Дефекты сварочных швов: Дефекты сварных швов и соединений

Содержание

Фотоальбом дефектов сварных соединений

Фотоальбом дефектов сварных соединений составлен в виде презентации, содержащей более 100 фотографий дефектов с макрошлифами и текстовыми комментариями. Данный альбом может быть использован при подготовке и аттестации сварщиков и дефектоскопистов I, II, III уровней по визуально-измерительному контролю, а также представляет интерес для студентов и научных работников по направлению металлургия. В конце альбома содержатся фотографии для самостоятельного определения учащимися (тестирование). Для учебных целей рекомендуется также использовать вторую часть данного издания – Фотоальбом дефектов основного металла.

В альбоме дефектов сварки рассмотрены термины и определения:

  1. ГОСТ 15467 Управление качеством продукции. Основные термины и определения
  2. ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения.
  3. РД 03-606-03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю

Фотоальбомы предназначены для подготовки и повышения квалификации специалистов по визуальному и измерительному контролю I, II, III уровней и рекомендованы для обучения студентов технических специальностей.

Цена фотоальбома указана в Прайс-листе.


Содержание фотоальбома дефектов сварки:

  1. Определение дефекта сварных соединений
  2. Трещины и макрошлифы трещин
  3. Поры и макрошлифы пор
  4. Включения и макрошлифы включений
  5. Кратеры
  6. Свищи
  7. Подрезы
  8. Прожоги
  9. Наплывы и макрошлиф наплыва
  10. Неравномерная ширина шва
  11. Неправильный профиль сварного шва
  12. Местное превышение проплава и макрошлифы проплава
  13. Перелом осей деталей
  14. Брызги
  15. Чешуйчатость сварного шва
  16. Западание между валиками
  17. Непровары и макрошлифы непроваров
  18. Отслоение
  19. Превышение усиления сварного шва
  20. Превышение выпуклости
  21. Асимметрия углового шва и её макрошлифы
  22. Выпуклость корня шва
  23. Вогнутость корня шва
  24. Максимальный размер и максимальная ширина включений
  25. Включение одиночное, скопление включений
  26. Не полностью заполненная разделка кромок с макрошлифом
  27. Плохое возобновление шва
  28. Неравномерная поверхность шва
  29. Различные дефекты сварных соединений с макрошлифами


Подпишитесь на наш канал YouTube

 

Фотоальбом дефектов сварных соединений можно купить с доставкой до двери или до терминалов транспортной компании в следующих городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов. Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар, Новороссийск, Новосибирск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орёл, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города, кроме того, в Республике Крым. А так же Республики Казахстан, Белоруссия и другие страны СНГ.

Дефекты сварных швов и соединений


ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДЕФЕКТОВ ПРИ СВАРКЕ

КРИТЕРИИ   ОЦЕНКИ   ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ  ДЕФЕКТОВ В СВАРНЫХ  КОНСТРУКЦИЯХ

     Существующие нормы допустимых дефектов составлены главным образом из технологических возможностей произ­водства, а в ряде случаев и волевым порядком, с ссылкой на опыт эксплуатации.
     По вопросу влияния дефектов сварки (непроваров, пор, включений и т. д.) выполнено большое количество работ,  однако до настоящего» времени не удалось выработать единый подход к оценке влияния технологических дефектов на служебные характери­стики сварных конструкций, что сдерживает разработку и внедрение научно обоснованных норм по допустимым откло­нениям. Анализ результатов экспериментальных и теоретиче­ских исследований по влиянию технологических отклоне­ний (дефектов сварки) на служебные характеристики свар­ных соединений, позволяет утверждать, что при составлении нормативов по допустимым отклонениям необходимо рас­сматривать дефекты, как концентраторы и учитывать:

       1. Чувствительность сварных соединений к концентрации напряжений в зоне дефекта.
       2. Концентрацию напряжений, вызванную формой шва и дефектом.
       3. Характер действующих нагрузок.

       Критериями чувствительности сварных соединений к де­фектам являются: при переменных (вибрационных) нагруз­ках- предел выносливости, а при статических нагрузках — предел прочности. Чувствительность к дефектам-концен­траторам зависит от свойста основного металла, металла шва и технологии сварки.
      Сварные соединения низкоуглеродистой стали (автомати­ческая и ручная сварка), стали Х18Н10Т (сварка в аргоне) не чувствительны к концентрации напряжений при статиче­ских нагрузках. Сварные соединения низколегированных ста­лей, сплавов АМг-6, Д16Т- чувствительны к концентрации напряжений при статических нагрузках.

      При вибрационных нагрузках все сварные соединения чувствительны к дефектам-концентраторам.
      В сварных соединениях, чувствительных к концентрации напряжений, при определении допустимости оставления в конструкции выявленных дефектов необходимо предвари­тельно оценить влияние формы шва на механические харак­теристики сварных соединений, которая может значительно превысить влияние дефекта. Для разбраковки сварных сое­динений по результатам неразрушающего контроля предла­гается метод, предусматривающий сопоставление теоретических коэффициентов концентрации напряжений формы свар­ного шва  и выявленного по снимку или ультразвуком дефекта.
      Метод разбраковки, названный «методом концентрации напряжений», основывается на предположении, что статиче­ский и динамический характер разрушения сварных соедине­ний с технологическими концентраторами, имеющими конеч­ный радиус, в том числе и от формы шва, должен быть при­близительно идентичный для одного и того же материала, если упругие коэффициенты их одинаковые. Для материалов и’ соединений, чувствительных к концентрации напряжений, разрушение всегда начинается в точках с максимальной кон­центрацией напряжений.
       Для определения теоретического коэффициента концен­трации напряжений выявленного дефекта необходимо знать параметры дефекта. Для сферических пор концентрация на­пряжений и прочность зависит не от величины поры, а от расположения пор в сечении шва и расстояния между ними.
       Для оценки концентрации напряжений от внутренних де­фектов (пор, включений и т.д.) в общем случае требуется ре­шение объемной задачи, то есть определение объемного коэффициента концентрации. Установлено, что объемный коэффициент концентрации и влияние на прочность сварного соединения объемных дефектов заметно меньше, чем у  протяженных дефектов.
       Метод сопоставления коэффициента концентрации напря­жений применим к дефектам, имеющим конечный радиус (поры, включения) и не распространяется на такие дефекты, как непровар_и окисные пленки.
       Необходимость учета характера действующих нагрузок и формы шва при назначении норм допустимости дефектов в сварных конструкциях  подтверждается  полученными  экспериментальными данными по влиянию смещения кромок, шлаковых включений, пористости и других дефектов на прочность и выносливость сварных соединений.

Внутренние дефекты сварных соединений, часть 1 — МашПром-Эксперт (Санкт-Петербург)

Высокое качество сварных соединений металлоконструкций – это показатель правильности выбранной технологии сварки металлоконструкций, пригодности сварочных материалов и основного металла, квалификации сварщиков, качества организации рабочего места сварщика, а так же технического состояния оборудования и оснастки.

Работы, необходимые для устранения дефектов сварных соединений металлоконструкций оказывают значительное влияние на стоимость выпускаемой продукции, поэтому дешевле организовать мероприятия по снижению вероятности образования дефектов в сварных соединениях.

В предыдущей статье мы говорили о дефектах сварных соединений металлоконструкций относящихся к наружным, сейчас — о внутренних. К внутренним дефектам сварных соединений металлоконструкций относят горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения и внутренние непровары.

Горячие трещины сварного шва.

Горячие трещины сварного шва – это межкристаллитные разрушения возникающие в твердожидком состоянии при завершении процесса кристаллизации при сварке металлоконструкций. Потенциальную склонность к образованию горячих трещин имеют все конструкционные сплавы при любых видах сварки плавлением.

Чистые металлы без примесей кристаллизуются и плавятся при одной и той же температуре. С присутствием легирующего элемента или примеси это будут уже две разных температуры. В интервале температур (интервале кристаллизации) расплав находится в двухфазном состоянии, в нем присутствуют и жидкие и твердые частицы.

Кроме того при переходе металла из жидкого состояния в твердое резко сокращается его объем, происходит усадка. Усадка шва при сварке металлоконструкций, как правило, происходит в стесненных условиях и возникают растягивающие напряжения и деформации.

Выделим три главных причины зарождения кристаллизационных трещин:

  • величина интервала кристаллизации сплава, которая зависти от его химического состава;
  • величина минимальной пластичности сплава в интервале кристаллизации, которая зависит от его химического состава, размеров кристаллитов и направления их роста;
  • темпа нарастания упругопластических деформаций в процессе кристаллизации и последующего охлаждения сварного соединения и зависти от скорости охлаждения.

Варьируя эти факторы, можно найти оптимальные конструктивные и технологические решения, стойкие против горячих трещин при сварке металлоконструкций.

Интервал кристаллизации сплава

Все химические элементы, входящие в состав металла шва, делим на три группы. Первая — вредные примеси, увеличивающие интервал кристаллизации и снижающие стойкость металла шва против кристаллизационных трещин (сера, фосфор) при сварке металлоконструкций.

Вторая — элементы, влияние которых может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от их концентрации и сочетания. Третья группа — элементы, присутствие которых не влияет на образование горячих трещин при сварке металлоконструкций.

Для уменьшения вероятности образования горячих трещин при сварке металлоконструкций требуется использование материалов (электродов, проволоки, флюса) с минимальным содержанием вредных веществ. Так же для снижения концентрации вредных примесей связывают их в тугоплавкие прочные соединения, например с марганцем.

Так же на вероятность возникновения горячих трещин при сварке металлоконструкций оказывает влияние формы сварочной ванны. Кристаллиты в сварочном шве растут противоположном теплоотводу направлении. Если шов слишком узкий, а провар глубокий, кристаллиты растут навстречу друг другу. Трещины могут возникать в зоне срастания кристаллитов.

С другой стороны, при наплавке, когда укладываются широкие швы с малой глубиной проплавления кристаллиты растут снизу вверх, вытесняя легкоплавкие составляющие на поверхность шва, где и возможно возникновение горячих трещин.

Анализ зависимости критического содержания углерода в стали, выше которого при сварке металлоконструкций в сварочном шве возникают горячие трещины, от формы шва показывает, что наиболее благоприятная его форма — чашеобразный шов.

Темп деформации при кристализации.

Как уже говорилось на темп деформации при сварке металлоконструкций оказывает влияние главным образом скорость охлаждения металла шва.

Согласно проведенным исследованиям скорость охлаждения, при сварке листов встык за один проход, в свою очередь, зависит от коэффициента теплопроводности, теплоемкости, удельного веса свариваемого металла, толщина свариваемых листов и температуры.

Важным параметром здесь является температура сопутствующего подогрева, которую следует увеличивать для уменьшение скорости охлаждения. Предварительный или сопутствующий подогрев деталей сварного соединения при сварке металлоконструкций является эффективной мерой, обеспечения уменьшения темпа деформации кристаллизующегося металла.

Требуемая для исключения образования горячих трещин температура подогрева, зависит от химического состава металла шва. Чем больше углерода содержится в металле шва, тем выше температура подогрева. На практике свариваемые детали металлоконструкций можно подогреть в печах или в газовом пламени.

Кроме изменения температурного режима, величину растягивающих напряжений и темп деформации металла в интервале кристаллизации можно уменьшить за счет рационализации конструкций узлов и элементов металлоконструкций подлежащих сварке. Это уменьшение количества и сосредоточенности швов, оптимальной разделки кромок, устранения излишней жесткости сварных узлов.

Размер первичных кристаллов шва.

Размер первичных кристаллов шва так же оказывает влияние на темп деформации. Деформация металла шва при высоких температурах в процессе его кристаллизации и последующего остывания осуществляется, в основном, путем скольжения и поворота кристаллитов друг относительно друга.

Следовательно, чем меньше размеры кристалликов в шве, тем больше плоскостей скольжения, тем более пластичен металл, тем больше значение величины минимальной пластичности сплава в интервале кристаллизации.

Кроме того, измельчение кристаллитов в шве в процессе кристаллизации способствует уменьшению степени химической неоднородности шва, то есть уменьшению концентрации вредных примесей на границе кристаллитов. Поэтому швы с мелкозернистой структурой обладают более высокой стойкостью против кристаллизационных трещин.

Допустимые и недопустимые по ГОСТу виды дефектов сварных соединений

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.
Продольная трещина

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. 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. 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

Непровар 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.

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.
Наплыв и подрез

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.


Дефекты сварных швов — обзор видов дефектов сварных соединений

Содержание статьи:

Дефектами сварных швов называют разные виды нарушений параметров шва и отклонений от нормативов. Дефекты сварочных швов и соединений негативно отражаются на прочности, долговечности шва и других эксплуатационных характеристиках. Их можно классифицировать по типу, размеру и критичности. Профессиональная оценка дефектов сварных швов позволяет определить их тип, выявить причину появления и выбрать способ устранения. Выявлением причины и устранением последствий дефектов швов должны заниматься профессионалы, для этого используется специальное оборудование.

Виды дефектов сварных швов

При сварке металлических заготовок используются разные виды швов, характеристики которых регулируются ГОСТом. Любой дефект сварного соединения поддается классификации. Размеры дефектов сварных швов позволяют отнести их к допустимым или недопустимым. Поэтому точное измерение и контроль шва, а также выявление имеющихся дефектов дает возможность отбраковать недостаточно прочные и надежные соединения.

По месту локализации выделяют поверхностные дефекты сварных швов, сквозные и внутренние.

При использовании ручного аппарата для сварки разные виды дефектов сварочного шва являются результатом недостаточной опытности сварщика, использования некачественных материалов или нарушения технологии. Дефекты сварных швов и соединений могут быть как незначительными, позволяющими эксплуатировать изделия, так и полностью нарушающими структуру металла в зоне соединения.

Наплывы

Наплывы – распространенные виды дефектов сварных швов. Они характерны для сварки, проводимой в горизонтальном положении. Наплыв – внешний дефект сварных швов, при котором расплавленный металл застывает в виде бугорков. Дефекты сварного шва при наплыве могут отличаться по размеру: от одной капли до длинного ряда.

Такие сварочные дефекты возникают из-за слишком большой силы тока, неправильно выбранного угла наклона заготовки. Чаще всего отклонения заметны еще в процессе сварки. Однако если не обратить на них внимания в процессе работы, дефект может оказаться скрытым, поэтому обнаружить его будет сложнее.

Подрезы

Подрезы еще один тип дефектов сварочных швов. Это углубления, проходящие вдоль шва, к образованию которых чаще всего приводит слишком большой ток, вызывающий перегрев материала. Такие дефекты при газовой сварке могут возникнуть при использовании высокой мощности. Подрезы — критичный вид сварных дефектов, из-за них при эксплуатации конструкции очень часто возникают проблемы.

Прожоги

Прожог – дефект сварного шва, имеющий вид отверстия в месте сварки. Основные причины его возникновения:

  • слишком большое расстояние между заготовками;
  • излишне застроенная форма кромки;
  • высокая сила тока или использование слишком мощной горелки;
  • длительное время сварки на одном участке.

Чаще всего прожог возникает при сваривании металлических заготовок небольшой толщины.

Кратеры

Кратер – дефект сварного шва в виде вмятины на поверхности или углубления. При автоматической сварке дефект кратер имеет вид канавки, идущей вдоль шва. При ручной сварке опытные сварщики стараются устранить дефект сразу же методом оплавления.

Следует упомянуть дефект, имеющий название «усадочная раковина». Это отдельный вид дефектов сварки, появляющийся из-за усадки металла на шве в результате уменьшения его объема в процессе снижения температуры уже после окончания работ.

Дефекты макроструктуры

Такие дефекты сварных соединений видны только при увеличении структуры шва в несколько раз. Такие дефекты при сварке могут значительно снизить качество готового изделия и даже привести к его поломке при первом же использовании.

Поры

Дефект сварного шва пора возникает из-за быстрого снижения температуры шва. Причина в том, что в расплавленном металле есть включения газообразных веществ, которые в момент его застывания не успевают выйти на поверхность. Макроструктурные типы дефектов сварного шва наблюдаются при нарушении правил подготовки поверхности к сварке. Например, если на поверхности остались следы краски или коррозии. Проблема может возникнуть и при неправильном выборе мощности сварочного оборудования.

По размеру поры бывают как крупными, так и микроскопическими. Они могут располагаться равномерно вдоль всего шва или концентрироваться на отдельных участках. Если на шве образуются сквозные поры, их называют свищами. Степень развития дефекта зависит от того, насколько долго сварочная ванна находилась в жидком состоянии. Чтобы минимизировать количество пор, газам нужно дать время выйти из металла.

Шлаковые сварные дефекты

Шлаковые сварные дефекты появляются в результате некачественной подготовки заготовок или недостаточного профессионализма мастера. Если на заготовке осталась ржавчина, загрязнения или следы краски, они останутся в шве в виде включений. Наружные дефекты сварных швов могут иметь любой размер. Форма также может отличаться – от линейной до сферической.

Непровары

К основным дефектам сварных швов, которые могут привести к нарушению целостности готовой детали, относится и непровар. Он возникает в том случае, если металл заготовки не полностью сплавился с наплавкой. Произойти это может при неправильном выборе настроек сварочного аппарата или недостаточном зазоре между заготовками.

Трещины

Дефекты сварных швов трещины могут образовываться уже после завершения процедуры сварки или еще на этапе работы при высокой температуре, а потом уже в процессе остывания металла дефект формируются окончательно. Поэтому они классифицируются в зависимости от температуры, при которой возникают, на горящие и холодные.

Горячие образуются при затвердевании металла из-за разрушения его структуры. Это происходит при неравномерной усадке прослоек полужидкого металла внутри шва в процессе охлаждения и попадании в материал примесей. Холодные возникают после остывания соединения и затвердевания металла из-за остаточных напряжений.

Горячие трещины не виды на поверхности, поэтому их часто относят к внутренним дефектам сварных швов. Холодные трещины всегда заметны, они классифицируются как наружные дефекты сварочных швов. И если проблемы на поверхности металла будут заметны, то внутренние дефекты могут быть выявлены только при исследовании готового изделия на предмет явных и скрытых дефектов с помощью специальной аппаратуры.

Дефекты микроструктуры

К микроструктурным видам дефектов сварных соединений относятся нарушения структуры металла в области шва, которые могут привести к полной непригодности заготовки или готового изделия. К самым серьезным дефектам шва этого типа относится пережог. Причиной пережога может быть высокая температура сварки. При этом на поверхности шва образовываются крупные зерна металла, которые почти не связаны друг с другом. Это приводит к повышенной хрупкости шва.

Виды дефектов сварочных швов в зависимости от сложности

Основные дефекты сварки разделяются на допустимые и недопустимые. Любой дефект сварки значительно ухудшает характеристики изделия. Контроль качества сварных соединений дает возможность визуально и с помощью специальных методов определить наличие дефекта и классифицировать его. Это очень важный этап производства. Внешние и внутренние дефекты сварных швов приводят к нарушению целостности готовой конструкции.

Допустимыми дефекты сварных швов называют в случае незначительных отхождений от нормы. При небольших дефектах металла шва эксплуатировать изделие можно без проблем или с определенными ограничениями. Недопустимые дефекты сварных швов делают изделие непригодным к эксплуатации.

Контроль дефектов сварных швов включает в себя оценку разных критериев соединений, на основе которых специалист дает заключение с рекомендациями об эксплуатации конструкции. Дефекты сварного шва, выявленные при визуальном контроле и инструментальном исследовании, классифицируются на основании ряда критериев:

  • тип, размер и местоположение;
  • соответствие конструкции геометрическим параметрам и габаритам;
  • механические нагрузки, которым будет подвергаться изделие;
  • условия окружающей среды, при которых будет использоваться изделие;
  • предназначение изделия.

Основные виды дефектов сварных соединений обнаруживаются только при помощи спецоборудования. При выявлении дефектов сварных швов важно учитывать не только их тип и размер, но и количество и расположение. Поэтому только опытный специалист может оценить все имеющиеся проблемы и принять взвешенное решение по поводу возможности использования сварного соединения, даже несмотря на наличие дефекта.

Методы выявления дефектов

Для определения дефектов сварных швов применяется дефектоскопическое оборудование. Только с его помощью можно выявить скрытые виды дефектов сварки, а также отнести их к допустимым и недопустимым. Для выявления возможных дефектов сварных швов используются разные методы, которые включают осмотр шва, замеры, лабораторные исследования.

Осмотр позволяет выявить основные дефекты в металле шва, но без специальных инструментов точно определить степень отклонения от нормативов невозможно. На наличие проблем часто указывают визуально заметные дефекты формы шва.

Чтобы определить визуальные дефекты сварных швов, нужно очистить их поверхность от различных загрязнений. Электрохимическая очистка сварных швов нержавеющих сталей позволяет максимально точно определить наличие дефектов, которые нуждаются в устранении.

Сквозные дефекты сварных швов удается выявить благодаря испытаниям на герметичность. Для этого применяются методы наполнения водой, обдувания воздухом, обработки керосином.

Основные дефекты шва и сварного соединения необходимо не только обнаружить с использованием лабораторных исследований и особых методов, но и устранить. Но это возможно только в том случае, если структура материала не полностью разрушена некачественной сваркой. В противном случае заготовка будет полностью уничтожена, и придется изготавливать конструкцию заново.

Способы устранения дефектов сварных швов

Причины возникновения дефектов сварных швов различны, но все они снижают прочность и другие характеристики соединения. Дефекты сварочных соединений делятся на допустимые и недопустимые, имеют разную степень. Перед устранением дефектов рекомендуется химическая очистка сварных швов нержавейки.

Способы устранения дефектов сварных швов зависят от типа изъяна:

  • чтобы убрать прожог, вначале нужно тщательно зачистить шов, затем повторно подварить;
  • подрезы можно устранить наложением на шов тонкого наплава;
  • если имеются непровары, шов вырезается и повторно заваривается;
  • при обнаружении трещин требуется высверлить участок шва, очистить весь шов и проварить повторно;
  • окалина при сварке аккуратно удаляется, и провариваются непровары;
  • кратеры вырезаются до основания металла, после чего стык сваривается заново;
  • деформированные участки конструкции прогреваются и выравниваются;
  • если на шве имеются посторонние включения, они вырезаются;
  • дефекты электросварных швов вырезаются до основания, после чего провариваются заново.

Для устранения различных видов наружных дефектов сварных швов применяются разные методы, поэтому их классификацию и выбор оптимального метода лучше доверить специалистам.

Основные этапы и методы контроля качества сварных соединений

Чтобы свести к минимуму возможность пропустить дефект, требуется применять разные способы контроля сварки. Контроль должен включать в себя такие этапы:

  1. Подготовительный. Проверяется, сколько металла и расходных материалов потрачено.
  2. Основной. На этом этапе проверяется правильность используемого режима, работа сварного оборудования.
  3. Завершающий. Включает в себя не только визуальный осмотр, но и лабораторные испытания, использование специального измерительного оборудования.

В зависимости от классификации дефектов сварных соединений используются разрушающие и неразрушающие способы контроля. Для готовых конструкций чаще всего используются неразрушающие способы, которые не нарушают целостность готового изделия.

Разрушающий способ чаще намного эффективнее, но может применяться только для отдельных образцов, к примеру, если изготавливается большая партия продукции. Разрушающий метод исследования включает в себя механические, химические и другие виды тестов, которые приводят к нарушению целостности соединения и конструкции. Но именно такая проверка занимает меньше времени и позволяет точнее определить внутренние дефекты шва.

После сварных работ и перед проверкой может потребоваться очистка сварных швов нержавейки.

Причины возникновения дефектов сварных швов

К образованию внешних и внутренних дефектов сварочных швов чаще всего приводит:

  • использование расходных материалов низкого качества;
  • нарушение технологии;
  • применение некачественного металла;
  • проблемы со сварочным оборудованием;
  • выбор неправильного режима работы сварочного оборудования;
  • низкая квалификация сварщика.

Вне зависимости от дефектов сварных швов и причин их образования, требуется их устранение или полное переделывание детали. Аппараты для очистки сварных швов SteelGuard помогут качественно провести очистку поверхности, чтобы определить наличие дефекта и обеспечить высокие эксплуатационные характеристики сварного соединения.

Типы дефектов сварного шва при механизированной сварке

Содержание

Дефекты сварных швов – это, прежде всего, различные несплошности в металле шва, ухудшающие его качество. При оценке свариваемости стали исходят, главным образом, из того, что металл сварного шва должен быть сплошным. И все образования, которые делают сварной шов неоднородным, принято считать дефектами. Различают следующие виды дефектов сварного шва: микро- и макротрещины (горячие и холодные), непровары, поры, различные включения.

Внутренние и наружные дефекты сварных швов

Самый распространённый метод классификации дефектов сварки – по их месту расположения. Согласно этой классификации, различают внутренние и наружные сварные дефекты. Наружные выходят на поверхность шва и околошовной зоны, а внутренние располагаются внутри соединения, не выходя на поверхность. Из этого следует, что один и тот же вид дефектов (например, трещины или поры) может быть как внутренним (если располагается внутри), так и наружным (если выходит на поверхность).

Наружные сварные дефекты

К наружным дефектам сварных соединений относят неравномерность формы сварного шва из-за неправильного его формирования, подрезы шва, прожоги свариваемого металла, наплывы, трещины, поры и другие дефекты, которые располагаются на поверхности металла. Все они выявляются при внешнем визуальном осмотре сварного соединения. Ниже по тексту перечислены и показаны распространённые виды наружных дефектов.

Внутренние сварные дефекты

К внутренним дефектам сварных соединений, согласно ГОСТ23055, относятся неметаллические, шлаковые и оксидные включения, непровары и несплавления металла, а также поры и трещины, не выходящие на поверхность металла. Для того, чтобы выявить подобные дефекты, на практике применяются методы неразрушающего контроля сварки. Ниже по тексту рассказывается о часто встречающихся видах внутренних дефектов.

Дефекты формирования шва

Дефекты формирования сварных швов проявляются в неравномерности их формы (см. рисунок справа). Формируются они из-за непостоянных режимов сварки, непостоянного зазора между свариваемыми кромками и неравномерного угла скоса кромок. Несоответствие фактической формы шва требуемой может проявится вследствие неверной техники ручной дуговой сварки, из-за неправильного расположения электрода относительно сварных кромок.

Подобный дефект может проявиться и при других видах сварки. Например, при автоматической сварке причиной появления такого дефекта могут стать проскальзывание сварочной проволоки в подающем механизме, перепад напряжения в сети, попадание расплавленного металла в зазоры и др.

Непровар сварного шва

Чаще всего, непровары в сварных швах происходят в тех случаях, когда между сварными кромками небольшие зазоры, при большом притуплении кромок, а также при наличии на них загрязнений, при неправильном положении электрода или сварочной проволоки относительно свариваемых кромок, при недостаточной силе сварочного тока и при завышенной скорости сварки.

Очень часто непровары образуются в корне шва (схема а) и б) ни рисунке слева и схемы в) и г) на рисунке). При автоматической сварке под флюсом непровары, в большинстве случаев, формируются в начале сварного шва. Чтобы предотвратить их появление, сварку рекомендуется производить на специальных подкладках. Непровары – одни из самых опасных дефектов для сварного соединения.

Подрезы сварных швов

Подрезы сварных швов формируются на поверхности соединения. Подрезы – это углубления в основном металле, расположенные по краям сварного шва. Они появляются из-за излишне большой силы сварочного тока и из-за большой длины электрической дуги, т.к. в этом случае ширина сварного увеличивается и края сварных кромок оплавляются сильнее.

При сварке угловых швов подрезы, чаще всего, получаются при смещении электрода очень близко к горизонтальной стенке. При этом вертикальная стенка оплавляется быстрее, чем плавится горизонтальная и расплавленный металл стекает по горизонтальной кромке вниз. В этом случае, на вертикальной стенке образуются подрезы, а на горизонтальной – наплывы (схема б) на рисунке справа).

Прожоги сварных швов

К прожогам сварного шва относятся сквозное проплавление основного или наплавленного металла (см. рисунок слева). Прожоги образуются при излишне большой силе сварочного тока и при малых скоростях сварки. Причинами прожогов могут также стать большой зазор между свариваемыми кромками или недостаточное их притупление.

В большинстве случаев, прожоги получаются при сварке тонкого металла, а также при наплавке первого слоя многослойного шва. Причинами прожогов может быть недостаточное поджатие металлической подкладки или флюсовой подушки.

Наплывы сварных швов

Наплывы в сварных швах формируются при натекании расплавленного металла из жидкой металлической ванны на холодный основной металл (см. рисунок справа). Наиболее часто наплывы случаются в процессе дуговой сварки в защитных газах при сварке горизонтальных швов на вертикальной поверхности. Причинами наплывов является большая сила сварочного тока, неправильное положение электрода при сварке, излишняя длина электрической дуги.

Кратеры сварных швов и усадочные раковины

Кратеры в сварных швах образуются при обрыве электрической дуги. Кратеры в сварных швах имеют вид углублений в застывшем металле. При автоматизированных способах сварки выполнение сварного шва завершают на выводной планке, и кратер образуется на ней. При случайном обрыве электрической дуги в процессе сварки, получившийся кратер необходимо заплавить.

Усадочными раковинами называют полости, которые появляются в результате усадки сварочной ванны при её затвердевании. Появляются усадочные раковины из-за того, что при охлаждении объём металла уменьшается и он «проседает».

Поры в сварных швах

Поры в сварных швах образуются при быстром остывании расплавленного металла из-за того, что газы, присутствующие в сварочной ванне, не успевают выйти из неё наружу и остаются в застывшем металле в виде пузырьков. Поры могут быть как внутренними сварными дефектами (схемы б) на рисунке справа), так и и наружными (схема а) на рисунке), выходящими на поверхность. Наружные поры называются свищами.

Величина пор может быть различной, от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Чаще всего они имеют сферическую форму. Причинами образования газовых пор в сварных швах могут стать присутствие ржавчины, окалины, масляных плёнок и другие загрязнений на сварных кромках, на сварочной проволоке или на присадочных материалах.

Причинами образования пор могут служить, также, применение влажных, не прокаленных электродов и флюсов, недостаточная чистота защитных газов и присутствие в ней вредных примесей. Также поры возникают при очень большой скорости сварки, из-за чего газовая защита зоны сварки может стать менее неэффективной. Поры в сварных швах появляются и при повышенном содержании углерода в составе свариваемого металла и при неверно подобранной марки сварочной проволоки. В особенности, если сварка производится в среде углекислого газа.

Несплавления сварных швов

Несплавления в сварных швах появляются в том случае, если нет их проплавления с основным, или ранее наплавленным металлом.

Причиной несплавлений могут стать плохая подготовка металла под сварку (отсутствие, или плохая зачистка), большая длина сварочной дуги, недостаточная сила сварочного тока и большая скорость выполнения сварочных работ.

Шлаковые включения в сварных швах

Шлаковыми, неметаллическими или оксидными включениями в сварном шве принято называть небольшие пространства в металле, в которых находятся неметаллические вещества. Величина включений может быть довольно значительной и составлять несколько миллиметров.

Обычно шлаковые включения обладают объёмной вытянутой формой, но, в некоторых случаях они могут быть и круглыми, и плоскими. Часто шлаковые включения находятся по границам между основным металлом и наплавленным. При выполнении многослойных швов, формирование шлаковых включений часто происходит по границам между отдельными слоями.

Причиной образования шлаковых включений могут стать наличие загрязнений на сварочных кромках (ржавчины, шлака и др.), слишком маленькая сила сварочного тока, и излишне большая скорость сварки.

Трещины в сварных швах, их виды

Трещины в сварных швах представляют наибольшую опасность для сварного соединения. Трещины могут относиться как к внутренним дефектам (схема б) на рисунке слева), так и к наружным (схема а) на рисунке). Трещины очень часто образуются при сварке высокоуглеродистых сталей, а также при сварке высоколегированных сталей.

Различают несколько видов сварных трещин:

1. Горячие трещины при сварке. К ним относятся микротрещины и макротрещины, которые образуются в металле шва или зоне термического влияния во время охлаждения при высоких температурах, порядка 800-900°C.

2. Холодные трещины при сварке. Холодные трещины (можно встретить название замедленные) вызываются водородом и появляются, как правило, после сварки, при температурах, не превышающих 200-300°C.

3. Отпускные трещины. Трещины такого вида образуются после окончания сварки, во время последующей термообработки сварного соединения.

4. Ламелярные трещины. Особенность такого типа трещин в том, что зарождаются они при высоких температурах, но развиваются уже в холодном состоянии металла. Ламелярные трещины могут развиться, например, из горячих микротрещин.

Классифицировать такие дефекты сварных соединений, как трещины, достаточно сложно из-за того, что очень часто выявленные трещины не являются трещинами какого-либо одного типа. К примеру, может возникнуть горячая микротрещина, но развиваться она будет как холодная, при низких температурах и под воздействием водорода. То же самое относится к отпускным трещинам и к ламелярным.

Виды дефектов сварных соединений, в зависимости от их формы

Существующие дефекты сварных швов по их форме можно разделить на два вида. Это плоскостные дефекты и пространственные дефекты. К плоскостным дефектам относятся горячие и холодные трещины, непровары сварного шва.

К пространственным относятся различные шлаковые включения, поры, пузырьки от газов и все виды неправильно выполненного сварного шва (подрезы, прожоги, неверная конфигурация, смещение и др.).

Плоскостные дефекты сварного шва представляют наибольшую опасность для соединения, в целом. И существующие типы трещин, в зависимости от температуры, при которой они появляются, можно разделить ещё на несколько видов, о которых сказано выше по тексту.

Виды сварных дефектов, в зависимости от причин их возникновения

При сварке плавлением, возникающие дефекты сварных соединений, в зависимости от причин их возникновения, можно разделить на два вида. Первый вид дефектов связан с металлургическими процессами при сварке и с тепловыми явлениями, которые протекают в результате образования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения. К этим дефектам относятся горячие и холодные трещины в металле и зоне термического влияния, поры в металле, неметаллические включения, а также несоответствие свойств наплавленного металла и околошовной зоны заданным параметрам.

Второй вид дефектов включает в себя их виды, причиной которых является нарушение выбранных режимов сварки, нарушения при подготовке сварных элементов и при их сборке, неисправности сварочного оборудования, недостаточный профессионализм сварщика, а также другие нарушения технологии сварки. К дефектам такого типа относятся несоответствие фактических размеров швов требуемым. Это такие дефекты, как непровары, подрезы, незаплавленные кратеры, прожоги свариваемого металла.

Допустимые и недопустимые дефекты в сварных швах

Дефекты, появившиеся при сварке, в той или иной степени, влияют на работоспособность сварного соединения. И принимая решение о пригодности, или непригодности данного сварного соединения, учитывают все факторы, которые могут повлиять на допустимость или недопустимость дефекта в сварном шве. При этом принимают во внимание такие обстоятельства, как:

Геометрия и габариты сварной конструкции, в целом, и дефектного сварного соединения, в частности.

Напряжения, возникающие в конструкции. При этом, учитывают не только действие максимальных распределённых нагрузок, но и действие остаточных напряжений при сварке.

Вид сварного дефекта. А также его величина и место его возникновения.

Механические свойства сварного соединения. Это предел прочности, текучесть, ударная вязкость, пластичность, сопротивляемость коррозии, сопротивление усталостному разрушению и т.д.

Условия, при которых изделие эксплуатируется. В основном, это характер окружающей среды.

Функции, которые должно выполнять изделие. Существует даже такой термин: «пригодность для данной цели». Т.е. один и тот же дефект в сварном шве может быть допустим для выполнения одной задачи, и недопустим для выполнения другой.

Для принятия решения о допустимости дефектов того, или иного типа и величины, необходимо, чтобы измерительная способность прибора для контроля дефектов была выше, чем допустимая величина дефекта. Т.е., если в сварном шве допускаются дефекты, величиной не более 2мм, то нельзя использовать для контроля этого шва прибор, с измерительной способностью 5мм.

Для того, чтобы определить максимальную величину допустимого дефекта, необходимо иметь ввиду, что дефекты сварных швов увеличивают, главным образом, способность стали к усталостному и хрупкому разрушению.

Для разрушений такого вида, наибольшую опасность представляют плоскостные дефекты (микротрещины, макротрещины, непровары). В случае их выявления, нужно обратить внимание не только на максимальные размеры отдельно взятых дефектов, но и на их взаимное расположение и на их количество.

Опасность плоскостных дефектов заключается в том, что они являются концентраторами высоких напряжений из-за отсутствия радиуса закругления у трещин. Пространственные дефекты, такие, как поры, газовые пузыри или какие-либо включения имеют какой-либо радиус закругления, поэтому, представляют собой меньшую опасность, даже при большем количестве.

При маленьком закруглении у основания трещины, для того, чтобы оценить действующие в ней напряжения, применяют коэффициент интенсивности напряжений К1, позволяющий оценить механику разрушения. Коэффициент интенсивности напряжений возможно определить в том случае, если напряжение, необходимое для разрушения, меньше предела текучести материала. Определяется он по формуле:

где а – величина (высота) наружного дефекта, или половина величины внутреннего дефекта;
б m – напряжение при растяжении;
б в – напряжение при изгибе;
Мm и Мв – коэффициенты, величина которых определяется отношением величины дефекта к толщине детали и расположением дефекта;
Q – коэффициент, зависящий от формы дефекта.

Для сварных соединений, не подвергаемых отжигу после сварки, с целью уменьшения внутренних напряжений, для оценки допустимости сварных дефектов необходимо использовать расчёт критического раскрытия трещины (COD). Вычисление коэффициента К1, или нахождение величины критического раскрытия, даёт возможность с высокой точностью определить величину возможного допустимого дефекта сварного шва.

Сварка относится к числу основных процессов большинства машиностроительных производств. Кроме того, сварка часто применяется в быту для соединения металлических конструкций, поскольку имеет преимущества перед другими способами.

К плюсам метода стоит отнести:

  • Обеспечивает лучшую герметичность при соединении трубопроводов, чем резьбовые соединения.
  • Снижает материальные затраты на закупку метизов при изготовлении оград, лестниц и прочих металлических конструкций.
  • Органично смотрится в составе сборных металлических изделий, поскольку качественно выполненный сварной шов всегда аккуратен. За счет этого сварка широко применяется при производстве высокохудожественных металлических конструкций, в том числе для соединения элементов, выполненных с помощью художественной ковки.

Но сварные швы не всегда бывают выполнены качественно. Это становится особенно заметно, если в сварке одного изделия вместе принимали участие мастер с большим производственным опытом и новичок. Профессионально выполненный шов при визуальном осмотре никогда не вызовет вопросов, в отличие от свисающих наплывов или непроваренных участков шва, сделанного новичком. А ведь это только внешняя картина. Важно и то, в каком состоянии находится металл внутри. От этого очень сильно зависит прочность сварного соединения и другие характеристики.

Рассмотрим дефекты, которые могут возникать в сварных швах, причины их возникновения, способы недопущения их появления, а также варианты устранения.

Причины возникновения дефектов

Есть два типа факторов, влияющих на качество сварочных работ:

  1. Объективные — имеющие отношение к свойствам свариваемых материалов, поведению металлов в условиях, диктуемых технологическим процессом. Недаром одной из важных характеристик любого сплава является свариваемость. Иногда возникает необходимость сварить материалы с плохой свариваемостью. Такие задачи иногда ставятся в мелкосерийном или единичном производстве. Даже при полном соблюдении требований технологического процесса может сохраняться определенный процент брака, который приходится официально считать допустимым.
  2. Субъективные — зависящие от исполнителей. Причем к исполнителям следует относить не только рабочих, выполняющих сварку, но и технологов, которые несут ответственность за правильность параметров технологического процесса, верный выбор оборудования и режимов сварки.

Основными субъективными причинами возникновения дефектов сварочных швов являются:

  • ошибки при подготовке свариваемых поверхностей;
  • применение инструмента, отличного от указанного технологом;
  • неисправность сварочного инструмента;
  • малый опыт работы и низкая квалификация сварщика;
  • отступление от требуемых режимов сварки.

Виды дефектов сварных швов

Дефекты сварных соединений принято делить на две группы:

  1. Внешние, наличие которых становится очевидным при осмотре шва невооруженным глазом.
  2. Внутренние, выявление которых требует применения специальных приборов контроля.

В некоторых источниках сквозные дефекты выделяют в отдельную группу, однако с научной точки зрения они относятся к внешним, поскольку выявляются при осмотре.

Внешние недостатки

Поскольку внешние дефекты являются видимыми, они связаны с нарушением геометрии шва и прилегающих участков материала. При ручной сварке в подавляющем большинстве случаев брак связан с низкой квалификацией сварщика или небрежностью при выполнении работ. Часто можно наблюдать ошибки в направлении электрода и его перемещении. При автоматической сварке брак может быть вызван работой на неисправном сварочном оборудовании.

Наиболее часто встречаются следующие виды внешних дефектов:

  • Отклонение по ширине и высоте. В качестве основных причин возникновения обычно выступают плохая подготовка свариваемых кромок и неудовлетворительная их подгонка, неравномерное перемещение электрода, отступление от необходимых режимов. Данный дефект не только портит внешний вид изделия, но и снижает механические характеристики, ведь наплавленный металл остывает неравномерно, что может приводить к возникновению внутреннего напряжения и даже пластическим деформациям.
  • Наплывы. Являются основной проблемой многих новичков, недавно освоивших профессию сварщика. Возникают в процессе чрезмерного натекания металла электрода на стыкуемые поверхности без сплавления. Возникновению наплывов способствует наличие окалины на свариваемых элементах, что свидетельствует о плохой подготовке поверхностей. При недостаточной скорости перемещения электрода образуются излишки расплавленного металла, который затвердевает без соединения с основным материалом. Низкое напряжение дуги, длинная дуга, завышенный ток также могут стать причиной появления наплывов. Даже смещение электрода относительно оси выполняемого сварного шва может привести к этому распространенному дефекту. Стоит отметить, что наплывы не всегда влияют на механические свойства и герметичность соединения. Поэтому в отдельных случаях допускается эксплуатация сварных соединений с наплывами, если внешний вид изделия не имеет особой важности.
  • Подрез — дефект, который можно считать противоположным наплыву. Представляет собой канавку по обе стороны от сварного шва. В результате происходит местное снижение толщины, отрицательно сказывающееся на прочностных характеристиках изделия. Подрез может возникать при завышении скорости сварки, большом напряжении. Если при выполнении углового шва между горизонтальной и вертикальной поверхностями сместить электрод выше оси шва, расплавленный металл будет интенсивно стекать вниз, а выше оси возникнет подрез.
  • Непровар — еще один распространенный вид дефекта, возникающий чаще всего по вине неопытного сварщика. Непровар заключается в отсутствии сплавления между стыкуемыми элементами или между наплавленным металлом и основным материалом. При многослойной сварке возможно возникновение непровара между отдельными слоями. Основными причинами появления этого брака являются плохая подготовка поверхностей, наличие ржавчины или окалины, заниженный зазор между стыкуемыми поверхностями, завышенная скорость сварки, смещение электрода относительно выполняемого шва, заниженная сила тока. Непровар резко снижает прочность сварного соединения, а для герметичности часто является критичным.
  • Незаплавленные углубления. Их называют кратерами. Представляют собой углубления, образующиеся обычно в местах резкого отрыва дуги. Могут сопровождаться усадочными рыхлостями, которые становятся причиной образования трещин.
  • Наружные трещины. Могут располагаться как продольно, так и поперечно. Образуются не только в наплавленном, но и в основном металле. В последнем случае они располагаются в зоне термического влияния сварки, то есть близко к шву. Причиной образования трещин могут стать напряжения, возникающие при неравномерном нагреве и охлаждении. Наличие пор и непроваров может спровоцировать возникновение трещин.
  • Прожог — сквозное проплавление, сопровождающееся вытеканием жидкого металла с изнаночной стороны выполняемого шва. Возникают прожоги обычно ввиду больших значений тока, увеличенного зазора между стыкуемыми кромками или плохой их подгонки, низкой скорости перемещения электрода.

Внутренние дефекты

Наличие в сварном шве внутренних дефектов не всегда является очевидным. Скрытый брак особенно опасен, поэтому все сварные соединения должны подвергаться тщательному контролю.

Рассмотрим основные виды внутренних дефектов:

  • Поры. Появляются при поглощении расплавленным металлом водорода, окиси углерода и других газов, которые не успели выделиться на поверхность металла при его застывании. Поры представляют собой пузырьки, заполненные газом. Обычно возникают при неправильно подобранных электродах или их хранении во влажной среде, наличии в месте стыковки ржавчины или окалины.
  • Окислы и включения шлака. Образуются при чрезмерно длинной дуге. Существенно снижают прочностные характеристики шва. В ответственных конструкциях допускаются лишь единичные включения.
  • Непровар корня или кромки шва. По своей сути сходен с внешним непроваром, но визуально незаметен, так как находится в толще металла.
  • Внутренние трещины. Механизм появления аналогичен возникновению наружных трещин.
  • Перегрев. Суть дефекта — в крупнозернистом строении. Крупные зерна имеют меньшую поверхность сцепления между собой, вследствие этого снижаются прочность и пластичность. Иногда этот дефект поддается исправлению термообработкой.
  • Пережог — появление окисленных зерен, сцепление которых между собой существенно ослабевает, что резко увеличивает хрупкость. Пережог, в отличие от перегрева, является неисправимым браком.

Методы контроля

Для предупреждения появления дефектов должен проводиться систематический контроль на всех этапах производства: до, в процессе сварки, и после окончания.

  1. Перед сваркой проверяется подготовка стыкуемых поверхностей, их геометрия.
  2. В процессе — тщательно контролируется соблюдение всех параметров технологического процесса, в том числе режимов сварки.
  3. После сварки следует контроль готового изделия.

Основные способы выявления дефектов сварных швов:

  • Визуальный осмотр и проверка геометрии. Предполагается использование лупы для обнаружения мелких поверхностных трещин и пор. Участок металла зачищается наждачной бумагой и протравливается раствором азотной кислоты. Образуется матовая поверхность, на которой трещины более заметны. После осмотра остатки кислоты удаляют.
  • Испытание механических свойств. Вместе с изделием производят сварку образцов, которые направляют в лабораторию для определения временного сопротивления, относительного удлинения, ударной вязкости.
  • Контроль макроструктуры. Проводится на образцах, прошедших шлифовку и протравливание.
  • Контроль микроструктуры. Проводят на образцах с применением микроскопа. Данный метод исследования позволяет обнаружить пережог, окислы границ зерен, изменение структуры металла, микротрещины.
  • Гидравлические и пневматические испытания. Применяются для контроля сосудов и трубопроводов.
  • Рентгеновский контроль. Просвечивание рентгеновскими лучами позволяет выявить поры, непровары, трещины, шлаковые включения.
  • Ультразвуковой контроль. Производится с помощью ультразвукового дефектоскопа. Высокочастотные колебания проникают в металл и отражаются от трещин, пор и других дефектов.
  • Контроль на наличие межкристаллитной коррозии. Проводят только для изделий, подвергающихся воздействию агрессивных сред.

Способы устранения дефектов

Зачастую выявленные дефекты сварочных швов не подлежат устранению и ведут к браковке изделия. Разумеется, никто не будет выбрасывать секцию ограды с наплывами, но для ответственных деталей контроль всегда необходим жесткий.

Некоторые дефекты вполне можно устранить:

  • Наплывы удаляют механическим путем с применением абразивного инструмента.
  • Крупные трещины подлежат заварке. Место появления трещины засверливается и зачищается с помощью абразива.
  • Мелкие трещины и непровары ликвидировать сложнее. Обычно требуется полное разрушение выполненного шва, новая тщательная зачистка и повторная сварка.
  • Подрезы устраняют наваркой тонких слоев металла.
  • Перегрев возможно устранить при определенных режимах термической обработки.

После устранения всех недостатков деталь подлежит повторному, еще более тщательному контролю, который позволит удостовериться, что дефекты отсутствуют. В случае повторного обнаружения недостатков допускается произвести дополнительные исправления. Однако повторять такие процедуры можно не более трех раз, иначе высока вероятность резкого снижения механических свойств материала.

Зачастую трудно выполнить сварку совсем без дефектов. Однако постоянная практика и неукоснительное соблюдение технологии позволят свести их количество к минимуму. А знание теоретической базы поможет правильного организовать технологический процесс с целью получения изделий высокого качества.

Виды дефектов сварных швов:

а – ослабление шва. б – неравномерность ширины, в – наплыв, г – подрез, с – непровар, с – трещины и поры, ж – внутренние трещины и поры, з – внутренний непровар, и – шлаковые включения.

В процессе образования сварных соединений в металле шва и зоне термического влияния могут возникать различные отклонения от установленных норм и технических требований, приводящие к ухудшению работоспособности сварных конструкций, снижению их эксплуатационной надежности, ухудшению внешнего вида изделия. Такие отклонения называют дефектами. Дефекты сварных соединений различают по причинам возникновения и месту их расположения (наружные и внутренние). В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения (горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния).

Ко второй группе дефектов, которые называют дефектами формирования швов, относят дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, недостаточной квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся несоответствия швов расчетным размерам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренные кратеры и др. Виды дефектов приведены на рис. 1. Дефектами формы и размеров сварных швов являются их неполномерность, неравномерные ширина и высота, бугристость, седловины, перетяжки и т.п.

Эти дефекты снижают прочность и ухудшают внешний вид шва. Причины их возникновения при механизированных способах сварки – колебания напряжения в сети, проскальзывание проволоки в подающих роликах, неравномерная скорость сварки из-за люфтов в механизме перемещения сварочного автомата, неправильный угол наклона электрода, протекание жидкого металла в зазоры, их неравномерность по длине стыка и т.п. Дефекты формы и размеров швов косвенно указывают на возможность образования внутренних дефектов в шве.

Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на поверхность холодного основного металла без сплавления с ним. Они могут быть местными – в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Чаще всего наплывы образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования наплывов – большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск. При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.

Подрезы представляют собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги. Основной причиной подрезов при выполнении угловых швов является смещение электрода в сторону вертикальной стенки. Это вызывает значительный разогрев металла вертикальной стенки и его стекание при оплавлении на горизонтальную стенку. Подрезы приводят к ослаблению сечения сварного соединения и концентрации в нем напряжений, что может явиться причиной разрушения.

Прожоги – это сквозные отверстия в шве, образованные в результате вытекания части металла ванны. Причинами их образования могут быть большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, чрезмерный сварочный ток, недостаточная скорость сварки. Наиболее часто прожоги образуются при сварке тонкого металла и выполнении первого прохода многослойного шва. Прожоги могут также образовываться в результате недостаточно плотного поджатая сварочной подкладки или флюсовой подушки.

Непроваром называют местное несплавление кромок основного металла или несплавление между собой отдельных валиков при многослойной сварке. Непровары уменьшают сечение шва и вызывают концентрацию напряжений в соединении, что может резко снизить прочность конструкции. Причины образования непроваров – плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка. Непровары выше допустимой величины подлежат удалению и последующей заварке.

Трещины, также как и непровары, являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне и располагаться вдоль или поперек шва. По своим размерам трещины могут быть макро- и микроскопическими. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, а также примеси серы и фосфора.

Шлаковые включения , представляющие собой вкрапления шлака в шве, образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от оксидов и загрязнений. Они возникают при сварке длинной дугой, недостаточном сварочном токе и чрезмерно большой скорости сварки, а при многослойной сварке – недостаточной зачистке шлаков с предыдущих слоев. Шлаковые включения ослабляют сечение шва и его прочность.

Газовые поры появляются в сварных швах при недостаточной полноте удаления газов при кристаллизации металла шва. Причины пор – повышенное содержание углерода при сварке сталей, загрязнения на кромках, использование влажных флюсов, защитных газов, высокая скорость сварки, неправильный выбор присадочной проволоки. Поры могут располагаться в шве отдельными группами, в виде цепочек или единичных пустот. Иногда они выходят на поверхность шва в виде воронкообразных углублений, образуя так называемые свищи. Поры также ослабляют сечение шва и его прочность, сквозные поры приводят к нарушению герметичности соединений.

Микроструктура шва и зоны термического влияния в значительной степени определяет свойства сварных соединений и характеризует их качество.

К дефектам микроструктуры относят следующие: повышенное содержание оксидов и различных неметаллических включений, микропоры и микротрещины, крупнозернистость, перегрев, пережог металла и др. Перегрев характеризуется чрезмерным укрупнением зерна и огрублением структуры металла. Более опасен пережог – наличие в структуре металла зерен с окисленными границами. Такой металл имеет повышенную хрупкость и не поддается исправлению. Причиной пережога является плохая защита сварочной ванны при сварке, а также сварка на чрезмерно большой силе тока.

Дефекты сварных швов

К сожалению, сварочные работы далеко не всегда идеальны – и побочным результатом этого становятся различного рода дефекты. По местоположению и методу их возможного выявления их делят на наружные и внутренние. Первые легко обнаруживаются визуально, вторые – только при использовании тех или иных дефектоскопических процедур.

Кроме того, дефекты делят на допустимые и недопустимые. Иначе говоря, предусматривающие дальнейшую эксплуатацию изделий с такими погрешностями, или категорически ее запрещающую. Однако в любом случае, какие бы то ни было дефекты надо устранять – либо, в крайнем случае, минимизировать. А лучше – стараться просто не допускать их возникновения.

Очевидно, что последнее требование в значительной степени зависит:

•    от используемого оборудования и инструментов;

•    от качества предварительной подготовки свариваемых поверхностей;

•    от материала, подвергающегося сварке, применяемого газа и присадок;

•    от мастерства сварщиков и используемой технологии.

Наружные дефекты

К таковым относят:

1. Кратеры

Представляют собой воронкообразные впадины в центре сварочных швов, образующиеся по причине неожиданного обрыва дуги. Устраняется дефект завариванием на пониженных токах (наиболее современное оборудование для сварки даже снабжается для этого специальным ПО).

2. Прожоги

В отличие от кратеров, являются сквозными отверстиями, прожигаемыми в металле из-за слишком широкого зазора между кромками, замедленной скорости при сварке или подаче чрезмерного тока. Наиболее часто возникают при сварочных работах с высокотеплопроводными и легкоплавкими металлами (например, алюминиевыми сплавами), и устраняются, соответственно, установкой нормальной геометрии, повышением скорости и понижением тока.

3. Наплывы

Представляют собой застывшие массы оплавившейся присадки, попавшие на металл, но не сплавившиеся с ним. Образуются наплывы из-за плохой очистки поверхности (особенно от окалины) и неудачно выбранных сварных режимов. Устранение окисла и перенастройка режима проблему устраняет полностью.

4. Подрезы

К появлению этих бороздок, образующихся при сварке параллельно шву, виновны опять-таки неправильно выбранные параметры сварки (дуговое напряжение, сила тока, скорость, неверное направление газовой струи). Чаще всего появление этого дефекта наблюдается при сварке таких соединений, как нахлесточные и тавровые. Устраняется дефект путем уменьшения длины дуги и сварочной скорости.

5. Непровар

Этот дефект представляет собой противоположность прожогу, и, в силу слабости тока, высокой скорости сварки и/или некачественной подготовки кромок, приводит к недостаточной глубине шва или отсутствию образования качественной стыковки. Устранение причин возникновения непровара позволяет нивелировать и негодный результат.

Очевидно, что основной причиной возникновения большинства внешних дефектов является неопытность либо недобросовестность сварщика.

Внутренние дефекты

Этот вид дефектов в большей степени связан не с человеческим фактором, а с недостатками самих материалов, инструментария либо места работ. В результате образуются:

1. Поры

Наиболее неприятный и часто встречающийся дефект, выражающийся в нарушении целостности сварного шва в виде расположенных в случайном порядке пористых включений. Причин их возникновения достаточно много – это и несовместимость свариваемых материалов, и образование окислов на кромках, и загрязнения ванны, и неочищенные как следует сопла, и неравномерность подачи защитного и сварочного газов, и даже сквозняки в месте проведения работ.

2. Холодные трещины

Представляют собой частичное разрушение готового шва уже после его полного застывания. Причиной обычно является неверный расчет шовной нагрузки.

3. Горячие трещины

В отличие от холодных, появляются еще на стадии частичного застывания. Проходят как в поперечном, так и в продольном направлениях и образуются по причине, преимущественно, неверного подбора присадки либо – реже – при отключении сварки при попытках заварить кратер.

Устранение внутренних дефектов (почти всегда являющихся недопустимыми), как правило, невозможно – так же, как и дальнейшая эксплуатация деталей с такими сварными швами.

Поделитесь информацией

Сварочный дефект — обзор

12.2 Влияние сварочных дефектов на коррозию металла шва

Сварочные дефекты, такие как шлак и другие захваты, трещины, микротрещины, пористость, включения, непровар и сплавление и т. Д., Оксиды и другие отложения, и т. д. ухудшают коррозионные свойства металла шва. Эти дефекты обычно вызывают ранние точечные коррозии и трещины в металле шва [3, 4]. Сульфидные включения являются наиболее уязвимыми участками для точечной коррозии и щелевой атаки; однако другие неметаллические включения также могут вызывать образование ямок.Кроме того, эти дефекты действуют как области концентрации напряжений, которые способствуют более быстрому инициированию SCC. Неметаллические включения, такие как сульфиды, нежелательны с точки зрения SCC. Влияние неметаллических включений на сокращение срока службы SCC напрямую связано с легким инициированием питтинговой коррозии в местах включения [5]. В кислых растворах и, следовательно, в закрытых ячейках сульфидные включения растворяются с образованием H 2 S, который ускоряет коррозию стали [6]. Сообщается, что H 2 S ускоряет как анодные, так и катодные процессы [5].Во многих сервисных приложениях SCC инициируется из ям, которые действуют как сборщики стресса [7, 8]. В этих случаях время индукции для SCC было больше, чем для точечной коррозии [7]. По-видимому, неметаллические включения не принимают непосредственного участия в зарождении трещин, но их присутствие нежелательно, так как они вызывают точечную коррозию. Кларк и Гордон [9] сообщили, что трещины возникли в результате воздействия щелевой коррозии вокруг включенной частицы. Неметаллические включения также играют роль в водородном охрупчивании (HE) сварных швов нержавеющей стали.Поверхностные включения облегчают попадание водорода в сварной шов и, таким образом, вызывают растрескивание [5]. Объемные включения могут действовать как места захвата водорода и, таким образом, способствовать зарождению и развитию внутренних щелей и трещин [5]. Форма сульфидного включения влияет на время зарождения трещины. Удлиненные частицы сульфида могут в шесть раз увеличить проникновение водорода в металл по сравнению со сферическими включениями [5]. Неметаллические включения также вызывают концентрацию напряжений в материале. Степень концентрации напряжений будет зависеть от формы включения [5].Включения с острыми краями действуют как более эффективные выемки, чем включения сферической или эллиптической формы. Помимо формы, отношение коэффициентов теплового расширения и модуля упругости включения к матрице также в меньшей степени влияет на определение величины концентрации напряжений [5]. Помимо сульфидных включений, металлы сварного шва могут содержать другие включения, возникающие в результате реакций окисления и раскисления в расплавленном металле сварного шва. Они также могут содержать включения шлака, которые могут возникнуть в результате захвата шлака затвердевшим валиком сварного шва.Степень улавливания шлака определяется покрытием флюсом сварочного материала. Рутиловые покрытия обеспечивают легкость отделения шлака и хорошую форму валика. Сварка в нерабочем положении также может вызвать улавливание шлака.

При разработке сварочных материалов обычно корректируют состав металла сварного шва, добавляя легирующие элементы во флюс. Во время сварки эти элементы могут плохо перемешиваться в ванне расплава, в результате чего остаются участки, богатые этими элементами, которые могут действовать как центры зародышеобразования для локального коррозионного воздействия.Например, в морских установках покрытие электрода содержит частицы ферромагнезита, которые, если они не смешиваются равномерно в металле шва, оставляют участки более твердые, чем прилегающая матрица [10]. Эти жесткие области предоставляют площадки для инициации SCC в кислой среде. Определенные меры во время сварки, такие как увеличение сварочного тока, уменьшение скорости движения или ширины переплетения, могут помочь в решении проблемы.

Пористость может привести к более быстрому инициированию язвенной коррозии или SCC, поскольку они действуют как места концентрации напряжений [11].Соответствующий выбор подводимого тепла может уменьшить пористость металла шва. Трещины и микротрещины также способствуют снижению локальной коррозионной стойкости металла шва. Сварная деталь может растрескиваться во время сварки или сразу после сварки, или во время эксплуатации, или во время термообработки после сварки (PWHT) в затвердевшем металле шва, HAZ основного металла или HAZ металла шва. Эти трещины могут действовать как места возникновения трещин или как трещины. В нержавеющих сталях и сплавах на основе никеля микротрещины и горячие трещины представляют собой серьезную проблему.C-Mn-стали и низколегированные стали обычно подвергаются холодному растрескиванию и растрескиванию при повторном нагреве. Подрезы, неплавление и непровар — предпочтительные места для коррозии. Разумный выбор конструкции сварного соединения, параметров сварки, расходных материалов и процесса сварки может помочь избежать проблем с коррозией, связанных с такими дефектными соединениями. Определенные конструкции соединений, такие как соединения внахлестку и колышки, могут привести к атаке щелевой коррозии, и их следует избегать; вместо этого предпочтительны стыковые соединения с полным проплавлением [12].В некоторых приложениях обычной практикой является использование сварочных вставок, которые могут не плавиться должным образом в металле шва и оставлять участки, которые могут стать склонными к разрушению щелей. В дополнение к проблемам щелевой коррозии образованные таким образом щели будут действовать как концентраторы напряжения и вызывать SCC. При сварке сталей, если электроды обожжены, количество водорода, которое увеличивает проплавление валика, уменьшается, что приводит к отсутствию дефектов проникновения в металл шва.

Что такое дефекты сварки — типы, причины и способы устранения? — Мастер сварки

Что такое дефекты сварки?

Дефекты сварки можно определить как неровности, образовавшиеся в данном металле сварного шва из-за неправильного процесса сварки или неправильной схемы сварки и т. Д.Дефект может отличаться от желаемой формы, размера и предполагаемого качества сварного шва. Дефекты сварки могут возникать как снаружи, так и внутри металла шва. Некоторые из дефектов могут быть разрешены, если дефекты находятся в допустимых пределах, но другие дефекты, такие как трещины, никогда не принимаются.

Типы

Дефекты сварки можно разделить на два типа: внешние и внутренние дефекты:

Внешние дефекты сварки:

1.Трещина при сварке
2. Поднутрение
3. Брызги
4. Пористость
5. Перекрытие
6. Кратер

Внутренние дефекты сварки:

1. Включения шлака
2. Неполное плавление
3. Растрескивание ожерелья
4. Неполностью заполненная канавка или неполное проникновение

Наружные дефекты сварки

Различные типы внешних дефектов с указанием их причин и способов устранения перечислены ниже:

1. Трещина сварного шва

Это самый нежелательный дефект из всех сварочных дефектов.Сварочные трещины могут присутствовать на поверхности, внутри сварочного материала или в зонах термического влияния.

Трещина также может появиться при разных температурах:

Горячая трещина — Она более заметна во время кристаллизации сварных швов, где температура может подниматься более чем на 10 000 градусов Цельсия.

Холодная трещина — Трещина этого типа возникает в конце процесса сварки при достаточно низкой температуре. Иногда холодная трещина видна через несколько часов после сварки или даже через несколько дней.

Причины трещин при сварке:

1. Низкая пластичность данного основного металла.
2. Наличие остаточного напряжения может вызвать трещину на металле сварного шва.
3. Жесткость соединения, затрудняющая расширение или сжатие металлов.
4. При высоком содержании серы и углерода также могут появиться трещины.
5. Использование водорода в качестве защитного газа при сварке черных металлов.

Средства от сварной трещины:

1. Использование подходящих материалов может снизить вероятность появления трещин.
2. Предварительный нагрев сварного шва и снижение скорости охлаждения соединения помогает уменьшить трещины.
3. Уменьшите зазор между сварными швами, используя сварные швы разумного размера.
4. Во время сварки медленно снимается зажимное усилие, что увеличивает заполнение сварочного материала.

Также читают:

2. Выточка

Когда металлическая основа плавится вдали от зоны сварного шва, образуется бороздка в форме надреза, тогда этот тип дефекта известен как поднутрение.Снижает усталостную прочность сустава.

Причины поднутрения:

1. Этот дефект может возникнуть при очень высоком напряжении дуги.
2. Если мы используем неправильный электрод или если электрод неправильный угол наклона, то также может образоваться дефект.
3. Также не рекомендуется использовать большой электрод.
4. Высокая скорость вращения электродов также является одной из причин данного дефекта.

Средства от поднутрения:

1. Уменьшите длину дуги или понизьте напряжение дуги.
2. Держите электрод под углом от 30 до 45 градусов к стоячей ноге.
3. Диаметр электрода должен быть небольшим.
4. Уменьшите скорость перемещения электрода.

3. Брызги

Когда капли металла выходят из сварного шва и остаются прилипшими к поверхности, этот дефект называется разбрызгиванием.

Причины разбрызгивания:

1. Причиной этого дефекта может быть высокий сварочный ток.
2. Чем длиннее дуга, тем больше шансов получить этот дефект.
3. Неправильная полярность.
4. Этот дефект также может быть вызван неправильной защитой газа.

Средства от брызг:

1. Уменьшение длины дуги и сварочного тока.
2. Соблюдение полярности и условий сварки.
3. Увеличить угол наклона пластины и использовать соответствующую газовую защиту.

4. Пористость

Пористость в условиях, когда газ или маленькие пузырьки остаются в зоне сварки.

Причины пористости:

1.Это происходит, когда электрод не покрыт должным образом.
2. Использование более длинной дуги также может увеличить ее шансы.
3. Повышенные сварочные токи.
4. Ржавчина или масло на сварочной поверхности.

Средство от пористости:

1. Правильный выбор электрода.
2. Уменьшение сварочного тока.
3. Использование дуги меньшего размера и замедление процесса для выхода газов.
4. Удалите ржавчину или масло с поверхности и используйте соответствующую технику.

Также читают:

5.Перекрытие

Этот дефект возникает, когда поверхность сварного шва выходит за пределы носка сварного шва. В этом состоянии металл шва скатывается и образует угол менее 90 градусов.

Причины перекрытия:

1. Неправильная техника сварки.
2. Этот дефект может возникнуть при использовании больших электродов.
3. Большой сварочный ток

Средства от перекрытия:

1. Использование надлежащей техники сварки.
2. Используйте небольшой электрод.
3. Меньший сварочный ток.

6. Кратер

Это происходит, когда кратер не заполняется до разрыва дуги, в результате чего внешние края охлаждаются быстрее, чем кратер. Это вызывает напряжение, а затем образуется трещина.

Причины воронки:

1. Неправильный угол резака.
2. Использование большого электрода:
3. Неправильная техника сварки

Средства от кратера:

1. Использование резака под правильным углом может снизить нагрузку на металл.
2. Использование небольшого электрода также может уменьшить кратер.
3. Используйте правильную технику.

Внутренние дефекты сварки

Различные типы внутренних сварочных дефектов с указанием их причин и способов устранения перечислены ниже:

1. Шлаковые включения

Если в сварном шве присутствует шлак, это влияет на ударную вязкость и свариваемость данного материала. Это снижает структурные характеристики сварочного материала. Шлак образуется на поверхности сварного шва или между сварочными витками.

Причины шлака:

1. Шлак образуется, если плотность сварочного тока очень мала, так как он не обеспечивает необходимое количество тепла для плавления металлической поверхности.
2. Слишком высокая скорость сварки может привести к образованию шлаков.
3. Если кромка сварной поверхности не очищена должным образом, также может образоваться шлак.
4. Неправильный угол сварки и скорость перемещения сварочного стержня.

Средство от включения шлака:

1. Увеличьте плотность тока
2.Отрегулируйте скорость сварки так, чтобы шлак и сварочная ванна не смешивались друг с другом.
3. Очистите кромки сварного шва и удалите шлаки с предыдущих слоев сварного шва.
4. Обеспечьте правильный угол наклона электрода и скорость перемещения.

2. Неполное слияние

Неполное сплавление происходит, когда сварщик не выполняет точную сварку материала, и металл предварительно затвердевает, что приводит к образованию зазора, который не заполняется расплавленным металлом.

Причины неполного сращивания:

1.Это происходит из-за небольшого тепловложения.
2. Когда сварочная ванна очень большая и идет впереди дуги.
3. Когда угол соединения слишком мал.
4. Неправильный угол наклона электрода и горелки также может привести к неполному сварке.
5. Неправильное положение борта.

Средства от неполного слияния:

1. Увеличение сварочного тока и уменьшение скорости движения помогает устранить вероятность неполного плавления.
2. Уменьшение скорости наплавки.
3. Увеличение угла шарнира.
4. Постарайтесь правильно расположить электрод и угол горелки, чтобы края пластины расплавились.
5. Правильно расположите борт так, чтобы можно было избежать острых краев с другими бортами.

3. Ожерелье Cracking

Это происходит при использовании электронно-лучевой сварки, когда сварной шов не проникает должным образом. Следовательно, расплавленный металл не течет в полость и приводит к растрескиванию, известному как «растрескивание ожерелья».

Причины растрескивания ожерелья:

1.Неправильная техника сварки.
2. Встречается в таких материалах, как сплавы на основе никеля, нержавеющая сталь, углеродистые стали и сплавы олова.
3. Использование высокоскоростной электронно-лучевой сварки

Средства от растрескивания ожерелья:

1. Использование правильной техники сварки снижает вероятность растрескивания ожерелья.
2. Использование подходящих материалов для сварки.
3. Использование постоянной скорости в процессе сварки.
3. Неправильная техника сварки

4. Неполное заполнение канавки или неполное проникновение

Эти дефекты возникают только в стыковых швах, где канавка металла не заполнена полностью.Его еще называют дефектом неполного проникновения.

Причины неполного заполнения канавки:

1. Меньше осаждения металла шва
2. Использование электрода неподходящего размера
3. Неправильная техника сварки

Способы устранения неполной заполненной канавки:

1. Больше наплавки металла шва.
2. Используйте электрод подходящего размера.
3. Используя правильную сварочную технику.

Таким образом, мы перечислили все типы сварочных дефектов, присутствующих в любом производственном процессе.При сварке очень важно удалить все дефекты сварки, присутствующие в заготовке.
Если в сварочном материале будут обнаружены дефекты, то в тяжелых условиях компоненты материала выйдут из строя, что может привести к утрате имущества, а иногда и к жизни.

Дефекты сварки — классификация, причины и способы устранения

Любая неоднородность (или неравномерность) в металле сварного шва, превышающая применимый предел кодов, называется ДЕФЕКТ СВАРКИ (или Дефект сварки). Обратите внимание, что разрыв может быть назван дефектом только тогда, когда , если он превышает указанный предел кода , следовательно, мы можем сказать, что каждый дефект, присутствующий в металле сварного шва, является разрывом, но каждый разрыв, присутствующий в металле сварного шва, не может обязательно будет дефект. Дефект может быть макроскопическим или микроскопическим.

(Примечание: несплошность также обозначается как «отражатель » в некоторых кодах и текстах)

Дефекты могут возникать по следующим причинам;

1.Неправильные параметры сварки
2. Несоответствующие процедуры сварки
3. Плохое состояние процесса
4. Неправильный выбор присадочного металла и основного металла
5. Неквалифицированный сварщик или сварщик
6. Неправильная подготовка к работе

Дефекты могут быть классифицированы как внешний дефект (также известный как визуальный дефект или поверхностный дефект) или внутренний дефект (также известный как скрытый дефект или внутренний дефект). Наружные дефекты — это дефекты, которые обнаруживаются на самой поверхности. Внутренние дефекты — это те, которые существуют в материале на некоторой глубине. Можно сказать, что дефекты, которых нет на поверхности, — это внутренние дефекты. См. Следующую таблицу;

Различные типы сварочных дефектов, а также их причины и способы устранения описаны ниже;

1. ТРЕЩИНЫ:

Это самый опасный дефект.Трещины могут быть любого размера и формы; он может быть микроскопическим или макроскопическим. Трещины могут появиться где угодно, то есть на поверхности, под поверхностью, на любой глубине или в корне. Трещина возникает, когда локализованное напряжение превышает предельное растягивающее напряжение (UTS) материала. Он может распространяться в материале.

Трещины бывают двух типов;

ГОРЯЧИЕ ТРЕЩИНЫ:

Горячие трещины возникают во время сварки или вскоре после завершения сварки. Наиболее вероятно, что они возникнут во время затвердевания расплавленной сварочной ванны.Горячие трещины чаще всего возникают в металле сварного шва, но могут возникать и в зоне термического влияния (ЗТВ).

Когда на металле сварного шва возникает горячая трещина, это называется трещиной затвердевания, а если она возникает в ЗТВ, то трещиной ликвации.

Причины горячих трещин:
1. Высокая концентрация остаточного напряжения
2. Быстрое охлаждение расплавленной сварочной ванны
3.Большая толщина основного материала
4. Плохая пластичность свариваемого материала
5. Высокий сварочный ток
6. Недостаточная термообработка

Предотвращение:
1. Предварительный нагрев и последующий нагрев для предотвращения быстрого охлаждения
2. Использование правильного присадочного металла

ХОЛОДНЫЕ ТРЕЩИНЫ:

Холодные трещины возникают после затвердевания металла шва; он может развиться даже через несколько дней после завершения сварки.Чаще всего он развивается в ЗТВ, но может встречаться и на металле сварного шва. Часто это связано с неметаллическими включениями.

Причины холодных трещин:

1. Диффузия атомов водорода: Атомы водорода вызывают холодное растрескивание. Эти атомы водорода могут индуцироваться в металле сварного шва из окружающей среды, электрода, основного металла или любого загрязнения, присутствующего на поверхности основания.

2. Отсутствие предварительного нагрева: Из-за недостаточного предварительного нагрева могут иметь место микроструктурные изменения.Микроструктурные кристаллы могут перестраиваться с образованием мартенсита. Мартенсит очень склонен к образованию трещин. Предварительный нагрев также помогает уменьшить диффузию атомов водорода и гарантирует отсутствие влаги на стыке перед сваркой.

Профилактика:
1. Предварительный нагрев и последующая сварка металла шва
2. Использование электрода с низким содержанием водорода

ЗВЕЗДНАЯ ТРЕЩИНА (CRATER CRACK):

Звездная трещина — это трещина в виде звезды. тип горячей трещины и развивается в кратере на металле шва.Кратер — это углубление, образовавшееся на сварном шве в месте разрыва дуги или при замене электрода.
Она возникает, когда центр сварочной ванны затвердевает раньше, чем ее окружает, и из-за этого центр вытягивает наружный сварной шов, и таким образом образуются звездообразные трещины.

2. ПОРИСТОСТЬ И ВЫДВИЖНЫЕ ОТВЕРСТИЯ:

Пористость представляет собой неоднородность в виде полостей и возникает из-за улавливания газов в расплавленной сварочной ванне. У этих захваченных газов нет возможности выйти из расплавленной сварочной ванны и, следовательно, вызвать пористость или образование пузырей.Пористость в основном представляет собой небольшую пору или пустоту, тогда как газовые раковины представляют собой сравнительно большие отверстия или полости.

Пористость может присутствовать на поверхности или внутри металла сварного шва. Пористость может возникать индивидуально или также в группах (в основном), группа пористости известна как кластерная пористость.

Пористость бывает пяти типов в основном, это;

  1. Рассеянная пористость
  2. Кластерная пористость
  3. Пористость трубопровода
  4. Линейная пористость

    6 905 905 905 905 905 905 Улавливаемые газы, вызывающие пористость, — это в основном водород, монооксид углерода, диоксид углерода, азот и кислород.Эти газы образуются из-за флюсов, присутствующих на сварочном электроде, влаги, масла, смазки и других посторонних загрязнений, присутствующих на стыке, сварочном электроде или присадочной проволоке. Недостаточный поток защитного газа также вызывает пористость в процессах сварки GMAW, FCAW, GTAW и PAW.

    Предотвращение:

    1. Используйте электрод с низким содержанием водорода
    2. Обжиг электродов перед сваркой в ​​соответствии с рекомендуемой процедурой
    3. Тщательная очистка поверхности стыка перед сваркой
    4. Предварительно нагрейте стык перед сваркой
    5. Обеспечьте достаточный поток защитных газов при использовании сварки TIG или MIG

    3.UNDERCUT:

    Поднутрение выглядит как узкая канавка на основном металле, прилегающая к металлу сварного шва по краю. Выточка всегда проходит параллельно металлу шва. Он действует как фактор, повышающий напряжение при усталостной нагрузке.

    Причины подрезов:
    1. Высокий сварочный ток и напряжение дуги
    2. Большой диаметр электрода
    3. Неправильный угол наклона электрода
    4 .Более длинная дуга

    4. НЕЗАЛИВКА:

    Когда поверхность металла сварного шва остается ниже прилегающей поверхности основного металла, это называется недозаливкой. По сути, Underfill — это сварка заниженных размеров.

    5. ОТСУТСТВИЕ ПРОНИКАНИЯ (НЕПОЛНОЕ ПРОНИКАНИЕ):

    Когда металл сварного шва не полностью проникает в соединение, это называется Недостаточным проникновением или неполным проникновением.Это один из самых опасных дефектов, поскольку он увеличивает напряжение, и, следовательно, трещина может возникать или распространяться оттуда.

    Причины непроницаемости:
    1. Слишком маленький зазор между корнями
    2. Высокая скорость перемещения
    3. Низкое тепловложение
    4 Слишком большой диаметр электрода

    Профилактика:
    1.Правильная подготовка швов, т.е. обеспечение подходящего корневого зазора.
    2. Правильный подвод тепла
    3. Правильная скорость движения
    4. Использование электрода подходящего размера

    Отсутствие проплавления можно устранить путем правильной строжки.

    6. ОТСУТСТВИЕ ПЛАВЛЕНИЯ (НЕПОЛНОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ):

    Это отсутствие надлежащего плавления (или надлежащего сплавления) металла шва с основным металлом или одного слоя сварного шва с другим слой.Отсутствие сварки также называют холодной притиркой или холодным швом. Одна из наиболее очевидных причин отсутствия плавления — плохая техника сварки. Недостаток плавления является внутренним дефектом, но он может возникать и на внешней поверхности, если боковая стенка основного металла не сплавляется должным образом с основным металлом, как показано на рисунке ниже, и в этом случае отсутствие плавления также может быть называется «отсутствие плавления боковин».

    Причины отсутствия слияния:
    1.Низкий сварочный ток
    2. Высокая или слишком низкая скорость движения
    3. Неблагоприятное тепловложение

    7. БРЫЗГИ:

    металл шва), выплеснувшийся на основной металл во время сварки. Брызги налипают на основной металл, поэтому их можно удалить проволочной щеткой или полировкой.

    Причины брызг:
    1.Чрезмерный ток дуги
    2. Чрезмерно длинная дуга
    3. Ненадлежащие защитные газы
    4. Электрод с несоответствующим флюсом
    5. Демпфирующие электроды 8

    Нахлест:

    Нахлест возникает из-за перетекания металла шва на поверхность основного металла. Во время сварки расплавленный металл переливается на основной металл, не сплавляясь с основным металлом.

    Причины перекрытия:
    1. Слишком низкий ток
    2. Большое осаждение за один проход
    3. Более длинная дуга
    4. Медленная скорость прохождения дуги

    9. Чрезмерное проникновение:

    Когда проникновение металла сварного шва через соединения слишком велико, это называется чрезмерным проваром.Он действует как выемка, где происходит концентрация напряжения. Кроме того, это приводит к экономическим потерям.

    Причины чрезмерного проникновения:
    1. Слишком большой корневой зазор
    2. Большой сварочный ток
    3. Медленная скорость хода

    92 10. ВКЛЮЧЕНИЕ:

    Любой захваченный твердый материал (металлический или неметаллический) в металле сварного шва называется включением.Вольфрам, оксиды, шлак и флюс являются одними из распространенных посторонних материалов, которые захватываются в расплавленной сварочной ванне и образуют включения.

    Включение может происходить в большинстве процессов сварки плавлением, но очень часто встречается в процессах дуговой сварки в защитном флюсе, таких как дуговая сварка в защитном металле (SMAW), дуговая сварка под флюсом (FCAW) и дуговая сварка под флюсом (SAW).

    Включение вольфрама происходит в тех сварочных процессах, которые используют «вольфрам» в качестве электродов, таких как сварка TIG и плазменная дуговая сварка (PAW)

    Включения бывают четырех типов:
    1. Включения вольфрама
    2. Включения оксидов
    3. Включения шлака
    4. Включения флюса

    ускользнуть из расплавленной сварочной ванны, то такое включение называется включением шлака.Точно так же иногда капли вольфрама захватываются металлом сварного шва, что приводит к включению вольфрама (при сварке TIG или плазменно-дуговой сварке — PAW). Поверхностные оксиды также захватываются, что приводит к включению оксидов. Слова «флюс» и «шлак» часто используются как синонимы, но они разные. Флюс — это покрытие электрода (твердый материал, покрывающий электрод), тогда как шлак — это побочный продукт, образующийся в результате реакции между флюсом и расплавленным металлом сварочной ванны.

    Включение действует как усилитель напряжения, поэтому его следует избегать.

    11. ДОРОЖКИ ВАГОНА:

    Линейные включения шлака вдоль оси сварного шва называются путями вагона. Во время корневого прохода из-за неправильной техники сварки на носке образуется канавка, и эта канавка заполняется шлаком (особенно водородом, захваченным затвердевшим шлаком), и, таким образом, образуются следы вагонов. Он также известен как следы червя.

    12. РАЗДЕЛЕНИЕ ДУГИ:

    Когда электрод или электрододержатель непреднамеренно или случайно попадает в заготовку, возникает нежелательная дуга, вызывающая зажигание дуги.Разряды дуги могут вызвать отказ при изгибе и циклическом нагружении. Помимо этого, это также влияет на эстетический вид заготовки.

    13. ПОЛОСТЬ УСАДКИ:

    Во время затвердевания расплавленной сварочной ванны происходит усадка металла. Из-за усадки металла сварного шва образуется полость, известная как полость усадки.

    Щелкните здесь, чтобы ознакомиться с критериями приемки / отклонения дефектов сварных швов.

    Пожалуйста, посмотрите эту видео-лекцию (приведенную ниже), чтобы лучше понять дефекты сварки:

    (PDF) Анализ дефектов сварных швов при сварке аналогичных и разнородных контактных швов алюминия и цинка и оцинкованная сталь

    по проекту №PEst-C / EME / UI0285 / 2013 и за счет средств FEDER

    через программу COMPETE — Programa

    Operacional Factores de Com-petitividade, в рамках проекта

    No. CENTRO-07-0224-FEDER-002001 (MT4MOBI).

    Один из авторов, К. Лейтао, поддерживается Фондом науки и технологий Португалии

    в виде стипендии

    SFRH / BPD / 93685/2013. Всем поддержки

    признательны.

    Список литературы

    1. М. Грувер: «Основы современного производства — материалы,

    процессы и системы», 4-е изд. 2010, Нью-Йорк, John Wiley &

    Sons, Inc.

    2. Веман К. «Справочник по сварочным процессам»; 2003, Кембридж,

    Woodhead Publishing Ltd.

    3. А. Хосрави, А. Халвей и М. Х. Хасанния: «Свариваемость гальванизированных листов

    по сравнению с гальванизированными листами без промежуточных зазоров при сварке сопротивлением

    », Mater. Des., 2013, 44, 90–98.

    4. Д. К. Саха, И. Чанг и Ю. -Д. Парк: «Зона термического влияния Ликвидационная трещина

    на сталях TWIP, сваренных контактной точечной сваркой», Mater. Charact.,

    2014, 93, 40–51.

    5. Р. Цю, Н. Ван, Х. Ши, К. Чжан и С. Сатонака: «Непараметрические эффекты

    на образование пор при контактной точечной сварке магниевого сплава

    », Sci. Technol. Сварка. Присоединяйтесь., 2014, 19, (3), 231–234.

    6. Р. С. Флореа, Д. Дж. Бамманн, А. Йелделл, К. Н. Соланки и

    Ю. Хамми: «Влияние параметров сварки на усталостную долговечность и микроструктуру

    при контактной точечной сварке алюминиевого сплава 6061-T6

    », Mater. Des., 2013, 45, 456–465.

    7. Х. Чжан и Дж. Сенкара: «Сварка сопротивлением — основы и

    применения»; 2006 г., Бока-Ратон, Флорида, Taylor & Francis Group.

    8. Х. Луо, К. Хао, Дж. Чжан, З. Ган, Х. Чен и Х. Чжан:

    «Характеристики контактной сварки магниевых сплавов AZ31 и

    AZ91», Weld. J., 2011, 90, 249с – 257с.

    9. Дж. Сенкара, Х. Чжан и С. Дж. Ху: «Прогнозирование вытеснения при контактной точечной сварке

    », Weld. J., 2004, 83, 123с – 132с.

    10. К. Истерлинг: «Введение в металлургию сварки»,

    2-е изд .; 1992, Кембридж, Баттерворт-Хайнеманн.

    2

    11. М. Рашид, Дж. Б. Медли и Ю. Чжоу: «Формирование самородков и рост

    при контактной точечной сварке алюминиевого сплава 5182»,

    Can. Металл. В., 2011, 50, (1), 61–71.

    12. Комитет по справочнику ASM: «Справочник по ASM — сварка, пайка и пайка

    » Том. 6,; 1990, Парк материалов, Огайо, ASM International.

    13. С. Коу: «Проблемы затвердевания и ликвационного растрескивания при сварке»,

    J. Miner., 2003, 55, (6), 37–42.

    14. Дж. Сенкара и Х. Чжан: «Трещины при точечной сварке алюминия

    , сплав AA5754», J. Weld., 2000, 79, (7), 194s – 201s.

    15. М. Рашид, Дж. Б. Медли и Ю. Чжоу: «Поведение поверхности раздела электродов

    при контактной точечной сварке алюминиевого сплава

    5182», Sci. Technol. Сварка. Присоединяйтесь., 2009, 14, (4), 595–604.

    16.Б. Ланг, Д. К. Сан, Г. З. Ли и X. Ф. Цинь: «Влияние параметров сварки

    на микроструктуру и механические свойства резистивных точечных сварных соединений из магниевого сплава», Sci. Technol. Сварка. Присоединяйтесь.,

    2008, 13, (8), 698–704.

    17. М. Ализаде-Ш, С. П. Х. Мараши и М. Поуранвари: «Взаимосвязь структуры и свойств Micro-

    в мартенситной нержавеющей стали

    точечной сварки сопротивлением», Sci. Technol. Сварка. Присоединяйтесь., 2014, 19, (7),

    595–602.

    18. Кахраман Н.: «Влияние параметров сварки на прочность соединения

    титановых листов контактной точечной сварки», Матер. Des.,

    2007, 28, 420–427.

    19. В. Х. Б. Эрнандес, М. Л. Кунц, М. И. Хан и Ю. Чжоу:

    «Влияние микроструктуры и размера сварного шва на механическое поведение

    разнородных точечных сварных швов сопротивлением AHSS», Sci. Technol.

    Сварной шов. Присоединяйтесь., 2008, 13, (8), 769–776.

    20. W. H. Zhang, X. M.Цю, Д. К. Сан и Л. Дж. Хан: «Влияние

    параметров контактной точечной сварки на микроструктуры и механические свойства соединений разнородных материалов из оцинкованной высокопрочной стали

    и алюминиевого сплава», Sci. Technol. Сварка. Присоединяйтесь, 2011,

    16, (2), 153–161.

    21. П. Пеннер, Л. Лю, А. Герлих и Ю. Чжоу: «Технико-экономическое обоснование

    точечной контактной сварки разнородных комбинаций Al / Mg с прослойками на основе Ni

    », Sci.Technol. Сварка. Присоединяйтесь., 2013, 18, (7), 541–550.

    22. Л. Лю, Л. Сяо, Д. Л. Чен, Дж. К. Фэн, С. Ким и Ю. Чжоу:

    «Микроструктура и усталостные свойства разнородных соединений Mg и стали

    точечной сварки сопротивлением», Mater. Des., 2013, 45, 336–342.

    23. S. -W. Песня, С. -Х. Ли, Б. — С. Ким и Т. -Дж. Юн: «Растрескивание разнородных алюминиевых сплавов во время сварки трением с перемешиванием»

    ,

    Mater. Пер., 2011, 52, (2), 254–257.

    24.Г. Цао и С. Коу: «Расклинивание при полном проплавлении сварных швов Al – Si

    », Weld. J., 2005, 84, 63с – 71с.

    25. К. П. Рао, Н. Раманая и Н. Вишванатан: «Частичное растрескивание зоны

    в сварных швах AA6061», Mater. Des., 2008, 29, 179–186.

    26. Дж. Д. Дауд: «Растрескивание при сварке алюминиевых сплавов», Weld. J., 1952,

    31, 448с – 456с.

    27. М. Пастор, Х. Чжао, Р.П. Мартуканиц и Т. Деброй: «Пористость,

    недостаточное заполнение и потери магния во время непрерывной волны Nd: YAG

    лазерная сварка тонких пластин из алюминиевых сплавов 5182 и 5754 ‘,

    Сварной шов.J., 1999, 78, (6), 207с – 216с.

    28. Коу С. «Металлургия сварки», 2-е изд .; 2003, Хобокен, Нью-Джерси,

    John Wiley & Sons, Inc.

    29. Л. Лю, Л. Сяо, JC Feng, YH Tian, ​​SQ Zhou и Y. Zhou:

    «Механизмы контактной точечной сварки магния. стали ‘,

    Металл. Матер. Пер. А, 2010, 41А, (10), 2651–2661.

    30. Международный справочный комитет ASM: «Справочник по металлам —

    Свойства и выбор

    : чугуны, стали и высокопроизводительные сплавы

    » Том.1. 10-е изд; 1990, Металл Парк, Огайо, ASM Inter-

    национальный.

    31. Международный справочный комитет ASM: «Справочник по металлам —

    , свойства и выбор: цветные сплавы и материалы специального назначения

    » Том. 2. 10thedn; 1990, Металс Парк, Огайо, ASM International.

    Mira-Aguiar et al. Дефекты сварных швов в RSEW из алюминия, цинка и оцинкованной стали

    Наука и технология сварки и соединения 2015 ТОМ 00 № 09

    Наука и технология сварки и соединения stwstw3319.3d 15/4/2015 17:49:53

    4 Распространенные дефекты сварных швов и способы их предотвращения в конструкции из листового металла

    Ваш производитель когда-нибудь давал вам готовый продукт, который раздражает глаз или, что еще хуже, плохо собран? Это может быть из-за надоедливых дефектов сварки .

    Скручивания и повороты — обычное дело при сварке металла. Обратите внимание на эти распространенные запоздалые мысли о сварке на предмет признаков того, что ваш поставщик не готов помочь вашему проекту реализовать свой потенциал.

    4 распространенных дефекта сварных швов в конструкции из листового металла


    Четыре распространенных дефекта сварных швов, о которых следует больше всего беспокоить при проектировании листового металла:

    1. Пористость
    2. Перекрытие
    3. Искажения
    4. Отсутствие плавления
    Давайте больше в каждом дефекте сварки:

    1. Пористость

    Переведем: пористость = пузырьки газа. Пористость возникает, когда защитный газ задерживается внутри сварного шва и выходит через сварной шов после его затвердевания.Выброс газа оставляет крошечные отверстия в сварном шве. Пористость особенно разрушительна при сварке в среде инертного газа (MIG) или сварных швах.

    Последствия пористости сварного шва :

    • Трещины видимые и внутренние
    • Ослабленные сварные швы

    Как предотвратить пористость сварного шва :

    • Если вы используете несколько типов металлов, убедитесь, что вы указываете похожие.
    • Попросите сертифицированного инспектора по сварке использовать рентгеновские лучи и ультразвук для проверки наличия отверстий.

    2. Перекрытие

    Перекрытие — это выход металла шва за пределы корня шва. Это разновидность несплошности сварного шва, не обязательно дефект сварного шва. Перекрытие сварных швов часто возникает при угловых или стыковых сварных швах (распространенные типы сварных швов в производстве металлов). Это может быть связано с недостаточным нагревом.

    Последствия нахлеста :

    • Слияние частей практически отсутствует
    • Концентрированное напряжение под нагрузкой

    Как предотвратить сварку внахлест :

    Используйте металл и сплав, более подходящий для условий высоких температур

    • Найдите более квалифицированного и опытного сварщика

    3.Искажения

    Искажение может возникнуть при сварке основного металла на перекосах из-за чрезмерного нагрева, создаваемого процессом сварки. Обычно это происходит с тонкими листовыми металлами, поскольку им не хватает площади для отвода тепла. Это также может произойти при создании более длинных сварных швов из-за того, что металл подвергается нагреву в течение длительного периода времени.

    Последствия деформации сварного шва :

    • Деформированный металл структурно не прочен

    Как предотвратить деформацию сварного шва :

    • Избегайте нержавеющей стали, так как она особенно подвержена смещению во время сварки
    • Используйте металл более свариваемого типа и сплава, поэтому требуется меньше проходов
    • Хватит указывать столько сварных швов!

    4.Отсутствие Fusion

    Это происходит, когда основной металл и металл сварного шва не полностью сцепляются друг с другом. Непровар возникает, когда сварка начинается не у основания сварной канавки. Обычно это происходит из-за плохой техники сварки — возможно, неправильного угла, чрезмерной скорости или недостаточной длины дуги.

    Последствия отсутствия сварного шва :

    • Соединение не будет надежным или длительным

    Как предотвратить отсутствие сварного шва :

    • Найдите более квалифицированного и опытного сварщика
    • Используйте более тонкий кусок металла

    Не оставляйте места для ошибки

    Идеальный способ предотвратить дефекты сварных швов — привлечь производителя к работе на ранней стадии.Если вы предоставите своему поставщику правильные проектные спецификации, это снизит вероятность ошибок при сварке.

    Вас предупредили: не забывайте о сварке в производственном процессе!

    Дефекты сварки — Пошаговые инструкции — Причины и способы предотвращения Weld World

    Непробиваемость

    Непровар определяется как неполный провар в корневой зоне, где поверхности сплавления корневой зоны не расплавлены полностью.Это может быть классифицировано как неполное проникновение и неполное проникновение корня. Основная причина этого дефекта — неправильная очистка, низкий сварочный ток, высокая скорость прохождения дуги, короткая длина дуги и отсутствие предварительного нагрева в более толстых металлах. Предотвращение: Этот дефект сварки можно предотвратить, устранив вышеупомянутую основную причину. Отсутствие межпроходной сварки

    Отсутствие плавления

    этот дефект возникает, когда металл сварного шва не может сплавлять границы основного металла или боковую стенку основного металла,

    Этот дефект может возникать в боковой стенке основного металла или между промежуточным проходом и областью корня, соответственно, калладой. Отсутствие проплавления боковой стенки, отсутствие межпроходного спаяния и отсутствие проплавления корня.Основная причина этого дефекта — неправильная очистка, низкий сварочный ток, высокая скорость распространения дуги, короткая длина дуги и отсутствие предварительного нагрева в более толстых металлах.

    Предотвращение: Этот дефект можно предотвратить, устранив вышеупомянутую основную причину.

    Выточка

    Подрезы обычно возникают при слишком высоком сварочном токе или при большой длине дуги. Этот дефект может возникнуть, если соединение также заржавело. Это можно рассматривать как своего рода бороздку, вырезанную в области зацепа при сварке и оставленную незаполненной. Для ремонта, этот дефект требует очистки стыка перед началом сварки, контроля длины дуги и сварочного тока. Критерии приемки: Обычно поднутрение имеет допустимый предел в соответствии с различными сварочными нормами и стандартами. Для трубы он не должен превышать 5% толщины листа или 1/32 дюйма или около 0,75 мм. Применимо любое минимальное значение.

    Включение

    В металле шва встречаются включения двух типов: включения шлака и включения вольфрама. Включение шлака : Включение шлака — это тип улавливания шлака между слоями сварного шва или между основным металлом и металлом шва, особенно в процессе многослойной сварки, но иногда это может происходить и при однопроходной сварке. Включение шлака происходит при использовании шлакового материала, такого как SMAW, SAW Включение вольфрама: В основном включение вольфрама происходит при соприкосновении вольфрама в расплавленной сварочной ванне из-за использования короткой длины дуги, использования вольфрама небольшого размера, высокого тока, особенно в процесс ручной сварки, при котором вольфрам используется в качестве электрода, например GTAW. Плазменная дуга . Причина: Низкий сварочный ток, наличие грязи, ржавчины, прокатной окалины, использование поврежденного электрода

    Профилактика: Этот дефект может быть устранен использованием соответствующего сварочного тока, соответствующей очистки каждого слоя после окончания сварки, предварительного нагрева стыка

    Для ремонта, этот дефект необходимо удалить шлак шлифованием и заварить заново.

    Удары дуги

    Этот тип дефекта на самом деле является локальным слиянием за пределами области сварного шва или на основном металле в любом месте и может возникнуть из-за неосторожности сварщика или потери соединения точки заземления.Этот дефект можно предотвратить, правильно используя противопожарную подушку, плотное соединение зажимов заземления и тщательную сварку.

    Когда дуга возникает на основном металле, температура этой части внезапно становится слишком высокой и снова очень быстро падает. В результате этого микроструктура металла этой детали может измениться и вызвать хрупкую трещину или трещину.

    Для ремонта, этот дефект необходимо зашлифовать до полного устранения, а затем заварить.

    Дефекты сварки Трещины

    В сварном шве возникают различные типы трещин, которые можно разделить на следующие категории: продольные, поперечные, кратерные, горловины, носки, корни, под швом, зоны термического воздействия, горячие, холодные или отложенные) Подробнее

    Незаполненный

    В основном, этот вид дефекта возникает на поверхности сварочного металла или ниже поверхности сварного шва, когда поверхность сварного шва оказывается ниже прилегающей поверхности основного металла из-за неправильной техники сварки и параметров сварки.

    Для ремонта этого дефекта необходимо применить правильную технику сварки и параметры сварки. Просто шов нужно немного отшлифовать и как следует заполнить тем же способом сварки.

    Несоосность

    Несоосность в основном возникает из-за соединения двух разной или разной толщины, также этот дефект возникает из-за небрежности, и этот тип дефекта также называется высоким-низким, и его трудно отремонтировать внутри трубы или трубки.Существует два типа несоосности, а именно:

    • Тип перекоса по Леньеру
    • Угловой тип перекоса

    Для ремонта этого дефекта необходимо отшлифовать дефектную часть соединения и снова подготовить требуемую форму.

    Вогнутость или выпуклость

    Дефекты такого рода возникают, когда металл сварного шва превышает или не соответствует указанному допустимому пределу сварного шва из-за сварочного тока и скорости перемещения.

    Предотвращение: это можно предотвратить, контролируя ход дуги и сварочный ток. Для ремонта, этот дефект требует шлифовки излишка металла шва, если он находится в выпуклой деформации или требует дополнительной сварки для вогнутой формы (недостаточный металл сварного шва). В случае корневой вогнутости обратная сварка предпочтительна

    IS

    Арматура сварочные дефекты?

    Следует отметить, что армирование является важной частью сварочной операции из-за необходимой прочности сварного соединения.Но в случае избыточного или меньшего армирования это будет считаться дефектом сварки. Его можно классифицировать как Избыточное армирование, Недостаточное армирование. Этот дефект возникает из-за наличия сварочного тока или медленного прохождения дуги.

    обычно действует только на 1/16 дюйма в трубе и на 1/8 дюйма в пластине. И этого можно избежать, используя правильный сварочный ток и скорость движения дуги. Для обратного всасывания или недостаточного армирования допустимое значение составляет 5% от толщины металла или не должно превышать примерно.75 мм, в зависимости от того, какое из минимальных значений следует учитывать. Для ремонта, этот дефект требует шлифовки лишнего металла шва. или используйте обратный шов в случае недостаточного усиления

    Перекрытие

    Перекрытие обычно возникает из-за того, что выходит за пределы кромки сварного шва, и оно не допускается ни в каком количестве сварочного металла. Этим можно управлять с помощью правильной техники сварки и скорости движения дуги. Для ремонта, этот дефект нужно отшлифовать дефектную часть стыка.Прожигать

    Прогорание

    Прожог — это нежелательное отверстие, которое расплавляется через основной металл и может оставаться сбоку от сварного шва, в основном это происходит из-за чрезмерного сварочного тока или низкой скорости движения дуги, и его можно предотвратить, уменьшив тепловложение или тепловую синхронизацию. также можно использовать для уменьшения подводимого тепла.

    Сварка

    Брызги

    Брызги, вероятно, представляют собой небольшую частицу металла сварного шва, которая выбрасывается при сварке из-за использования высокого тока и большой длины.Этого можно избежать, если правильно подобрать параметры сварки. и прикрытие огненным одеялом.

    Для ремонта этот дефект необходимо правильно очистить с помощью шлифовки или выколотки.

    Дуговые кратеры:

    Кратер дуги возникает из-за неправильного завершения сварки, когда сварочная ванна остается неполной из-за неправильной техники завершения сварки и может быть отремонтирована сваркой, но при наличии трещины ее можно отшлифовать должным образом.

    Дефекты сварки — как они влияют на целостность трубопроводных систем

    Касем Фандем, инженер-механик Saudi Aramco.Эта статья опубликована в выпуске Inspectioneering Journal за январь / февраль 2019 года.

    Введение

    Сварка — один из наиболее важных методов в обрабатывающей промышленности для соединения металлов различной геометрии и размеров с экономичной и надежной сборкой. В нефтехимической промышленности используются несколько типов сварочных процессов, которые существуют уже много десятилетий, а в последние годы были разработаны новые методы.В основном, эти процессы различаются по настройке, основным и второстепенным переменным, таким как дуговая сварка в защитном металлическом корпусе (SMAW), дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) и т. Д. Каждый процесс сварки имеет характеристики, которые влияют на его качественные характеристики и надежность. сварной шов. Например, сварной шов, приемлемый для одного применения, такого как резервуар, может не соответствовать критериям приемлемости для сосудов под давлением в соответствии с применимыми международными правилами. Дефекты сварки, такие как трещины, пористость, отсутствие плавления, неполное проплавление и разбрызгивание, могут быть вызваны различными причинами, такими как плохое качество изготовления, проблемы конструкции, неправильный материал, неправильные спецификации процедуры сварки и / или неблагоприятная среда.Воздействие каждого дефекта варьируется от приемлемого до неприемлемого, и его необходимо либо отремонтировать, либо устранить.

    Следовательно, важно обеспечить качество и надежность сварных швов в оборудовании до его ввода в эксплуатацию, используя методы неразрушающего контроля (NDT) и обеспечивая соответствие требованиям международных стандартов. Кроме того, системы трубопроводов следует подвергать гидроиспытаниям, чтобы гарантировать целостность и прочность всей системы. Однако некоторые дефекты сварки могут быть обнаружены только во время работы установки, например возникновение трещин.Эти дефекты потребуют инженерной оценки, такой как оценка пригодности к эксплуатации, для определения надлежащих корректирующих действий.

    Этот контент доступен зарегистрированным пользователям и подписчикам.

    Зарегистрируйтесь сегодня, чтобы получить доступ к этой статье бесплатно.

    Создайте бесплатную учетную запись и получите доступ к:

    • Разблокируйте один премиум-товар по вашему выбору в месяц
    • Эксклюзивный онлайн-контент, видео и загрузки
    • Информативные и полезные вебинары
    НАЧАТЬ

    Текущие подписчики и зарегистрированные пользователи могут войти в систему сейчас.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *