Основні дефекти зварних швів

Дефектами зварних швів і зєднань називають різні відхилення від вимог креслення і умов виконання зварювальних робіт, що погіршують якість зєднання (його експлуатаційні властивості, герметичність, суцільність і ін.). Від виникнення шлюбу не застрахований ніхто, тому зварник повинен знати можливі дефекти, причини їх виникнення, а також методи усунення, про що далі і піде мова.

Причини виникнення дефектів зварних зєднань

Зварювальний процес ускладнюється багатьма факторами, до яких можна віднести як обєктивні (властивості матеріалів, що зєднуються), так і субєктивні (точне дотримання технологічності процесу, правильність вибору технології). Виправдати виникнення шлюбу у професійного зварника можна тільки обєктивними причинами, та й то лише в якійсь мірі.

Основними причинами, які призводять до утворення дефектів зварювальних швів, є:

• неправильна підготовка поверхонь, що зварюються;
• невідповідність або несправність зварювального інструменту;
• неправильний вибір захисних флюсів або газів і порушення технології їх використання;
• недостатня кваліфікація зварника;
• недотримання в повній мірі необхідних режимів зварювання (потужність робочого струму, довжина дуги і ін.).

Різновиди дефектів зварювальних швів

Всі дефекти таких зєднань можна розділити на 2 основних типи:

1. Зовнішні, які можна виявити неозброєним оком. Вони можуть проявлятися у вигляді прожога, непровару та інших ознак.
2. Внутрішні, які проявляються у вигляді тріщин, пор і інших небажаних утворень.

Далі будуть розглянуті обидві категорії більш докладно.

Зовнішні дефекти зварних зєднань

До даних дефектів відносяться порушення геометричних розмірів зварних зєднань (напливи, підрізи), а також пропали, непровари і незаварені кратери.

Напливи (напливи) найбільш часто зявляються при горизонтальній зварюванні вертикальних поверхонь. Це призводить до натекания розплавленого металу на кромки основного металу, що має набагато меншу температуру (рис. 1). Вони можуть виникати на невеликій ділянці або ж мати велику протяжність уздовж зварної зони.

Причинами виникнення напливів є:

• довга дуга;
• велика величина зварного струму;
• неправильне положення електрода.

При кільцевому зєднанні напливи можуть зявлятися при великому або недостатньому зміщенні електрода з зеніту. У місцях напливів досить часто можуть виникати і інші дефекти. Не допустити утворення напливів можна підбором правильного режиму зварювання і якісною підготовкою свариваемой поверхні (видалення окалини і ін.).

Підріз - дефект у вигляді канавки в основному металі по краях зварювального шва (рис. 2). Даний дефект є найпоширенішим при зварюванні напусткових або таврових зєднань, але іноді виникає при створенні стикових зєднань. У більшості випадків він виникає через неправильно підібраних параметрів зварювального процесу.

При кутовий зварюванні підрізи можуть виникати через те, що дуга направляється більше на вертикальну поверхню, ніж на горизонтальну. Це призводить до того, що розплавлений метал стікає на нижню кромку і його не вистачає для повного заповнення ванни. При занадто великій швидкості зварювання і великому напруженні зварювальні шви можуть вийти горбатими. Через швидке затвердіння зварювальної ванни також можуть утворюватися підрізи. Зниження швидкості зварювання дозволяє усунути цей дефект.

На виникнення підрізів впливає і довжина дуги. При збільшенні величини дуги зростає і розмір шва, що призводить до збільшення кількості розплавленого основного металу. Так як при збільшенні довжини дуги тепловкладення залишається колишнім, його не вистачає на весь шов, кромки швидко остигають, в результаті чого утворюються підрізи. Зменшення довжини дуги не тільки може позбавити від підрізів, а й збільшує проплавление.

пропал називаються дефекти зварювання, які проявляються в наскрізному проплавления і витіканні рідкого металу через наскрізний отвір у шві. При цьому з іншого боку місця зєднання може утворитися НАТЕК. Пропали виникають через занадто великого значення робочого струму, великого зазору між кромками металу, недостатньої швидкості переміщення електрода, недостатньої товщини підкладки або її нещільного прилягання до основного металу. Усунення даного дефекту виконується зниженням робочого струму і збільшенням швидкості переміщення електрода. При цьому особливу увагу слід звернути на якість підгонки кромок деталі, щоб розплавлений метал не виливався з зварної ванни.

Непровари - це локальні несплавлення наплавленого металу з основним металом або шарів шва між собою. До цього дефекту можна віднести і незаповнення перетину шва (рис. 3).

Непровари істотно зменшують якість стикування і можуть привести до того, що зварювальне зєднання з часом зруйнується.

Цей дефект виникає через недостатню величини робочого струму, високої швидкості зварювання, поганої підготовки поверхонь, що зварюються, присутності на крайках деталі сторонніх речовин (шлаку, іржі та ін.) І забруднень. Не допустити виникнення непроварів можна вибором необхідного значення зварювального струму.

Внутрішні дефекти зварних зєднань

До найпоширеніших внутрішніх дефектів відносяться гарячі, холодні тріщини і пори.

Гарячі тріщини зявляються при нагріванні металу до температури понад 1200 ° С, в результаті чого відбувається швидке зменшення пластичних властивостей металу (кристалізація). Гарячі тріщини виникають на кордонах зерен кристалічної решітки. Їх виникненню сприяє наявність великої кількості в металі різних домішок. Поширюватися такі тріщини можуть як поперек, так і вздовж шва.

Холодні тріщини зявляються при температурі металу нижче 130 ° С. Іноді такі дефекти можуть виникати і з часом. Причинами їх появи можуть бути зварювальні напруги, що утворюються під час фазових перетворень, або розчинений атомарний водень, який не встиг виділитися при зварюванні.

Пори - це порожнини всередині шва, заповнені газом, який не встиг виділитися в процесі зварювання. Вони можуть мати різну форму і розміри, які залежать від розмірів бульбашок газу. Основними причинами виникнення такого дефекту є:

• наявність домішок в присадний або основному металі;
• неякісна обробка поверхонь, що зварюються;
• підвищений вміст вуглецю;
• ставлячи під загрозу безпеку зварювальної ванни.

Поодинокі пори не несуть великої небезпеки, але їх ланцюжок знижує механічні характеристики вироби. Ділянка зварювального шва, на якому виявлені пори, підлягає переварінням з попередньою механічною зачисткою.

Способи виявлення дефектів зварних зєднань

Дефекти зварних швів можна виявити такими способами:

• зовнішнім оглядом і обміром швів;
• випробуванням непроникності;
• спеціальними приладами.

Зовнішній огляд проводиться тільки після якісної очистки зєднання від шлаку, бризок металу та інших забруднень. При цьому перевірці підлягають правильність розмірів і форми швів і відсутність будь-яких дефектів. Розміри швів можна перевірити за допомогою спеціальних шаблонів.

Випробування непроникності дозволяє виявити пори, наскрізні непровари і тріщини. Контроль якості зварних швів з використанням спеціальних приладів дозволяє виявити внутрішні дефекти зєднань. Такий контроль може здійснюватися наступними способами:

• просвічуванням рентгенівським промінням або гамма-променями радіоактивних ізотопів;
• намагнічуванням, тобто знаходженням внутрішніх дефектів за допомогою магнітного поля;
• прозвучу, тобто виявленням дефектів за допомогою ультразвукових коливань;
• Засвердлювання з частковим руйнуванням шва в місці контролю.

Слід зазначити, що виконати ряд зварювальних зєднань без дефектів практично неможливо. При цьому слід забезпечити в шві мінімум допустимих дефектів. При здійсненні зварювальних робіт необхідно памятати, що правильний вибір обладнання та технології зварювання має великий вплив на весь процес зварювання.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!