Montagpena.ru

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

Причины возникновения дефектов в сварных швах при дуговой сварке и способы их предупреждения

Причины возникновения дефектов в сварных швах при дуговой сварке и способы их предупреждения

1. Наличие влаги, ржавчины, органических загрязнений на кромках свариваемого металла или сварочных материалах (электродах, проволоке, флюсах).

2. Неудовлетворительная защита расплавленного металла капель и ванны от воздуха.

3. Недостаточный уровень раскисления металла ванны

1. Тщательная зачистка свариваемого металла от загрязнений.

2. Просушка и прокалка сварочных материалов (электродов, флюсов, порошковых проволок) перед использованием.

3. Осушка защитного газа.

4. Повышение расхода защитного газа.

5. Увеличение толщины слоя флюса при сварке.

6. Использование сварочных материалов, обеспечивающих оптимальное содержание раскислителей в металле шва

Горячие (кристаллизационные) трещины

1. Повышенное содержание в шве серы или других вредных примесей, образующих легкоплавкие прослойки эвтектического состава по границам первичных кристаллитов.

2. Повышенная жесткость сварных соединений и узлов.

3. Неблагоприятное (меньше единицы) значение коэффициента формы проплавления (узкое и глубокое проплавление)

1. Использование сварочных материалов обеспечивающих пониженное содержание вредных примесей в металле шва.

2. Легирование шва элементами, которые связывают вредные примеси в соединения, не образующие протяженных выделений эвтектического типа.

3. Предварительный подогрев изделий пере сваркой.

4. Использование рациональных режимов техники сварки, обеспечивающих снижены термических напряжений в сварном соединений и улучшение коэффициента формы шва

1, Повышенное содержание в металле шва и околошовной зоне углерода и легирующих элементов, способствующих образованию закалочных структур.

2. Повышенное содержание в металле шва и околошовной зоне водорода

3, Значительный перегрев металла околошовной зоны выше точки Ас3.

4. Повышенная жесткость сварных соединений.

5. Неправильно выбранный сварочный термический цикл.

1. Предварительный и сопутствующий подогревы изделия.

2. Использование сварочных материалов режимов сварки, обеспечивающих пониженное содержание водорода в шве и околошовной зоне.

3. Использование сварочных материалов, позволяющих получить металл шва с незакаливающейся структурой (например, аустенитной).

4. Регулирование термического цикла сварки за счет выбора способа, режимов сварки и по рядка выполнения швов

1. Неправильно выбранный режим сварки или отклонение его параметров от оптимальных значений.

2. Неточное направление электрода по стыку.

1. Корректировка параметров режима сварки для увеличения глубины плавления основного металла.

2. Строгое соблюдение положения электрода относительно оси шва.

1. Излишне высокие напряжение дуги и скорость сварки.

2. Неточное ведение электрода по оси сварного соединения.

3. Неправильно выбран наклон электрода или свариваемого изделия к горизонтальной плоскости.

4. Плохая растекаемость жидкого металла при формировании шва.

1. Корректировка параметров режима сварки (напряжения дуги, скорости сварки, положения электрода относительно горизонтальной плоскости).

2. Использование сварочных материалов, обеспечивающих оптимальную растекаемость жидкого металла при формировании шва

1. Избьггочная сила сварочного тока.

2. Увеличенный зазор между свариваемыми кромками.

3. Неблагоприятное изменение наклона электрода или свариваемого изделия к горизонтальной плоскости (сварка «на подъем»).

4. Неплотное прилегание подкладки с обратной стороны свариваемого шва.

1. Снижение силы сварочного тока.

2. Уменьшение ширины зазоров.

3. Использование наклона электрода «углом вперед» или ведение сварки «на спуск».

4. Обеспечение плотного прилегания съемных или остающихся подкладок.

1. Внезапное отключение сварочного тока в конце шва.

1. При автоматической и механизированной сварке использование специального режима заварки кратера, предусматривающего снижение силы сварочного тока и скорости сварки.

Читайте так же:
Что такое нихромовая нить

2. При ручной сварке использование специальной техники заварки кратера.

1. Неправильный выбор параметров режима сварки.

2. Наличие окалины или других загрязнений на свариваемых кромках

1. Снижение силы сварочного тока, повышение напряжения дуги, повышение скорости сварки.

2. Использование сварочных материалов, обеспечивающих хорошую растекаемость металла при формировании шва.

3. Тщательная зачистка поверхности свариваемых кромок от окалины и других загрязнений.

1. Наполнение сварочным шлаком несплошностей, образующихся при непроварах или подрезах.

2. Неудовлетворительная зачистка поверхности предыдущего слоя перед выполнением очередного прохода многослойного шва.

1. Тщательная зачистка механическим способом участков шва с неотделившимся шлаком перед наложением последующих валиков.

Дефекты образующиеся при механизированной сварке порошковой проволокой

Поры. Могут возникать при сварке порошковой проволокой всех марок. Причинами возникновения могут быть: высокое напряжение — для устранения этой причины необходимо отрегулировать режим сварки в соответствии с рекомендациями, снизить напряжение холостого хода источника питания; наличие ржавчины, окалины, органических загрязнений и влаги на свариваемых кромках — очистить место сварки; нестабильная подача проволоки — отрегулировать подающий механизм полуавтомата; высокая скорость воздушного потока, воздействующего на зону сварки — защитить зону от ветра; износ токопроводящего наконечника — заменить наконечник; применение отсыревшей, ржавой или неравномерно заполненной шихтой проволоки — прокалить или заменить проволоку (ржавую или неравномерно заполненную проволоку применять нельзя); несоблюдение оптимальной величины вылета — установить рекомендуемую величину вылета.

При сварке порошковой проволокой в углекислом газе поры могут возникнуть из-за содержания в углекислоте повышенного количества влаги и азота или неэффективной защиты. В первом случае следует слить из баллона воду, установить осушитель газа или заменить баллон с углекислотой. Во втором — обеспечить рекомендованный расход газа, отрегулировать истечение струи газа согласно с проволокой, приблизить горелку к поверхности свариваемых изделий.

Кристаллизационные трещины. Возможно появление при сварке порошковой проволокой всех марок из-за повышенного содержания углерода, серы или других примесей в основном металле. Следует проверить химический состав основного металла (сварка стали с повышенным содержанием углерода и вредных примесей не допускается).

Шлаковые включения. Причиной их появления при сварке порошковой проволокой всех марок является неполная очистка от шлака предыдущего слоя шва или затекание шлака на свариваемую поверхность впереди дуги. Для предотвращения появления шлаковых включений рекомендуется тщательно удалять шлак, устанавливать заданные параметры режима сварки в соответствии с рекомендациями и выполнять указания по технике сварки.

Непровары. Могут возникать при сварке порошковой проволокой всех марок из-за неправильной подготовки кромок под сварку и заниженной величины сварочного тока. Рекомендуется проверить размеры конструктивных элементов кромок, установить правильный режим сварки в соответствии с рекомендациями по сварке.

Подрезы. Возникают по причине завышенного напряжения на дуге или нарушения техники сварки. Для устранения следует уменьшить напряжение холостого хода источника питания и выполнить указания по технике сварки. Подрезы могут появляться при использовании порошковой проволоки различных марок.

Исправление дефектов сварки

Исправлять дефекты следует по указанию ответственного за проведение сварочных работ или представителя службы главного сварщика, а также по предписанию авторского инженерного надзора от организации, разработавшей проект производства сварочных работ или технологию сварки. Дефекты должны исправляться согласно технологической документации на ремонтную сварку, представляемой службой главного сварщика или специализированной проектно-технологической организацией. Устранять дефектные участки швов рекомендуется механизированной шлифовкой абразивным инструментом и механизированной вырубкой. Допускается удаление дефектов сварных соединений ручной кислородной резкой или воздушно-дуговой строжкой при обязательной последующей зачистке поверхности реза или строжке абразивным инструментом. Механическая обработка поверхности после воздушно-дуговой строжки производится на глубину 1 — 2мм с обязательным удалением выступов и наплывов. Трещины всех видов и размеров в швах сварных соединений устраняются по специальной технологии. После зачистки трещины и определения ее границ участок шва с трещиной следует засверлить (диаметр отверстия 5 — 8 мм) по границам трещины плюс 15мм с каждого ее конца, удалить дефектное место между отверстиями и вновь заварить данный участок с раззенковкой и заваркой отверстий. Подрезы основного металла следует зачистить и заварить с последующей механизированной шлифовкой, обеспечивающей плавный переход от наплавленного металла к основному. Поры, шлаковые включения, прожоги и углубления между отдельными валиками многослойного шва подлежит удалять механизированной шлифовкой абразивным инструментом.

Читайте так же:
Труборез ручной для медных труб

Все ожоги поверхности основного металла сварочной дугой должны быть зачищены абразивным инструментом на глубину 0,5 — 0,7 мм. Ослабление сечения при обработке сварных соединений (углубления в основной металл) не должно превышать 3% толщины металла и быть не более 1,0мм. Поверхность наплавляется в ослабленном сечении не менее чем в два прохода с удалением последнего слоя и подогревом при толщине свариваемых деталей более 30мм. При удалении поверхностных дефектов с торца шва шлифовальным кругом без последующей подварки можно углубляться с уклоном не более 1 : 20 на свободной кромке в толщину металла на величину 2% свариваемого элемента но не более чем на 8мм с каждой стороны; при этом суммарное ослабление сечения (с учетом допускаемого ослабления по толщине) не должно превышать 5%.

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции Часть 9

8.7. В случае необходимости выполнения сварки стальных конструкций при температуре воздуха ниже минус 30 °С сварщики должны предварительно сварить пробные стыковые образцы при температуре не выше указанной. При удовлетворительных результатах механических испытаний пробных образцов сварщик может быть допущен к работе при температуре воздуха на 10 °С ниже температуры сварки пробных образцов.

8.8. Свариваемые поверхности конструкции и рабочее место сварщика следует защищать от дождя, снега, ветра. При температуре окружающего воздуха ниже минус 10 °С необходимо иметь вблизи рабочего места сварщика инвентарное помещение для обогрева, при температуре ниже минус 40 °С — оборудовать тепляк.

8.9. Колебания напряжения питающей сети электрического тока, к которой подключено сварочное оборудование, не должны превышать ±5 % номинального значения. Оборудование для автоматизированной и ручной многопостовой сварки следует питать от отдельного фидера.

8.10. Сварочные материалы (покрытые электроды, порошковые проволоки, сварочные проволоки сплошного сечения, плавленые флюсы) должны соответствовать требованиям ГОСТ 9467-75, ГОСТ 26271-84, ГОСТ 2246-70 и ГОСТ 9087-81.

8.11. При входном контроле сварочных материалов следует установить наличие сертификатов или паспортов предприятия-поставщика.

При отсутствии сертификатов на сварочные материалы или истечении гарантийного срока их хранения необходимо определять механические свойства стыковых сварных соединений, выполненных с применением этих материалов. Сварные стыковые образцы следует испытывать на статическое растяжение, статический и ударный изгибы при температуре 20 °С в соответствии с ГОСТ 6996-66 и в количестве, указанном в п. 8.6.

8.12. Сварочные материалы (электроды, проволоки, флюсы) необходимо хранить на складах монтажных организаций в заводской таре отдельно по маркам, диаметрам и партиям. Помещение склада должно быть сухим, с температурой воздуха не ниже 15 °С.

Читайте так же:
Принцип действия полупроводникового диода

8.13. Покрытые электроды, порошковые проволоки и флюсы перед употреблением необходимо прокалить по режимам, указанным в технических условиях, паспортах, на этикетках или бирках заводов-изготовителей сварочных материалов.

Сварочную проволоку сплошного сечения следует очищать от ржавчины, жировых и других загрязнений.

Прокаленные сварочные материалы следует хранить в сушильных печах при 45-100 °С или в кладовых-хранилищах с температурой воздуха не ниже 15 °С и относительной влажностью не более 50 %.

8.14. Сварщик должен ставить личное клеймо на расстоянии 40-60 мм от границы выполненного им шва сварного соединения: одним сварщиком — в одном месте, при выполнении несколькими сварщиками — в начале и конце шва. Взамен постановки клейм допускается составление исполнительных схем с подписями сварщиков.

СБОРКА И СВАРКА МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

8.15. Сварку конструкций при укрупнении и в проектном положении следует производить после проверки правильности сборки.

8.16. Размеры конструктивных элементов кромок и швов сварных соединений, выполненных при монтаже, и предельные отклонения размеров сечения швов сварных соединений должны соответствовать указанным в ГОСТ 5264-80, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75, ГОСТ 14771-76*, ГОСТ 15164-78, ГОСТ 23518-79.

8.17. Кромки свариваемых элементов в местах расположения швов и прилегающие к ним поверхности шириной не менее 20 мм при ручной или механизированной дуговой сварке и не менее 50 мм при автоматизированных видах сварки, а также места примыкания начальных и выводных планок необходимо зачищать с удалением ржавчины, жиров, краски, грязи, влаги и т. п. В конструкциях из сталей с пределом текучести более 390 МПа (40 кгс/кв.мм), кроме того, следует зачищать места приварки и примыкающие поверхности приспособлений.

8.18. Сварку надлежит производить при стабильном режиме. Предельные отклонения заданных значений силы сварочного тока и напряжения на дуге при автоматизированной сварке не должны превышать ±5 %.

8.19. Число прокаленных сварочных материалов на рабочем месте сварщика не должно превышать полусменной потребности. Сварочные материалы следует содержать в условиях, исключающих их увлажнение.

При сварке конструкций из сталей с пределом текучести более 390 МПа (40 кгс/кв.мм) электроды, взятые непосредственно из прокалочной или сушильной печи, необходимо использовать в течение двух часов.

8.20. Ручную и механизированную дуговую сварку конструкций разрешается выполнять без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 36. При более низких температурах сварку надлежит производить с предварительным местным подогревом стали до 120-160 °С в зоне шириной 100 мм с каждой стороны соединения.

8.21. Места приварки монтажных приспособлений к элементам конструкций из стали толщиной более 25 мм с пределом текучести 440 МПа (45 кгс/кв.мм) и более необходимо предварительно подогреть до 120-160 °С.

8.22. Автоматизированную дуговую сварку под флюсом разрешается производить без подогрева при температуре окружающего воздуха, приведенной в табл. 37.

При температуре, ниже указанной в табл. 37, автоматизированную сварку под флюсом надлежит производить с предварительным местным подогревом до 120-160 °С.

8.23. Автоматизированную электрошлаковую сварку элементов независимо от их толщины в конструкциях из низколегированных или углеродистых сталей допускается выполнять без предварительного подогрева при температуре воздуха до минус 65 °С.

8.24. В конструкциях, возводимых или эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже минус 40 °С и до минус 65 °С включ. (при строительстве в климатических районах I1, I2, II2 и II3 согласно ГОСТ 16350-80), механизированную вышлифовку, кислородную и воздушно-дуговую поверхностную резку участков сварных швов с дефектами, а также заварку восстанавливаемого участка при температуре, указанной в табл. 36, следует выполнять после подогрева зоны сварного соединения до 120-160 °С.

Читайте так же:
Сделать штробу в бетоне без пыли

Дефекты сварных швов и методы их контроля

Дефекты сварных швов и методы их контроля - Кедр - 1

По мере совершенствования, сварка становится основным способом соединения металлических деталей в большинстве отраслей производства. В том числе: военной, транспортной, строительной и даже космической. Задействование в таких ответственных отраслях потребовало от сварки высоких показателей качества и надежности. Это дало толчок развитию науки о качестве сварных швов и способах его контроля.

Для того, чтобы разработать методы борьбы с дефектами, их нужно тщательно изучить, классифицировать и описать.

Дефекты сварных швов

Все многообразие дефектов уже хорошо изучено и описано. Для удобства рассмотрения вопроса их делят на три группы:

наружные (внешние) – наплывы, подрезы, трещины, кратеры;

внутренние – непровары, пористость, посторонние включения;

сквозные – прожоги, трещины.

При сваривании могут образовываться трещины. Различают горячие и холодные трещины. Причины появления горячих трещин – усадка металла при охлаждении сварочной ванны или изменение состава металла в процессе сваривания. У разных металлов и сплавов существует большая или меньшая склонность к образованию горячих трещин. Во многом она определяется наличием в их составе хрома и углерода. Чем меньше углерода и легирующих добавок в стали – тем лучше ее свариваемость вообще и меньше вероятность возникновения горячих трещин.

Холодные трещины имеют другую природу образования. Они могут возникать при остывании шва в диапазоне 500 – 700 С 0 . Возможно их появление и после остывания изделия до комнатной температуры. Механизмом для их образования служат остаточные напряжения, а причиной является упрочнение остывающего шва и околошовной зоны.

Несоблюдение основных параметров сварки приводит к такому явлению, как наплыв. В этом случае, излишний расплавленный металл натекает на холодную кромку, но не соединяется с ней. Этот недостаток не является критичным и допускается на неответственных конструкциях. На ответственных конструкциях его убирают шлифовальным инструментом, добиваясь плавного перехода от шва к основному металлу.

Непрерывные или перемежающиеся углубления вдоль сварного шва называются подрезами. Сильно ослабляют шов, поэтому относятся к недопустимым дефектам.

Причиной возникновения являются высокая скорость кристаллизации и плохая смачиваемость основного металла. Наиболее вероятными причинами возникновения считаются:

завышенное напряжение дуги;

чрезмерная скорость ведения электрода;

неточное ведение электрода;

завышенная сила тока.

Кроме точного соблюдения режима сварки, рекомендуется подогрев основного металла непосредственно перед сваркой, что улучшает смачиваемость.

Следующий наружный дефект – кратер. Различают два основных подвида кратеров. Первый образуется при резком обрыве дуги, чаще всего в конце шва. Это очень частое явление, сварщики хорошо знают его и устраняют кратковременным подвариванием. Второй вид кратеров образуется в произвольном месте в результате усадки металла при остывании. Опасность его состоит в том, что, как правило, его сразу не обнаруживают.

Непровары являются визитной карточкой начинающих сварщиков, это, так называемые, внутренние дефекты сварных соединений, которые могут быть обнаружены только радиационным или ультразвуковым контролем. Опасность непровара проявляется в значительном снижении прочности шва, что делает его недопустимым ни для каких конструкций.

Читайте так же:
Натяжной потолок распределение светильников

Причиной непровара может стать слабый ток или быстрое ведение электрода. И то и другое не доносит к месту сварки достаточной энергии, необходимой для полного расплавления металла. Сопутствующими факторами непровара может послужить попадание в сварочную ванну окислов или шлака или неправильная разделка кромок. Последствия устраняются удалением дефектного участка и новым завариванием.

Пористость можно назвать самым частым и самым сложным дефектом сварных швов. Физика его не сложна – это образование воздушных пузырьков в зоне сварочной ванны и фиксация их в металле после его остывания и кристаллизации. Причины этого явления очень разнообразны, что усложняет борьбу с ним:

электроды, изготовленные с нарушением технологии;

вредное влияние некоторых шлаков, выраженное в доставке газов в зону сварки;

остановки кристаллизации металла;

наличие сильных раскислителей в обмазке электродов.

Для борьбы с непроварами существует такое же большое количество способов, как и количество причин их возникновения. В первую очередь следят за строжайшим соблюдением технологии, как сварки, так и изготовления электродов. Непосредственно перед началом работ рекомендуется прокалить электроды при температуре 150 – 350 С 0 в зависимости от типа покрытия электродов. Сокращению количества растворенных газов способствует сваривание «на короткой дуге».

Посторонние включения снижают прочность шва. В основном, встречаются включения окислов металла, шлаков и вольфрама (при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом).

Прожог образуется при малой скорости движения электрода или завышенном сварочном токе. В сварочную ванну подается чрезмерное количество энергии. Происходит расплавление большого количества металла на всю глубину, и он просто выливается в образовавшееся отверстие. Увеличенный зазор между свариваемыми деталями послужит дополнительным условием для образования прожога. Способ устранения этого дефекта очевиден – заваривание отверстия.

Методы контроля качества

Сваривание металла сопровождается разнообразными дефектами сварного шва, что в большинстве случаев недопустимо и подлежит устранению. Но для того, чтобы устранить дефект, его нужно сначала обнаружить. Существует множество методов обнаружения дефектов. Вот некоторые из них:

Самый старый и наиболее доступный метод контроля называется визуально-измерительным. Набор инструментов состоит из нескольких десятков элементарных измерительных инструментов (линейки, лупы, микроскопы и т.п.). Метод имеет свои преимущества: простота, дешевизна и возможность перепроверок. К существенным недостаткам можно отнести невысокую достоверность и невозможность обнаруживать внутренние дефекты. В случае необходимости контроля внутренних дефектов прибегают к более точным методам.

Одним из широко распространенных методов контроля внутренних дефектов является радиационная дефектоскопия, основанная на свойствах ионизирующих излучений. Наиболее известные из них рентгеновское и Y-излучение. При помощи специальных излучателей, эти излучения пропускаются через объект исследования (в нашем случае, сварной шов) на детектор, который фиксирует результат. Для контроля швов в качестве детектора используется рентгеновская пленка, на которой очень четко проступает внутренняя структура соединения.

Ультразвуковой контроль основан на прохождении через исследуемый объект звуковых колебаний с частотой выше 20кГц. При наличии у таких объектов внутренних зон с плотностью, отличной от плотности основного материала (непровары, поры, трещины, раковины), происходит отражение ультразвука. Характеристики отраженного сигнала пропускаются через специальные программы и выводятся на монитор в виде наглядной картинки, на которой видны зоны залегания, глубина и размеры дефектов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector