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

Свищ дефект сварного шва

Дефекты сварных швов и их устранение

Главная / Техника сварки

Время на чтение: 6 мин

Дефекты в сварочном соединении приводят к ухудшению его рабочих и визуальных характеристик. Для обнаружения недочетов соединения существуют разные методики контроля над качеством проведенной работы.

Это может быть простой осмотр сварного соединения. Либо более сложные техники проверки: рентген, аппаратура с применением ультразвуковых волн.

Что можно предпринять в случае обнаружения дефектов шва? Уходит ли деталь в утилизацию? Нет. Если проверка обнаружила у сварочных соединений недоработки, их вполне можно исправить.

В этой статье будут детально рассмотрены варианты сварочных недоработок и как их исправляют.

  • Разновидности сварочных ошибок
  • Наружные изъяны Непровары
  • Подрезы
  • Наплывы
  • Прожоги
  • Кратеры
  • Внутренние дефекты
      Горячие либо холодные трещины
  • Поры
  • Варианты исправлений
  • Заключение

    Наружные изъяны

    Непровары

    Такие наружные недочеты появляются, когда на сварочном оборудовании установлен низкий уровень силы тока. Когда этот показатель занижен, воздействия тока не хватает для полного проваривания стыка.

    Также непровары могут получаться при повышенной скорости сваривания деталей. В таком случае металл просто не успевает качественно провариться. Еще одной причиной может послужить неумелое разделывание кромок будущего соединения.

    Для предотвращения этого сварочного недостатка достаточно правильно установленной силы тока и оптимальной длины сварной дуги.

    Подрезы

    Этот изъян характерен для тавровых швов и работы внахлест. В стыковой сварке он встречается редко. Появляется он при неверной настройке дугового напряжения и нарушении скорости сварки.

    Предотвращение подрезов происходит достаточно легко. При сварке уменьшается напряжение сварной дуги, нормализуется скорость работы. Для точного результата стоит варить на короткой длине дуги.

    Она формирует достаточно тонкое полотно, благодаря которому нормализуется сварное тепловложение. Это защищает от подрезов.

    Наплывы

    Если во время сварки образуются наплывы, значит неправильно настроен РДС. Для предотвращения появления этого недостатка нужно зачистить сварочные кромки, провести перенастройку аппарата.

    Нормализовать показатели тока, напряжения. Проверить скорость подачи прутка, если работа производится полуавтоматическим оборудованием.

    Прожоги

    Прожогом называют появление в шовном полотне сквозных отверстий. Они часто встречаются в работах новичков. Их причина – низкая скорость сваривания, из-за которой некоторые раскаленные места прожигаются насквозь.

    Виды дефектов сварных швов

    Дефекты сварных соединений принято делить на две группы:

    1. Внешние, наличие которых становится очевидным при осмотре шва невооруженным глазом.
    2. Внутренние, выявление которых требует применения специальных приборов контроля.

    В некоторых источниках сквозные дефекты выделяют в отдельную группу, однако с научной точки зрения они относятся к внешним, поскольку выявляются при осмотре.

    Внешние недостатки

    Поскольку внешние дефекты являются видимыми, они связаны с нарушением геометрии шва и прилегающих участков материала. При ручной сварке в подавляющем большинстве случаев брак связан с низкой квалификацией сварщика или небрежностью при выполнении работ. Часто можно наблюдать ошибки в направлении электрода и его перемещении. При автоматической сварке брак может быть вызван работой на неисправном сварочном оборудовании.

    Наиболее часто встречаются следующие виды внешних дефектов:

    • Отклонение по ширине и высоте. В качестве основных причин возникновения обычно выступают плохая подготовка свариваемых кромок и неудовлетворительная их подгонка, неравномерное перемещение электрода, отступление от необходимых режимов. Данный дефект не только портит внешний вид изделия, но и снижает механические характеристики, ведь наплавленный металл остывает неравномерно, что может приводить к возникновению внутреннего напряжения и даже пластическим деформациям.
    • Наплывы. Являются основной проблемой многих новичков, недавно освоивших профессию сварщика. Возникают в процессе чрезмерного натекания металла электрода на стыкуемые поверхности без сплавления. Возникновению наплывов способствует наличие окалины на свариваемых элементах, что свидетельствует о плохой подготовке поверхностей. При недостаточной скорости перемещения электрода образуются излишки расплавленного металла, который затвердевает без соединения с основным материалом. Низкое напряжение дуги, длинная дуга, завышенный ток также могут стать причиной появления наплывов. Даже смещение электрода относительно оси выполняемого сварного шва может привести к этому распространенному дефекту. Стоит отметить, что наплывы не всегда влияют на механические свойства и герметичность соединения. Поэтому в отдельных случаях допускается эксплуатация сварных соединений с наплывами, если внешний вид изделия не имеет особой важности.
    • Подрез — дефект, который можно считать противоположным наплыву. Представляет собой канавку по обе стороны от сварного шва. В результате происходит местное снижение толщины, отрицательно сказывающееся на прочностных характеристиках изделия. Подрез может возникать при завышении скорости сварки, большом напряжении. Если при выполнении углового шва между горизонтальной и вертикальной поверхностями сместить электрод выше оси шва, расплавленный металл будет интенсивно стекать вниз, а выше оси возникнет подрез.
    • Непровар — еще один распространенный вид дефекта, возникающий чаще всего по вине неопытного сварщика. Непровар заключается в отсутствии сплавления между стыкуемыми элементами или между наплавленным металлом и основным материалом. При многослойной сварке возможно возникновение непровара между отдельными слоями. Основными причинами появления этого брака являются плохая подготовка поверхностей, наличие ржавчины или окалины, заниженный зазор между стыкуемыми поверхностями, завышенная скорость сварки, смещение электрода относительно выполняемого шва, заниженная сила тока. Непровар резко снижает прочность сварного соединения, а для герметичности часто является критичным.
    • Незаплавленные углубления. Их называют кратерами. Представляют собой углубления, образующиеся обычно в местах резкого отрыва дуги. Могут сопровождаться усадочными рыхлостями, которые становятся причиной образования трещин.
    • Наружные трещины. Могут располагаться как продольно, так и поперечно. Образуются не только в наплавленном, но и в основном металле. В последнем случае они располагаются в зоне термического влияния сварки, то есть близко к шву. Причиной образования трещин могут стать напряжения, возникающие при неравномерном нагреве и охлаждении. Наличие пор и непроваров может спровоцировать возникновение трещин.
    • Прожог — сквозное проплавление, сопровождающееся вытеканием жидкого металла с изнаночной стороны выполняемого шва. Возникают прожоги обычно ввиду больших значений тока, увеличенного зазора между стыкуемыми кромками или плохой их подгонки, низкой скорости перемещения электрода.

    Внутренние дефекты

    Наличие в сварном шве внутренних дефектов не всегда является очевидным. Скрытый брак особенно опасен, поэтому все сварные соединения должны подвергаться тщательному контролю.

