Montagpena.ru

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

Дефекты сварных швов и соединений

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

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;

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.

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.

Читайте так же:
Угол из оцинкованной стали

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;

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.

Глава 10. Дефекты сварных соединений и швов

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

  • 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.

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.

Дефекты сварных соединений

В сварочном производстве принято выделять следующие типы дефектов (рисунок 3.15):

  1. Дефекты подготовки и сборки изделий под сварку.
  2. Дефекты формы шва.
  3. Наружные и внутренние дефекты.

Дефекты подготовки и сборки

Характерными видами являются неправильный угол скоса кромок в швах с V–, X– и U–образной разделкой, слишком большое или малое притупление по длине стыкуемых кромок; непостоянство зазора между кромками; несовпадение стыкуемых плоскостей ведущих к смещению кромок, слишком большой зазор между кромками, расслоения и загрязнения кромок.

Форма и размеры сварных швов обычно задаются техническими условиями, указываются на чертежах и регламентируются стандартами: конструктивные элементы b – ширина шва, высота усиления С и глубина провара h.

Основные дефекты – неравномерная ширина и высота усиления, местные бугры и седловины. Эти виды дефектов наиболее характерны при ручной электродуговой сварке.

Такие дефекты снижают прочность соединения и косвенно указывают на возможность образования внутренних дефектов.

Дефекты сварных соединений характеризуются как недопустимые, так и допустимые. Недопустимые дефекты вновь перевариваются.

Готовые сварные соединения прежде всего подвергаются внешнему осмотру на выявление внешних дефектов (трещины, ослабление шва, наплывы, подрезы, прожоги, местная ноздреватость, пористость и др.).

Трещины: горячие (технологические) и холодные. Горячие – в жестко закрепленных конструкциях легированных сталей (особенно при недостаточном качестве – Smax). Холодные – закалочная теория (Сmax) Сэкв=6,25 и водородная.

Наплывы образуются в результате стекания расплавленного металла на нерасплавленный металл.

Подрезы образуются по краям шва в основном металле (глубиной от десятых долей до нескольких мм). Прожоги – дефекты в виде сквозного отверстия в сварном шве (первый корневой слой или тонкий металл, или стекание через большой зазор).

Наличие скрытых внутренних дефектов в сварных соединениях контролируется различными физическими методами: просвечивание рентгеновскими лучами, просвечивание – лучами радиоактивных изотопов (кобальт – 60, цезий – 137), магнитографический метод, метод магнитного порошка и ультразвуковая дефектоскопия, контроль течеисканием.

Каждый из этих методов имеет свои специфические особенности, обуславливающие его чувствительность и область применения.

Рисунок 3.15 – Виды дефектов сварных швов и причины их возникновения

Испытание изделий на герметичность (ограничение проникновения жидкости или газа), или контроль течеисканием, выполняют применением легко проникающих сред (жидкостей или газов), хорошо различных визуально или с помощью приборов.

К внутренним дефектам относят поры, шлаковые включения, непровары, несплавления и трещины. Поры образуются вследствие загрязнений, влажности флюса или покрытия электродов, недостаточной защиты в среде защитного газа. Непровары из-за плохой зачистки кромок от окалины, ржавчины, шлака, блуждания дуги из-за магнитного дутья; неправильный выбор режима сварки (силы тока и напряжения дуги, скорости сварки) и т.п.

Кроме контроля качества внешним осмотром и с применением различных физических методов проверяется соответствие механических свойств и хим.состава сварных соединений требованиям технических условий и технологических инструкций по сварке на образцах – свидетелях.

Контроль качества исходных материалов, технологии и квалификации сварщиков

Для обеспечения высокого качества сварных соединений необходим контроль исходных материалов (основного металла, электродов, сварочной проволоки, флюсов, защитных газов и т.д.). Качество исходных материалов устанавливают на основании сертификатных данных, для чего определяют соответствие требованиям данного технологического процесса сварки изделий. При наличии внешних дефектов, а также при отсутствии сертификатов исходные материалы допускают только после проведения химического анализа, механических испытаний и испытаний на свариваемость.

При контроле основного металла особое внимание обращают на зоны, подлежащие к сварке – они должны быть очищены от грязи, масла, краски, ржавчины.

Прокат проверяют на наличие расслоений, окалины, равномерности толщины листа и т.д.

Электроды, сварочную проволоку проверяют выполняя пробную сварку для установления качества материалов по показателям характера плавления, легкость отделения шлака и качество формирования сварного шва. Они должны удовлетворять требованиям действующих ГОСТов.

Свариваемость – это свойство металла образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленной конструкцией и условиями эксплуатации изделия. Свариваемость контролируют обычно в двух случаях: при выборе материалов и разработке технологии сварки, например, при стадии проекта или при технологической подготовке производства. Вторая проверка связана с возможными отклонениями показателей свойств основного металла, проволоки, партии электродов и флюсов от сертификатных значений.

Большое значение для обеспечения качества имеет контроль в процессе производства сварочных работ. Сюда относятся отмеченные выше методы контроля, включая контроль исправности сварочного оборудования и сварочных приспособлений и соблюдения установленных режимов сварки (по току, напряжению и скорости сварки). Такой контроль осуществляют технологи, мастера и другие инженерно–технические работники ответственные за работу данного участка, цеха, предприятия.

Тщательный планомерный контроль подготовки изделий под сварку и процесса сварки не будет эффективным без проверки уровня подготовленности сварщиков. Например, при сварке труб на монтаже более 70% брака возникает по вине сварщиков.

Для проверки квалификации сварщиков администрация предприятия организует квалификационную комиссию с участием инспектора Госгортехнадзора. Испытания должны проходить периодически. При этом проводят испытания по теории и практике сварочных работ с включением сварки образцов соответствующего изделия. Образцы сваривают в тех же условиях и пространственных положениях, что и реальное изделие (например, трубы – поворотные и неповоротные стыки). После внешнего осмотра сваренные образцы проверяют предусмотренными методами неразрушающего контроля, а также подвергают механическим испытаниям.

Количество образцов для испытаний регламентируются “Правилами аттестации сварщиков”.

Виды дефектов сварных соединений образовывавшиеся при сварке

Нарушение требований, установленных нормативными документами, при сварке плавлением приводит к образованию брака. Дефекты сварных соединений ГОСТ 30242-97 разделяет на шесть групп. Их нужно знать так же хорошо, как и то, как варить металл правильно.

Трещины: разновидности, причины их образования

Трещиной называют несплошность, которая вызывается резким охлаждением или воздействием нагрузок. Разновидность этого дефекта, которую можно обнаружить только оптическими приборами с увеличением, не менее пятидесятикратного, называют микротрещиной.

Продольные трещины располагаются вдоль сварного соединения и могут располагаться:

  • в металле шва;
  • в основном материале;
  • на границе сплавления;
  • в области температурного влияния.

Трещины в основном металле, причиной которых являются высокие напряжения, называют скрытыми. Внешне они напоминают ступеньки. Этот дефект присущ сварным соединениям значительной толщины. Высокие напряжения вызываются слишком жесткими соединениями или некорректным выбором сварочной технологии. Уменьшение сварочных напряжений снижает вероятность образования скрытых продольных трещин.

Конфигурация продольных трещин определяется линиями сплавления шва и основного металла.

Эти трещины разделяют на:

  • горячие, их причиной является высокотемпературная хрупкость сплавов;
  • холодные — возникают при медленном разрушении металла.

Поперечные трещины ориентированы перпендикулярно оси сварного шва. Они могут возникать, как в основном материале и металле сварного соединения, так и в зоне температурного влияния.

Радиальные трещины расходятся из одной точки и иначе называются звездообразными. Места их расположения аналогичны локализациям поперечных трещин. Причины образования поперечных и радиальных трещин такие же, как и у продольных.

В месте отрыва дуги на поверхности шва образуется углубление. Дефекты, которые возникают в этом месте, называют трещинами в кратере. Они разделяются на продольные, поперечные, звездоподобные. Конфигурацию этого дефекта определяют: микроструктура зоны сварного соединения, фазовые, термические и механические напряжения.

Если возникает группа не связанных друг с другом трещин, то они называются раздельными. Места и причины их возникновения аналогичны этим характеристикам поперечных и радиальных трещин.

Если из одной трещины образуется группа трещин, то такой брак носит название разветвленных трещин. Места их расположения — основной материал, металл шва, область термического влияния. Причины возникновения такие же, как и у продольных трещин.

Поры: их форма, места расположения и причины появления

Дефекты сварных соединений и соединений в виде полостей в сварном соединении называют порами. Эти полости заполнены газом, который не успел выделиться наружу.

Различают следующие разновидности пор:

  • Газовая полость — это образование произвольной формы, не имеющее углов, причиной появления которого явились газы, не успевшие покинуть расплавленный материал.
  • Газовой порой называют газовую полость, имеющую сферическую форму.
  • Группа газовых пор, которая располагается в металле сварного соединения, называется равномерно распределенной пористостью.
  • Скопление пор — это три или более газовых полостей, расположенных кучно на расстоянии между собой, не превышающем тройной диаметр максимальной поры.
  • Цепочкой пор называют ряд газовых полостей, которые располагаются линией вдоль сварного соединения с расстоянием между ними, не превышающем трех диаметров наибольшей из пор.
  • Если дефектом является несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва и имеющая высоту, которая гораздо меньше длины, то она называется продолговатой полостью.
  • Свищом называют трубчатую полость, которая располагается в металле сварного шва. Свищ вызывается выделением газа. Его форма и положение определяются источником газа и режимом твердения. Как правило, свищи образуют скопления в форме елочек.
  • Газовая полость, нарушающая целостность поверхности сварного соединения, называется поверхностной порой.
  • Если во время затвердевания вследствие усадки образуется полость — она носит название усадочной раковины. А усадочная раковина, расположенная в конце валика и не заваренная при последующих проходах, называется кратером.

Поры — дефекты сварных соединений, фото которых приведено ниже, появляются из-за наличия вредных примесей, как в основном металле, так и в присадочном. Поры могут образовываться из-за ржавчины и прочих загрязнений, которые не были удалены перед проведением сварки с кромок материала, повышенного содержания углерода, высокой скорости сварочного процесса, нарушений защиты сварочной ванны. Самой частой причиной возникновения пор является отсыревшее покрытие плавящегося электрода.

Наличие одиночных пор не представляет опасности, а вот их цепочка может негативно сказаться на прочностных характеристиках сварного соединения. Участок сварочного шва, пораженный этими дефектами, переваривают, предварительно механически его зачистив.

Фото дефекта сварного соединения

Поры и шлаковые включения

Виды твердых включений в сварном шве

Твердые инородные включения, как металлического, так и неметаллического характера, имеющие в своей конфигурации хотя бы один острый угол, являются недопустимым дефектами в сварном соединении, поскольку играют роль концентраторов напряжений. Дополнительная опасность этих дефектов заключается в том, что они не видимы снаружи. Обнаружить их можно только методами неразрушающего контроля.

Сторонний металл и другие инородные тела

Шлаковые включения в сварном соединении

Твердые включения разделяются на следующие виды:

  • Шлаковые включения — это шлаки, попавшие в сварочный шов. В зависимости от того, в каких условиях они были образованы, они бывают линейными, разобщенными, прочими. Причины их образования — большие скорости сварочного процесса, загрязненные кромки, многослойная сварка, если швы между слоями очищены некачественно. Форма этих бракованных включений очень разнообразна, поэтому они могут быть гораздо опаснее округлых пор.
  • Флюсы, служащие для защиты металла от окисления, являются причиной образования флюсовых включений. Также, как и шлаковые, флюсовые включения делят на линейные, разобщенные и прочие.
  • Причинами образования оксидных включений могут быть: недостаточно чистая поверхность основного или присадочного металлов, вытаскивание горячего сварочного прутка из области газовой защиты, неправильная подготовка кромок — слишком сильное их затупление.
  • Частицы сторонних металлов — вольфрама, меди или других образуют металлические включения. Причиной их образования может стать эрозия вольфрамового электрода или случайное попадание металлических частиц снаружи, а также при использовании для поджига медной стружки.

Несплавление и непровар: причины возникновения

Серьезный дефект металлаНепровар и несплавление

Дефекты — несплавление и непровар — это отсутствие соединения основного материала и металла сварного соединения.

Несплавление возникает при высоких скоростях сварочного процесса и силе тока более 15000С. Для предотвращения несплавлений необходимо уменьшить скорость сварки, снизить временной разрыв между образованием и заполнением канавки, тщательно очищать сварочную зону от масел и загрязнений. Несплавления могут располагаться:

  1. в корне сварного шва;
  2. на боковой стороне;
  3. между валиками.

Непровар возникает по причине невозможности расплавленного металла достичь корня шва. Причин непровара может быть несколько:

  1. недостаточный сварочный ток;
  2. слишком высокая скорость перемещения электрода;
  3. увеличенная длина дуги;
  4. слишком маленький угол скоса кромок;
  5. перекос свариваемых кромок;
  6. недостаточный зазор между кромками;
  7. неправильно выбранный — увеличенный — диаметр электрода.
  8. попадание шлака в зазоры между кромками;
  9. неадекватный выбор полярности для данного типа электродов.

Непровар — очень опасный и недопустимый сварочный дефект.

мангал из металла своими рукамиАппарат для контактной сварки своими руками — отличный вариант, если вы хотите сэкономить.

Если вы часто делаете шашлыки, то вам будет полезен мангал, который можно сделать своими руками. Подробная инструкция в этой статье.

Не знаете, что нужно для газовой сварки? Подробный список необходимых материалов по https://elsvarkin.ru/materialy/materialy-dlya-gazovoj-svarki/ ссылке.

Виды отклонений формы наружной поверхности шва от заданных значений

К нарушениям формы сварочного шва относят следующие дефекты:

  • Подрезы непрерывные — представляют собой непрерывные углубления, расположенные на наружной части валика шва. Если подрезы располагаются со стороны корня одностороннего шва и образуются по причине усадки вдоль границы, их называют усадочными канавками. Подрезы являются широко распространенными поверхностными дефектами, которые возникают из-за слишком высокого напряжения дуги при сваривании угловых швов или по причине неточного ведения электрода. В этом случае одна из кромок проплавлена более глубоко, что приводит к стеканию металла на находящуюся в горизонтальном положении деталь. Для заполнения канавки металла не хватает. При сварке стыковых швов подрезы образуются редко. При слишком высоких значениях скорости сварки и напряжения дуги, как правило, возникают двухсторонние подрезы. Такого же типа дефект получается и при автоматической сварке в случае повышения угла разделки.
  • Превышения выпуклостей стыкового или углового шва представляют собой избыток наплавленного металла с лицевой стороны швов сверх положенного значения.
  • Если избыток наплавленного металла сверх установленного значения располагается на обратной стороне стыкового шва, то такой дефект называют превышением проплава. Разновидность — местный избыточный проплав.
  • Если избыток наплавляемого металла натекает на основной металл, но не сплавляется с ним, то такой дефект называют наплавом.
  • Линейное смещение возникает, если свариваемые поверхности расположены параллельно, но не на одном уровне.
  • Угловым называют смещение между двумя поверхностями при их расположении под углом, который отличается от необходимого.
  • Натек образуется из металла сварного шва который оседает под воздействием силы тяжести. Натек образуется при горизонтальном, потолочном, нижнем положениях сварки, в угловом соединении и шве нахлесточного соединения.
  • При прожоге металл сварочной ванны вытекает, образуя сквозное отверстие. Причинами прожога могут стать загрязненность поверхности основного металла или электрода.
  • Неполное заполнение разделки кромок возникает из-за недостаточного количества присадочного материала.
  • Если в угловом соединении один катет значительно превышает другой, то возникает дефект чрезмерной асимметрии.
  • Неравномерная ширина сварного шва.
  • Неровная поверхность — это неравномерность формы усиления шва по его протяженности.
  • Вогнутость корня шва представляет собой неглубокую канавку со стороны корня шва, которая образовалась по причине усадки.
  • Из-за возникновения пузырьков в период затвердевания металла образуется пористость в корне шва.
  • Возобновление. Этот дефект представляет собой местную неровность поверхности в зоне возобновления сварочного процесса.

Прочие дефекты сварных швов

Все дефекты сварных швов и соединений, которые не были перечислены выше, относятся к категории «прочие». К ним принадлежат следующие типы дефектов:

  • Случайная дуга. В результате возникновения случайного горения дуги возникает местное повреждение поверхностного слоя основного металла, который примыкает к области сварного шва.
  • Брызги металла — капли, которые образовались от наплавляемого или присадочного металла во время сварочного процесса. Они прилипают к поверхности остывшего металла сварного шва или основного металла, расположенного в околошовной области.
  • Вольфрамовые брызги — создаются частицами вольфрама, выброшенного из расплавленного электрода на основной металл или на сварной шов.
  • Поверхностные задиры — это дефекты, которые возникают из-за удаления временно приваренного приспособления.
  • Утонение металла образуется при механической обработке. При этом толщина металла имеет значение, которое меньше допустимой величины.

Допустимые дефекты сварных соединений — это отклонения, наличие которых не снижает эксплуатационные свойства сварного соединения и их присутствие разрешено нормативной документацией. Все остальные дефекты, как правило, исправляются с помощью подварки. Исправлять качество сварки более двух раз не разрешается, так как может произойти перегрев или пережог металла.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector