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, Fe 3 O 4) 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 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
Сегодня сварка используется повсеместно для соединения различных металлических деталей. Она успешно используется как в промышленности, так и в частных бытовых условиях. называется неразъемное соединение деталей посредством сварки. В результате этого формируются различные участки, которые характеризуются определенным набором свойств. Все зависит от степени нагрева. Они могут различаться по физическим, химическим и механическим свойствам. Основные дефекты сварных соединений известны достаточно давно. Их следует избегать в процессе выполнения работы.
Сварка используется для соединения металлических деталей в промышленности и бытовых условиях.
Характеристика и виды сварных соединений
Перед тем как начать разговор о дефектах сварных соединений, стоит подробнее поговорить об их основных видах и характеристиках. Принцип сварки достаточно прост. Расплавленный металл образует шов, который кристаллизуется. Тот материал, который частично оплавляется, составляет зону сплавления. Рядом с этой зоной образуется та, в которой нагретый металл испытывает дополнительные напряжения. Ее называют зоной термического влияния. После этого идет основной металл. Его структура и свойства в процессе проведения работ никак не изменяются.
Классификация сварных швов по положению в пространстве.
Существует несколько основных видов сварных соединений. Наиболее распространенными среди них являются встык, внахлест, тавровые и угловые. Все они различаются между собой установкой основных материалов, расположением шва. На качества шва напрямую влияет множество самых разнообразных факторов. Могут образовываться и внутренние дефекты, и наружные. На качество швов напрямую влияет степень загрязненности металлов, которые подлежат соединению.
Здесь могут присутствовать самые разнообразные окислы, жировые пленки и так далее. Именно поэтому свариваемые поверхности обязательно нужно очищать перед проведением работ. Кстати, в процессе их проведения нужно бороться с окислами, образующимися на поверхности. В любом случае прочность конечного соединения напрямую зависит от отсутствия дефектов. Шов иногда может иметь точно такую же прочность, что и основной материал, но этого достаточно сложно достичь.
О дефектах сварных соединений
Как уже отмечалось ранее, дефекты сварных соединений могут носить самый разнообразный характер. О них обязательно нужно помнить в процессе проведения работ. Если человек имеет багаж знаний по ним, то он сможет сваривать детали, у которых будут идеальные швы. Именно к этому и нужно стремиться.
Таблица основных видов сварных соединений.
- Подрез. Это один из видов дефектов сварных соединений. Представляет собой канавку, которая образуется в месте сплавления основного металла и шва. Чаще всего такие дефекты появляются тогда, когда есть большие сварочные ванны. Имеется в виду, что расплавляется большое количество металла вследствие использования больших показателей тока.
- Наплав. Этот дефект характеризуется тем, что происходит натекание материала шва на основной металл. Очень неприятный недостаток.
- Непровар. Такой дефект сварных соединений может иметь место в тех случаях, когда образуется недостаточная расплавленность основного металла в местах соединений конструктивных элементов. Это место чаще всего заполняется шлаком, который, ввиду своей структуры, образует пористости и пустоты во швах. Это недопустимо. Конструкция сразу теряет свои свойства. Когда используется дуговая сварка, то непровар может образоваться из-за использования недостаточной силы тока. Это один из самых опасных дефектов. Связано это прежде всего с тем что в этом месте начинают образовываться дополнительные напряжения в ходе последующей эксплуатации конструкции. Это очень часто приводит к скорому ее разрушению. От этого дефекта можно избавиться. Для этого непровар выявляют, а затем производят наплавку в сложных участках.
- Трещины. Это частичное разрушение материала на шве или в зоне, которая расположена около него. Они могут образовываться по нескольким причинам. Если говорить о процессе, когда металл еще горячий, то трещины появляются в результате кристаллизации металла. В твердом состоянии с ним могут также происходить самые разнообразные структурные превращения. Это вторая причина появления подобных дефектов.
Дефекты сварных швов: несплавления, неравномерная форма, наплыв, трещины, свищи, перегрев.
Механизм образования горячих трещин достаточно прост. В ходе выполнения сварочных работ происходит нагрев металла. После того как источник тепла устраняется, он начинает постепенно охлаждаться. Разумеется, начинают образовываться и зоны кристаллизации. Они начинают плавать среди еще расплавленного металла. Если бы не было микрозон, которые позволяют осуществлять взаимодействие горячего и холодного материала, то все сварные соединения содержали бы дефекты. Однако этого не происходит. Таким образом, можно считать, что чем выше интервал кристаллизации, тем более возможно появление горячих трещин. Углерод напрямую влияет на этот показатель. Здесь прямая зависимость. Чем больше в стали углерода, тем шире становится интервал кристаллизации.
Холодные трещины могут образовываться в месте шва. Они появляются при охлаждении материала до температуры приблизительно в 200-300 градусов по Цельсию. Они могут появляться не сразу, что делает их более опасными. Связано появление холодных трещин с тем, что в материале начинают возникать различные структурные превращения вследствие тех или иных химических превращений. Здесь существует прямая зависимость от количества в материале углерода. Чем его больше, тем больше вероятность того, что появятся холодные трещины. Эта склонность к образованию холодных и горячих трещин определяет такой параметр, как свариваемость металлов. Этот параметр характеризует способность получения свариваемого соединения, ничем не отличающегося от основных материалов.
Поры и неметаллические включения
Дефекты сварных швов: кратеры, подрезы, поры, непровар, шлак, прожог.
Поры. Эти дефекты сварных соединений встречаются достаточно часто. Поры представляют собой пустоты, которые заполняются газом. Они могут иметь микроскопические размеры, а могут образовывать в структуре дефекты размером в несколько миллиметров. При этом образуются они чаще всего в местах соединения шва с основным материалом. На этот дефект оказывает влияние множество самых разнообразных параметров.
Самым главным из них является концентрация газа в варочной ванне. Газ выделяется из металла в процессе его плавления. Этот процесс никак нельзя предотвратить. Угарный газ не способен растворяться в железе, соответственно, он выделяется в виде пузырьков.
Неметаллические включения. Эти дефекты самих сварных соединений связаны с попаданием инородных включений в структуру шва в результате проведения работ.
Трещины в сварном соединении.
Существует огромное разнообразие таких включений. Шлаковые, к примеру, могут образовываться в результате недостаточной очистки материалов, которые подлежат соединению.
Их причиной может стать недостаточно полное удаление шлака при многослойной сварке. При работе, которая производится за счет плавления, образуется во шве материал, который по физическим и химическим свойствам отличается от основного металла. В связи с этим также могут образовываться подобные дефекты. Инородные включения могут носить самый разнообразный характер.
Изучение дефектов
Дефект сварки – поры, это заполнение пустот газами.
Разумеется, если есть дефекты различных сварных соединений, то их обязательно нужно изучать. Для этого достаточно часто используется макроанализ. Он заключается в том, что структура металла изучается с помощью невооруженного глаза или лупы. В отличие от микроскопического анализа, макроанализ не позволяет в должной мере изучить структуру материала. Его основная задача – это контроль качества соединяемых деталей в процессе сварки. Он позволяет определить тип излома, волокнистое строение, нарушения сплошной структуры и так далее. Для того чтобы провести такой анализ, необходимо изучаемую часть подвергнуть травлению специальными элементами и обработке на шлифовальных машинах. Этот образец носит название макрошлифа. На его поверхности не должно быть никаких неровностей или инородных включений, в том числе и масляных.
Все те дефекты, которые были описаны выше, вполне могут изучаться и выявляться с помощью макроанализа.
Чтобы выявить структуру материала, чаще всего используются методы поверхностного травления.
Виды наплывов в швах.
Такой подход самым лучшим образом подходит для низкоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей. Макрошлиф, который подготовлен заранее, нужно погрузить в реактив той частью, которая подвергается анализу. При этом его поверхность обязательно должна быть зачищена с помощью спирта. В результате взаимодействия элементов происходит химическая реакция. Она позволяет вытеснять медь из раствора. Происходит замещение материалов. Медь в результате осаждается на поверхности пробника. Те места, где на основной материал медь легла не полностью, подвергаются травлению. Эти места и содержат какие-либо дефекты. После этого образец изымается из водного раствора, сушится и очищается. Все эти действия нужно проделывать максимально быстро, чтобы не произошло реакции окисления. В результате этого можно выявить те участки, где присутствует большое количество углерода, серы и других материалов.
Травление участков, которые содержат эти материалы происходит не одинаково. Там, где присутствует большая концентрация углерода и фосфора, медь на поверхности выделяется неинтенсивно. Здесь минимальная степень защиты металла. Вследствие этого данные места подвергаются самому большому травлению. В результате проведения реакции эти участки окрашиваются в более темный цвет. Лучше использовать этот метод для сталей, которые содержат минимальное количество углерода. Если его будет очень много, то медь с поверхности образца будет весьма проблематично удалить.
Виды подрезов в швах.
Есть и другие методы макроанализа структуры материалов при сварном соединении. К примеру, часто для определения количества серы используется метод фотоотпечатков. Фотобумагу при этом смачивают и держат на свету какое-то время. После этого она просушивается между листами фольгированной бумаги. Раствор, в который она изначально помещается, содержит определенное количество серной кислоты. Затем, разумеется, эта бумага ровным слоем укладывается на макрошлиф.
Она должна разглаживаться с помощью валика, чтобы полностью были исключены все ее деформации. Все пузырьки воздуха, которые могут оставаться между фотобумагой и металлом, должны быть полностью удалены. Только в этом случае исследование будет носить объективный характер. Ее нужно удерживать в таком положении приблизительно 3-10 минут. Время зависит от того, какова изначальная толщина пробника, а также от других факторов.
Виды непроваров.
Включения серы, которые располагаются в наплавленном металле, обязательно вступят в реакцию с кислотой, которая была нанесена на поверхность фотобумаги. В очагах выделения сероводорода будет образовываться такое вещество, которое носит название фотоэмульсия. Участки сернистого серебра, которые будут образовываться в результате реакции, наглядно показывают распределение серы в металле.
Разумеется, эти участки будут наблюдаться на бумаге. Фотобумага, которая была использована для проведения опыта, подлежит мытью, а затем выдерживанию в растворе гипосульфита. После этого ее еще раз промывают в жидкости и сушат. В том случае если в сварном шве будут присутствовать фтористые включения, они обязательно выделятся наружу в виде участков темного цвета.
Подведение итогов
Таким образом, в настоящее время существует множество методов выявления дефектов сварных соединений. Все они имеют определенную цель. Каждый способ позволяет выяснить, сколько в структуре шва содержится того или иного материала, который может пагубно влиять на его структуру.
Помимо методов макроанализа, в последнее время достаточно часто внедряются методы микроанализа. Они имеют то же самое предназначение, что и предыдущие. Однако дополнительно позволяют изучить структуру материала. Здесь работа ведется на молекулярном уровне строения кристаллической решетки.
К внутренним дефектам сварных соединений относят поры, шлаковые включения, непровары, несплавления и трещины.
Поры – дефекты сварных швов в виде полости округлой формы, заполненной газом (рис. 8), Пористость в сварных швах появляется в результате того, что газы, растворенные в жидком металле, не успевают выйти в атмосферу до затвердения поверхности шва. Поры делают шов неплотным и уменьшают его механическую прочность. Причинами образования пор являются: загрязненность кромок свариваемого металла; использование отсыревших электродов, влажного флюса; нeдостаточная защита шва при сварке в углекислом газе; увеличенная скорости сварки, сварка с завышенной длины дуги; несоответствие полярности тока. При сварке в углекислом газе, a в некоторых случаях и при сварке под флюсом на больших токах, oбрaзуются сквозные поры - так называемые свищи.
Рис. 8. Характер пористости в наплавленном металле шва:
a - равномерная пористость; б - скoплeния пор; в - цепочки пор.
Размеры внутренних пор как правило имеют размеры от 0,1 дo 2... 3 мм в диаметре, a иногда и больше. Поры, выходящие на поверхность сварного шва, могут быть и больше.
Равномерная пористость (см. рис. 8, а) обычно возникает при постоянно действующих факторах: загрязненности основного металла по свариваемым поверхностям (ржавчина, масло и т.п.), непостоянной толщине покрытия электродов и т.д.
Скопление пор (см. рис. 8, б) наблюдается при местных загрязнениях, a также при нарушении сплошности покрытия электрода, сварке в начале шва, обрыве дуги или случайных изменениях ее длины.
Цепочки пор (см. рис. 8, в) образуются в условиях, когда газообразные продукты приникают в металл по оси шва на всем его протяжении (при сварке по ржавчине, подсосе воздуха через зазор между кромками, пoдварке корня шва некачественными электродами).
Одиночные поры возникают за счет действия случайных факторов (колебания напряжения в сети и т.д.). Наиболее вероятно возникновение пор при сварке алюминиевых и титановых сплавов, в меньшей степени - при сварке сталей.
Свищ - дефект в виде трубчатой полости в металле сварного шва образовавшийся из-за выделений газа в процессе сварки (рис. 9). Форма и положение свища зависят от режима затвердевания и вида газа. Обычно свищи скапливаются и распределяются «елочкой»
Свищи возникают, как правило, при сварке угловых швов в различных пространственных положениях, отличных от нижнего. Причиной образования свищей является тот факт, что подъемная сила не может выдавить пору наружу, сквозь металл сварного шва.
Свищи относятся к недопустимым дефектам, являясь при этом концентраторами напряжений в сварном шве.
Так как дефект находится внутри сварного шва внешние признаки его наличия отсутствуют. Свищи могут быть выявлены такими как ультразвуковой контроль , рентгенографический контроль и другими.
Рис. 9. Свищи в металле шва:
a - в угловом сварном шве; б – в стыковом сварном шве;
в, г – типичное расположение свищей в сварных соединениях.
Шлаковые включения в металле сварного шва (рис. 10) - это небольшие объемы, заполненные неметаллическими веществами (шлаками, оксидами). Вероятность образования шлаковых включений в значительной мере определяется маркой сварочных электродов. При сварке электродами c тонким покрытием вероятность образования шлаковых включений очень велика. При сварке высококачественными электродами, дающими много шлака, расплавленный металл дольше находится в жидком состоянии, и неметаллические включения успевают всплыть на его поверхность, в результате чего засорение шва шлаковыми включениями незначительно.
Шлаковые включения можно разделить на макроскопические и микроскопические. Макроскопические имеют сферическую и продолговатую формы в виде вытянутых «хвостов».
Эти включения образуются в шве из-за плохой очистки свариваемых кромок от окалины и других загрязнений и чаще всего вследствие внутренних подрезов и плохой зачистки от шлака поверхности первых слоев многослойных швов перед заваркой последующих (рис. 10).
Рис. 10. Шлаковые включения пo кромке в мнoгослойном шве.
Шлаковые включения в сварном шве возникают из-за плохой зачистки свариваемого металла, некачественных электродов и неправильного выбора режимов сварки. Шлаковые включения снижают работоспособность шва, поэтому дефектное место вырубают и заваривают вновь.
Шлаковые включения (начиная с определенного размера, определяемого в зависимости от технических условий) относятся к недопустимым дефектам, являясь при этом концентраторами напряжений в сварном шве и ослабляя его рабочее сечение, и снижая эксплуатационную надежность изделия.
Находящиеся в сварном шве шлаковые включения могут не иметьвнешних признаков их наличия. Обнаружить шлаковые включения можно методами неразрушающего контроля такими как ультразвуковой контроль , рентгенографический контроль и другими.
Непровары - это дефекты в виде местного несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления поверхностей или кромок ранее выполненных валиков сварного шва (рис. 11).
Рис. 11. Непровары: a - по кромке c основным металлом; б - в корне шва; в - между отдельными слоями; г - между валиками.
Непровары (рис. 11, а) в виде несплавления основного металла с наплавленным представляют собой тонкую прослойку оксидов, а в некоторых случаях - грубую шлаковую прослойку между основным и наплавленным металлом.
Причинами образования непроваров являются:
- плохая зачистка кромок свариваемых деталей от окалины, ржавчины, краски, шлака, масла и других загрязнений;
- блуждание или отклонение дуги под влиянием магнитных полей (магнитное дутьё), особенно при сварке на постоянном токе;
- электроды из легкоплавких материалов (при выполнении сварных швов такими электродами жидкий металл натекает на неоплавлeнные свариваемые кромки);
- чрезмерная скорость сварки, при которой свариваемые кромки не успевают расплавиться;
- значительное смещение электрода в сторону одной из свариваемых кромок, при этом расплавленный металл натекает нa вторую нерасплавленную кромку, прикрывая непровар;
- неудовлетворительное качество основного металла, сварочной проволоки, флюсов, электродов и т.д.;
- плохая работа сварочного оборудования - колебания силы сварочного тока и напряжения дуги в процессе сварки;
Причинами образования непроваров в корне шва (cм. риc. 11, б) кроме указанных выше могут быть: недостаточный угол скоса кромок; большая величина иx притупления; меленький зазор между кромками свариваемых деталей; большое сечение электрода или присадочной проволоки, укладываемой в разделку шва, что значительно затрудняет расплавление основного металла.
Непровары между отдельными слоями (cм. рис. 11, в, г) возникают по следующим причинам: из-за не полностью удаленного шлака, образовавшегося при наложении предыдущего валика, что возможно из-за трудности его удаления или небрежности сварщика; недостаточной тепловой мощности (малый ток, излишне длинная или короткая дуга).
Непровары относятся к недопустимым дефектам и при этом снижают эксплуатационную надежность изделия.
Находящиеся в сварном шве непровары не имеютвнешних признаков их наличия. Обнаружить непровары можно методами неразрушающего контроля такими как ультразвуковой контроль , рентгенографический контроль и другими.
Трещины - частичное местное разрушение сварного соединения в виде разрыва (риc. 12).
Рис. 12. Трещины в сварных соединениях и швах: a - в наплавленном металле; б - в зоне сплавления и зоне термического влияния.
Трещины подразделяются на горячие трещины и холодные трещины
Горячие трещины образуются в результате силового воздействия сварочных напряжений по границам кристаллов, омываемых легкоплавкими эвтектиками.
Холодные трещины образуются в результате разрыва хрупких кристаллов в зоне термического влияния под действием сварочных напряжений.
Процесс возникновения трещин:
Горячие трещины возникают в результате растягивающих напряжений, появляющихся во время охлаждения сварного соединения. Трещины в околошовной зоне или в основном металле относятся к холодным трещинам и имеют закалочное, водородное или смешанное происхождение.
Образованию трещин способствуют следующие фaктоpы:
- высокие сварочные напряжения, возникающие при кристаллизации;
- повышенная жесткость свариваемой конструкции;
- нарушение режимов сварки (сварка без подогрева) и термообработки отдельных марок сталей;
- неправильная форма шва из-за несоблюдения режима сварки;
- повышенное содержание углерода в основном металле;
- резкое охлаждение конструкции.
- выполнение сварочных работ при низкой температуре;
- чрезмерное нагромождение швов для усиления конструкции (применение накладок и т.п.), в результате чего возрастают сварочные напряжения, способствующие образованию трещин в сварном соединении;
- наличие в сварных соединениях других дефектов, являющихся концентраторами напряжений, под действием которых начинают развиваться трещины;
- трещины в основном металле образуются под действием термического цикла сварки.
Cущeственным фактором, влияющим нa образование горячих трещин (ГТ), является засоренность основного и присадочного металла примесями серы и фосфора.
Холодные трещины (ХТ) образуются при наличии составляющих мартенситного и бейнитного типов, концентрации диффузного водорода в зоне зарождения трещин и растягивающих напряжений I рода.
Трещины относятся к наиболее опасным дефектам и по всем действующим нормативно-техническим документам (НТД) недопустимы, так как при действии рабочих нагрузок являются концентратором напряжения и очагом разрушения конструкции.
Металлические включения . В практике наиболее распространены вольфрамовые включения при сварке алюминиевых сплавов. Они обычно возникают при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом. При этом могут наблюдаться мгновенная нестабильность дуги и появление одновременно с вольфрамовыми включениями оксидных включений. Вольфрамовые включения могут располагаться внутри шва и на поверхности соединений в виде брызг. При попадании вольфрама в жидкую ванну он обычно погружается на дно ванны. Вольфрам в алюминий нерастворим и обладает большой плотностью. Рентгеновские снимки дают характерные ясные изображения вольфрамовых включений. Вольфрамовые включения, как правило, образуются в местах обрыва дуги, при этом вольфрам скапливается в вершине кратеров, где часто образуются трещины.
Находящиеся в сварном шве вольфрамовые включения как правило не имеютвнешних признаков их наличия. Обнаружить вольфрамовые включения можно методами неразрушающего контроля . Наиболее предпочтительным способом для выявления вольфрамовых включений следует считать
Приступим к подробному рассмотрению дефектов согласно классификации.
Дефекты группы 1 - Трещины
Трещины (100; Е)
- дефект сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах
или
- несплошность вызванная местным разрывом шва, который может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок ()
Трещины являются недопустимыми дефектами, так как являются концентратором напряжения и очагом разрушения. Это самые опасные дефекты сварного соединения, часто приводящие к его разрушению. Проявляются они в виде разрыва в сварном шве или в прилегающих к нему зонах. Сначала трещины образуются с очень малым раскрытием, но под действием напряжений их распространение может быть соизмеримо со скоростью звука, в результате чего происходит разрушение конструкции.
Чаще всего трещины проявляются при сварке высокоуглеродистых и легированных сталей в результате быстрого охлаждения сварочной ванны. Вероятность появления трещин увеличивается при жестком закреплении свариваемых деталей.
Образованию трещин
способствует повышенное содержание углерода в расплавленном металле, а также кремния, никеля и особенно вредных примесей серы, фосфора и водорода.
Причинами образования трещин чаще всего является несоблюдение технологии и режимов сварки. Это может проявляться, например, в неправильном расположении швов в сварной конструкции, что приводит к высокой концентрации напряжений. Большие напряжения в сварных конструкциях могут возникнуть также при несоблюдении заданного порядка наложения сварных швов.
Удаление трещин.
Поверхностные трещины в сварных конструкциях устраняются в следующем порядке: сначала засверливают концы трещины, чтобы она не распространялась дальше по шву, затем трещину удаляют механическим путем или строжкой, после чего место удаления дефекта зачищают и заваривают.
Внутренние трещины (как впрочем, и остальные внутренние дефекты) удаляют механическим способом или строжкой с последующей заваркой данного участка.
По происхождению трещины подразделяются на:
- холодные трещины
- горячие трещины
Холодные трещины возникают при температурах ниже 300°С, то есть сразу после остывания шва. Кроме того, холодные трещины могут возникнуть и через длительный промежуток времени. Причиной появления холодных трещин являются сварочные напряжения, возникающие во время фазовых превращений, приводящих к снижению прочностных свойств металла. Причиной появления холодных трещин может стать растворенный атомарный водород, не успевший выделиться во время сварки. Причинами попадания водорода могут служить непросушенные швы или сварочные материалы, нарушения защиты сварочной ванны. Холодные трещины на изломе имеют чистый блестящий вид кристаллов.
Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла при температурах 1100 - 1300°С вследствие резкого снижения пластических свойств и развития растягивающих деформаций. Появляются горячие трещины на границах зерен кристаллической решетки. Появлению горячих трещин способствует повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода, никеля, серы и фосфора. Горячие трещины могут возникать как в массиве шва, так и в зоне термического влияния. Распространяться горячие трещины могут как вдоль, так и поперек шва. Они могут быть внутренними или выходить на поверхность. Горячие трещины на изломе имеют желтовато - оранжевый оттенок.
По размерам трещины подразделяются на:
- макроскопические
- микроскопические
Макроскопические трещины или просто трещины (100; Е) - видны невооруженным глазом или через лупу небольшого (2 - 4х - кратного) увеличения при визуальном контроле
Микроскопические трещины или микротрещина (1001) - трещина микроскопических размеров, которую обнаруживают физическими методами не менее чем при пятидесятикратном увеличении
По расположению трещины подразделяются на:
- продольные
- поперечные
Продольная трещина (101; Еа) - трещина сварного соединения, ориентированная вдоль оси сварного шва
Продольная трещина может располагаться :
В металле сварного шва (1011)
На границе сплавления (1012)
В зоне термического влияния (1013)
В основном металле (1014)
Поперечная трещина (102; Eb) - трещина, ориентированная поперёк оси сварного шва.
Поперечная трещина может располагаться:
В металле сварного шва (1021)
В зоне термического влияния (1023)
В основном металле (1024)
Газовая полость (200;А)
- полость произвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле
или
- полость произвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле
Газовые полости образуются в сварочной ванне в виде пузырьков газа (водород, азот, окиси углерода и др.) которые застывают в металле при кристаллизации металла во время сварки.
Отличие газовой полости от газовой поры в форме т.е. пора имеет практически правильную шаровидную форму, а газовая полость имеет форму как указано на рисунке выше.
Газовая пора (2011; Аа) -
несплошность, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Имеет, как правило, сферическую форму
или
- газовая полость обычно сферической формы ( - 97)
Равномерно распределенная пористость (2012) - группа газовых пор, распределенных равномерно в металле сварного шва. Следует отличать от цепочки пор (2014)
Скопление пор (2013) - группа газовых полостей (три или более), расположенных кучно с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из полостей
Цепочка пор (2014) - ряд газовых пор, расположенных в линию, обычно параллельно оси сварного шва, с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из пор
Продолговатая полость (2015; Ab) - несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва. Длина несплошности не менее чем в два раза превышает высоту.
Свищ (2016; Ab) - трубчатая полость в металле сварного шва, вызванная выделением газа. Форма и положение свища определяются режимом затвердевания и источником газа. Обычно свищи группируются в скопления и распределяются елочкой.
Свищ образуется при случайных коротких замыканиях вольфрамового электрода или резком обрыве дуги, а также в результате неправильного гашения дуги при ручной и автоматической сварке.
Возможной причиной развития свища чаще всего является некачественная подготовка поверхности и присадочной проволоки под сварку.
Дефект обнаруживается визуально и подлежит переварке.
Исправить такой дефект можно только после полного удаления металла шва на этом участке.
Поверхностная пора (2017) - газовая пора, которая нарушает сплошность поверхности сварного шва
Усадочная раковина (202; R) - полость, образующаяся вследствие усадки во время затвердевания
Кратер (2024; К)
- усадочная раковина в конце валика сварного шва, не заваренная до или во время выполнения последующих проходов
или
- дефект сварного шва, который образуется в виде углублений в местах резкого отрыва дуги в конце сварки. В углублениях кратера могут появляться усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины.
Кратеры обычно появляются в результате неправильных действий сварщика. При автоматической сварке кратер может появляться в местах выводных планок, где обрывается сварочный шов. Кратеры уменьшают рабочее сечение сварочного шва, то есть снижают его прочность. Кроме того, в кратерах могут возникать усадочные рыхлости, которые способствуют образованию трещин. Кратеры вырубают до основного металла, зачищают и заваривают.
Дефекты группы 3 - Твердые включения
Подобные включения ослабляют сечение шва, снижают его прочность и становятся зонами концентрации напряжений.
Места швов с твердыми включениями вырубают до здорового металла или удаляют строжкой и впоследствии заваривают.
Твердое включение (300) - твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения в металле сварного шва. Включения, имеющие хотя бы один острый угол, называются остроугольными включениями
Шлаковое включение (301; Ва) - шлак, попавший в металл сварного шва.
В зависимости от условий образования такие включения могут быть:
- линейными (3011)
- разобщенными (3012
- прочими (3013)
Шлак, образующийся при плавлении электродного покрытия или флюса, всегда всплывает на поверхность сварочной ванны. Шлак может оставаться внутри металла только при нарушении техники и технологии процесса (большим скорость сварки, неправильный наклон электрода, плохая зачистка ранее выполненного валика). Чаще всего шлаковые включения остаются в шве в результате подтекания шлака при выполнении корневых валиков и глубоких разделках. Сварка под флюсом кольцевых швов сопровождается шлаковыми включениями из-за несоблюдения рекомендуемой величины смещения электрода (зенита).
При сварке в защитных газах шлаковые включения встречаются редко. Шлаковые включения могут иметь размер до нескольких десятков миллиметров и поэтому являются очень опасными. Они уменьшают сечение шва и приводят к концентрации напряжений в нем.
Участок шва, на котором шлаковые включения превышают допустимые нормы, подлежит вырубке и переварке.
Флюсовое включение (302; G) - флюс, попавший в металл сварного шва
В зависимости от условий образования флюсовые включения могут быть:
- линейными (3021)
- разобщенными (3022)
- прочими (3023)
Флюсовые включения образуются из-за флюса, не вступившего в реакцию с расплавленным металлом шва и не всплывшего на поверхность сварного шва. Причиной образования флюсовых включений является использование флюса с большой грануляцией, завышение скорости сварки, случайном попадании гранул флюса в сварочную ванну.
Оксидное включение (303; J) - оксид металла, попавший в металл сварного шва во время затвердевания.
Оксидные включения получаются в результате образования труднорастворимых тугоплавких пленок. Чаше всего они возникают вследствие значительных поверхностных загрязнений или при нарушениях защиты сварочной ванны. Также окисные включения, могут возникать в металле шва из-за слабой их растворимости и слишком быстрого охлаждения.
Являясь прослойкой в массиве шва, оксидные включения резко снижают прочность сварного соединения и могут привести к. его разрушению под приложенной в процессе эксплуатации нагрузкой.
Металлическое включение (304, Н) - частица инородного металла, попавшая в металл сварного шва
Различают металлические включения из:
- вольфрама (3041)
- меди (3042)
- другого металла (3043)
Вольфрамовые включения возникают при нарушении зашиты сварочной ванны при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом. Кроме этого, вольфрамовые включения возникают при коротких замыканиях или завышенной плотности тока. Особенно часто встречаются вольфрамовые включения при сварке алюминия и его сплавов, в которых вольфрам нерастворим.
Характерные признаки образования вольфрамовых включений - замыкания треск и резкая вспышка дуги. Расплавленный конец электрода при этом разбрызгивается и попадает в расплавленным металл в виде мелких (или одного крупного) включения. Если в момент замыкания металл шва был достаточно затвердевшим, вольфрамовое включение останется на его поверхности. Чаще всего электрод замыкается при отделении капли присадочного металла во время сварки стыков в различных (неудобных для сварки) пространственных положениях шва. Отделившийся от электрода кусок вольфрама увлекается расплавленным присадочным металлом внутрь шва.
Дефекты группы 4 - Несплавления и непровар
Несплавление (401) - отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валками сварного шва.
Различают несплавления:
- по боковой стороне (4011)
- между валиками (4012)
- в корне сварного шва (4013)
Несплавления образуются при дуговой сварке из-за того, что дуга не расплавила часть кромки стыка и не сформировала шов с ее участием.
Чаще всего несплавления образуются из-за неправильного выбора формы угла и разделки, плохо зачищенной поверхности кромок, из-за плохой зачистки шва между проходами, химической неоднородности металла, неправильных режимов сварки (маленькая сила тока, завышенная скорость сварки).
Непровар (неполный провар) (402;
D)
- несплавление основного металла по всей длине шва или на участке, возникающее вследствие неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения
или
местное нарушение сплавления между свариваемыми элементами, между металлом шва и основным металлом или между отдельными слоями шва при многослойной сварке.
Неполное проплавление (непровар) в стыковых соединениях может возникать в середине сечения при двусторонней сварке или в корне шва при односторонней сварке, как без подкладки, так и на формирующей подкладке, за счет неравномерного ее прилегания.
Характерной особенностью непровара являются его окончания, имеющие вид трещины, размеры которых, например для сплава АМг6, соизмеримы с межзеренными расстояниями. Непровар может также сопровождаться присутствием пор и оксидных включений.
В сварных соединениях, не чувствительных к непровару при статическом нагружении, ослабление сечения шва может быть скомпенсировано усилением или проплавом. Например, усиление шва в стыках труб из низкоуглеродистой стали с кольцевым непроваром по всей длине в корне шва при статических нагрузках полностью компенсирует ослабление сечения, создаваемое непроваром до 20 % от толщины стенки трубы. Сварные соединения, не чувствительные к непровару при статических нагрузках, могут снижать статическую прочность при секционной или многослойной сварке при низких температурах (- 60 - 70 °С). Это связано с повторным нагревом, который создает местную термопластическую деформацию и старение металла. В местах непровара снижается запас пластичности - охрупчивание, что ведет к резкому снижению прочности.
В результате непровара снижается сечение шва и возникает местная концентрация напряжений, что в конечном итоге снижает прочность сварного соединения. При вибрационных нагрузках даже мелкие непровары могут снижать прочность соединения до 40%. Большие непровары корня шва могут снизить прочность до 70%.
Непровар в корне шва происходит при недостаточной силе тока или при повышенной скорости сварки, непровар кромки шва - при смещении электрода с оси стыка, непровар между слоями - при плохой очистке предыдущих слоев, большом объеме наплавленного металла. Также причина образования непровара - плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка.
Участки с непроварами приходится вырубать до основного металла, зачищать и вновь заваривать.
Группа 5. Нарушение формы шва
Нарушение формы (500) - отклонение формы наружных поверхностей сварного шва или геометрии соединения от установленного значения
Дефекты формы и размеров сварных швов снижают прочность и ухудшают внешний вид шва. Причины их возникновения при механизированных способах сварки - колебания напряжения в сети, проскальзывание проволоки в подающих роликах, неравномерная скорость сварки из-за люфтов в механизме перемещения сварочного автомата, неправильный угол наклона электрода, протекание жидкого металла в зазоры, их неравномерность по длине стыка и т.п. Дефекты формы и размеров швов косвенно указывают на возможность образования внутренних дефектов в шве.
Подрез непрерывный протяженный (5011; F) - углубление продольное на наружной поверхности валика сварного шва, образовавшееся при сварке
Подрез перемежающийся локальный (5012; F) - углубление продольное отдельными участками на наружной поверхности валика сварного шва
Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и местной концентрации напряжений под влиянием рабочих нагрузок. При электродуговой сварке подрезы возникают при повышенном токе и напряжении дуги, а при газовой сварке - из-за повышенной мощности сварного пламени.
Подрезы часто образуются при сваривании горизонтальных швов на вертикальной плоскости. При ручной дуговом сварке угловых соединении причиной возникновения подрезов часто является неправильная техника выполнения швов, в частности неправильное положение электрода по отношению к оси шва, особенно при работе в стесненных условиях. Иногда подрезы образуются на внутренних валиках швов, выполненных аргонодуговой сваркой. Причиной их образования могут быть плохая сборка (смешение кромок), неточное ведение электрода по разделке.
Этот дефект обнаруживается визуально и при отклонениях выше установленной нормы полежит заварке тонким (ниточным) швов электродами малого диаметра.
Усадочная канавка (5013) - подрез со стороны корня одностороннего сварного шва, вызванный усадкой по границе сплавления
При сварке внутреннем валике иногда образуется усадочная канавка, расположенная по оси шва. Устранить ее можно уменьшением объема сварочной ванны. Для этого необходимо уменьшить притупление или изменить режим сварки увеличить ее скорость или уменьшить силу сварочного тока.
Превышение выпуклости стыкового шва (502) - избыток наплавленного металла на лицевой стороне стыкового шва сверх установленного значения
Превышение выпуклости углового шва (503) - избыток наплавленного металла на лицевой стороне углового шва (на всей длине или на участке) сверх установленного значения
В процессе сварки из-за неправильных режимов сварки, а также по ряду других причин (низкая скорость сварки, неудобное пространственное положение, однопроходная сварка в узкую разделку) при формировании шва избыток металла кристаллизуется в центре сварочной ванны в виде выпуклости, превышающей допустимые значения. Чрезмерную выпуклость другими словами называют превышением усиления шва.
Превышение выпуклости удаляют механическим способом - шлифовальным инструментом.
Превышение проплава (504) - избыток наплавленного металла на обратной стороне стыкового шва сверх установленного значения
Местное превышение проплава (5041) - местный избыточный проплав сверх установленного значения
Превышение проплава чаще всего возникает из-за плохой подготовки сварочных кромок (неодинаковый зазор в стыке, разной толщины металла по длине шва) и химической неоднородности свариваемого металла.
Неправильный профиль сварного шва (505) - угол α между поверхностью основного металла и плоскостью, касательной к поверхности сварного шва, менее установленного значения
Причины образования неправильного профиля сварного шва тождественны причинам превышения проплава.
Наплав (506) (он же наплыв) - избыток наплавленного металла сварного шва, натекший на поверхность основного металла, но не сплавленный с ним
Они могут быть местными - в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Причины образования наплывов - большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск, плохая очистка свариваемых кромок. При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.
Наплывы удаляют механическим способом, проверяя, нет ли в этих местах непровара.
Линейное смещение (507) - смещение между двумя свариваемыми элементами, при котором их поверхности располагаются параллельно, но не на требуемом уровне
Угловое смещение (508) - смещение между двумя свариваемыми элементами, при котором их поверхности располагаются под углом, отличающимся от требуемого
Натек (509) - металл сварного шва, осевший вследствие действия силы тяжести и не имеющий сплавления с соединяемой поверхностью.
В зависимости от условий это может быть:
- 5091 натек при горизонтальном положении сварки ;
- 5092 натек в нижнем или потолочном положении сварки;
- 5093 натек в угловом сварном шве;
- 5094 натекание в шве нахлесточного соединения
Чаще всего натеки образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования натеков и методы их устранения одинаковы с наплавами (наплывами).
Прожог (510) - вытекание металла сварочной ванны, в результате которого образуется сквозное отверстие в сварном шве
Прожоги чаще всего образуются на тонкостенных соединениях или соединениях с подкладными полосами, кольцами, когда сварку выполняют на повышенном режиме или при увеличенном зазоре между кромками. В местах прожога металл окисляется и становится рыхлым, непрочным, неплотным. По возможности такие участки тщательно зачищают до полного удаления некачественного металла. В недоступных для зачистки местах, где могут появиться прожоги, при сварке первого слоя следует обдувать обратную сторону шва защитным газом. Прожог может образоваться при внезапной остановке подачи защитного газа. При сварке поворотных кольцевых стыков прожоги вызываются неправильным расположением электрода относительно зенита.
Прожоги являются характерным дефектом сварки тонкостенных изделий: обечаек сильфонных компенсаторов, труб гибких металлических шлангов, арматуры с трубами. В процессе сборки этих деталей особенно важно соблюдать требования по точности обработки сопрягаемых поверхностей и качеству сборки. Размеры ванны здесь настолько малы, что малейшее нарушение в обработке или сборке приводит к изменению теплоотвода, а значит, к резкому изменению нагрева. В результате чрезмерного нагрева свариваемых кромок ванна мгновенно разрывается, каждая кромка оплавляется самостоятельно и образуется прожог.
Прожоги исправляют путем их вырубки, зачистки дефектных мест и заваривания.
Неполное заполнение разделки кромок (511) - продольная непрерывная или прерывистая канавка на поверхности сварного шва из-за недостаточности присадочного металла при сварке
Неполное заполнение разделки кромок возникает при неправильно выбранных режимов сварки (силы сварочного тока, скорости сварки), а также при неправильном выборе разделки кромок. Устранить данный дефект можно после зачистки и заварки дефектного места.
Чрезмерная асимметрия углового шва (512) - чрезмерное превышение размеров одного катета над другим
Чрезмерная асимметрия углового шва характерна при сварке металлов с различной теплопроводностью и неудобных пространственным положением сварки.
Нижеследующие дефекты в объяснениях не нуждаются т.к. причины возникновения неравномерной ширины шва, неровной поверхности, вогнутость корня шва заключается чаще всего в неправильно подобранных режимах сварки, неудобном положении при сварке, неправильным выбором разделки кромок.
Причины возникновения и методы устранения пор в корне шва идентичны газовым порам, а про дефект возобновление - все понятно из определения.
Неравномерная ширина шва (513) - отклонение ширины от установленного значения вдоль сварного шва
Неровная поверхность (514) - грубая неравномерность формы поверхности усиления шва по длине
Вогнутость корня шва (515) - неглубокая канавка со стороны корня одностороннего сварного шва, образовавшаяся вследствие усадки
Пористость в корне сварного шва (516) - наличие пор в корне сварного шва вследствие возникновения пузырьков во время затвердевания металла
Возобновление (517) - местная неровность поверхности в месте возобновления сварки
Группа 6. Прочие дефекты
Прочие дефекты (600) - все дефекты, которые не могут быть включены в группы 1 - 5
Случайная дуга (601) - местное повреждение поверхности основного металла, примыкающего к сварному шву, возникшее в результате случайного горения дуги.
Случайная дуга особенна, опасна для нержавеющих сталей т.к. может быть причиной начала коррозии. При сварке закаливающихся сталей случайная дуга может стать причиной образования трещин.
Брызги металла (602) - капли наплавленного или присадочного металла, образовавшиеся во время сварки и прилипшие к поверхности затвердевшего металла сварного шва или околошовной зоны основного металла.
Да, да, да брызги металла тоже является дефектом (особенно в это трудно вериться начинающим сварщикам). Брызги на сваренном металле не только портят внешний (товарный) вид шва, но и являются очагами образования коррозии для нержавеющих сталей и местом образования трещин для закаливающихся сталей.
Вольфрамовые брызги (6021) - частицы вольфрама, выброшенные из расплавленной зоны электрода на поверхность основного металла или затвердевшего металла сварного шва
Поверхностные задиры (603) - повреждение поверхности, вызванное удалением временно приваренного приспособления
Вышеуказанные дефекты 6 группы достаточно легко исправимы необходимо просто удалить шлифованием данные места до «здорового» металла.
Утонение металла (606) - уменьшение толщины металла до значения менее допустимого при механической обработке
Если вы перестарались с удалением дефектов и неожиданно обнаружили утонение металла, сильно не расстраивайтесь - просто выполните наплавку в данном месте с последующей механической обработкой.
Непровар корня шва
Рис. 149. Непровар корня (18)
Непроваром называется местное несплавление основного металла с наплавленным, а также несплавление между собой слоев шва при многослойной сварке.
Причины непровара:
- слишком маленькая величина зазора;
- слишком маленький наконечник горелки;
- слишком мягкое пламя;
- отсутствует грушеобразное отверстие при сварке (сварочное ушко);
- неправильное ведение прутка;
- слишком большая скорость сварки;
- плохая зачистка кромок пред сваркой от окалины, ржавчины, грязи
Непровары, особенно по кромкам и между слоями являются наиболее опасными, так как влияют на прочность сварного шва. Обнаруженные участки с непроваром вырубают до основного металла, зачищают и заваривают вновь.
Непровар кромок
Рис. 150. Непровар кромок (18)
Причины непровара:
- недостаточное расплавление;
- односторонне положение горелки;
- опережающая сварочная ванна;
- слишком большое расстояние между ядром пламени и поверхностью металла;
- слишком маленький наконечник
Подрез
Рис. 151. Подрез (18)
Подрезом называют углубление, расположенное на границе металла шва и основного металла. Глубина подреза по В категории может быть мах. 0,5 мм.
Причины подреза:
- неправильное ведение прутка;
- неправильное положение горелки;
- слишком жесткое пламя
Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут явиться причиной разрушения сварного соединения, а также вызвать местную концентрацию напряжений от рабочих нагрузок. Подрезы исправляют подваркой ниточного шва. Во избежания подрезов следует правильно выбирать режимы сварки.
Трещина
Рис. 152. Трещина (18)
Трещины являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Трещины могут возникать в сварном шве и в околошовной зоне. Трещины по происхождению делятся на холодные и горячие, по расположению - на поперечные и продольные, по размерам - на макро- и микроскопические. Трещины в сварных швах образуются во время и после сварки. Образованию трещин способствует повышенное содержание углерода в наплавленном металле, а также серы, фосфора и водорода. Холодные трещины возникают при температурах 100-300°С в легированных сталях и при нормальных температурах в углеродистых сталях.
Причины образования трещин:
- неправильный режим сварки;
- неправильное расположение швов в сварной конструкции;
- плохо подходящий для сварки металл
Поверхностные трещины в сварных швах вырубают полностью и заваривают вновь. Чтобы в процессе вырубки трещина не распространялась дальше по шву, необходимо перед вырубкой засверлить трещины по концам.
Наплыв
Рис. 153. Наплыв (18)
Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на кромки непрогретого основного металла. Наплывы чаще всего образуются при сварке горизонтальных швов. Они могут быть в отдельных местах и иметь значительную протяженность.
Причины наплыва:
- недостаточно прогретый основной металл;
- неправильный угол наклона мундштука горелки к поверхности металла;
- неправильное ведение прутка
Наплывы срубают и проверяют, нет ли в этом месте непровара.
Протекания корня шва
Рис. 154. Протекания корня шва (18)
Причины дефекта:
- слишком большая величина зазора;
- неправильное ведение прутка;
- слишком жесткое пламя;
- слишком маленькая скорость сварки
Кратер
Рис. 155. Кратер в конце шва (18)
Кратер это углубление в конце шва.
- резкий обрыв пламени в конце шва
Нужно медленно поднимать пламя. Кратеры уменьшают рабочее сечение шва, снижают прочность шва и могут явиться причинами образования трещин. Кратеры исправляют заваркой с предварительной вырубкой.
Прожог
Рис. 156. Прожог (18)
Прожог это проплавление основного металла с образованием сквозныз отверстий и натеками с обратной стороны свариваемого металла.
Причины прожога:
- большой зазор между свариваемыми кромками;
- недостаточное притупление кромок;
- слишком жесткое пламя;
- маленькая скорость сварки
Прожоги исправляют вырубкой дефектных мест с последующей заваркой.
Перегрев металла
Причины перегрева:
- слишком жесткое пламя;
- маленькая скорость сварки
Перегрев металла характеризуется увеличением размера зерен в металле шва и околошовной зоне, что снижает механические свойства сварного соединения, в особенности ударную вязкость. Поэтому перегретый металл шва обладает повышенной хрупкостью и низким сопротивлением ударным нагрузкам. перегрев исправляют последующей термической обработкой.
Пережог металла
Пережог очень опасный дефект. Он характеризуется наличием в структуре металла шва окисленных зерен, которые из-за наличия на них пленки оксидов обладают малым взаимным сцеплением. Пережженный металл хрупок и не поддается исправлению.
Причины пережога:
- применение при сварке окислительного сварочного пламени;
- плохая защита расплавленного металла сварочной ванны от кислорода и азота воздуха
Loading...