    Рассмотрим основные виды внутренних дефектов:

    • Поры. Появляются при поглощении расплавленным металлом водорода, окиси углерода и других газов, которые не успели выделиться на поверхность металла при его застывании. Поры представляют собой пузырьки, заполненные газом. Обычно возникают при неправильно подобранных электродах или их хранении во влажной среде, наличии в месте стыковки ржавчины или окалины.
    • Окислы и включения шлака. Образуются при чрезмерно длинной дуге. Существенно снижают прочностные характеристики шва. В ответственных конструкциях допускаются лишь единичные включения.
    • Непровар корня или кромки шва. По своей сути сходен с внешним непроваром, но визуально незаметен, так как находится в толще металла.
    • Внутренние трещины. Механизм появления аналогичен возникновению наружных трещин.
    • Перегрев. Суть дефекта — в крупнозернистом строении. Крупные зерна имеют меньшую поверхность сцепления между собой, вследствие этого снижаются прочность и пластичность. Иногда этот дефект поддается исправлению термообработкой.
    • Пережог — появление окисленных зерен, сцепление которых между собой существенно ослабевает, что резко увеличивает хрупкость. Пережог, в отличие от перегрева, является неисправимым браком.

    Внутренние дефекты

    Горячие либо холодные трещины

    Появлению горячих трещин способствует использование неверного типа присадочного прутка. Металлы детали и электрода должны быть совместимы.

    К примеру, нельзя варить алюминиевым прутком нержавеющую сталь. У этих металлов совершенно разные характеристики. Алюминий просто не сможет качественно проварить нержавейку, а потому возникнут трещины.

    Второй причиной может стать неправильно проведенная попытка заварить кратер. Если при исправлении этого недочета резко оборвать воздействие, шов может треснуть.

    Холодные трещины появляются уже после остывания шва. Если он сделан некачественно, то при затвердевании его полотно может лопнуть. Либо если соединение подвергается механической нагрузке, превышающей уровень его сопротивления.

    Этот тип изъянов может проявляться также на поверхности полотна, что частично относит его к внешним дефектам.

    Пористость соединения встречается достаточно часто. Поры внутри тела шва могут образовываться при низкой защите рабочей зоны от кислородного воздействия, игнорировании или неправильном проведении этапа подготовки металла.

    Если на кромках стыка осталась ржавчина, какие-либо включения, нарушающие равномерность шва. Подобно трещинам, поры могут быть внутренней или внешней проблемой.

    Для избежания появления пористости шва, нужно убедиться, что подача защитного газа настроена правильно и оградить рабочую зону от внешних воздействий, способных нарушить защитный кокон (сквозняки, порывы ветра).

    А также правильно провести подготовительный этап.

    Способы устранения дефектов

    Зачастую выявленные дефекты сварочных швов не подлежат устранению и ведут к браковке изделия. Разумеется, никто не будет выбрасывать секцию ограды с наплывами, но для ответственных деталей контроль всегда необходим жесткий.

    Некоторые дефекты вполне можно устранить:

    • Наплывы удаляют механическим путем с применением абразивного инструмента.
    • Крупные трещины подлежат заварке. Место появления трещины засверливается и зачищается с помощью абразива.
    • Мелкие трещины и непровары ликвидировать сложнее. Обычно требуется полное разрушение выполненного шва, новая тщательная зачистка и повторная сварка.
    • Подрезы устраняют наваркой тонких слоев металла.
    • Перегрев возможно устранить при определенных режимах термической обработки.

    После устранения всех недостатков деталь подлежит повторному, еще более тщательному контролю, который позволит удостовериться, что дефекты отсутствуют. В случае повторного обнаружения недостатков допускается произвести дополнительные исправления. Однако повторять такие процедуры можно не более трех раз, иначе высока вероятность резкого снижения механических свойств материала.

    Зачастую трудно выполнить сварку совсем без дефектов. Однако постоянная практика и неукоснительное соблюдение технологии позволят свести их количество к минимуму. А знание теоретической базы поможет правильного организовать технологический процесс с целью получения изделий высокого качества.

    Способы исправления дефектов

    Мы вскользь уже упоминали, какие бывают способы устранения дефектов сварных швов. Но давайте разберемся подробнее.

    Начнем с исправления трещин. Если трещины крупные, то их нужно банально заварить. А чтобы во время сварки трещина не увеличилась в размерах нужно сделать сквозные отверстия на расстоянии пол сантиметра от концов трещины. Далее трещину нужно разделать V или X-образно. Разделка проводится с помощью пневматического зубила или газового резака. Можно также использовать воздушно-дуговой резак. Далее разделанную трещину нужно зачистить и заварить.

    Дефекты сварных швов: виды, причины возникновения, как устранить

    Все виды дефектов сварных швов регламентированы ГОСТ 30242-97. В этом же документе описаны их характеристики, причины возникновения и классификация. Возникает дефект сварки из-за нарушений нормативов сборки и сваривания деталей. Любое отклонение от нормы является дефектом.

    Виды дефектов

    Все виды некачественных соединений делят на три основные группы:

    1. Наружные – это те виды, которые можно увидеть при осмотре сварного соединения. В этот вид входят: трещины, подрезы, наплывы, кратеры.
    2. Внутренние – выявляются только после дефектоскопии, в которую обязательно включается механическая обработка соединения и рентген.
    3. Сквозные – подразумевают наличие свищей, прожогов и сквозных трещин. То есть визуализируются и снаружи, и внутри.

    Основные способы выявления

    Чтобы выявить наличие дефекта сварки, применяются следующие виды обследования:

    Способы устранения

    Что делать с деталью, в которой обнаружены нарушения сварки, решает сотрудник отдела качества. Чаще всего изделие отправляется на доработку, в результате которой проблема устраняется.

    Виды дефектов и способы их устранения:

    1. Подрез – представляет собой углубление в той части соединения, где идет переход от основного металла непосредственно на шов. Подрез уменьшает сечение шва и увеличивает напряжение металла, таким образом соединение становится ненадежным. Причиной появления подреза служит превышение значения величины сварочного тока. Устраняется такой дефект путем наплавления тонкого шва по всей линии подреза.
    2. Свищ – это дефект соединения в виде полости. Он значительно снижает прочность шва. Также место образования свища может впоследствии привести к появлению трещины сварного шва. Для того чтобы исправить этот недостаток, поврежденное место вырезается и заваривается.
    3. Непровар – несплавление металла, который наплавляется на основной, или несплавление слоев шва друг с другом. Сюда же можно отнести нарушение, когда сечение заполнено неполностью. Непровар приводит к ухудшению прочности шва и может стать причиной разрушения соединения. Причинами могут послужить слишком низкий сварочный ток, нарушения в подготовке кромок деталей к свариванию, слишком большая скорость сварки, загрязнение кромок. Для исправления ситуации непроваренный участок вырезается и заваривается.
    4. Наплыв – участок соединения, в котором расплавленный металл натекает на основной, но при этом гомогенного соединения с ним не образуется. Причины возникновения различны: недостаточный прогрев основного металла, малый ток, окалина на кромках, слишком много присадочного материала. Устранить нарушение можно, срезав излишки, после чего соединение проверяется на наличие непровара.
    5. Перегрев металла – чрезмерно большое значение сварочного тока или слишком медленная сварка могут привести к перегреву основного металла, что снижает прочность соединения. Такой недостаток можно устранить только термической обработкой всей детали.
    6. Пережог возникает по тем же причинам, что и перегрев, но таит в себе большую опасность. Металл, который был пережжен, становится хрупким и подвержен коррозии. Соединение будет очень ненадежным. Чтобы устранить подобный дефект, первоначально вырезают весь поврежденный участок соединения, после чего сварку проводят заново.
    7. Трещина – самый опасный из всех дефектов. Трещины имеют между собой различия по размерам от микро до макро, по времени образования: от появления в процессе до возникновения после окончания сварных работ. К появлению трещин приводит нарушение технологии сварки, ошибка в выборе материалов, слишком резкое охлаждение после окончания сваривания. Наличие большого количества примесей так же может привести к возникновению трещины. Чтобы полностью решить проблему, трещину высверливают полностью, чтобы избежать распространения, сварное соединение удаляют. После этого работы проводят заново с соблюдением всех нормативов и технологии.
    8. Прожог – металл прожигается насквозь и вытекает в образовавшееся отверстие, образуя натек. Причинами образования прожога являются слишком высокий сварочный ток и чрезмерно медленная сварка. Увеличенный зазор между кромками деталей также может привести к прожогу, как и малая толщина подкладки или её неплотное прилегание к основному материалу. Чтобы устранить прожог, поврежденное место тщательно зачищают и заваривают.

    Дефекты сварных швов, методы контроля и устранения дефектов

    Дефекты сварных швов, методы контроля
    и устранения дефектов

    Сварка является важнейшей и неотъемлемой частью, любого строительства. Причем работы связанные со сваркой являются наиболее ответственными, так как от них зависит крепость конструкций в целом или несущая способность отдельных узлов и деталей.

    Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения деталей путем применения местного нагрева.

    Виды сварки

    Сварка осуществляется методом применения плавления или методом применения давления . Эти методы в свою очередь делятся на:

    • кузнечную (горновую) сварку
    • газопрессовую сварку
    • контактную сварку
    • термитную сварку
    • электрическую дуговую сварку
    • электрошлаковую сварку
    • дуговую сварку в среде защитного газа
    • атомноводородную сварку
    • газовую сварку.

    При производстве сварочных работ осуществляются три основных вида контроля: предварительный контроль, контроль в процессе сварки, контроль готового изделия.

    Предварительный контроль — включает в себя проверку марки и состава основного металла, качества присадочной проволоки, кислорода, карбида, ацетилена, флюсов, проверку качества заготовки и сборки деталей под сварку, проверку состояния и работы контрольно-измерительных приборов и инструментов (манометров, редукторов, горелок), а также квалификации сварщиков.

    Контроль в процессе сварки — включает систематическую проверку режима сварки, исправности работы сварочной аппаратуры и приспособлений, проверку соблюдения сварщиком установленно­го технологического процесса сварки, осмотр и обмер шва шаблонами.

    Дефекты сварных швов и методы их устранения

    1. Отклонение по ширине и высоте швов, катету, перетяжки швов. Размеры швов не соответствуют требованиям ГОСТа.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр швов и проверка размеров шаблонами. Устраняется срубанием излишков металла, зачисткой швов, подваркой узких мест шва.


    3. Пора в сварном шве
    — дефект сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом. Цепочка пор — группа пор в сварном шве, расположенных в линию.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, осмотр излома шва; рентгено — и гаммаконтроль, контроль ультразвуком, магнитографический метод контроля и др. Выстрогать скопление пор, зачистить, подварить. Уплотнить проковкой в процессе сварки при температуре светло-красного цвета шва.

    4. Свищи — дефекты в виде воронкообразного углубления.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, удалить рубкой или строжкой, зачистить, подварить.

    5. Непровар — дефект в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных сваликов сварного шва.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр излома. Внутренний контроль. Полностью удаляют (вырубают или выстрагивают, зачищают и подваривают).

    6. Наплыв на сварном соединении — дефект в виде натекания металла шва на поверхности основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ним.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, наплыв подрубить, удалить, непровар подварить.

    7. Шлаковые включения — дефекты в виде вкрапления шлака.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр излома шва. Рентгено- и гаммаконтроль, контроль ультразвуком, магнитографический контроль. Удаляют, зачищают, подваривают.

    8. Трещины — дефекты сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, осмотр излома, рентгено- и гаммаконтроль, контроль ультразвуком и магнитографический метод. Полностью удалить, зачистить, подварить.

    9. Прожог — дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшийся в результате вытекания части металла сварочной ванны.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, удалить (вырубить или выстрогать), подварить.

    10. Кратер — углубление, образующееся под действием давления пламени при внезапном окончании сварки.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, зачистить, подварить.

    11. Брызги металла — дефекты в виде затвердевших капель на поверхности сварного соединения.

    Способ выявления и устранения: Внешний осмотр. Зачистка поверхности. Применение защитного покрытия марки П1 или П2.

    12. Перегрев металла — металл имеет крупнозернистую структуру, металл хрупкий, непрочный, неплотный. Исправляют термообработкой. Причина: сварка пламенем большой мощности.

    Способ выявления и устранения: внешний осмотр, устранить перегрев термической обработкой.

    13. Пережог металла — наличие в структуре металла окисленных зерен, обладающих малым сцеплением из-за наличия на них пленки оксидов. Возникает при избытке кислорода в пламени (если это не требуется техпроцессом, как при сварке латуни). Пережженный металл хрупок и не поддается исправлению. Определить его можно по цветам побежалости (на стали).

    Способ выявления и устранения: пережженный металл необходимо полностью вырезать и заварить это место заново.

    Дефекты сварных швов и соединений

    Металлоконструкции, сваренные из металла, востребованы в разных сферах жизнедеятельности. Однако во время выполнения сварочных работ могут возникать разного рода дефекты сварных швов. Они сокращают возможный срок службы соединения и снижают уровень безопасности готового изделия.

    • Виды дефектов сварных швов
    • Классификация дефектов сварных соединений
      • Трещины
      • Подрезы
      • Наплывы
      • Прожоги
      • Непровары
      • Кратеры
      • Свищи
      • Поры
      • Посторонние включения
    • Причины возникновения дефектов сварных швов
    • Методы выявления дефектов
    • Способы устранения дефектов сварных соединений
    • Методы контроля сварных соединений

    Виды дефектов сварных швов

    Все допуски по размерам шва регламентированы требованиями ГОСТа для каждого из видов сварки. Любые отклонения показаний от утвержденных нормативов принято считать дефектами. Они могут быть последствием ошибок в процессе как подготовки, так и выполнения сварочных работ.

    Большинство изъянов сварочного соединения отрицательно сказываются на его прочностных характеристиках. Все дефекты делятся на три группы:

      наружные. Основными показателями являются неправильная форма стыка, трещины, наплывы, кратеры, подрезы шва, прожоги и прочие визуальные признаки, которые можно обнаружить на поверхности. Они видны при тщательном визуальном осмотре и только некоторые можно заметить с первого взгляда;

  • внутренние. Дефекты представляют собой неполное или неравномерное сплавление металлов, трещины или пористость в структуре, наличие посторонних включений – шлак, оксид, неметаллические примеси; другие, находящиеся внутри шва, изъяны;
  • сквозные. Трещины, подрезы, прожоги и прочие повреждения, которые носят сквозной характер и видные с обеих сторон.
  • Любые дефекты являются основанием для выбраковки работы и должны быть устранены. Это правило особенно актуально для металлоконструкций несущего плана – каркасов, рам, обрешеток и т.п. Они должны быть сварены безупречно, чтобы выдерживать предполагаемые нагрузки. В противном случае конструкции могут служить источником опасности для окружающих.

    Читать еще:  Как избавиться от плесени в ванной раз и навсегда

    Классификация дефектов сварных соединений

    Далеко не в каждом случае получается добиться идеального качества сварного соединения. При желании можно найти отклонения от установленных требований. Полностью классификация сварных соединений изложена в пунктах ГОСТа 30242-97. Документ содержит информацию обо всех возможных изъянах. Из них можно выделить часть, которые чаще других встречаются при контрольном осмотре соединительных стыков.

    Трещины

    Наибольшее негативное влияние на качество сварного шва оказывают трещины. Потенциально они наиболее опасны, поскольку могут стать причиной быстрого разрушения всей конструкции, что в свою очередь может привести к трагедии.

    Появляются трещины по разным причинам:

    • стыки расположены неправильно;
    • место сварки было резко охлаждено;
    • неправильно подобраны расходные материалы;
    • металл кристаллизировался вследствие избыточно высокой температуры.

    По способу образования трещины могут быть продольными, поперечными или радиальными, а по размеру принято различать макро- и микротрещины. Вне зависимости от вида, причин и способа образования трещина является недопустимым дефектом.

    Подрезы

    Визуально изъян представляет собой продольное углубление с наружной части шва. Из-за подреза уменьшается сечение шва и образуется внутреннее напряжение соединения. Прочность такого шва вызывает большие сомнения. Основная причина образования дефекта – завышенный показатель сварочного тока. Чаще всего подрезы характерны для горизонтальных швов.

    Наплывы

    Избыточный расплав натекает на поверхность заготовки, остывает и образует ложный валик. Это наплыв, не имеющий прочного сплавления с рабочей поверхностью. Чаще всего дефект образуется при горизонтальной сварке стыковых или угловых швов. Причиной их образования является недостаточный прогрев основного металла, из-за избытка присадочного материала или окалин на кромках стыкуемых поверхностей.

    Прожоги

    Изъян представляет собой сквозное отверстие, которое образуется из-за вытекания металла из сварочной ванны. Как правило, из обратной стороны образуется наплыв. Провоцирует прожог слишком медленное перемещение электрода по линии стыка, слишком большой ток, недостаточная толщина прокладки или же неплотное ее прилегание, большой зазор между деталями.

    Непровары

    Если между швов и основным металлом есть участки, где видно несплавление между ними, то это непровар. То есть, основной металл не прогрелся как следует, чтобы образовать с расплавом единое целое. Такой дефект сильно понижает прочностные характеристики соединения и все конструкции в целом. Причиной непровара может быть слишком высокая скорость перемещения электрода, плохая предварительная подготовка кромок, присутствие окалины, ржавчины и прочих загрязнений на поверхности соединяемых заготовок.

    Кратеры

    Небольшие углубления в сварном валике образуются в результате разрыва сварочной дуги. Изъяны приводят к уменьшению поперечного сечения стыка, что снижает степень его прочности. вторичная опасность кратера заключается в том, что его дно может иметь дополнительные рыхлые включения, приводящие к появлению трещин.

    Свищи

    Изъяны представляют собой поверхностные дефекты в виде полостей. Они снижает прочность стыка и дополнительно опасны тем, что могут провоцировать образование трещин. Свищи характеризуются произвольной формой, могут образовываться как на внешней стороне, так и на внутренней.

    Поры в сварном шве

    В процессе сварки могут образовываться наполненные газами поры. Причиной их возникновения являются разные загрязнения на поверхности заготовки, высокая скорость перемещения электрода, слишком высокое содержание углерода в присадочном материале.

    Посторонние включения

    Качество шва значительно снижается из-за посторонних включений – шлаковых, флюсовых, оксидных, вольфрамовых и прочих. Основной причиной, которая их вызывает, является неправильно выбранный режим сварки.

    Причины возникновения дефектов сварных швов

    Любой дефект образуется вследствие определенного фактора. Существуют разные причины образования дефектов сварного шва:

    • во время работ применялись некачественные расходные материалы;
    • не соблюдалась технология выполнения сварочных работ;
    • низкого качества металл, используемый для создания сварной конструкции;
    • неисправность оборудования или некачественная его работа;
    • неправильно выбранный режим сварки;
    • допущены технологические ошибки из-за низкой квалификации специалиста.

    Чтобы получить металлоконструкцию высокого качества, требуется строгое соблюдения технологических параметров и норм сваривания, привлекать к работе специалистов с достаточным уровнем квалификации.

    Методы выявления дефектов

    Для выявления дефектов сварного шва применяются разные методы:

    • замеры стыков и визуальный осмотр;
    • проверка соединений на герметичность;
    • поиск дефекта с использованием специальных приборов;
    • лабораторные испытания образцов на прочность.

    Визуальное определение качества сварного шва выполняется только после тщательной очистки его поверхности от шлака, устранения разных загрязнений и застывших брызг металла. Проверяются размеры, форма, наличие дефектов – прожогов, свищей, трещин, кратеров и прочих изъянов.

    Благодаря испытаниям на герметичность удается определить наличие или отсутствие дефектов трубопроводов – пор, трещин, непроваров. На герметичность конструкции проверяются такими способами:

    • обдувание воздухом;
    • наполнение водой под давлением;
    • обработка керосином.

    При обнаружении дефекта требуется дополнительная обработка с целью его устранения.

    Способы устранения дефектов сварных соединений

    Вне зависимости от задействованного оборудования – инвертор, классический аппарат, трансформатор и прочее – образование дефектов не исключено. Принято различать так называемые допустимые и недопустимые дефекты сварки. В зависимости от типа и сложности изъянов определяется пригодность готового изделия к эксплуатации.

    Не допущенные к использованию конструкции направляются на доработку. Каким способом будет устраняться дефект, зависит от типа изъяна:

    • прожог заваривается после тщательной зачистки сварного соединения;
    • подрезу устраняются путем наложения тонкого наплава по всей длине их образования;
    • участок с трещиной рассверливается, тело шва вырубается, поверхность зачищается и обезжиривается. После этого углубление заваривается;
    • непровары вырезаются и повторно завариваются;
    • свищи и кратеры устраняются по одной схеме. Прежде всего все вырезается до основного металла. После этого стык варится по-новому;
    • наплывы следует аккуратно срезать, проверив при этом есть ли непровары;
    • деформированные участки выравниваются прогревом или же механическим путем;
    • любой из дефектов, подразумевающий наличие посторонних включений, устраняется путем вырезания шва (участка) и наложением нового.

    В случае, когда в процессе контроля обнаруживаются дефекты технологического характера соединений труб, то исправление выполняется одним из методов:

    • механическим путем без сваривания;
    • механическим путем в сочетании с завариванием дефектного участка;
    • вырезание участка трубопровода, содержащего технологический дефект;
    • шов полностью удаляется и стык проваривается по-новому.

    Прочность и герметичность сетей газоснабжения восстанавливается дуговой сваркой. Применение газосварочных установок не допускается.

    Методы контроля сварных соединений

    Само собой разумеется, что любые дефекты сварного соединения увеличивают риск разрушения конструкции. Чтобы такую вероятность свести к минимуму, следует внимательно проверять качество сварных соединений. Весь процесс выполняется поэтапно:

    • предварительный. Проверяется качество металла и расходных материалов;
    • контроль в процессе выполнения сварочных работ. Постоянно проверяется режим сварки, работа оборудования, осматриваются и измеряются швы. В случаях, когда обнаруживаются отклонения от стандартов, дефекты сразу исправляются;

  • прием готовой конструкции. Визуальным осмотром определяется наличие внешних изъянов. При необходимости проводятся лабораторные и испытательные проверки.
  • Применяемые сегодня методы контроля делятся на две группы – неразрушающие и разрушающие. Для выявления дефектов готовых конструкций применяются, как правило, неразрушающие методы контроля:

    • визуальный осмотр;
    • проверка ультразвуком (дефектоскопия);
    • контроль при помощи магнитного поля;
    • дефектоскопия цветная;
    • дефектоскопия радиационная;
    • дефектоскопия капиллярная;
    • контроль на проницаемость;
    • другие методы.

    Разрушающий контроль используется в отношении отобранных для этого образцов. Он позволяет установить параметры прочности сварного шва и зоны термического влияния. В контроле задействованы химические, механические и металлографические методы проверки.

    Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

    Вы здесь

    Дефекты сварочных швов и причины их образования

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

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

    Дефекты сварочных швов могут быть наружными и внутренними.

    Наружные дефекты сварочных швов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Внутренние дефекты сварочных швов

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

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

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

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

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

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

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

    Свищ дефект сварного шва

    Трубчатая полость в металле сварного шва из-за выделений газа. Форма и положение свища зависят от режима затвердевания и вида газа. Обычно свищи скапливаются и распределяются «елочкой»

    Недопустимо, так как свищ является концентратором напряжения.

    Рис. 1. Вид дефекта — Свищ

    Внешние признаки: отсутствуют, так как дефект находится внутри сварного шва. Обнаруживают методом неразрушающего контроля.

    Процесс возникновения

    При сварке угловых швов в различных пространственных положениях, отличных от нижнего, подъемная сила не может выдавить пору наружу.

    Причины возникновения дефекта

    • неблагоприятная геометрия сварочной ванны при сварке угловых, тавровых и нахпесточных соединений;
    • высокая вязкость металла сварочной ванны при сварке в потолочном, вертикальном и горизонтальном положениях;
    • низкая пластичность металла шва;
    • образование закалочных структур;
    • внутренние напряжения от неравномерного нагрева.
    • некачественная прокалка электродов.

    Способы предупреждения

    • использовать покрытые электроды, обеспечивающие пониженную вязкость металла сварочной ванны;
    • прокаливать электроды согласно паспортным режимам;
    • тщательно защищать кромки от ржавчины и грязи.

    Во время сварки:

    • сваривать швы в «нижнем» положении или в положении «в лодочку»;
    • при многослойной сварке формировать более широкие швы;
    • применять технику сварки с перемешиванием жидкого металла сварочной ванны.
    • металлу сварных швов конструкции необходимо дать остыть, не вынимая из сборочного приспособления конструкцию.

    Способы устранения

    Дефектный участок вырубают или вычищают и вновь заваривают.

    Просмотров: 5430 Создан: 2012-12-09 Источник: Трубные технологии

    Глава 10. Дефекты сварных соединений и швов

    Дефектом называется несоответствие параметров и характеристик сварного шва или соединения требованиям нормативно-технической документации.

    Дефекты классифицируют по следующим признакам:

    • месту расположения — дефекты шва, околошовной зоны и сварного соединения;
    • стадии технологического процесса — дефекты подготовки, сборки и сварочного процесса;
    • допустимости — допустимые и недопустимые;
    • степени опасности эксплуатации сварных соединений — малозначительные, значительные и критические;
    • глубине залегания — наружные (поверхностные) и внутренние.

    Образование большинства дефектов обусловлено отклонениями от технологического режима, несовершенством техники сварки, особенностями свариваемых деталей и конструкций.

    Для соединений, выполненных сваркой плавлением, в том числе с помощью газовой сварки, характерны следующие виды дефектов.

    Неровности шва (рис. 10.1, а, б) — отсутствие стабильности геометрических параметров шва (ширина, величина выпуклости, катет).

    Рис. 10.1. Наружные дефекты сварного шва:
    а — чрезмерная выпуклость; б — нестабильность ширины шва; в — подрезы; г — свищ; д — наплыв; е — поверхностная трещина; ж — прожог; з — усадочная раковина; и — перегрев

    Причины возникновения. Низкокачественная подготовка кромок под сварку: неравномерность зазора в стыке, несовпадение уровней кромок, разная толщина стыкуемых деталей и др.

    Читать еще:  Как повесить велосипед на стену

    Нарушения режима сварки: непостоянная скорость сварки, частые перерывы в работе.

    Несовершенство техники сварки из-за сложности конструкции с разной пространственной ориентацией швов.

    Характеристика. Несоответствие геометрических параметров швов нормативно-технической документации и, следовательно, условиям эксплуатации, что может привести к преждевременному разрушению конструкции.

    Нестабильность геометрических параметров шва вызывает появление внутренних напряжений, которые могут служить причиной возникновения и развития трещин.

    Способы выявления. Внешний осмотр с применением увеличительного стекла и измерительных инструментов.

    Способы устранения. Подварка узких участков швов; механическое устранение чрезмерной выпуклости и широких участков швов.

    Подрез зоны сплавления (рис. 10.1, в) — дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом.

    Причины возникновения. Нарушение режима сварки: повышенная мощность пламени, значительная скорость сварки.

    Неправильная ориентация горелки при формировании углового шва.

    Характеристика. Уменьшение толщины металла в месте углубления, снижающее эксплуатационные свойства конструкции.

    Подрез, будучи концентратором напряжений, способствует развитию микротрещин.

    Наличие подреза ухудшает внешний вид конструкции.

    Способ выявления. Внешний осмотр с использованием увеличительного стекла.

    Способ устранения. Повторная сварка на месте углубления.

    Свищ в сварном шве (рис. 10.1, г) — дефект в виде воронкообразного углубления.

    Причины возникновения. Быстрая кристаллизация металла сварочной ванны, обусловленная высокой скоростью сварки.

    Сварка на режимах с повышенной мощностью газового пламени.

    Плохая подготовка свариваемых кромок (наличие ржавчины, окалины, загрязнений, влаги) и сварочных материалов.

    Выбор сварочных материалов (присадка и флюс), не соответствующих свариваемому металлу.

    Сварка во влажной атмосфере или на ветру.

    Характеристика. Пониженные прочностные показатели шва, имеющего пустоты.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способы устранения. Заваривание дефекта; при значительной глубине свища — зачистка и подварка.

    Наплыв на сварном соединении (рис. 10.1, д) — дефект в виде натекания металла шва на поверхность основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ним.

    Причины возникновения. Нарушение режима сварки: малая скорость сварки при большой мощности пламени.

    Неправильный выбор угла наклона горелки при выполнении углового шва.

    Чрезмерное расплавление присадочного металла из-за ошибочно выбранной марки присадки.

    Характеристика. Натекание расплавленного металла на холодные кромки без сплавления с ними.

    Наплыв является концентратором напряжений, так как образует острый угол между швом и основным металлом.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способ устранения. Удаление шлифовальной машинкой или другим механическим способом. Образовавшиеся неровности заваривают облицовочным швом с плавным переходом к основному металлу.

    Прожог сварного шва (рис. 10.1, ж) — дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшийся в результате вытекания части металла сварочной ванны.

    Причины возникновения. Низкокачественная подготовка стыка под сварку.

    Нарушение режима сварки: резкое снижение скорости сварки или увеличение мощности пламени.

    Уменьшение толщины основного металла свариваемой конструкции или интенсивное теплонасыщение из-за небольших размеров изготавливаемого изделия.

    Характеристика. Нарушение целостности и герметичности конструкции. Ухудшение механических свойств сварного соединения.

    Внешний вид сварного шва не соответствует предъявляемым к нему требованиям.

    Прожог всегда считается недопустимым дефектом.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способ устранения. Заваривание дефекта.

    Усадочная раковина сварного шва (рис. 10.1, з) — дефект в виде полости или впадины, образовавшийся при усадке металла шва в условиях отсутствия питания жидким металлом.

    Причины возникновения. Нарушение техники сварки (быстрое и внезапное прекращение сварочного процесса). В отсутствие присадочного металла и под влиянием усадки в месте давления газового пламени образуется углубление.

    Характеристика. Усадочная раковина снижает прочностные показатели сварного шва вследствие уменьшения его поперечного сечения.

    Наличие усадочной раковины придает нетоварный вид всей конструкции.

    Усадочная раковина всегда подлежит исправлению.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способ устранения. Заваривание дефекта.

    Перегрев металла (рис. 10.1, и) — дефект околошовной зоны в виде крупнозернистого металла с видимыми границами зерен.

    Причины возникновения. Нарушение технологии сварки: высокая мощность пламени, малая скорость сварки, повторный нагрев, плохой теплоотвод от места сварки.

    Характеристика. Металл околошовной зоны имеет низкие прочностные показатели.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способ устранения. Послесварочнаятермообработка.

    Пора в сварном шве (рис. 10.2, а) — дефект сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом.

    Рис. 10.2. Внутренние дефекты сварного шва:
    а — поры; б — непровар; в — шлаковые включения; г — внутренние трещины

    Причины возникновения. Сварка по плохо подготовленным кромкам с остатками масла, краски, ржавчины и других загрязнений.

    Применение сварочных материалов со следами влаги и ржавчины.

    Осуществление сварочных работ в условиях повышенной влажности и ветровой нагрузки, ухудшающих защиту сварочной ванны от воздействия воздуха.

    Несоответствие выбранных сварочных материалов (присадка и флюс) основному металлу.

    Нарушение режима и техники сварки: повышенная скорость сварки при значительном объеме сварочной ванны.

    Характеристика. Г азовые полости внутри металла шва снижают прочностные характеристики и ухудшают эксплуатационные свойства сварного шва и соединения в целом. Поры относятся к объемным дефектам, наличие которых можно допустить, если их размеры и число не превышают определенные значения.

    Скопление или цепочка пор в ответственных конструкциях недопустимы.

    Способы выявления. Радиографический, ультразвуковой, магнитопорошковый и магнитографический методы контроля.

    Способы устранения. Удаление дефектного участка или всего шва с последующим завариванием полости.

    Непровар (рис. 10.2, б) — дефект в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных валиков сварного шва.

    Причины возникновения. Неправильный выбор режима сварки: недостаточная мощность пламени, повышенная скорость сварки. Недостаточная глубина проплавления из-за несовершенной техники сварки.

    Отсутствие стабильного зазора в стыке или низкокачественная сборка стыка.

    Неправильная ориентация горелки при выполнении угловых швов, при которой пламя направлено на стенку, а на полке образуются наплыв и непровар.

    Плохая очистка свариваемых кромок перед сваркой от окалины, ржавчины и других загрязнений.

    При многослойной сварке недостаточно тщательная очистка от шлака поверхности предыдущего слоя.

    Характеристика. Непровар относится к малозначительным дефектам, но опасен как концентратор напряжений. В месте не-провара чаще всего образуются трещины.

    Способы выявления. Внешний осмотр при возможности доступа с обратной стороны шва, в противном случае — радиографический и ультразвуковой методы контроля.

    Способы устранения. Удаление дефектного участка и под-варка шва.

    Шлаковые включения в сварном шве (рис. 10.2, в) — дефекты в виде вкраплений шлака в сварной шов.

    Причины возникновения. Нарушение режима сварки: применение окислительного пламени, высокая скорость сварки, значительная глубина проплавления.

    Низкокачественная подготовка кромок и сварочных материалов, вызвавшая попадание в сварочную ванну грязи и окалины, образовавших при расплавлении шлаковые включения.

    Неправильный выбор присадочных материалов и флюсов, обусловивший повышенную вязкость металла шва.

    Характеристика. Шлаковые включения уменьшают площадь поперечного сечения шва и, следовательно, его прочностные показатели.

    При наличии единичных шлаковых включений сварной шов может не утратить своих характеристик. Такие включения допустимы в швах неответственных конструкций при определенных размерах дефектов и их ограниченном числе.

    Протяженные шлаковые включения в сварных швах ответственных металлоконструкций являются недопустимыми дефектами.

    Способы выявления. Радиографический, ультразвуковой, магнитопорошковый и магнитографический методы контроля.

    Способ устранения. Дефектные участки удаляют и заваривают.

    Трещина в сварном соединении (рис. 10.1, е, 10.2, г) — дефект сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах.

    Причины возникновения. Повышенное содержание в основном металле вредных примесей серы и фосфора.

    Значительная жесткость конструкции, приводящая к возникновению внутренних напряжений при сварке.

    Склонность сталей с повышенным содержанием углерода к образованию закалочных структур, являющихся при наличии сварочных напряжений очагами трещин.

    Предварительное напряженное состояние конструкции при сборке в кондукторе.

    Нарушение режима сварки: высокая тепловая мощность пламени, большой объем сварочной ванны.

    Характеристика. Трещины, являющиеся самым неблагоприятным видом дефектов, недопустимы независимо от места их расположения и назначения металлоконструкции. Наиболее опасны микротрещины и внутренние трещины, обнаружение которых без специальных методов контроля затруднено.

    Трещины могут располагаться вдоль и поперек шва как в наплавленном металле шва, так и в зоне термического влияния. Они образуются не только в процессе сварки (горячие трещины), но и после полного остывания сварного соединения (холодные трещины).

    Способы выявления. Внешний осмотр с применением увеличительного стекла; радиографический, ультразвуковой и капиллярный методы контроля; испытания с помощью течеискате-ля, керосина (керосиновая проба), гидравлическое и пневматическое испытания и др.

    Способ устранения. Тщательная зачистка дефектного участка, повторная сварка.

    Брызги металла — дефект в виде затвердевших капель на поверхности сварного соединения.

    Причины возникновения. Нарушение режима сварки: применение пламени повышенной мощности или окислительного пламени.

    Недостаточно совершенная техника сварки из-за сложности металлоконструкций, проведения сварочных работ в неудобных пространственных положениях, ограниченном пространстве и неблагоприятных условиях.

    Характеристика. Конструкция приобретает вид, не соответствующий требованиям заказчика.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способ устранения. Очистка поверхности шлифовальной машинкой, металлическими щетками или наждачным кругом.

    Пережог металла шва — дефект в виде крупных зерен металла, по границам которых образуются оксиды.

    Причины возникновения. Нарушение технологии сварки: применение пламени с избытком кислорода либо пламени большой мощности.

    Интенсивное теплонасыщение конструкции из-за ее малых размеров.

    Характеристика. Крупные зерна металла обладают малым сцеплением, что приводит к ухудшению механических свойств сварного соединения.

    Способ выявления. Внешний осмотр.

    Способ устранения. Пережженные участки полностью вырезают и удаляют. На их место устанавливают новый материал и заваривают.

    Контрольные вопросы

    1. Что означает понятие «дефект сварного шва»?
    2. Какие виды дефектов сварных швов считаются допустимыми?
    3. Какие несовершенства сварного шва относятся к наружным дефектам?
    4. Перечислите основные виды внутренних дефектов сварного шва.
    5. Каковы причины образования дефектов швов и сварных соединений?
    6. Назовите известные вам способы обнаружения дефектов сварных швов.

    Дефекты сварных швов (схема)

    Причинами возникновения дефектов могут быть различные обстоятельства: низкое качество свариваемого металла, неисправное или некачественное оборудование, неверный выбор сварочных материалов, нарушение технологии сварки или неправильный выбор режима, недостаточная квалификация сварщика.

    Все виды дефектов швов подразделяют на три группы:

    • наружные, к основным из которых относятся: трещины, подрезы, наплывы, кратеры;
    • внутренние, среди которых чаще всего встречаются: пористость, непровары и посторонние включения;
    • сквозные — трещины, прожоги.

    Основные дефекты сварки, их характеристика, причины возникновения и способы исправления

    Трещины. Это наиболее опасные дефекты сварки, способные привести к практически мгновенному разрушению сваренных конструкций с самыми трагическими последствиям. Трещины различаются по размерам (микро- и макротрещины) и времени возникновения (в процессе сварки или после нее).

    Чаще всего причиной образования трещин является несоблюдение технологии сварки (например, неправильное расположение швов, приводящее к возникновению концентрации напряжения), неверный выбор сварочных материалов, резкое охлаждение конструкции. Способствует их возникновению также повышенное содержание в шве углерода и различных примесей — кремния, никеля, серы, водорода, фосфора.

    Исправление трещины заключается в рассверливании ее начала и конца, с целью исключения дальнейшего распространения, удалении шва (вырубанию или вырезанию) и заваривании.

    Подрезы. Подрезы — это углубления (канавки) в месте перехода «основной металл-сварной шов». Подрезы встречаются довольно часто. Их отрицательное действие выражается в уменьшении сечения шва и возникновении очага концентрации напряжения. И то и другое ослабляет шов. Подрезы возникают из-за повышенной величины сварочного тока. Чаще всего этот дефект образуется в горизонтальных швах. Устраняют его наплавкой тонкого шва по линии подреза.

    Наплывы. Наплывы возникают, когда расплавленный металл натекает на основной, но не образует с ним гомогенного соединения. Дефект шва возникает по разным причинам — при недостаточном прогреве основного металла вследствие малого тока, из-за наличия окалины на свариваемых кромках, препятствующей сплавлению, излишнего количества присадочного материала. Устраняются наплывы срезанием с проверкой наличия непровара в этом месте.

    Прожоги. Прожогами называют дефекты сварки, проявляющиеся в сквозном проплавлении и вытекании жидкого металла через сквозное отверстие в шве. При этом обычно с другой стороны образуется натек. Прожоги возникают из-за чрезмерно высокого сварочного тока, недостаточной скорости перемещения электрода, большого зазора между кромками металла, слишком малой толщины подкладки или ее неплотного прилегания к основному металлу. Исправляют дефект зачисткой и последующей заваркой.

    Непровар. Непровары — это локальные несплавления наплавленного металла с основным, или слоев шва между собой. К этому дефекту относят и незаполнение сечения шва. Непровары существенно снижают прочность шва и могут явиться причиной разрушения конструкции.

    Дефект возникает из-за заниженного сварочного тока, неправильной подготовки кромок, излишне высокой скорости сварки, наличия на кромках свариваемых деталей посторонних веществ (окалины, ржавчины, шлака) и загрязнений. При исправлении нужно вырезать зону непровара и заварить её.

    Кратеры. Это дефекты в виде углубления, возникающего в результате обрыва сварочной дуги. Кратеры снижают прочность шва из-за уменьшения его сечения. В них могут находиться усадочные рыхлости, способствующие образованию трещин. Кратеры надлежит вырезать до основного металла и заварить.

    Свищи. Свищами называют дефекты швов в виде полости. Как и кратеры, они уменьшают прочность шва и способствуют развитию трещин. Способ исправления обычный — вырезка дефектного места и заварка.

    Посторонние включения. Включения могут состоять из различных веществ — шлака, вольфрама, окислов металлов и пр. Шлаковые включения образуются тогда, когда шлак не успевает всплыть на поверхность металла и остается внутри него. Это происходит при неправильном режиме сварки (завышенной скорости, например), плохой зачистке свариваемого металла или предыдущего слоя при многослойной сварке.

    Вольфрамовые включения возникают при сварке вольфрамовым электродом, окисные — из-за плохой растворимости окислов и чрезмерно быстрого охлаждения.

    Все виды включений уменьшают сечение шва и образуют очаг концентрации напряжения, снижая тем самым прочность соединения. Дефект устраняют вырезкой и завариванием.

    Пористость. Пористость — это полости, заполненные газами. Они возникают из-за интенсивного газообразования внутри металла, при котором газовые пузырьки остаются в металле после его затвердевания. Размеры пор могут быть микроскопическими или достигать нескольких миллиметров. Нередко возникает целое скопление пор в сочетании со свищами и раковинами.

    Возникновению пор способствует наличие загрязнений и посторонних веществ на поверхности свариваемого металла, высокое содержание углерода в присадочном материале и основном металле, слишком высокая скорость сварки, из-за которой газы не успевают выйти наружу, повышенная влажность электродов. Как и прочие дефекты, пористость снижет прочность сварного шва. Зону с ней необходимо вырезать до основного металла и заварить.

    Перегрев и пережог металла. Пережог и перегрев возникают из-за чрезмерно большого сварочного тока или малой скорости сварки. При перегреве размеры зерен металла в шве и околошовной зоне увеличиваются, в результате чего снижаются прочностные характеристики сварного соединения, главным образом — ударная вязкость. Перегрев устраняется термической обработкой изделия.

    Пережог представляет собой более опасный дефект, чем перегрев. Пережженный металл становится хрупким из-за наличия окисленных зерен, обладающих малым взаимным сцеплением. Причины пережога те же самые, что и перегрева, а кроме этого еще и недостаточная защита расплавленного металла от азота и кислорода воздуха. Пережженный металл необходимо полностью вырезать и заварить это место заново.

    Какие бывают дефекты сварных швов, классификация по группам

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

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

    Дефекты сварочных швов разделены по группам.

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

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

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

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

    Группа 1. Трещины

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

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

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

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

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

    Группа 2. Поры

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

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

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

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

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

    Читать еще:  Горелки газовые мини в Москве

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

    Группа 3. Твердые включения

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

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

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

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

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

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

    Группа 4. Несплавление и непровар

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

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

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

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

    Группа 5. Нарушение формы шва

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

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

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

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

    Группа 6

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

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

    Дефекты сварных соединений: виды, способы контроля и устранения

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

    Что такое дефекты сварных соединений

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

    Виды дефектов сварочных швов

    В силу разных обстоятельств сварочные стыки могут иметь повреждения, влияющие на их прочностные характеристики. Все виды дефектов сварных соединений разделяются на три основные группы:

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

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

    Характеристики и причины основных дефектов сварки

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

    Трещины

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

    Причинами появления трещин могут быть:

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

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

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

    Подрезы

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

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

    Наплывы

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

    Прожоги

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

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

    Непровары

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

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

    Кратеры

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

    Свищи

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

    Пористость

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

    Посторонние включения

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

    Причины появления дефектов

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

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

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

    Методы выявления дефектов

    Выявление дефектов сварных соединений осуществляется следующими способами:

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

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

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

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

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

    Способы устранения дефектов

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

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

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

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

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

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

    Методы контроля сварных соединений

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

    Осуществляется контроль сварочных швов поэтапно:

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

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

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

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

    Заключение

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

    Дефекты сварных соединений

    • наружные, к основным из которых относятся: трещины, подрезы, наплывы, кратеры;
    • внутренние, среди которых чаще всего встречаются: пористость, непровары и посторонние включения;
    • сквозные — трещины, прожоги.

    Причинами возникновения дефектов могут быть различные обстоятельства: низкое качество свариваемого металла, неисправное или некачественное оборудование, неверный выбор сварочных материалов, нарушение технологии сварки или неправильный выбор режима, недостаточная квалификация сварщика.

    Основные дефекты сварки, их характеристика, причины возникновения и способы исправления

    Чаще всего причиной образования трещин является несоблюдение технологии сварки (например, неправильное расположение швов, приводящее к возникновению концентрации напряжения), неверный выбор сварочных материалов, резкое охлаждение конструкции. Способствует их возникновению также повышенное содержание в шве углерода и различных примесей — кремния, никеля, серы, водорода, фосфора.

    Исправление трещины заключается в рассверливании ее начала и конца, с целью исключения дальнейшего распространения, удалении шва (вырубанию или вырезанию) и заваривании.

    Подрезы. Подрезы — это углубления (канавки) в месте перехода «основной металл-сварной шов». Подрезы встречаются довольно часто. Их отрицательное действие выражается в уменьшении сечения шва и возникновении очага концентрации напряжения. И то и другое ослабляет шов. Подрезы возникают из-за повышенной величины сварочного тока. Чаще всего этот дефект образуется в горизонтальных швах. Устраняют его наплавкой тонкого шва по линии подреза.

    Наплывы. Наплывы возникают, когда расплавленный металл натекает на основной, но не образует с ним гомогенного соединения. Дефект шва возникает по разным причинам — при недостаточном прогреве основного металла вследствие малого тока, из-за наличия окалины на свариваемых кромках, препятствующей сплавлению, излишнего количества присадочного материала. Устраняются наплывы срезанием с проверкой наличия непровара в этом месте.

    Прожоги. Прожогами называют дефекты сварки, проявляющиеся в сквозном проплавлении и вытекании жидкого металла через сквозное отверстие в шве. При этом обычно с другой стороны образуется натек. Прожоги возникают из-за чрезмерно высокого сварочного тока, недостаточной скорости перемещения электрода, большого зазора между кромками металла, слишком малой толщины подкладки или ее неплотного прилегания к основному металлу. Исправляют дефект зачисткой и последующей заваркой.

    Непровар. Непровары — это локальные несплавления наплавленного металла с основным, или слоев шва между собой. К этому дефекту относят и незаполнение сечения шва. Непровары существенно снижают прочность шва и могут явиться причиной разрушения конструкции.

    Дефект возникает из-за заниженного сварочного тока, неправильной подготовки кромок, излишне высокой скорости сварки, наличия на кромках свариваемых деталей посторонних веществ (окалины, ржавчины, шлака) и загрязнений. При исправлении нужно вырезать зону непровара и заварить её.

    Кратеры. Это дефекты в виде углубления, возникающего в результате обрыва сварочной дуги. Кратеры снижают прочность шва из-за уменьшения его сечения. В них могут находиться усадочные рыхлости, способствующие образованию трещин. Кратеры надлежит вырезать до основного металла и заварить.

    Свищи. Свищами называют дефекты швов в виде полости. Как и кратеры, они уменьшают прочность шва и способствуют развитию трещин. Способ исправления обычный — вырезка дефектного места и заварка.

    Посторонние включения. Включения могут состоять из различных веществ — шлака, вольфрама, окислов металлов и пр. Шлаковые включения образуются тогда, когда шлак не успевает всплыть на поверхность металла и остается внутри него. Это происходит при неправильном режиме сварки (завышенной скорости, например), плохой зачистке свариваемого металла или предыдущего слоя при многослойной сварке.

    Вольфрамовые включения возникают при сварке вольфрамовым электродом, окисные — из-за плохой растворимости окислов и чрезмерно быстрого охлаждения.

    Все виды включений уменьшают сечение шва и образуют очаг концентрации напряжения, снижая тем самым прочность соединения. Дефект устраняют вырезкой и завариванием.

    Пористость. Пористость — это полости, заполненные газами. Они возникают из-за интенсивного газообразования внутри металла, при котором газовые пузырьки остаются в металле после его затвердевания. Размеры пор могут быть микроскопическими или достигать нескольких миллиметров. Нередко возникает целое скопление пор в сочетании со свищами и раковинами.

    Возникновению пор способствует наличие загрязнений и посторонних веществ на поверхности свариваемого металла, высокое содержание углерода в присадочном материале и основном металле, слишком высокая скорость сварки, из-за которой газы не успевают выйти наружу, повышенная влажность электродов. Как и прочие дефекты, пористость снижет прочность сварного шва. Зону с ней необходимо вырезать до основного металла и заварить.

    Перегрев и пережог металла. Пережог и перегрев возникают из-за чрезмерно большого сварочного тока или малой скорости сварки. При перегреве размеры зерен металла в шве и околошовной зоне увеличиваются, в результате чего снижаются прочностные характеристики сварного соединения, главным образом — ударная вязкость. Перегрев устраняется термической обработкой изделия.

    Пережог представляет собой более опасный дефект, чем перегрев. Пережженный металл становится хрупким из-за наличия окисленных зерен, обладающих малым взаимным сцеплением. Причины пережога те же самые, что и перегрева, а кроме этого еще и недостаточная защита расплавленного металла от азота и кислорода воздуха. Пережженный металл необходимо полностью вырезать и заварить это место заново.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector