Дефекты сварных соединений — очень неприятная часть процесса сварки. Их стараются избегать, потому что исправление требует много времени и средств, но не всегда это удается. Проблема весьма масштабна и сложна, стандарты все время ужесточаются, поэтому получить дефект легко. Он опасен, так как напрямую влияет на предел усталости материала и при определенных условиях становится первопричиной его разрушения и деформации.
Важно помнить, что если одни дефекты, такие как трещины, являются оптимальными, пока они не влияют на стандарт или качество, то другие — нет.
Дефект сварки и его виды
Дефект сварки возникает из-за плохого сварного шва, который ослабляет соединение. Причина – в сварочном процессе, который превышает допустимые отклонения. Могут возникнуть ошибки в размерах, что приведет к ухудшению качества изделия, бывают и разрывы, и недостатки материала.
Возникают такого рода дефекты обычно из-за неправильного выбора стиля сварки, материала, навыков или настроек оборудования, включая скорость сварки, режущую кромку и натяжение. Существует множество вариантов исправления дефектов соединений в сваренном металле. В некоторых случаях их можно исправить, но в других это невозможно: металл расплавляется, и процесс сварки необходимо начинать заново.
Погрешности в сварных швах можно классифицировать в зависимости от их расположения в металле. В первую очередь они бывают внешними и внутренними.
- Внешние. Это поверхностные или визуальные дефекты: трещины, подрезы, нахлесты, пористость, брызги и т. д. Они проявляются на поверхности металла сварного соединения. Их можно обнаружить с помощью визуального осмотра или других методов, включая контроль с помощью проникающего красящего вещества (DPI) или магнитопорошковый контроль (MPI).
- Внутренние. Это шлаковые образования и неполное проплавление Они обычно не видны на поверхности сварного шва. Для их обнаружения недостаточно визуального осмотра и видов неразрушающего контроля. Однако такие дефекты можно обнаружить с помощью рентгеновского (RT) и ультразвукового контроля. Распространенных дефекты сварных соединений
Типы дефектов при сварке
Подрез
Подрез может возникнуть по двум основным причинам. Первая — использование слишком высокого тока, из-за чего кромки шва плавятся и стекают в шов. Вторая — необходимость использования присадочного материала в сварном шве. Это ведет к уменьшению поперечного сечения, что приводит к образованию выемок или канавок вдоль сварного шва и увеличивает нагрузку в случае усталости материала.
Меры по устранению: измените технику сварки и сделайте интервал между подрезанием кромок, применяйте правильную подготовку кромки. Помимо этого, всегда используйте низкий ток, очищайте поверхность перед сваркой и уменьшите скорость сварки.
Пористость
Пористость – этот недостаток, который иначе называют червоточинами, возникает, когда в сварном шве задерживаются пузырьки воздуха или газа. Во время сварки часто образуются водород, углекислый газ и пар. Поперечное сечение пористых сварных швов обычно напоминает губку с застрявшими пузырьками воздуха.
Газы могут быть локализованы в определенной точке или равномерно распределены по всему шву. Они ослабляют сварной шов и делают его более восприимчивым к усталости и повреждениям.
Меры по устранению: электроды должны быть сухими. Чтобы избежать пористости, всегда используйте соответствующие электроды, например, сваривайте легированные и среднеуглеродистые стали электродами с низким содержанием водорода. По мере необходимости выполняйте зачистку и повторную сварку.
Используйте низкий ток.
Шлаковые включения
Расплавленный флюс (шлак) плавает на сварочном металле после того, как он поглотил оксид с поверхности. В результате часть флюса попадает в расплавленный металл.
Меры по устранению: исправление выполняется путем шлифовки и сварки. Подготовьте поверхности так, чтобы не было препятствий и шлак мог стекать. Увеличьте силу тока или сделайте более плотное плетение.
Трещины
Это самый опасный дефект сварки, поскольку они могут быстро перерасти в более серьезные неприятности и привести к разрушению. Трещины классифицируются в зависимости от того, как они образуются в шве. Поперечные трещины образуются по всей ширине, а продольные — параллельно сварному шву. Кратерные трещины образуются в конце сварочного шва, где заканчивается дуга:
Горячие: сварные соединения кристаллизуются при нагреве металла основы и исходного металла до температуры более 10 000 °C, что приводит к образованию горячих трещин. Двумя основными причинами образования горячих трещин являются использование неправильного присадочного материала и быстрый нагрев и охлаждение заготовок в таких процессах, как лазерная сварка.
Холодные: возникают после остывания сварного шва. После остывания металла могут пройти дни или даже часы, прежде чем появится трещина в сварном шве.
Меры по устранению: дайте сварному соединению постепенно остыть.
Используйте другую последовательность при сварке, а при необходимости используйте предварительный и последующий прогрев шва. Выберите подходящие электроды в зависимости от типа свариваемого основного металла.
Чрезмерное проплавление
При сварке стыкового соединения для толстых листов используется подготовка в виде буквы «V», а для листов толщиной 3 мм подготовка в виде прямоугольных кромок. Это позволяет выполнять проплавление по всей толщине. Слишком глубокое проплавление недопустимо.
Меры по устранению: используйте минимальный ток; убедитесь, что электроды имеют правильный размер и тип.
Отсутствие проплавления
Недостаточное проплавление имеет место, если металл шва не полностью проникает в его глубину.
Меры по устранению: примените высокий ток. Используйте подготовку кромок, соответствующую толщине панелей, амедлите процесс сварки.
Брызги
Частицы металла, выбрасываемые из сварочной дуги, называются брызгами. При газовой, прихваточной или дуговой сварке, эти частицы разлетаются (разбрызгиваются) на основной металл. Такие дефекты сварки часто возникают по всей длине сварочного шва.
Меры по устранению: примените малый ток, создайте небольшую дугу. Работайте сухими электродами.
Механическое повреждение
Вмятины на сварочных поверхностях, известные как механические повреждения, возникают из-за дефектов, появляющихся в процессе сварки. Они могут быть вызваны неправильным выбором сварочного оборудования или техники.
Меры по устранению: следите за правильным положением электродержателя при сварке, грамотно используйте сварочное оборудование. При необходимости молоток должен быть легким.
Еще существуют такие дефекты как плохое сплавление (непровар), несоответствие, недолив, вогнутость или выпуклость.
Как распознать дефекты сварных соединений
Существует два основных метода обнаружения дефектов сварки:
Контроль с разрушением сварных швов
Разрушающий контроль позволяет собрать данные, доводя готовые конструкции до предела с помощью механических испытаний. Это помогает обнаружить и значительно уменьшить количество дефектов сварки на производстве. Пределы прочности металла сварного шва можно определить с помощью таких разрушающих методов, как растяжение, направленный изгиб, свободный изгиб, обратный изгиб, разрушение надреза и кислотное травление.
Неразрушающий контроль
Проверка неразрушающими методами позволяет обнаружить разрывы сварного шва без каких-либо повреждений. Этот метод крайне важен для проверки качества при высокоскоростном разрушением сварных швов.производстве. Визуальный контроль, жидкие пенетранты, магнитные частицы, вихревые токи, ультразвук, акустика, эмиссия или радиография часто используются для неразрушающего контроля и оценки.
Заключение
Причинами сварочных дефектов может быть множество различных факторов. Успешные сварочные работы и предотвращение распространенных дефектов сварки в значительной степени зависят от правильности сборки и подготовки материалов. Сварщики и изготовители могут гарантировать соответствие работ требуемым стандартам качества, если будут знать об этих дефектах, их причинах и мерах профилактики. Инвестиции в правильные инструменты и выбор правильного специалиста по сварке металла, имеют решающее значение для достижения ваших производственных целей.