекания присадочного материала на основной металл без образования сплавления с ним. Обычно причиной этого дефекта является неправильно подобранные режимы сварки и окалина на свариваемой поверхности. Подбор правильного режима (соответствие сварочного тока со скоростью подачи присадочного материала, повышение напряжения на дуге) и предварительная очистка кромок устраняют появления наплывов.

Данный дефект – отверстие насквозь в сварочном шве. В основном причинами прожога являются большой ток, медленная скорость сварки или большой зазор между кромками сварного соединения. В результате происходит прожог металла и утечка сварочной ванны.

Понижение сварочного тока, увеличение скорости сварки и соответствующая подготовка геометрии кромок позволяют устранить прожоги. Прожоги являются очень частым дефектом при сварке алюминия, из его низкой температуры плавления и высокой теплопроводности.

Кратер появляется в конце сварочного шва в результате резкого обрыва дуги. Выглядит он в виде воронки в середине сварочного шва при его окончании. Современное сварочное оборудование имеет специальные программы для заварки кратера. Они позволяют проводить окончание сварки на пониженных токах, в результате чего кратер заваривается.

Внутренние дефекты

К внутренним основным дефектам сварных швов относят трещины (холодные и горячие) и поры.

  • Горячие трещины

Горячие трещины появляются в то время, когда металл сварного шва находится в состоянии между температурами его плавления и затвердевания. Они могут быть в двух направлениях – вдоль и поперек сварного шва. Горячие трещины обычно являются результатом использования неправильного присадочного материала (в частности, алюминиевых и CrNi сплавов) и его химического состава (например, высокое содержание в составе углерода, кремния, никеля и др.)

Горячие трещины могут появиться в результате неправильной заварки кратера, в результате резкого прекращения сварки.

  • Холодные трещины

Трещины, которые возникают после того, как сварочный шов полностью остывает и затвердевает, называются холодными трещины. Эти дефекты также появляются тогда, когда сварочный шов не соответствует действующим на него нагрузкам и разрушается.

Пористость является одним из основных дефектов сварки, с которыми сталкиваются все сварщики при всех сварочных процессах. Пористость может быть вызвана загрязнением, плохой защитой ванны потоком сварочного газа, маслом, краской, сваркой несовместимых сплавов или даже ржавчиной и окислением металла.

Поры могут различаться по размеру и, как правило, распределяются в случайном порядке по сварочному шву. Они могут находиться как внутри шва, так и на его поверхности.

Основные причины появления пористости:

  • 1) Недостаточный поток защитного сварочного газа
  • 2) Чрезмерный поток защитного газа. Это может вызвать подсос воздуха в поток газа.
  • 3) Сквозняк в зоне сварки. Он может сдувать защитный газ.
  • 4) Засорение сварочного сопла или повреждение системы подачи газа (утечка в шлангах, соединениях и т.д.)

Надеюсь, что описанные в этой статье основные виды дефектов сварных швов и соединений, а так же методы их устранения сделают вашу сварку качественной и высокопроизводительной. Помните, что правильный выбор сварочного оборудования и технологии сварки имеет большое влияние как на весь процесс сварки в целом, так и в отдельности на каждые его составляющие.

© Смарт Техникс

Данная статья является авторским продуктом, любое её использование и копирование в Интернете разрешена с обязательным указанием гиперссылки на сайт www.smart2tech.ru

Непровар — Энциклопедия по машиностроению XXL

При правильно выбранном диаметре электрода и силе сварочного тока скорость перемещения дуги имеет большое значение для качества шва. При повышенной скорости дуга расплавляет основной металл на малую глубину и возможно образование непроваров. При малой скорости вследствие чрезмерно большого ввода теплоты дуги в основной металл часто образуется прожог, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны. В некоторых случаях, например при сварке на спуск, образование под дугой жидкой прослойки из расплавленного электродного металла повышенной толщины, наоборот, может привести к образованию непроваров.  [c.20]
В начальном и конечном участках шва образуются дефекты. В начале шва — непровар кромок, в конце шва — усадочная раковина и неметаллические включения. Поэтому сварку начинают на вводной 9, а заканчивают на выходной 10 планках, которые затем удаляют газовой резкой.  [c.201]

Дефекты в соединениях бывают двух типов внешние и внутренние. В сварных соединениях к внешним дефектам относят наплывы, подрезы, наружные непровары п несплавления, поверхностные трещины и поры (рис. 5.55, а—г) к внутренним— скрытые трещины и поры, внутренние непровары н несплавления, шлаковые включения II др. (рис. 5.55, д—ж). В паяных соединениях внешними дефектами являются наплывы и натеки припоя, неполное заполнение шва припоем внутренни.ми — поры, включения флюса, трещины и др.  [c.242]

Наиболее хорошо радиографическим методом выявляются не-сплошности, непровары, трещины, направленные параллельно излучению. вследствие более резкого очертания границ (см. рис.  [c.117]

Для определения внутренних дефектов сварных соединений (трещин, непроваров, включений) применяют радиационный и ультразвуковой методы контроля в более редких случаях—магнитный.  [c.152]

Электрошлаковую сварку кольцевого шва начинают па вспомогательной пластинке, вваренной в зазор стыка (рис 8.59, а). После сварки примерно половины окружности стыка (рис. 8.59, б) сварщик резаком удаляет из зазора начало шва до полного устранения непровара и придает торцу шиа наклонный срез, облегчающий выполнение замыкания шва (замка) (рис. 8.59, в). Усадочную раковину либо выводят в специальный прилив в наружном ползуне или в медный кокиль, либо выплавляют и заваривают вручную.[c.287]

Учитывая дефекты шва (непровар в начале и кратер в конце), увеличиваем длину фланговых швов и принимаем /j=270 мм, /2=117 мм.  [c.35]

Высокие местные напряжения возникают в сварных соединениях при остывании и усадке расплавленного металла шва. Локальные напряжения образуются также в зоне дефектов шва (непровары, подрезы, рыхлоты, включения окислов, шлаков п т. д.).  [c.152]

Валиковые угловые швы треугольного профиля делают прямыми (рис. 180, а), выпукл ы м и (вид б) и вогнутым и (вид в). Чаще всего применяют прямой (нормальный) шов. Выпуклые швы (условно назы-вае.мые швами с усилением) склонны к образованию подрезок (непровары на участках т соединения шва со стенками деталей) и обладают пониженной циклической прочностью. Наиболее прочны вогнутые швы, но выполнение их труднее и менее производительно.  [c.166]

К недостаткам сварных соединений относятся изменение структуры металла вблизи сварных швов из-за нагрева деталей до высокой температуры возникновение внутренних напряжений и деформаций деталей в. результате неравномерности нагрева и охлаждения свариваемых изделий, а также неравномерной усадки наплавленного металла опасность появления трещин, газовых пузырей, шлаковых включений /, подреза 2, непровара 3 и других дефектов швов (рис. 248).  [c.388]


Поскольку в начале и в конце шва из-за непровара качество шва ухудшается, действительную его длину увеличивают по сравнению с расчетной на 10 мм, т. е.  [c.206]

На рис. 300 — длина шпонки, а — шаг шва. Расчетная длина шпонки с учетом непровара будет — 1 см. На участке А В длиной а в поясе развивается разность нормальных усилий  [c.312]

Прочность сварных соединений при действии переменных нагрузок сильно зависит от качества швов. Например, при наличии в стыковых швах даже незначительного непровара прочность снижается на 50 %. Такое же снижение получается от сварки электродами с тонкими покрытиями.[c.66]

Однако при чрезмерном токе для данного диаметра электрода электрод быстро перегревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию. При недостаточном токе дуга неустойчива, часто обрывается, в шве могут быть непровары.  [c.67]

Непроваром называют местное отсутствие сплавления между свариваемыми элементами, между металлом шва и основным металлом или отдельными слоями шва при многослойной сварке. Непровар уменьшает сечение шва и вызывает концентрацию напряжений, поэтому может значительно снизить прочность конструкции. Участки шва, где выявлены непровары, величина которых превосходит допустимую, подлежат удалению и последующей заварке. Не-  [c.146]

Константы Ки и используют для сравнительной оценки материалов и расчета работоспособности конструкций, при наличии трещин или технологических трещиноподобных дефектов (например, непроваров, несплавлений, макротрещин в сварных соединениях). Зная Ki, можно рассчитать допустимые средние напряжения от внешней нагрузки или критический размер трещины, до достижения которых конструкция может эксплуатироваться с наличием трещины.  [c.546]

Сварку швов с X- или U-образньш скосом кромок выполняют в оби(ем так л е, ь ак и с V-образным скосом. Однако для уменьшения остаточных деформаций и напряжений, если это возможно, сварку ведут, накладывая каждый валик или слой попеременно с каждой стороны. ]Двы с X- или U-образпым скосом кромок но сравнению с V-образным имеют преимущества, так как в первом случае в 1,6 —1,7 раза уменьшается объем наплавленного металла (повышается производительность сварки). Кроме того, уменьшаются угловые деформации, а возмолшый непровар корня шва образуется в нейтральном по отношению к изгибающему моменту сечении. Недостаток U-образного скоса кромок — повышенная трудоемкость его получения.  [c.23]

Сварку стыковых швов вручную или полуавтоматами в защитных газах и поронгковыми проволоками обычно выполняют на весу. При автоматической сварке предусматривают применение приемов, обеспечивающих предупреждение прожогов и качественный провар корпя шва. Для предупреждения образования в швах пор, трещин, непроваров и других дефектов свариваемые кромки перед сваркой тщательно зачищают от шлака, оставшегося после термической резки, ржавчины, масла и других загрязнений.  [c.221]

Дуговую сварку ответственных конструкций лучше проводить с двух сторон. Более благоприятные результаты получаются при многослойной сварке. В этом случае, особенно на толстом металле, достигаются более благоприятные структуры в металле шва и околошот[ой зопе. Однако выбор способа заполнения разделки при многослойной сварке зависит от толщины металла и термообработки стали перед сваркой. При появлении в швах дефектов (пор, трещин, непроваров, подрезов и т. д.) металл в месте дефекта удаляется механическим путем, газопламенной, воздушно-дуговой или плазменной строжкой и после зачистки подваривается.  [c. 221]

Стальная полоса сечением 0,01 X 0,24 м приваривается нахлеспо к фасонному листу с помощь двух фланговых м одного прорезного шва размером 0,02 и и ti 0,1 м. Определить необходамую ДЛИНУ фланговых швов, если р 360 кН, я 80 Шй. Ослабление швов вследствие непровара на учитывв-ь. Отпет — 0,18 м.  [c.31]

Ферма мостового крша смонтирована ив трубчатых елементов диаметром 76 нм. Определить, каше усилия р можно тк-. 120 мм и толцине 8 мм. Учесть непровар на кокках швов, — 100 Ша.  [c.33]

Тип сварного соединения определяют взаимным расположением свариваемых элементов и формой подготовки (разделки) их кромок под сварку (рис. 5.57). По первому признаку различают четыре основных 1ппа сварных соединений стыковые, тавровые, на-хлесточные и угловые. Кромки разделывают в целях полного провара заготовок по сечению, что является одним из условий равнопрочности сварного соединения с основным металлом. Форму и размеры элементов разделки (угол, притупление и зазоры) назначают, исходя из условий проплавлення, обеспечения формирования корня шва (без непроваров и прожогов) и минимального объема наплавленного металла.[c.247]

Более сильное отрицательное влияние оказывают деф екты на работу конструкции под усталостной нагрузкой. Каждый, даже небольшой дефект непровара является концентратором напряжений. Концентрация напряжений (концентрация деформаций) от де([)ектов является источником зарождения первичных трещин, распространяющихся при повторных нагружениях или с течением времени. Иногда треншны значительной длины возникают внезапно и служат причиной аварий, например, в конструкциях подъемно-транспортных машин, в строительных и других обт ектах, а также в конструкциях оболочкового типа (газопроводы, сосуды давления), где образовавшаяся трещина может распространяться на большом протяжении.  [c.112]

При дуговой сварке источником образования fpenj.nn являются непровары корня швов как стыковых, так и угловых подрезы основного металла возле сварных швов, резкие переходы от наплавленного металла к основному, скопления угловых швов в нахлес-точных соединениях резкие изменения толщин соединений, в которых имеет место нарушение плавного течения силового потока.[c.112]

Сильная окисляемость при высоких температурах с образованием тугоплавкой (Т л=2200°С) окисной пленки А1аОз, имеющей большую плотность по сравнению с алюминием (р=3,85 г/см ). Окисная пленка затрудняет сплавление, способствует непроварам и охрупчивает металл. Поэтому окисную пленку удаляют со свариваемых кромок механическими и химическими способами перед сваркой, во время сварки защищают зону сварки инертным газом, катодным распылением, применяют покрытия и флюсы на основе солей щелочных и щелочноземельных металлов (Na l, NaF, КС1 и  [c.133]

Дефекты оказывают большое влияние на прочность сварных сое-дашений и нередко являются причиной преждевременного разрушения сварных конструкций. Особенно опасны трещиноподобйые дефекты (трещины, непровары), резко снижающие прочность, особенно при циклических нагрузках. Некоторые виды дефектов приведены на рис. 78.  [c.146]

Внешний осмотр служит для определения наружных дефектов сварных швов несоответствие геометрических размеров швов проектным (размеры швов и дефектов определяют измерительным инструментом и специальными шаблонами), подрезы, непровары, поверхностные трещины и наружные поры, крупная чешуй-чатость и неравномерность шва, незаплавленные кратеры, коробление изделия или отдельных его элементов. Внешний осмотр производят невооруженным глазом или лупой не более 10-кратного увеличения. Контролю внешним осмотром подвергают все сварные конструкции.  [c.148]

Варианты конструктивного оформления штуцеров с обо-j O iKaMH корпуса разнообразны. Наиболее целесообразны те, которые позволяют получить надежное проплавление всей с епки штуцера, исключая возможность образования и роста грещины от непровара. Примеры конструктивного оформления штуцеров в аппаратах нефтегазохимического производства показаны на рис. 1.8, а-г. Варианты с дополнительным укрепляющим кольцом 1 (рис. 1.8, а) и утолщенным патр>уб-UOM 2 (рис. 1.8, б) технологически просты, но при нагружении в зонах расположения угловых швов возникает значительная концентрация напряжений, что может служить причиной появления трещин в процессе эксплуатации. Варианты с вытяжкой горловины (рис. 1.8, в) и с вварньш торовым воротником 3 (рис. 1.8, г) более сложны в изготовлении, зато достигается  [c.23]

Ультразвуковая дефектоскопия и радиографический кон-i роль производятся с целью выявления в сварных соединениях вну фенних дефектов (трещин, непроваров, пор, шлаковых включений и др. ).  [c.49]


5 эффективных способов предотвращения непровара


Непровар (неполный провар) — это дефект сварки, характеризующий как полное или частичное отсутствие сплавления на границе основного и наплавленного металла, а также на границе сечения сварочных валиков при многослойной сварке.

Проблема возникает, когда нарушается технология самой сварки или на этапе подготовительных работ. Как правило, есть три места, где могут возникать непровары.

  • Вдоль кромки, разделяющей основной и наплавленный металл;
  • Между слоями налаживаемых швов;
  • В корне шва.

Ниже мы опишем 5 проблемных моментов, при которых возможно появление непровара на разных этапах работ, его причины и практически осуществимые способы борьбы с ним.

Подача тепла

Низкое напряжение и неправильно выставленные параметры сварочного аппарата часто служат причиной появления непровара, когда не обеспечивается образование достаточного количества тепла для полноценного проплавления.  Если такой дефект сварки возникает в конце сварного шва или в его начале, то это свидетельствует о снижении глубины провара и о нестабильности теплового процесса.

Вызвать непровар может чрезмерно быстрое перемещение электрода. Кромки, при высокой скорости сварки не успевают расплавиться. В конечном итоге форма и очертания шва не будут полностью совпадать с формой разделки.

Неправильная последовательность сварки при многослойном наложении сварочных швов также провоцирует непровар. Если полностью не убрать шлак между отдельными слоями, Вы гарантированно получите такой дефект и непрочный сварной шов.

Тугоплавкие оксиды

Вероятность образования непровара возрастает при сварке легированных сталей и сплавов, содержащих элементы, образующие тугоплавкие оксиды, которые в момент осадки находятся в твердом состоянии и по тем или другим причинам остались в соединении.

При непра­вильно выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неме­таллических включений.

На пластичность сварных соединений очень влияют характеристики оксидных включений. Для дефектных соединений, состоящих из низкоуглеродистой стали, в местах излома оксидные включения (например, Fe3O4) обладают округлыми очертаниями (см. рис.) благодаря сравнительно незначительной температуре плавления. При испытании на изгиб соединений с такими оксидными включениями (темные участки на рис.) наблюдается резкое снижение угла изгиба.

Рис. Электронные микрофрактограммы изломов соединений, сваренных непрерывным оплавлением. Сталь 20. Видны сплошные темные участки оксидов

Кроме того, сварные швы могут быть подвергнуты атмосферному загрязнению. Попадание влаги, или наличие оксидной пленки могут препятствовать процессу слияния металлов и способны сильно ухудшить качество сварного шва. Поэтому рекомендуется полноценная подготовка кромок перед сваркой.

 Правильные углы

Угол наклона электрода и горелки играют важную роль для достижения хорошего качества сварного шва. Во время работы убедитесь, что электрод имеет правильный наклон, а движение горелки идет умеренным темпом. Это важные составляющие успеха. В противоположном случае большое смещение края электрода с оси стыка кромок в ту или иную сторону вызовет неравномерное распределение расплавленного металла. В таком случае одна из кромок не плавится, а лишь покрывается сверху расплавом.

Часто приходится иметь дело с угловыми швами. Чтобы избежать непровара при сварке кромки свариваемого изделия сваривают «в лодочку», а при наклоне под углом 30 или 60° — в несимметричную «лодочку». Сварка производится на повышенных значениях сварочного тока, как на прямой, так и на обратной полярности тока. Сварка на обратной полярности производится короткой дугой, при этом возможно появление подрезов. Положение электрода при сварке должно соответствовать изображенному на рисунке ниже.

Рис. Положение электрода при сварке «в лодочку»: a — сварка в симметричную «лодочку»; б — сварка в несимметричную «лодочку»; в — пространственное положение электрода

Важный момент, электрод большого диаметра, а также неправильно подобранная полярность очень часто сопутствуют тому, что шлак попадет в зазоры между кромками.

Подготовка стыков

Хорошо подготовленные, очищенные края свариваемых деталей являются неотъемлемой частью совершенной сварки. Если соединимые части детали не выровнять в одной плоскости, в корневой зоне сварного шва происходят негативные изменения в виде непровара. Слишком малый зазор между свариваемыми кромками, перекосы и банальное смещение провоцируют такой дефект. Поэтому требуется понимать какой тип разделки использовать, соблюдать геометрические размеры кромок, делать соответствующее притупление (при надобности). Не забывайте о необходимости обезжиривать и удалять следы от загрязнений, краску, ржавчину, окалину.

Правильное напряжение и индуктивность

Одной из самых главных причин, из-за которой появляется непровар является неправильный режим сварки. Неопытность сварщика, нарушения и ошибки при настройке сварочного оборудования проявляются в маленькой силе сварочного тока для этой толщины или вида свариваемого металла.

Сварка постоянным током может сопровождаться нестабильностью и отклонениями дуги впоследствии влияния магнитных полей, возникающих из-за неумеренной индукции. Кроме того, под воздействием электромагнитного давления, окисные пленки частично остаются на поверхности кромок, препятствуя их полноценному провару.

Для уменьшения вероятности возникновения непровара и разбрызгивания расплавленного металла необходимо сжимающее усилие. Оно появляется в проводнике во время короткого замыкания при MIG / MAG сварке. Для минимизации таких дефектов требуется соответствующая корректировка параметров напряжения и введение регулируемой индуктивности в источник сварочного тока.

Кроме того, работа старого или неисправного сварочного оборудования ведет к перепадам силы тока и напряжения сварочной дуги при сварке.

Устранение дефектов этого вида обычно происходит путем повышения мощности сварочной дуги, уменьшением длины дуги и увеличением её динамики. Чтобы выявить и устранить дефект сначала проводят предварительный осмотр, а после внутренний контроль. При необходимости возможно полное удаление дефектных участков швов с непроваром. Их вырубают или выстрагивают, делают зачистку и подготавливают к повторной сварке

Дефекты / дефекты сварного шва — неполное сплавление или проплавление корня

Описаны характерные особенности и основные причины неполного сращения и проплавления корней. Даны общие рекомендации по «передовой практике», чтобы сварщики могли минимизировать риск появления дефектов во время производства.

Щелкните здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Заводские и эксплуатационные дефекты и дефекты

Поскольку наличие дефектов в сварном соединении не может сделать компонент неисправным в смысле непригодности для предполагаемого применения, предпочтительным термином является дефект, а не дефект.По этой причине качество изготовления компонента определяется с точки зрения уровня качества, на котором четко определены пределы дефектов, например, уровень B, C или D в соответствии с требованиями BS EN ISO 5817. Для американцев стандарты ASME IX и AWS D1.1, уровни приемлемости указаны в стандартах.

В коде приложения будут указаны уровни качества, которые должны быть достигнуты для различных соединений.

В целом дефекты можно разделить на те, которые возникают при изготовлении компонента или конструкции, и на те, которые образовались в результате неблагоприятных условий во время эксплуатации.Основные типы дефектов:

производство:

  • отсутствие плавления
  • Отсутствие или неполное проникновение
  • трещины
  • пористость
  • включений
  • неправильная форма и размер сварного шва

сервис:

  • хрупкое разрушение
  • коррозионное растрескивание под напряжением
  • Усталостное разрушение

Процедура сварки, особенности соединения, доступ и техника сварки будут иметь прямое влияние на дефекты изготовления.Неправильная процедура или плохая техника могут вызвать дефекты, ведущие к преждевременному отказу в обслуживании.

Неполное сращение или проникновение корня

Идентификационный номер

Неполное сращивание корня — это когда сварной шов не сваривается одна сторона соединения в корне. Неполное проникновение корня происходит, когда корневая область сустава с обеих сторон не спаяна. Типичные недостатки могут возникнуть в следующих ситуациях:

  • чрезмерно толстая поверхность корня в стыковом шве (рис.1а)
  • слишком маленький зазор корня (рис. 1b)
  • сварных швов с ошибкой (рис. 1c)
  • Невозможность удаления достаточного количества металла при обрезке до прочного металла при двухстороннем сварном шве (рис. 1d)
  • Неполное оплавление корня при слишком низком подводе энергии (тепла) дуги (рис. 1e)
  • слишком маленький угол скоса,
  • Электрод слишком большого диаметра при сварке стержневым электродом (рис. 2)

Рис.1 Причины неполного сращения корня

Фиг.2 Влияние диаметра электрода на проплавление и проплавление корня

Причины

Эти типы дефектов более вероятны в процессах с плавящимся электродом (MIG, MAG, FCAW, MMA и SAW), когда металл шва «автоматически» осаждается, когда дуга поглощает электродную проволоку или стержень. Сварщик имеет ограниченный контроль проплавления сварочной ванны независимо от наплавки металла шва. Таким образом, процесс TIG с неплавящимся электродом, в котором сварщик контролирует количество удаляемого присадочного материала независимо от проплавления, менее подвержен этому типу дефектов.

При сварке стержневыми электродами риск неполного оплавления корня и провара корня может быть снижен за счет использования правильных параметров сварки и диаметра электрода, обеспечивающих адекватный подвод энергии дуги и удовлетворительное проплавление. Диаметр электрода также важен, так как он должен быть достаточно маленьким, чтобы обеспечить адекватный доступ к корню, особенно при использовании небольшого вогнутого клиновидного угла (рис. 2). Обычно для корневого прохода используют электрод диаметром 2,5 или 3,25 мм, чтобы сварщик мог управлять сварочной ванной и контролировать степень проплавления.Однако для проходов заполнения, где требования к проникновению менее критичны, можно использовать электрод диаметром 4 или 5 мм для достижения более высоких скоростей осаждения.

При сварке MIG правильные параметры сварки, соответствующие толщине материала и короткой длине дуги, должны обеспечивать адекватное проплавление сварного шва. Слишком низкий уровень тока для размера поверхности корня приведет к недостаточному провару сварного шва. Слишком высокий уровень, из-за которого сварщик будет двигаться слишком быстро, приведет к тому, что сварочная ванна перейдет в корень без достижения адекватного проплавления.

Также важно использовать правильный размер поверхности корня и углы скоса, а также точно установить зазор между корнем. Для предотвращения закрытия корневого зазора потребуется соответствующая закрепка.

Лучшие практики профилактики

Для предотвращения сращивания корней можно использовать следующие методы:

  • При сварке TIG не используйте слишком большую поверхность впадины или слишком маленький зазор впадины и убедитесь, что сварочный ток достаточен для полного проникновения сварочной ванны в корень.
  • При сварке стержневыми электродами используйте правильный уровень тока и не слишком большой диаметр электрода для корневого прохода
  • При сварке MIG / MAG используйте достаточно высокий уровень сварочного тока, который поддерживается соответствующим напряжением дуги для применения.
  • При использовании конфигурации соединения с корневым зазором убедитесь, что он имеет соответствующую ширину и не смыкается во время прихватывания и последующей сварки.
  • Не используйте слишком низкий уровень тока, из-за которого сварочная ванна перекрывает корневой зазор без полного проникновения в корень.

Стандарты приемки

Пределы отсутствия или неполного проникновения указаны в BS EN ISO 5817 для трех уровней качества.

Отсутствие или неполное проникновение корней не допускается для Уровня качества B (строгое) и Уровня C (промежуточного). Однако уровень C делает исключение для стыковых швов с частичным проплавлением, сваренных с обеих сторон.

Для Уровня качества D (умеренного) допускается кратковременное отсутствие или неполное проникновение дефектов.

Неполное корневое проникновение не допускается при изготовлении сосудов под давлением, но допускается при производстве трубопроводов в зависимости от материала и толщины стенок.

Меры по устранению

Если корень не может быть осмотрен напрямую, например, с использованием метода проникающего или магнитопорошкового контроля, обнаружение осуществляется с помощью радиографии или ультразвукового контроля. Для устранения проблемы обычно требуется удаление путем строжки или шлифовки до прочного металла с последующей повторной сваркой, как правило, в соответствии с первоначальной процедурой сварки.

Соответствующие стандарты

BS EN ISO 5817: 2007 Сварка — сварные соединения плавлением стали, никеля, титана и их сплавов (за исключением лучевой сварки) — Уровни качества для дефектов.

BS EN ISO 10042: 2005 Сварка. Дуговые сварные соединения алюминия и его сплавов. Уровни качества для дефектов.

Копии других статей из серии «Рабочие знания для сварщиков» можно найти в разделе «Практические знания по соединению» или с помощью поисковой системы.

Эта статья о вакансиях изначально была опубликована в Connect, март / апрель 1999 г. Он был обновлен, поэтому веб-страница больше не отражает в точности печатную версию.

Неплавление сварных соединений

Неплавление сварных соединений

Конспект.

    Для эффективного контроля сварных соединений необходимо доскональное знание не только методов неразрушающего контроля, но и обнаруживаемых дефектов. Однако в сварочной литературе очень мало данных об отсутствии плавления, которое является одним из наиболее серьезных дефектов.Также отсутствуют эффективные методы тестирования для его обнаружения.

    Наши исследования должны были предоставить как можно больше данных об отсутствии слияния. Было исследовано, при каких сварочных процессах отсутствие плавления является наиболее частым, каково его положение в сварном соединении и каковы его физические свойства. Также было изучено, какие признаки дает отсутствие сплавления с помощью различных неразрушающих методов.

    Испытания проводились на типовых сварных соединениях. Металлографические и механические испытания также использовались для сравнения с неразрушающим контролем.Различные типы отсутствия плавления были разделены на характерные группы, т.е. типы, включающие пустоты и неметаллические включения, и типы чистого отсутствия плавления, которые не могут быть обнаружены неразрушающим контролем.
    Ключевые слова: сварка, неразрушающий контроль, дефекты сварного шва, неплавление.

1 Введение

    Из практики сварки известно, что дефекты неплавления часто возникают в сварных соединениях. Таким образом, многие разрушения сварной конструкции происходят из-за необнаруженного отсутствия плавления в сварных соединениях.

    Отсутствие плавления — один из самых серьезных дефектов сварного шва. Создает эффект выемки. Однако эффективных неразрушающих методов для его обнаружения не существует.

    Если сравнить дефекты неплавления и трещины, становится очевидно, что гораздо больше внимания уделяется трещинам, чем отсутствию плавления, хотя отсутствие плавления является таким же серьезным дефектом, как и трещина. В литературе по сварке множество работ посвящено трещинам, но очень мало работ по неплавлению. Только некоторые старые документы Международного института сварки сообщают об отсутствии плавления [1-4].Поэтому было решено более внимательно изучить отсутствие термоядерного синтеза. Требовалось выяснить, где он встречается чаще всего, при каких условиях образуется и как его можно обнаружить.

2 Определение отсутствия проплавления

    В сварных швах сохраняются не полностью проплавленные пятна, называемые неплавлением. У сварного шва может отсутствовать соединение с основным металлом или с предыдущим сварным швом. Образуется спаечный шов, который в некоторых случаях может быть достаточно прочным. Это очень похоже на паяное соединение или соединение, образованное при металлизации.Чем чище недостаток термоядерного синтеза, тем труднее его обнаружить.

    По положению неплавких дефектов в сварном шве различают три типа неплавленых [5]:

  1. отсутствие проплавления боковых стенок,
  2. отсутствие межпотоковой плавки,
  3. Отсутствие плавления в основании сварного шва.

Что касается внешнего вида поверхности излома, различают отсутствие плавления из-за нерасплавленных оксидных включений и отсутствие плавления из-за расплавленных оксидных включений.Неплавкие дефекты из-за нерасплавленных оксидных включений состоят из оксидов и неметаллических включений. Отсутствие сплавления, из которых три типа, то есть ссылки 4011, 4012 и 4013 IIW, различаются в стандарте, не следует путать с отсутствием проникновения, то есть ссылками 402 IIW [6]. Дефекты, расположенные на поверхности, эффективно обнаруживаются при визуальном осмотре. Однако отсутствие проплавления внутри сварного шва может быть обнаружено методами рентгеновского или ультразвукового контроля.

Что касается возможности обнаружения, различные типы отсутствия плавления можно разделить на две группы, т.е.е., тот, в котором отсутствие плавления включает пустоты или неметаллические включения, которые могут быть обнаружены неразрушающими методами, и тот, в котором отсутствие плавления не указывает на разрыв в материале, поскольку это структурный дефект и, следовательно, не могут быть обнаружены неразрушающими методами.

3 Характеристики несплавления

    При металлографических исследованиях было обнаружено, что в сварном шве могут быть обнаружены три типа неплавления:
  1. чистое отсутствие плавления или отсутствие плавления из-за включений расплавленных оксидов,
  2. открытая расплавка,
  3. Неплавление, состоящее из неметаллических включений.

Отсутствие плавления является дефектом конструкции. В этом случае расплавленный металл прилипает к основному металлу, который недостаточно расплавился во время сварки. Между твердой и жидкой фазами образуется стык. Это похоже на пайку. Этот тип отсутствия плавления не может быть обнаружен методами неразрушающего контроля, кроме микроскопического исследования. Прямая линия плавления указывает на то, что может быть отсутствие плавления между основным металлом и сварным швом. Отсутствие плавления между прогонами еще более скрыто.Его можно обнаружить только при точном микроскопическом исследовании с 50-кратным увеличением. Пример чистого отсутствия термоядерного синтеза показан на рис.1.

Рис. 1: Чистое отсутствие сплавления между конечным сплавом и основным металлом. а) макросъемка: x3,5; микрофотография: x100.

Из-за внутренних напряжений, возникающих во время затвердевания и охлаждения сварного шва, прилипающие друг к другу грани разделятся.Образуется пустота шириной всего несколько сотых миллиметра. Этот зазор в сварном шве очень грязный, как трещина. Однако его можно обнаружить методами неразрушающего контроля. Такой вид неплавления сложно отличить от трещины. Пример открытого неплавления показан на рис.2.

Рис. 2: Открытое отсутствие слияния между центральным и конечным проходами. а) макрограф, x3.5; б) микрофотография: x100.

Там, где нет плавления, очень часто встречаются оксиды и неметаллические включения. Такой случай показан на рис. 3. Если оксидный слой не плавится, включения равномерно распределяются по всей поверхности неплавкого дефекта. Однако если они плавятся, неметаллические включения приобретают сферическую форму.

Рис. 3: Включения на гранях слипаются.а) Макрофотография показывает отсутствие слияния между центральным и конечным проходами; б) На микрофотографии видны включения на гранях, склеенные вместе.

4 Расположение дефектов неплавления

    Отсутствие сплавления — это плоский дефект. Он может появиться на краю основного металла или между прогонами. Отсутствие сплавления между основным металлом и металлом сварного шва показывает плоскую поверхность. Однако отсутствие межпроходного плавления показывает неправильную форму.

    Отсутствие плавления обычно обнаруживается на внутренней стороне сварного шва. Он редко достигает финальных прогонов или корневого прогона. Расположение типичных типов неплавления показано на рис.4.

    Рис. 4: Отсутствие проплавления сварного шва: отсутствие проплавления боковой стенки (вверху), отсутствие проплавления между проходами (внизу).

5 Обнаружение отсутствия плавления методами неразрушающего контроля

    Как уже упоминалось, методы неразрушающего контроля, обычно используемые при контроле сварных соединений, неэффективны при обнаружении дефектов неплавления.При обычном тестировании обычно не выявляется отсутствие слияния. При подозрении на отсутствие плавления сварного шва следует соответствующим образом адаптировать используемые методы испытаний. Следует обращать внимание на все показания, включая те, которые не превышают допустимый уровень.

    Следует учитывать, что отсутствие плавления может возникнуть при дуговой сварке в среде защитного газа плавящимся электродом и газовой сварке. Велика вероятность появления неплавления при сварке на спуске.

    Очень полезно получить данные о структуре сварного шва и условиях сварки перед сваркой. Следует запросить информацию о том, проводились ли какие-либо механические и металлографические исследования сварных соединений, подлежащих исследованию.

6 Методы неразрушающего контроля для выявления отсутствия плавления

    Рентгенографическое исследование позволяет обнаружить большие, отличительные типы несращения, в которых есть включения и пустоты значительного размера.Обследование обнаруживает включения, но не само отсутствие плавления. Следует обращать внимание на все дефекты, обнаруженные на линии сварки и между отдельными циклами. Рентгенографические методы исследования не подходят для обнаружения отсутствия плавления.

    Для обнаружения отсутствия плавления ультразвуковое исследование является наиболее подходящим из всех доступных методов неразрушающего контроля. Могут быть обнаружены все типы отсутствия плавления, за исключением полного отсутствия плавления.Наши исследования показали, что значительно большие дефекты неплавления дают слабые ультразвуковые сигналы, которые на практике считаются незначительными допустимыми дефектами. Значительно плохое отражение ультразвуковых волн достигается из-за:

    • склеенная поверхность состоит из ряда мелких дефектов, которые переходят в чистое отсутствие плавления;
    • Неплавление на краях V-образного шва совпадает с углом отражения ультразвуковых волн.
    Рис. 5: Ультразвуковое исследование отсутствия плавления основного металла и металла шва.а) осмотр со всех четырех направлений сканирования; б) осмотр с покровного слоя.

    Из-за вышеизложенного следует также учитывать слабые повторяющиеся признаки при осмотре сварных швов, в которых предполагается отсутствие плавления. Ультразвуковые волны следует направлять по возможности перпендикулярно к прилипающим поверхностям. Можно предположить, что неплавление может появиться на краю основного металла. В случае, когда доступ ультразвуковых волн возможен со всех четырех сторон, прямой путь, как показано на рис.5а. Осмотр можно проводить только с покровного слоя. В этом случае метод одиночного отскока используется для исследования верхней части сварного шва (рис. 5b).

    Методы дефектоскопии используются в первую очередь, когда необходимо обеспечить герметичность сварных соединений, например: при испытании танков. Они позволяют обнаружить отсутствие плавления на поверхности.

    Все обозначения на краю участков указывают на возможность отсутствия плавления. Особое внимание следует уделить угловым швам.Дефект неплавления, существующий в сварном шве, может открыться под нагрузкой и вызвать утечку из бака.

    Отсутствие сварки — это обычно ошибка сварщика. Наблюдая за процессом сварки, опытный супервайзер может обнаружить образование неплавления. Следует обратить внимание на положение сварочной ванны, которое не должно опережать дугу и заполнять сварную канавку. Следует обратить внимание на то, достаточно ли сварщик расплавляет края стыка. Отсутствие плавления можно успешно обнаружить при визуальном осмотре во время сварки.Визуальный осмотр после сварки неэффективен.

7 Выводы

    В сварных швах может наблюдаться как отсутствие плавления, которое является структурным дефектом, так и отсутствие плавления, при котором металлическое соединение прерывается пустотами и неметаллическими включениями. Чистое отсутствие плавления можно определить только визуально во время сварки. Другие типы отсутствия плавления могут быть обнаружены методами ультразвукового контроля. Отсутствие плавления, достигающего поверхности, может быть обнаружено методами испытания проникающей жидкостью или магнитными частицами.Из-за неблагоприятного положения из-за отсутствия плавления и неблагоприятных свойств прилипающих поверхностей слабые показания получаются при значительно больших дефектах; поэтому критерии приемки для сварных швов, содержащих неплавкие соединения, должны быть более строгими.

Список литературы

  1. Н. Ямаути, Ю. Инаба, Т. Така: Механизм образования недостаточного плавления при сварке MAG. IIW Док. 212-529-82. Международный институт сварки, 1982 г.
  2. Причины дефектов сварных швов.IIW Док. XII-В-046-83. Международный институт сварки, 1983 г.
  3. Металло-дуговая сварка стали в защитных газах. Направления выполнения процесса. Избежание отсутствия плавления. IIW Док. XII-В-049-83. Международный институт сварки, 1983 г.
  4. Р. Киллинг и Х. Хантч: Beitrag zur Frage der Bindefehlerempfindlichkeit beim Metall-Aktivgasschweißen mit Fülldrahtelektroden. Schweißen und Schneiden, 45 (1993) 12, 689-693.
  5. Многоязычный сборник терминов по сварке и родственным процессам / Международный институт сварки.Часть 1. Общие условия. Институт за варильство, Любляна, 1988.
  6. EN 26520: Классификация дефектов металлических сварных швов плавлением с пояснениями.

Нарушения сплошности сварного шва — Часть 1 Пористость — Неполное сплавление

Как инспектор по сварке, чтобы вы могли успешно выполнять свою профессиональную деятельность, важно понимать неоднородности сварного шва. Чтобы полностью понять неоднородность сварного шва, мы должны сначала изучить терминологию сварки. Термин прерывистость определяется как нарушение типичной структуры материала, например, отсутствие однородности его механических, металлургических или физических характеристик.Нарушение непрерывности не обязательно является дефектом. С другой стороны, дефект определяется как несплошность или неоднородности, которые по своей природе или накопленному эффекту (например, общей длине трещины) делают деталь или изделие неспособными соответствовать минимальным применимым стандартам или спецификациям приемки. Термин «дефект» означает отклоняемость. Поскольку в этой статье мы исследуем эти явления, выходящие за рамки требований какого-либо конкретного сварочного кодекса или стандарта, и мы не будем обсуждать их ограничения в рамках этих документов, мы будем использовать термин разрывы.

Пористость

Пористость определяется как неоднородности полого типа, образованные захватом газа во время затвердевания. Пористость вызвана газами, присутствующими в расплавленном сварном шве. Эти газы могут задерживаться и образовывать пузырьки или газовые карманы по мере затвердевания сварного шва. Основная причина наличия газов, вызывающих пористость, — это грязный основной материал, влажность на поверхности соединения или электрода, недостаточная или неправильная защита во время процесса сварки, или неправильные условия или методы сварки. Основной материал, загрязненный углеводородами, такими как масло, смазка или краска, будет восприимчив к пористости во время процесса сварки. Влага в виде воды или гидратированных оксидов на основном материале и / или сварочных электродах, или утечки воды из плохо обслуживаемых систем охлаждения оборудования, могут ввести водород в процесс сварки и вызвать серьезные проблемы с пористостью во время сварки. Использование защитного газа, который имеет недостаточную скорость потока, загрязнен из его источника или внутри его системы подачи, или не может обеспечить адекватную защиту расплавленного металла сварного шва за счет его удаления ветром или сквозняком, может серьезно повлиять на уровни пористости.

Пористость часто классифицируют по типам в зависимости от ее формы и распределения в сварном шве. Такие описания, как равномерно или случайно рассеянная пористость, кластерная пористость и линейная пористость, или аналогичные термины, используются для описания его распределения. Каждое из этих распределений пористости может предусматривать разные уровни приемлемости в рамках правил сварки или стандарта. Например, наличие линейной пористости обычно имеет более серьезные ограничения, чем те, которые применяются к рассеянной пористости, поскольку линейная пористость часто связана с проблемами плавления внутри сварного шва.Наиболее практичными методами контроля или устранения пористости являются использование чистых основных материалов, надлежащим образом хранимых и незагрязненных сварочных материалов, сварочного оборудования в надлежащем техническом обслуживании, приемлемых условий окружающей среды и проверенных процедур сварки.

Неполное сплавление и неполное проникновение в стык

Поскольку эти термины иногда используются неправильно, важно понимать разницу между этими двумя неоднородностями сварного шва.

Неполный сплав — это нарушение сплошности сварного шва, при котором сплавление металла сварного шва и поверхностей сплавления или прилегающих валиков сварного шва не происходит.Это отсутствие плавления может иметь место в любом месте сварного шва и может присутствовать в угловых швах и / или сварных швах с разделкой кромок. Неполное плавление может быть вызвано неспособностью во время процесса сварки поднять основной материал или ранее наплавленный металл шва до его температуры плавления. Это часто встречается на одном участке углового сварного шва и вызвано неправильным углом сварки, который допускает дисбаланс тепла между обеими сторонами стыка. Это также может быть вызвано неспособностью удалить оксиды или другой посторонний материал с поверхности основного материала, с которым должен сплавиться наплавленный металл шва.

Неполный провар соединения описывается как состояние корня соединения в сварном шве с канавкой, в котором металл сварного шва не выходит на толщину соединения. Это неспособность присадочного металла или основного металла полностью заполнить основание сварного шва. Некоторые распространенные причины неполного проплавления шва связаны с конструкцией шва с разделкой кромок или настройкой, не подходящей для условий сварки. Эти проблемы возникают в ситуациях, когда размеры поверхности корня слишком велики, отверстие в корне слишком мало или угол наклона сварного шва с V-образной канавкой слишком мал. Все эти конструктивные особенности соединения ограничивают способность сварного шва проникать через толщину соединения. Чтобы предотвратить эту прерывистость, следует позаботиться о том, чтобы обеспечить правильную конструкцию соединения и подгонку соединения в соответствии с требованиями процедуры сварки.

Полное понимание этих неоднородностей сварных швов поможет инспектору по сварке выявить их и, что более важно, поможет предотвратить их появление в процессе производства.

Часто можно использовать функцию контроля сварки в качестве профилактического инструмента в системе качества.Это обеспечивает гораздо большую эффективность для общей системы качества, чем простое использование контроля сварки в качестве метода оценки для отделения плохого от хорошего.

Наиболее распространенные дефекты сварки — OMS

Что вызывает дефекты сварки?

Дефекты сварного шва возникают по нескольким причинам: использование неподходящих материалов для работы, применение неправильного процесса, сварка в сложных условиях или неопытный или неквалифицированный сварщик.

Общие дефекты сварного шва

Несоосность (HiLo)

Несоосность или HiLo — это разница между внутренней и / или внешней высотой двух труб.Плохая центровка приводит к более слабому сварному шву, который хуже справляется с условиями высокой усталости. Улучшение посадки труб — лучший способ уменьшить HiLo перед сваркой.

Чрезмерное проплавление

Чрезмерное проплавление происходит, когда избыточный металл шва выступает из корня шва. Обычно это вызвано слишком большим зазором стыка, слишком малыми поверхностями корня или слишком большим тепловложением, которое может вызвать эрозию и / или коррозию. Лучшая подгонка труб и обеспечение правильной техники сварки снизят риски чрезмерного провара.

Корневая вогнутость / вогнутость / обратное всасывание

Корневая вогнутость, вогнутость и обратное всасывание вызывают неглубокую канавку в корне сварного шва и возникают при усадке ванны внутри сварного шва.

Трещины

Трещины — это наиболее серьезный дефект сварного шва. В конечном итоге они приведут к выходу сварного шва из строя, и подрядчики по сварке делают все возможное, чтобы их избежать. Сварные швы испытывают постоянное внутреннее напряжение в результате усталости, изгиба, изгиба и расширения / сжатия, а растрескивание возникает, когда внутренние напряжения превышают либо основной металл, либо металл сварного шва, либо и то, и другое.Горячие трещины возникают при температурах выше 1000 ° C и обычно возникают из-за загрязнения или проблем с материалом, холодные трещины возникают после охлаждения сварного шва, обычно из-за диффузии водорода, а кратерные трещины появляются из-за недостаточного объема сварочной ванны. Тщательная подготовка сварных швов, выбор правильных материалов и их безопасное хранение помогут предотвратить образование трещин.

Отсутствие проплавления / неполное проплавление / поднутрение

Неполное проплавление корня шва происходит, когда сварной шов не приваривается к одной стороне корня.Недостаток проплавления возникает, когда обе стороны корня не могут соединиться со сварным швом. Поднутрение — это канавка, которая появляется в основном металле возле корня шва. Правильная подготовка поверхностей стыка и основного металла, а также использование правильных материалов и методов сварки могут помочь предотвратить эти дефекты, которые могут привести к плохому качеству, слабым сварным швам и возможному растрескиванию.

Стандарты сварки

Даже если сварка самого высокого качества будет выполняться в оптимальных условиях хорошо обученными сварщиками, дефекты будут.Существуют различные национальные и международные стандарты, определяющие приемлемый уровень несовершенства. Вы можете узнать больше о них в BSI и ISO

Устранение дефектов сварных швов

Практически все дефекты сварных швов можно исправить путем более тщательной подготовки, улучшения подгонки труб, использования правильных материалов и техники и наличия должным образом обученных / квалифицированных сварщиков.

Предотвращение проблем с контролем сварных швов

Дефекты обычно обнаруживаются, когда сварные швы подвергаются рентгеновскому или автоматизированному ультразвуковому контролю (AUT), но это происходит на поздней стадии процесса укладки труб на борту трубоукладочного судна. Если обнаружен дефект, то единственным решением является вырезание сварного шва, ведущее к потере времени и значительным затратам. Такие дефекты, как окраска сварных швов из коррозионно-стойких сплавов (CRA), HiLo и пористость, трудно или даже невозможно обнаружить с помощью этих методов.

Ранняя проверка сварного шва на предмет определенных типов поверхностных дефектов снижает риск потери времени, повышает эффективность проекта и снижает затраты. OMS предлагает широкий спектр инструментов и услуг для контроля сварных швов. Чтобы узнать больше об этом, нажмите здесь.

Сварка и проплавление сварного шва

Я слышал, как некоторые люди говорят, что при любой сварке необходимо иметь глубокое или максимальное проникновение в опорную плиту, чтобы сварной шов был прочным. Если проплав неглубокий, сварной шов будет слабее. Максимально возможное проникновение сварного шва всегда лучше. Эти утверждения точны?

Нет, в всех случаях неверно утверждать, что увеличение проплавления сварного шва напрямую коррелирует с увеличением прочности сварного шва (где «прочность» относится к пределу текучести сварного шва и пределу прочности на разрыв, оба измеряются в фунтах на квадратный дюйм (psi), килограмм psi (ksi) или мегапаскали (МПа). Прочность сварного шва определяется достижением полного сплавления и другими факторами в зависимости от типа сварного шва. Этот вопрос заслуживает обсуждения различий между сварочным «плавлением» и «проплавлением» сварного шва. Чтобы статья оставалась краткой, обсуждение будет ограничено дуговой сваркой, двумя распространенными типами сварных швов (тавровым и стыковым) и двумя распространенными типами сварных швов (угловым и канавочным). См. Примеры на Рисунок 1 .

Рис. 1. Обычные соединения и типы сварных швов

Дуговая сварка — это получение двух или более отдельных кусков металла и их соединение в одну непрерывную или однородную секцию.Вы добиваетесь слияния, что означает смешивание или объединение. Другими словами, цель дуговой сварки — достичь плавления между изначально отдельными кусками металла. Американское сварочное общество (AWS) определяет сплавление как «плавление вместе присадочного металла и основного металла (подложки) или только основного металла, которое приводит к слиянию» (Стандартные термины и определения для сварки ANSI / AWS A3.0). Слияние происходит, когда у вас есть атомные связи металлов. Молекулы каждого отдельного куска металла и металла-наполнителя связываются вместе, когда у вас есть 1) атомная чистота и 2) атомная близость (см. , рис. 2, ).Это происходит при дуговой сварке, так что атомы каждого куска металла связываются вместе с общими электронами, образуя один твердый или однородный кусок металла.

Теперь, с другой стороны, проплавление, или правильное название глубина плавления , определяется AWS как «расстояние, на которое плавление распространяется в основной металл или предыдущий проход от поверхности, расплавленной во время сварки». Поперечное сечение сварного шва (особенно после травления) покажет вам профиль проплавления сварного шва, включая глубину и ширину проплавления (см. Примеры на рисунках 3 и 49 , где также называются и выделяются различные части углового шва. и пазовой сваркой).Для достижения надлежащей прочности сварного шва любая сварка требует полного плавления между кусками металла и присадочным металлом, но не для всех соединений требуется большая глубина плавления или глубокое проплавление. Если вы добились полного сплавления присадочного металла и опорных пластин (и, при необходимости, стальной несущей балки), вы успешно соединили металл в одну однородную деталь. Не имеет значения, глубокое у вас проникновение или неглубокое. Теоретически (но не реально) вы могли бы даже получить полное слияние на глубину всего нескольких молекул и все же сварить части вместе.

В качестве примера рассмотрим тройник и угловой сварной шов на рис. , рис. 3 . Требуемая прочность сварного шва достигается за счет полного сплавления и получения правильного размера углового шва (измеренного либо длиной полки, либо теоретической длиной горловины) для данного сварного шва. Соответствующий размер сварного шва, необходимый для достижения необходимой прочности сварного шва, определяется инженером-проектировщиком на этапе проектирования. Как это определяется, выходит за рамки данной статьи. Однако, как производитель, если вы сделаете сварной шов подходящего размера в соответствии с проектной спецификацией и добьетесь полного сплавления присадочного металла и опорных пластин, включая основание, вы получите сварной шов достаточной прочности.Прочность сварного шва не определяется уровнем проникновения в опорные плиты.

Рисунок 3: Части углового сварного шва

В качестве другого примера рассмотрим сварной шов с одной V-образной канавкой для стыкового соединения и полного проплавления (CJP) в Рисунок 4 . Надлежащая прочность сварного шва CJP с разделкой кромок достигается за счет полного сплавления сварного шва и использования присадочного металла правильной прочности (т. е.е. тот, который по крайней мере соответствует прочности основного металла). Опять же, прочность сварного шва не определяется уровнем проникновения в опорные плиты.

Также обратите внимание, что при сварке с разделкой кромок CJP размер сварного шва также не определяет прочность сварного шва, как это происходит с угловым швом. Скорее, размер сварного шва — это просто результирующий объем сварочного металла, необходимый для заполнения стыка надлежащих размеров (то есть градусов угла скоса или включенного угла и ширины корневого отверстия).Собственные совместные размеры являются те, которые позволяют достаточно доступа электрода в сустав так, что хорошие сварочные методы могут быть использованы для достижения полного слияния с базовыми пластинами (и стальной опорной панели). Кроме того, необходимы правильные размеры шва, чтобы корневой проход имел правильное соотношение глубины и ширины (обсуждается далее в этой статье).

Рис. 4. Части сварного шва с разделкой кромкой

В этой статье подчеркивается необходимость достижения полного сплавления.Это связано с тем, что проблема может возникнуть, если у вас отсутствует сплавление в любой части соединения. Это может быть разрыв со сплавлением боковой стенки, правильно называемый проплавлением стыка , или сплавление у корня, правильно называемое проплавлением корня . Неполное сплавление может стать зоной дефекта сварного шва, что может повлиять на прочность сварного шва и, в конечном итоге, привести к его разрушению. На рис. 5 показаны примеры допустимых и недопустимых профилей сварных швов.

Рис. 5. Профили углового сварного шва

Хотя это не обязательно связано с прочностью сварного шва, существуют ситуации, в которых может быть полезным более глубокое проплавление шва. Вот три примера:

Преимущество: Как указывалось ранее, необходимо добиться полного сплавления в основании сварного соединения. Если электрод неправильно направлен на корень, длина дуги или расстояние между контактным наконечником и рабочим столом (CTWD) не поддерживается на постоянном расстоянии и / или не используются надлежащие процедуры или настройка, то возникает проблема отсутствия сплавления в корне. более вероятны. Эти факторы контролируются сварочными навыками оператора, при этом у менее опытных сварщиков выше вероятность возникновения проблем со сваркой.Если у вас есть процедура сварки, которая обеспечивает более глубокое проплавление сварного шва (и, как следствие, более широкий профиль проплавления), вы увеличиваете шансы на достижение полного проплавления на корне, даже если сварщики имеют ограниченные навыки. Более глубокий и широкий профиль проникновения охватывает большую площадь. Таким образом, у вас больше шансов попасть в корень (т.е. достичь слияния), даже если дуга не сфокусирована непосредственно на нем.

Преимущество: На рисунке 6 показаны примеры сварных швов CJP с разделкой кромок в стыковом соединении с размером поверхности впадины (т.е.т.е. квадратная кромка или нескошенная часть кромок пластины в стыковом соединении). Эти стыки будут свариваться с первой стороны (за один или несколько проходов, в зависимости от толщины листа). Затем, как правило, сварная деталь переворачивается и сваривается со второй стороны (опять же, за один или несколько проходов). Для достижения полного проплавления шва пластины должны быть скошены, как в двойном V-образном стыке, показанном на верхнем рисунке. Или, если это соединение с квадратной кромкой (показано на нижнем рисунке), то после того, как первая сторона будет сварена, вторая сторона соединения должна быть сначала зарезана для получения прочного металла шва.Затем приваривается вторая сторона. Если бы использовались сварочные процедуры, обеспечивающие более глубокое проплавление сварного шва, то глубина скосов стыка не должна быть такой большой, что удлиняет поверхность корня. Или же в случае квадратных края, не столько опорной плитой на второй стороне необходимо будет удалена задним желобчатым до достижения звука металла сварного шва. В любом случае объем сварочного металла, необходимый для заполнения стыка, будет уменьшен. Это уменьшает как количество присадочного металла, необходимого для заполнения стыка, так и время сварки.Уменьшение количества сварочных работ также уменьшит возможные проблемы с короблением пластины.

Рис. 6: Соединения, требующие проплавления

Выгода: Для угловых швов с плоской поверхностью и равными размерами плеч расстояние от поверхности шва до корня называется теоретическим горлом . Если вы достигнете слияния за пределами корня, тогда фактическая или эффективная длина горловины увеличится (см. Рисунок 3 для идентификации теоретической и фактической горловины). Как правило, для нормального проплавления корней не учитывается дополнительная прочность сварного шва. Тем не менее, если может быть достигнуто значимое и постоянное проникновение корня , что значительно увеличивает эффективную глубину горловины, тогда размер углового выступа может быть уменьшен без ущерба для прочности сварного шва (см. Пример на , рис. 7, ). Более глубокое проплавление сварного шва не приводит к образованию углового шва с большей прочностью. Скорее, он позволяет выполнять угловой шов меньшего размера с тем же уровнем прочности, что и угловой шов большего размера, выполненный с меньшим проваром.Угловые швы меньшего размера уменьшают количество необходимого сварочного металла и могут даже позволить увеличить скорость перемещения. Это преимущество может быть потенциально реализовано с использованием процесса дуговой сварки под флюсом (SAW), известного своими возможностями глубокого проплавления. Другие процессы дуговой сварки также могут обеспечить глубокое проплавление. Однако производственный цех должен быть способен обеспечивать более глубокий уровень проникновения на постоянной основе, поэтому эта концепция не всегда может быть применима. Эта статья о сварочных инновациях из журнала James F.На сайте Lincoln Foundation эта тема обсуждается более подробно.

Рис. 7. Более эффективное проникновение сварного шва при значительно большей глубине проплавления шва

Также существуют ситуации, в которых более глубокий провар сварного шва может быть вредным. Вот три примера:

Ограничение: Глубокое проникновение может вызвать проблемы, если проблема заключается в прожоге. При сварке тонкого материала, например листового металла большой толщины, слишком большой провар может привести к прожиганию сварного шва на всем протяжении соединения и выпадению дна.В других случаях тонкий корневой проход выполняется в открытом корневом стыке (например, стыке труб). Если второй проход имеет слишком большое проникновение, может возникнуть проблема прожигания корневого прохода.

Ограничение: Если проникновение слишком глубокое, может возникнуть трещина по средней линии (форма горячего растрескивания). См. Рисунок 8 для примера средней трещины в угловом шве. Необходимо соблюдать баланс между глубиной проникновения и шириной корневого прохода. Отношение глубины к ширине (отношение W / D) не должно превышать 1: 1.2. Это сохраняет форму сварного шва достаточно однородной. Таким образом, по мере затвердевания металла шва усадочные напряжения становятся достаточно однородными во всех направлениях. Однако, если сварной шов значительно глубже, чем ширина, тогда усадочные напряжения будут неравными, и в результате сварной шов потрескается в центре валика.

Рисунок 8: Глубокое проникновение сварного шов с Centerline трещинами из-за недостаточный W / D Коэффициент

Ограничения: Слишком много примесей с опорной пластиной, также могут быть проблемой с глубокими швами проникновения. По мере увеличения проникновения, так что делает объем базовой пластины, которая плавится и в сочетании с присадочным металлом в результате сварочной ванны. Это может привести к добавлению дополнительных элементов в сварочную ванну, что сделает сварной шов более чувствительным к образованию трещин. Примеры могут включать сварку свободно обрабатываемых марок стали с более высоким содержанием серы, фосфора и / или свинца. Эти более мягкие элементы имеют более низкие температуры плавления (и затвердевания), чем сталь. Таким образом, в сварочной ванне они имеют тенденцию перемещаться в центр сварного шва, где они затвердевают последними.Такая высокая концентрация более мягких элементов в центре сварного шва часто приводит к растрескиванию по средней линии из-за напряжений затвердевания и усадки сварного шва.

Кроме того, в случае наплавки твердым сплавом или наплавки более глубокое проплавление может разбавить химический состав наплавленного металла и потенциально снизить его итоговые свойства износостойкости. Наплавочные швы — это просто сварные швы «валик на пластину». Фигура 9 показывает наложения сварного шва с минимальным проникновением и, таким образом, минимальной примесью между металлом сварного шва и опорной плитой. Рисунок 10 показывает сварной шов валика на пластину с более глубоким проваром и, следовательно, гораздо большей примесью между металлом шва и базовой пластиной.

Рисунок 9: Сварной шов с неглубоким проникновением

Рисунок 10: Сварка с глубоким проникновением

Дефекты сварки — классификация, причины и способы устранения

Любая неоднородность (или неравномерность) в металле сварного шва, превышающая применимый предел кодов, обозначается как WELD ДЕФЕКТ (или дефект сварки). Обратите внимание, что разрыв может быть назван дефектом только тогда, когда превышает указанный предел кода , следовательно, мы можем сказать, что каждый дефект, присутствующий в металле сварного шва, является разрывом, но каждый разрыв, присутствующий в металле шва, не может обязательно будет дефект. Дефект может быть макроскопическим или микроскопическим.

(Примечание: несплошность также обозначается как «отражатель » в некоторых кодах и текстах)

Дефекты могут возникать по следующим причинам;

1.Неправильные параметры сварки
2. Несоответствующие процедуры сварки
3. Плохое состояние процесса
4. Неправильный выбор присадочного металла и основного металла
5. Неквалифицированный сварщик или сварщик
6. Неправильная подготовка к работе

Дефекты можно классифицировать как внешний дефект (также известный как визуальный дефект или поверхностный дефект) или внутренний дефект (также известный как скрытый дефект или дефект поверхности). Внешние дефекты — это дефекты, которые обнаруживаются на самой поверхности. Внутренние дефекты — это те, которые существуют в материале на некоторой глубине. Можно сказать, что дефекты, которых нет на поверхности, — это внутренние дефекты. См. Следующую таблицу;

Различные типы сварочных дефектов, а также их причины и способы устранения описаны ниже;

1. ТРЕЩИНЫ:

Это самый опасный дефект.Трещины могут быть любого размера и формы; он может быть микроскопическим или макроскопическим. Трещины могут появиться где угодно, то есть на поверхности, под поверхностью, на любой глубине или в корне. Трещина возникает, когда локализованное напряжение превышает предельное растягивающее напряжение (UTS) материала. Он может размножаться внутри материала.

Трещины бывают двух типов;

ГОРЯЧИЕ ТРЕЩИНЫ:

Горячие трещины возникают во время сварки или вскоре после завершения сварки. Наиболее вероятно, что они возникнут во время затвердевания расплавленной сварочной ванны.Горячие трещины в основном возникают в металле сварного шва, но могут возникать и в зоне термического влияния (ЗТВ).

Когда на металле сварного шва возникает горячая трещина, это называется трещиной затвердевания, а если она возникает в ЗТВ, то трещиной ликвации.

Причины горячих трещин:
1. Высокая концентрация остаточного напряжения
2. Быстрое охлаждение расплавленной сварочной ванны
3.Большая толщина основного материала
4. Плохая пластичность свариваемого материала
5. Большой сварочный ток
6. Недостаточная термообработка

Профилактика:
1. Предварительный нагрев и последующий нагрев для предотвращения быстрого охлаждения
2. Использование правильного присадочного металла

ХОЛОДНЫЕ ТРЕЩИНЫ:

Холодные трещины возникают после затвердевания металла шва; он может развиться даже через несколько дней после завершения сварки.Чаще всего он развивается в ЗТВ, но может встречаться и на металле сварного шва. Часто это связано с неметаллическими включениями.

Причины холодных трещин:

1. Диффузия атомов водорода: Атомы водорода вызывают холодное растрескивание. Эти атомы водорода могут быть индуцированы в металле сварного шва из окружающей среды, электрода, основного металла или любого загрязнения, присутствующего на поверхности основания.

2. Отсутствие предварительного нагрева: Из-за недостаточного предварительного нагрева могут иметь место микроструктурные изменения.Микроструктурные кристаллы могут перестраиваться с образованием мартенсита. Мартенсит очень склонен к образованию трещин. Предварительный нагрев также помогает уменьшить диффузию атомов водорода и гарантирует отсутствие влаги на стыке перед сваркой.

Предотвращение:
1. Предварительный нагрев и последующая сварка металла шва
2. Использование электрода с низким содержанием водорода

ЗВЕЗДНАЯ ТРЕЩИНА (CRATER CRACK):

Звездчатая трещина представляет собой трещину. тип горячей трещины, которая развивается в кратере на металле шва.Кратер — это углубление, образовавшееся на сварном шве в месте разрыва дуги или при замене электрода.
Он возникает, когда центр сварочной ванны затвердевает раньше, чем ее окружает, и из-за этого центр вытягивает наружный сварной шов, и, таким образом, образуются звездообразные трещины.

2. ПОРИСТОСТЬ И ВЫДВИЖНЫЕ ОТВЕРСТИЯ:

Пористость представляет собой неоднородность в виде полостей и возникает из-за улавливания газов в расплавленной сварочной ванне. У этих захваченных газов нет шанса выйти из расплавленной сварочной ванны и, следовательно, вызвать пористость или образование пузырей.Пористость в основном представляет собой небольшую пору или пустоту, тогда как газовые раковины представляют собой сравнительно большие отверстия или полости.

Пористость может присутствовать на поверхности или внутри металла шва. Пористость может возникать индивидуально или может возникать также в группах (в основном), группа пористости известна как кластерная пористость.

Пористость бывает пяти основных типов, это;

  1. Рассеянная пористость
  2. Кластерная пористость
  3. Пористость трубопровода
  4. Линейная пористость (выровненная пористость 9075

    0

  5. )
  6. 76
  7. Улавливаемые газы, вызывающие пористость, в основном представляют собой водород, монооксид углерода, диоксид углерода, азот и кислород. Эти газы образуются из-за флюсов, присутствующих на сварочном электроде, влаги, масла, смазки, других посторонних загрязнений, присутствующих на стыке, сварочном электроде или присадочной проволоке. Недостаточный поток защитного газа также вызывает пористость при сварке GMAW, FCAW, GTAW и PAW.

    Профилактика:

    1. Используйте электрод с низким содержанием водорода
    2. Обжиг электродов перед сваркой в ​​соответствии с рекомендуемой процедурой
    3. Тщательная очистка поверхности стыка и прилегающих к нему поверхностей область перед сваркой
    4. Предварительно нагрейте шов перед сваркой
    5. Обеспечьте достаточный поток защитных газов при использовании сварки TIG или MIG

    3.UNDERCUT:

    Поднутрение выглядит как узкая канавка на основном металле рядом с металлом сварного шва вдоль кромки. Выточка всегда проходит параллельно металлу шва. Он действует как фактор, повышающий напряжение при усталостной нагрузке.

    Причины подрезов:
    1. Высокий сварочный ток и напряжение дуги
    2. Большой диаметр электрода
    3. Неправильный угол электрода
    4 .Более длинная дуга

    4. НЕЗАЛИВКА:

    Когда поверхность металла шва остается ниже прилегающей поверхности основного металла, это называется недозаливкой. В основном Underfill — это сварка заниженных размеров.

    5. ОТСУТСТВИЕ ПРОНИКАНИЯ (НЕПОЛНОЕ ПРОНИКАНИЕ):

    Когда металл сварного шва не полностью проникает в соединение, это называется Недостаточным проникновением или неполным проникновением.Это один из самых опасных дефектов, поскольку он увеличивает напряжение, и, следовательно, трещина может возникать или распространяться оттуда.

    Причины непроницаемости:
    1. Слишком маленький зазор между корнями
    2. Высокая скорость перемещения
    3. Низкое тепловложение
    4 Слишком большой диаметр электрода

    Профилактика:
    1.Правильная подготовка швов, т.е. обеспечение подходящего корневого зазора.
    2. Правильный подвод тепла
    3. Правильная скорость движения
    4. Использование электрода подходящего размера

    Отсутствие проплавления можно устранить путем правильной строжки задней стенки.

    6. ОТСУТСТВИЕ ПЛАВЛЕНИЯ (НЕПОЛНАЯ ПЛАВЛЕНИЕ):

    Это отсутствие надлежащего плавления (или надлежащего сплавления) либо между металлом шва с основным металлом, либо между одним слоем сварного шва с другим. слой.Отсутствие сварки также называется холодной притиркой или холодным швом. Одна из наиболее очевидных причин отсутствия плавления — плохая техника сварки. Отсутствие сплавления является внутренним дефектом, но оно может возникать и на внешней поверхности, если боковая стенка основного металла не сплавляется должным образом с основным металлом, как показано на рисунке ниже, и в этом случае отсутствие плавления также может быть называется «отсутствие плавления боковин».

    Причины отсутствия слияния:
    1.Низкий сварочный ток
    2. Высокая или слишком низкая скорость движения
    3. Неблагоприятное тепловложение

    7. БРЫЗГИ:

    Брызги представляют собой небольшие глобулярные металлические капли металл шва), выплеснувшийся на основной металл во время сварки. Брызги налипают на основной металл, поэтому их можно удалить металлической щеткой или полировкой.

    Причины брызг:
    1.Чрезмерный ток дуги
    2. Чрезмерно длинная дуга
    3. Неправильный защитный газ
    4. Электрод с несоответствующим потоком
    5. Демпфирующие электроды

    07

    Нахлест:

    Нахлест возникает из-за перетекания металла шва на поверхность основного металла. Во время сварки расплавленный металл перетекает на основной металл без сплавления с основным металлом.

    Причины перекрытия:
    1. Слишком низкий ток
    2. Большое осаждение за один проход
    3. Более длинная дуга
    4. Медленная скорость прохождения дуги

    9. ЧРЕЗМЕРНОЕ ПРОБИВАНИЕ:

    Когда проникновение металла сварного шва через соединения слишком велико, это называется чрезмерным проваром.Он действует как выемка, где происходит концентрация напряжения. Кроме того, это приводит к экономическим потерям.

    Причины чрезмерного проникновения:
    1. Слишком большой зазор корня
    2. Большой сварочный ток
    3. Медленная скорость перемещения

    07

    56

    07

    56 10. ВКЛЮЧЕНИЕ:

    Любой захваченный твердый материал (металлический или неметаллический) в металле сварного шва называется включением.Вольфрам, оксиды, шлак и флюс являются одними из распространенных посторонних материалов, которые задерживаются в расплавленной сварочной ванне и образуют включения.

    Включение может происходить в большинстве процессов сварки плавлением, но очень часто встречается в процессах дуговой сварки в защитном флюсе, таких как дуговая сварка в защитном металле (SMAW), дуговая сварка под флюсом (FCAW) и сварка под флюсом (SAW).

    Включение вольфрама происходит в тех сварочных процессах, которые используют «вольфрам» в качестве электродов, таких как сварка TIG и плазменная дуговая сварка (PAW).

    Включения бывают четырех типов, а именно;
    1. Включение вольфрама
    2. Включение оксида
    3. Включение шлака
    4. Включение флюса

    При попадании шлака ускользнуть из расплавленной сварочной ванны, то такое включение называется включением шлака.Аналогичным образом, иногда капли вольфрама захватываются металлом сварного шва, что приводит к включению вольфрама (при сварке TIG или плазменно-дуговой сварке — PAW). Поверхностные оксиды также захватываются, что приводит к включению оксидов. Слова «флюс» и «шлак» часто используются как синонимы, но они разные. Флюс — это покрытие электрода (твердый материал, покрывающий электрод), тогда как шлак — это побочный продукт, образующийся в результате реакции между флюсом и расплавленным металлом сварочной ванны.

    Включение действует как усилитель напряжения, поэтому его следует избегать.

    11. ДОРОЖКИ ВАГОНА:

    Линейные включения шлака вдоль оси сварного шва называются железнодорожными путями. Во время корневого прохода из-за неправильной техники сварки на носке образуется канавка, и эта канавка заполняется шлаком (особенно водородом, захваченным затвердевшим шлаком), и, таким образом, образуются пути вагонов. Он также известен как следы червя.

    12. УДАР ДУГИ:

    Когда электрод или электрододержатель непреднамеренно или случайно попадает в заготовку, возникает нежелательная дуга, вызывающая зажигание дуги.Разряды дуги могут вызвать отказ при изгибе и циклическом нагружении. Кроме того, это также влияет на эстетику заготовки.

    13. ПОЛОСТЬ УСАДКИ:

    Во время затвердевания расплавленной сварочной ванны происходит усадка металла. Из-за усадки металла шва образуется полость, известная как полость усадки.

    Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с критериями приемки / отклонения дефектов сварных швов.

    Пожалуйста, посмотрите эту видеолекцию (приведенную ниже), чтобы лучше понять дефекты сварки:

    Наиболее распространенные дефекты сварки: причины и способы устранения

    Дефекты сварного шва

    Дефект сварного шва — это любой признак сварного шва, который может ухудшить качество сварного шва. Дефект сварного шва может быть принят или отклонен в зависимости от трех факторов: типа, размера и расположения дефекта / несплошности. Все сварные швы содержат особенности или несплошности. Только тогда, когда несплошность превышает соответствующий стандарт приемки, становится дефектом.

    Разница между несплошностью сварного шва и дефектом

    Нарушение сплошности сварного шва (также известное как дефект сварного шва) — это любое нарушение нормального течения конструкции в имеющейся сварной конструкции. Это может быть металл сварного шва или соседний основной металл.Прерывание можно найти в физических, механических или металлургических характеристиках материала или сварного изделия.

    Несплошности можно определить как неровности, образованные в данном металле сварного шва из-за неправильных или неправильных схем сварки и т. Д. Несплошность может отличаться от желаемой формы, размера и предполагаемого качества сварного валика. Они могут возникать как снаружи, так и внутри металла шва. Некоторые нарушения непрерывности могут не вызывать брака, если они находятся в допустимых пределах, указанных в применимом кодексе или стандарте.

    Когда несплошность или группа несплошностей превышает пределы, указанные в применимых нормах или стандарте, это становится дефектом сварного шва. При обнаружении дефекта сварки необходимо произвести соответствующее устранение.

    Классификация несплошностей

    Несплошность можно разделить на внутреннюю или внешнюю в зависимости от их расположения на сварном шве. Кроме того, их можно разделить на объемные или плоские в зависимости от их размера, формы и ориентации.

    Внутренние нарушения

    Это несплошности, которые расположены внутри сварного шва и не выходят на поверхность сварного шва. Эти неоднородности невозможно обнаружить с помощью визуального осмотра и некоторых видов неразрушающего контроля, таких как пенетрант красителя. К этой категории относятся такие дефекты, как твердые включения, внутренние полости и отсутствие плавления. Эти неоднородности могут быть обнаружены только методами неразрушающего контроля, такими как радиографический контроль (RT) и ультразвуковой контроль (UT).

    Внешние нарушения целостности

    Как следует из названия, эти неоднородности находятся на поверхности сварного соединения, которые можно обнаружить визуальным осмотром и / или другими методами неразрушающего контроля, такими как жидкие пенетранты красителя (DPI) и контроль магнитных частиц (MPI).

    Объемные неоднородности

    Это трехмерные (они имеют длину, ширину и толщину) такие как включения шлака и пористость.

    Плоские неоднородности

    Это двумерные, то есть они лежат в одной плоскости, например неплавление и трещины.

    Типы дефектов

    Существует несколько типов дефектов сварных швов, которые могут подпадать под разные классификации в зависимости от их расположения, размера и формы в зависимости от конкретного рассмотрения. Мы можем разбить дефекты сварных швов на следующие основные категории;

    • Включения
    • Отсутствие плавления
    • Пористость
    • Выточка
    • Незаполненный
    • Трещины
    • Избыточное армирование и избыточное проникновение
    • Переворот / перекрытие
    • Механические повреждения

    Включения

    Включение — это твердое постороннее вещество, захваченное во время сварки. Это может быть металлическое включение, такое как вольфрам, медь или другой металл, или включение шлака, которое может быть линейным, изолированным или сгруппированным. Это также могут быть неметаллические включения, такие как сульфид и оксид, которые являются продуктом химических реакций, физических воздействий и загрязнения, происходящего во время сварки. Дефекты включения обычно имеют внутренний и объемный характер. Чаще всего они вызваны неправильными параметрами сварки, неправильными манипуляциями с электродом оператором, неправильной очисткой между запусками или плохим хранением расходных материалов.

    Включения шлака

    Включение внутреннего шлака

    Отсутствие слияния и неполное проникновение

    Отсутствие плавления — еще один серьезный дефект сварного шва, который может возникнуть в результате:

    • Отсутствие плавления металла шва и основного металла в основании сварного шва, когда требуется полное проплавление
    • Отсутствие плавления боковой стенки, которое происходит между металлом сварного шва и основным металлом в боковом шве за пределами корня шва
    • Отсутствие межпролетного сплавления, которое происходит между соседними слоями металла шва на многоходовых сварных швах

    Обычно они обнаруживаются в сварных швах, где использовались неправильные параметры сварки, и где есть неправильные манипуляции с электродом со стороны сварщика. Неправильная конструкция соединения и подгонка также могут привести к проблемам с сваркой.

    Отсутствие корневого проплавления двойной скос

    Отсутствие плавления

    Пористость

    Пористость и другие полости, такие как червоточины и пузырьки, возникают из-за захвата газов сварной конструкцией. Они классифицируются как внутренние и объемные дефекты.

    Пористость может быть;

    • Линейный — линия газовых пор, по существу параллельная оси сварного шва
    • Localized — Изолированная группа газовых пор
    • Поверхностные поры — поры газа, которые разрушают поверхность сварного шва, равномерно распределенная пористость
    • Ряд газовых пор, распределенных по существу случайным, но однородным образом по всему металлу шва или червоточине
    • Удлиненная или трубчатая газовая полость в металле сварного шва
    • Вызвано недостаточным или чрезмерным защитным газом и загрязнением сварного шва маслом, краской и ржавчиной

    Поверхностные поры

    Пористость

    Выточка

    Поднутрение — это локальное уменьшение сечения основного металла рядом с наплавленным слоем шва. Это происходит на носке сварного шва или на поверхности плавления многопроходных сварных швов. Они бывают внешними и могут быть непрерывными или прерывистыми. Обычно возникает из-за слишком высокого сварочного тока, слишком высокой скорости движения или неправильной техники оператора.

    Выточка

    Выточка

    Недозаполнение

    Незаполнение — это продольная непрерывная или прерывистая область на поверхности сварного шва, которая находится ниже прилегающей поверхности основного металла из-за недостаточного осаждения металла шва.Это внешний вид, и его легко обнаружить при визуальном осмотре. Высокая скорость сварочного хода и высокие тепловыделения могут стать причиной недостаточного заполнения.

    Недозаполнение

    Непрерывное недозаполнение

    Трещины

    Это наиболее серьезные дефекты сварного шва, поскольку они могут легко вызвать разрушение сварной конструкции. В зависимости от ориентации трещины в сварном шве ее можно разделить на продольную или поперечную. Продольно, если направление параллельно сварному шву, и поперечно, если направление поперек сварного шва или под углом 90 градусов.Другой тип трещины — кратерная трещина, которая может иметь звездообразную форму. Обычно это происходит по окончании сварного шва. Трещины бывают плоскими и могут быть внутренними или внешними. Трещины могут иметь различные причины в зависимости от типа трещины. Кратерные трещины могут быть вызваны неправильным прекращением дуги и высокими сварочными токами, тогда как трещины по средней линии могут быть вызваны чрезмерным ограничением стыка, соотношением глубины к ширине проходов или неправильным выбором расходных материалов.

    Продольная трещина

    Трещины

    Избыточное усиление или проникновение

    Для стыковых швов — избыток металла шва над высотой основного металла или излишек металла шва, выступающий через корневую сторону сварного шва, выполненного с одной стороны соединения.
    Для угловых швов — это избыток металла шва сверх указанного размера углового шва, включая толщину шва.
    Избыточное армирование / проплавление может быть вызвано чрезмерным током, слишком низкой скоростью перемещения и неправильной подгонкой соединения.

    Избыточное армирование

    Избыточное армирование / проникновение

    Переворот / перекрытие

    Это металл сварного шва в области носка сварного шва, который покрывает поверхность основного металла, но не сплавился с ней.Обычно вызвано низкой скоростью движения и неправильным углом резака.

    Накат углового шва

    Накат на стыковой шов

    Механическое повреждение

    Механическое повреждение — это вмятина на поверхности основного металла или сварного шва, вызванная повреждением во время подготовки, сварки, правки или обращения. Это может быть вызвано неправильным использованием шлифовальных машин, молотков, отбойных молотков и т. Д.

    Механическое повреждение — Марка шлифовального станка

    Механическое повреждение основного материала

    Как проверить дефекты сварки

    Самый простой способ убедиться, что ваша сварка соответствует приемлемому стандарту, — это визуально осмотреть дефект сварки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.