Дефекти зварних швів і причини їх виникнення

Відсутність дефектів з'єднань при зварюванні металів плавленням - єдина гарантія надійності зварних з'єднань. Дефекти зварних швів зменшують міцність і експлуатаційну надійність зварних з'єднань і можуть привести до руйнування всієї конструкції.

Причинами виникнення дефектів зварних швів є порушення технологічного процесу при підготовці, складанні, зварюванні, термічній обробці з'єднуються вузлів, а також недбалістю і низькою кваліфікацією зварника.

Класифікація дефектів приведена в міждержавному стандарті ГОСТ 30242-97 «Дефекти з'єднань при зварюванні металів плавленням. Класифікація, позначення та визначення ».

Дефекти зварних з'єднань поділяються на шість груп:

тріщини;
порожнини, пори, свищі, усадочні раковини, кратери;
тверді включення;
несплавлення і непровари;
порушення форми шва (підрізи, усадочні канавки, перевищення опуклості, перевищення проплавити, наплави, зміщення, напливи, пропали);
інші дефекти.

КЛАСИФІКАЦІЯ ДЕФЕКТІВ зварних швів

Тріщиною називається несплошном, викликана місцевим розривом шва або околошовной зони, яка може виникнути в результаті охолодження або дії навантажень. Тріщини можуть бути поздовжні, поперечні, радіальні. Вони можуть бути розташовані в металі зварного шва, в зоні термічного впливу, в основному металі.

Причинами утворення тріщин є великі напруги, що виникають в зварних з'єднаннях при зварюванні. Тріщини з'являються при зварюванні високовуглецевих і легованих сталей в результаті занадто швидкого охолодження. Часто тріщини утворюються в зварних з'єднаннях жорстко закріплених конструкцій.

За часом утворення тріщини поділяють на гарячі і холодні.

Холодні тріщини виникають після того, як зварювальний шов повністю остигає і твердне. Ці дефекти з'являються тоді, коли зварювальний шов не витримує діючих на нього навантажень і руйнується.

Газова порожнину - це порожнина довільної форми, яка не має кутів, утворена газами, затриманими в розплавленому металі. До довгастим порожнинах відносяться несплошності, витягнуті уздовж осі зварного шва. До порожнинах також відносяться усадочні раковини і кратери.

Усадочна раковина - це порожнина, яка утворюється внаслідок усадки при затвердінні.
Часом (газової часом) називається газова порожнина зазвичай сферичної форми. Пори можуть відрізнятися за розміром і, як правило, розподіляються у випадковому порядку по зварювальному шву. Вони можуть знаходитися як всередині шва, так і на його поверхні.

Свищі - довгасті трубчасті порожнини, викликані виділенням газу.

Причинами утворення газових порожнин служить наявність в зоні зварювання масла, фарби, окалини, іржі і всяких інших забруднень. Причиною може бути і використання сирих і непросушених електродів. Це ж і відноситься і до сирих флюсів і до домішкам в захисних газах. Зайве велика швидкість зварювання, недостатній або надмірний потік захисного газу порушує газовий захист зварювальної ванни, що теж призводить до появи пір.

Пори з'являються і при неправильному виборі зварювального дроту, особливо в тому випадку, якщо зварювання здійснюється в вуглекислому газі, при наявності протягів, при несправності обладнання.

Кратером називається незаварених усадочная раковина в кінці валика зварного шва. Виглядає він у вигляді воронки в середині зварювального шва при його закінченні. Причиною появи служить різкий обрив дуги. Місце кратера має бути обов'язково заварено.

Сучасне зварювальне обладнання має спеціальні програми для заварки кратера. Воно дозволяють проводити закінчення зварювання на знижених токах, в результаті чого кратер заварюється. При автоматичному зварюванні шов зазвичай закінчують на вивідний планці, де і з'являється кратер.

тверді ВКЛЮЧЕННЯ

Тверді включення - це тверді сторонні речовини металевого чи неметалевого походження, що залишилися в металі зварного шва.

Види твердих неметалевих включень: шлакові включення, флюсові включення, оксидні включення. Форми включень можуть бути найрізноманітніші. Зазвичай такі включення розташовуються на кордоні єднання основного металу з наплавленим.

Причини виникнення твердих включень - бруд на крайках, малий зварювальний струм і висока швидкість зварювання, осипання обмазки електродів, не вилучення шлаку з попереднього шару при багатошаровому зварюванні.

Металеві включення-частинки стороннього металу, що потрапили в метал зварного шва.

Несплавлення І непровар

Несплавлення називається відсутність з'єднання між металом шва і основним металом або між окремими валиками зварного шва. Несплавлення можуть бути на бічній поверхні, між валиками, в корені шва.

Причини утворення несплавлення - погана зачистка зварювальних кромок, бруд, велика довжина дуги, недостатня сила струму, велика швидкість зварювання.

Непровар або неповний проварена - це несплавление основного металу на ділянці або по всій довжині шва, що з'являється через нездатність розплавленого металу проникнути в корінь з'єднання (заповнити зазор між деталями).
Виникнення цього дефекту криється в малому куті скосу крайок, що зварюються і невеликому зазорі між ними.

Забруднення крайок теж може бути причиною непроварів. При самому процесі зварювання непровар може утворитися через недостатнє зварювального струму, завищеній швидкості зварювання, неточного напрямки електродного дроту. Зазвичай місце освіти непровару - корінь шва.

ПОРУШЕННЯ ФОРМИ ШВА

Порушення форми зварного шва - це відхилення форми зовнішніх поверхонь шва або геометрії з'єднання від встановленого значення (Рис.6). До порушень форми шва відносяться: підрізи, наплави, пропали, незаварені кратери.

Підрізи - це поздовжні поглиблення на зовнішній поверхні валика шва по краях зварювального шва. Цей вид дефекту зазвичай викликаний неправильно підібраного швидкістю зварювання і напругою на дузі. При занадто високій швидкості зварювання і підвищеній напрузі, зварений шов утворюється «горбатим». Через швидке затвердіння зварювальної ванни, в цьому випадку також утворюються підрізи. Зменшення швидкості зварювання усуває цей дефект.

На підрізи впливає також довжина зварювальної дуги. При занадто довгою зварювальної дузі ширина шва збільшується, тим самим збільшуючи кількість розплавленого основного металу. Так як при збільшенні довжини дуги тепловкладення залишається колишнім, його не вистачає на весь зварювальний шов, кромки швидко остигають, утворюючи підрізи. Зменшення довжини дуги не тільки позбавляє від підрізів, а й збільшує проплавление.

При зварюванні кутових швів підрізи часто виникають через те, що зварювальний дуга спрямована більше на вертикальну поверхню. Розплавлений метал стікає на нижню кромку і його не вистачає для заповнення канавки.

Перевищення проплавити - надлишок наплавленого металу на зворотному боці стикового зварного шва.
Увігнутість кореня шва - неглибока канавка з боку кореня шва, що виникла через усадки.

Лінійне зміщення - зміщення між зварюються елементами при їх паралельному розташуванні на різних рівнях. При розташуванні кромок елементів під кутом - зміщення називається кутовим. Надмірної асиметрією кутового шва називається значне перевищення розмірів одного катета над іншим.

Наплав (наплив) - це надлишок наплавленого металу шва, натік на поверхню основного металу. При наплаву сплаву металів не утворюється. Наплав є затікання рідкого металу безпосередньо з зварювальної ванни на кромки холодного основного металу.

Зазвичай причиною цього дефекту є неправильно підібрані режими зварювання (великий зварювальний струм, неправильний нахил електрода, велика довжина дуги, неправильні маніпуляції електродом) і окалина на зварюваної поверхні. Підбір правильного режиму (відповідність зварювального струму зі швидкістю подачі присадочного матеріалу, підвищення напруги на дузі) і попереднє очищення кромок усувають появи наплавов.

Натік - це метал шва, що не має сплаву з соединяемой поверхнею і утворився в результаті перерозподілу наплавленого металу шва під дією сили тяжіння. Напливи часто виникають при зварюванні кутових швів або стикових швів в горизонтальному положенні. При виконанні таких швів при зміщенні електрода виникає сильний розігрів вертикальної стінки, метал там плавиться раніше і стікає на горизонтальну полицю, утворюючи натеки.

Пропал - витікання металу зварювальної ванни, що приводить до утворення в шві наскрізного отвору. В основному причинами прожога є великий струм, мала швидкість зварювання або великий зазор між крайками зварного з'єднання. Найбільш часто пропали утворюються при виконанні першого проходу багатошарового шва і при зварюванні тонкого металу.

Якщо під зварюваний шов погано підібгана флюсова подушка або мідна підкладка - теж може виникнути пропал або протік. Зниження зварювального струму, збільшення швидкості зварювання і відповідна підготовка геометрії кромок дозволяють усунути пропали.

ІНШІ ДЕФЕКТИ

До іншим дефектів відносяться: випадкова дуга, бризки металу, вольфрамові бризки, поверхневі задираки, утонение металу і інші дефекти.

Випадкова дуга - пошкодження основного металу, що виникло в результаті випадкового горіння дуги (коротке замикання електрода на основний метал).

Бризки металу - дефекти у вигляді затверділих крапель на поверхні зварного шва або основного металу, що утворилися під час зварювання. Причинами виникнення цього дефекту є: підвищений зварювальний струм, неякісне покриття електрода, відсутність захисних покриттів, що забезпечують легке видалення бризок після зварювання.

Поверхневі задираки - пошкодження поверхні через вилучення тимчасово привареного пристосування.

Нерівномірне ширина шва, нерівна поверхня - невідповідність геометричних розмірів шва, необхідним. З'являється дефект через нестійкого режиму зварювання, неточного напрямки електрода. Якщо це автоматизована зварювання, то причини полягають в коливанні напруги в мережі, прослизання дроту в роликах, що подають, протікання рідкого металу в зазори, неправильний кут нахилу електрода і т. Д.

Всі дефекти зварного шва підлягають обов'язковому усуненню!

При видаленні дефектних місць доцільно дотримуватися певних умов:

довжина видаляється ділянки повинна бути дорівнює довжині дефектного місця плюс 10-20 мм з кожного боку
ширина оброблення вибірки повинна бути такою, щоб ширина шва після заварки не перевищувала його подвійної ширини до заварки
форма і розміри підготовлених під заварку вибірок повинні забезпечувати можливість надійного проварена в будь-якому місці
поверхню кожної вибірки повинна мати плавні обриси без різких виступів, гострих заглиблень і задирок
при заварці дефектного ділянки має бути забезпечено перекриття прилеглих ділянок основного металу
після заварки ділянку необхідно зачистити до повного видалення раковин і пухкості в кратері, виконати на ньому плавні переходи до основного металу.

Дефекти, що виходять на поверхню зварного з'єднання, виявляються при зовнішньому огляді, який є обов'язковим для всіх зварних конструкцій. Для виявлення дефектів всередині зварних швів зазвичай використовують радіографічний і ультразвуковий контроль.

дефекти зварних з'єднань, дефекти зварного шва, зварений шов, зварних швів, форма шва, порушення форми шва, кромки шва, пропал металу, НАТЕК металу, проварка, проплав, наплав, причини дефектів шва, виникнення дефектів, класифікація дефектів, валик зварного шва, поверхневі задираки, незаварені кратери, несплавлення, непровари, газова пора, газова порожнина, усадочная раковина, гарячі тріщини, холодні тріщини, усадочні раковини.