Дефекты могут возникать при сварке - Трещины: разновидности, причины их образования

Продольная трещина

Трещиной называют несплошном, которая вызывается резким охлаждением или воздействием нагрузок. Разновидность этого дефекта, которую можно обнаружить только оптическими приборами с увеличением, не менее пятидесятикратного, называют микротрещины.

Продольные трещины располагаются вдоль сварного соединения и могут располагаться:

• в металле шва;
• в основном материале;
• на границе сплава;
• в области температурного воздействия.

Трещины в основном металле, причиной которых является высокое напряжение, называют скрытыми. Внешне они напоминают ступени. Этот дефект присущ сварных соединений 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 сплава 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 воздействия.

Радиальные трещины расходятся из одной точки и иначе называются звездообразными. Места их расположения аналогичные локализаций поперечных трещин. Причины образования поперечных и радиальных трещин такие же, как и в продольных.

В месте отрыва дуги на поверхности шва образуется углубление. Дефекты, возникающие в этом месте, называют трещинами в кратере. Они делятся 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 аналогичные этим характеристикам поперечных и радиальных трещин.

Если с одной трещины образуется группа трещин, то такой брак носит название разветвленных трещин. Места их расположения - основной материал, металл шва, область термического воздействия. Причины возникновения такие же, как и в 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 имеет углов, причиной появления которого появились газы, которые не успели покинуть расплавленный материал.
• Газовой иногда называют газовую полость, имеет 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 превышает тройной диаметр максимальной поры.
• Цепочкой пор называют ряд газовых полостей, которые располагаются линией вдоль сварного соединения с расстоянием между ними, не превышает трех диаметров наибольшей из времени.
• Если дефектом является несплошном, вытянутая вдоль оси сварного шва и имеет 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 елок.
• Газовая полость, нарушает целостность поверхности сварного соединения, называется поверхностной время.
• Если во время затвердевания вследствие усадки образуется полость - она ​​носит название усадочной раковины. А усадочная раковина, расположенная в конце валика и не заваренный при следующих проходах, называется кратером.

Время - дефекты сварных соединений, фото которых приведены ниже, появляются из-за наличия вредных примесей, как в основном металле, так и в присадочный. Времени могут образовываться из-за ржавчины и других загрязнений, которые не были удалены перед проведением сварки с кромок материала, повышенного содержания углерода, высокой скорости сварочного процесса , Нарушений защиты сварочной ванны. Наиболее частой причиной возникновения пор является отсыревших покрытие плавится электрода.

Наличие одиночных пор не представляет опасности, а вот их цепочка может негативно сказаться на прочности сварного соединения. участок сварочного шва , Потрясенный этими дефектами, переваривают, предварительно механически его зачистив.

  Виды твердых включений в сварном шве

Твердые посторонние включения, как металлического, так и неметаллической характера, имеющие в своей конфигурации хотя бы один острый угол, недопустимо дефектами в сварном соединении, поскольку играют роль концентраторов напряжений. Дополнительная опасность этих дефектов заключается в том, что они не видны снаружи. Выявить их можно только методами неразрушающего контроля.

Твердые включения делятся 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, другими. Причины их образования - большие скорости сварочного процесса, загрязненные кромки, многослойная сварка, если швы между слоями очищенные некачественно. Форма этих бракованных включений очень разнообразна, поэтому они могут быть гораздо опаснее округлых пор.
• Флюсы, служащие для защиты металла от окисления, является причиной образования флюсовых включений. Также, как и шлаковые, флюса включения делят на линейные, разобщены и другие.
• Причинами образования оксидных включений могут быть: недостаточно чистая поверхность основного или присадочного металлов, вытягивания горячего сварочной проволоки из области защиты, неправильная подготовка кромок - слишком сильное их затупления.
• Частицы посторонних 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 поджога медной стружки.

Несплавление и непровар: причины возникновения

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 несплавления необходимо уменьшить скорость сварки, снизить временной разрыв между образованием и заполнением канавки, тщательно очищать сварочную зону от масел и загрязнений. Несплавления могут располагаться:

• в корне сварного шва;
• на боковой стороне;
• между валиками.

Непровар возникает из-за невозможности расплавленного металла достичь корня шва. Причин непровара может быть несколько:

• недостаточный сварочный ток;
• слишком высокая скорость перемещения электрода;
• увеличена длина дуги;
• слишком маленький угол скоса кромок;
• перекос свариваемых кромок;
• недостаточный зазор между кромками;
• неправильно выбран - увеличен - диаметр электрода.
• попадания шлака в зазоры между кромками;
• 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 внешней части валика шва. Если подрезы располагаются со стороны корня одностороннего шва и образуются из-за усадки вдоль границы, их называют усадочными канавками. Подрезы являются широко распространенными поверхностными дефектами, которые возникают из-за слишком высокого напряжения дуги при сварке угловых швов или за неточного ведения электрода. В этом случае одна из кромок проплавляя более глубоко, что приводит к стекания металла на находящийся 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 двусторонние подрезы. Такого же типа дефект получается и при автоматической сварке в случае повышения угла обработки.

• Превышение выпуклостей стыковой или углового шва является 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 проплавить. 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 свариваются поверхности расположены параллельно, но не на одном уровне.
• Угловым называют смещение между двумя поверхностями при их расположении под углом, который отличается от необходимого.
• Натик образуется из металла сварного шва который оседает под действием силы тяжести. Натик образуется при горизонтальном, потолочном, нижнем положениях   сварки, в угловом соединении   и шве нахлесточные соединения.
• При прожогам металл сварочной ванны следует, образуя сквозное отверстие. Причинами прожога могут стать загрязненность поверхности основного металла или электрода.
• Неполное заполнение разделки кромок возникает из-за недостатка присадочного материала.
• Если в угловом соединении один катет значительно превышает другой, то возникает дефект чрезмерной асимметрии.
• Неравномерное ширина сварного шва.
• Неровная поверхность - это неравномерность формы усиления шва по его длине.
• Вогнутость корня шва представляет собой неглубокую канавку со стороны корня шва, которая образовалась из-за усадки.
• Из-за возникновения пузырей в период затвердевания металла образуется пористость в корне шва.
• Восстановления. Этот дефект является местную неровность поверхности в зоне восстановления сварочного процесса.

  Другие дефекты сварных швов

Все дефекты сварных швов и соединений, которые не были перечислены выше, относятся к категории «другие». К ним относятся 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, образовавшиеся от наплавляемого или присадочного металла при 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, меньше допустимой величины.

Допустимые дефекты сварных соединений - это отклонение, наличие которых не снижает эксплуатационные свойства сварного соединения и их присутствие разрешено нормативной документацией. Все другие дефекты, как правило, исправляются с помощью подварки. Исправлять качество сварки более двух раз не допускается, так как может произойти перегрев или перерасход металла.

К внешним дефектам относятся:

• наплывы;
• подрезы;
• незаваренные кратеры;
• поры, выходящие на поверхность сварного шва;
• пропали;
• внешние трещины и др.

Наплывы могут быть местными, в виде отдельных зон, а также значительными по длине.

Наплывы возникают из-за: чрезмерной силы тока при длинной дуге и большой скорости сварки; увеличенного наклона плоскости, на которую накладывают сварные швы; неправильного ведения электрода или неверного смещения электродной проволоки при сварке кольцевых швов под флюсом; неудобного пространственного положения (вертикальное, потолочное), а также недостаточный опыт сварщика.

подрезы   представляют собой углубления (канавки) в основном металле, идущие по краям шва (рис. 5). Глубина подреза может колебаться от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Причинами, по которым образуются эти дефекты сварных соединений являются: значительной силы тока и повышенное напряжение дуги; неудобное пространственное положение   при сварке; небрежность сварщика.

Подрезы в шве уменьшают рабочую толщину металла, вызывают местную концентрацию напряжений от рабочих нагрузок и могут быть причиной разрушения швов в процессе эксплуатации. Подрезы в стыковых и угловых швах , расположенные поперек действующих на них сил, приводят к резкому снижению вибрационного прочности; даже довольно большие подрезы, проходящих вдоль действующей силы, отражаются на прочности в значительно меньшей степени, чем подрезы, расположенные поперек.

Кратер - углубление, образующееся в случае резкого обрыва дуги в конце сварки (рис. 6). Особенно часто кратеры возникают при выполнении коротких швов. Размеры кратера зависят от величины сварочного тока. при ручной сварки его диаметр колеблется от 3 до 20 мм, при автоматической он имеет удлиненную форму в виде канавки. Незаваренные кратеры снижают прочность сварного соединения, так как концентрируют напряжения. Кроме того, они уменьшают сечение шва и могут появиться очагами образования трещин.

При наличии кратера в сварном шве   снижение прочности соединения при вибрационной нагрузке для изделий из малоуглеродистой стали достигает 25%, а для изделий из низколегированных сталей - 50%.

Стремглав- дефект в виде проплавления или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий (рис. 7). Пропали возникают вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, завышенного сварочного тока или мощности горелки при невысоких скоростях сварки. Особенно часто пропали наблюдаются в процессе сварки тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва. Кроме того, пропали могут иметь место в результате плохого поджатия флюсовой подушки или медной подложки (автоматическая сварка), а также при увеличении продолжительности сварки, малом усилии сжатия и наличии загрязнений на поверхностях свариваемых деталей или электродах (точечная и шовная контактные сварки). Во всех случаях отверстие, возникающее при пропали, хотя и заваривается.

Качество сварных соединений можно обеспечить только постоянным контролем производства, причем контроля должны подлежать все элементы, начиная от самого свариваемого материала, проволоки и электродов, флюса, и заканчивая контролем самого процесса и качества готового изделия.

Общие правила контроля

К работам нужно допускать только тех сварщиков, имеющих опыт и прошли контрольные испытания. Контролем обычно занимается специальный отдел, который называют отделом технического контроля. Существование этого отдела нисколько не снимает из самых сварщиков ответственности за качество своих работ, так как именно они в первую очередь отвечают за качество изделия и несут ответственность за возникшие дефекты.

Классификация дефектов

С разным причинам могут возникать дефекты сварных соединений, которые оказывают существенное влияние на качество и прочность сварных конструкций. Все дефекты сегодня принято делить на несколько групп, а именно:

• Внешние дефекты: к внешним дефектам относятся различные трещины, подреза и кратеры, которые значительно снижают прочность конструкции.
• Внутренние: до внутренних дефектов принято относить различные включения, пористость шва, а также непровар.
• Сквозные: трещины и различные пропали.

Очень часто дефекты возникают из-за прямого нарушения технологии сварки или низкой квалификации самого сварщика или неправильного подбора материалов. Также хочется заметить, что часто причиной может послужить неисправность оборудования или низкое качество самих материалов. Поэтому, в причинах возникновения дефекта нужно разбираться подробно, это поможет исключить возможность их возникновения в будущем.

Основные дефекты при сварке, почему они возникают и как их можно исправить

Основные дефекты при сварке - это:

• трещины;
• подрезы;
• наплывы;
• пропали;
• кратеры;
• свищи;
• посторонние включения;
• пористость;
• перегрев и перерасход металла.

Сами распространения и опасные дефекты

• трещины

Трещины является самым опасным дефектом сварки, так как они сводят на нет все проведенные работы и могут привести к разрушению конструкции, что может привести к весьма трагическим последствиям. В настоящее время различают небольшие (микро) и крупные (макро) трещины, а также их классифицируют по времени их возникновения, а именно непосредственно во время работы или после ее выполнения.

Основными причинами появления дефекта является неверная технология выполнения работы, а также в корне неверный подбор материалов. Трещины могут образоваться и в результате повышенного содержания углерода и различных примесей в области шва. Также, причиной может стать очень резкое охлаждение.

Исправление дефекта возможно только рассверловкой данной области и вырезанием места трещины, после чего сварочные работы   производятся снова.

• подрезы

Таким дефектом, как подрезы сварных швов, называют явление, возникающее при дуговой сварки и характеризуется уменьшением толщины шва в его пределы. Подрез является основной причиной возникновения излишнего напряжения в области сварного шва, причем особенно опасно данное явление в тех случаях, когда шов расположен перпендикулярно основной напряжении. Если конструкция работает при вибрационных нагрузках, то подрез сварного шва является главной причиной значительного снижения ее прочности. Чаще всего они возникают при сварке первых слоев стыковых швов, а также часто такой дефект возникает и при сварке угловых швов. Куда реже подрезы случаются при варке однослойных стыковых швов, которые производятся как с разделкой кромок, так и без них.

Подрезы классифицируют:

• односторонние (по одной стороне сварочного шва)
• двусторонние (по двум сторонам).

Чаще всего встречаются именно двусторонние подрезы, правда при сварке угловых швов наиболее частым явлением является подрез односторонний с тем, что происходит наплывом металла на кромку, расположенной горизонтально.

Основными причинами подреза чаще всего является недостаточное напряжение при сварке, или же электрод был не совсем точно проведено по оси соединения элементов.

Конечно, есть и методы устранения этого очень распространенного дефекта. Устранение подреза проводится, прежде всего, наплавкой небольшого тонкого шва по линии этого дефекта. Отметим, что подрезы сварных швов - дефект также очень опасен, так как он снижает устойчивость конструкции к напряжению.

Дефекты сварных швов   является следствием неправильного выбора или нарушения технологического процесса изготовления сварной конструкции, применение некачественных сварочных материалов и низкой квалификации сварщика.

Дефекты делятся на внешние и внутренние. К внешним дефектам относятся: нарушение размеров и формы шва, непровар, подрез зоны сплава, поверхностное окисление, пропал, наплыв, поверхностные поры, не заверенные кратеры и трещины продольные и поперечные. К внутренним дефектам относятся: внутренние поры, неметаллические включения, непровары и микротрещины.

Нарушение размеров и "формы шва Выражается в неполномерного ширины и высоты шва, в чрезмерном усилении и резких переходах от основного металла к наплавленного. Эти дефекты при ручной сварке является результатом низкой квалификации сварщика, плохой подготовки свариваемых кромок, неправильного выбора сварочного тока, низкого качества сборки под сварку. Дефекты формы шва могут быть и следствием колебаний напряжения в сети. При автоматической сварке нарушения формы и размеров шва является следствием неправильной обработки шва или наруше я режима в процессе сварки (скорости сварки, скорости подачи электродной проволоки, сварочного тока).

непровар -местное несплавление свариваемых кромок основного и наплавленного металлов-е следствием низкой квалификации сварщика, некачественной подготовки свариваемых кромок (малый угол скоса, отсутствие зазора, большая притупление), смещения электрода к одной из кромок, быстрого перемещения электрода по шву.

подрез -Узкие углубления в основном металле вдоль края сварного шва-образуется при сварке большим током или удлиненной дугой, при повышенной мощности горелки, неправильном положении электрода или горелки и присадочного прутка.

поверхностное окисление -окисление металла шва и прилегающего к нему основного металла. Причинами являются сильно окисляющая среда, большая длина дуги, чрезмерно большая мощность сварочной горелки или слишком большой сварочный ток, замедленное перемещение электрода или горелки вдоль шва.

Стремглав -сквозное отверстие в сварном шве. Основными причинами прожога является большой сварочный ток, повышенная мощность сварочной горелки, малая толщина основного металла, малое притупление свариваемых кромок и неравномерный зазор между ними по длине.

наплыв -результат натекания металла шва на непрогретую поверхность основного металла или ранее выполненного валика без сплава с ним. Такие дефекты могут быть при низкой квалификации сварщика, некачественных электродах и несоответствие скорости сварки и сварочного тока разделке шва.

Поверхностные и внутренние порыВозникают в результате попадания в металл шва газов (водород, азот, углекислый газ и др.). образовавшихся при сварке. Водород образуется из влаги, масла и компонентов покрытия электродов. Азот в металл шва попадает из атмосферного воздуха при недостаточно качественной защиты расплавленного металла шва. Оксид углерода образуется в процессе сварки стали при выгорании углерода, содержащегося в металле. Если свариваемая сталь и электроды имеют повышенное содержание углерода, to при недостатке в сварочной ванне раскислителей и при большой скорости сварки оксид углерода не успевает выделиться и остается в металле шва. Таким образом, пористость является результатом плохой подготовки свариваемых кромок (загрязненность, ржавчина, замаслены), применение электродов с сырым покрытием, влажного флюса, недостатка раскислителей, больших скоростей сварки.

неметаллические включения   образуются при сварке малым сварочным током, применении некачественных электродов, сварочной проволоки , флюса, загрязненных кромках и плохой очистки шва от шлака при многослойной сварке. При неправильно выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неметаллических включений.

Трещины внешние и внутренние (микротрещины)   опасны и недопустимы дефектами сварных швов. Они образуются в результате напряжений, возникающих в металле от его неравномерного нагрева, охлаждения и усадки. Высокоуглеродистые и легированные стали после сварки при охлаждении закаляются, в результате чего могут образоваться трещины. Причиной возникновения трещин служит также повышенное содержание в стали вредных примесей (серы и фосфора).

Методы устранения дефектов ссорних  швов.  Листать номерность швов устраняется наплавкой дополнительного слоя металла. При этом наплавляемый поверхность необходимо тщательно очистить до металлического блеска абразивным инструментом или металлической щеткой. Чрезмерное усиление шва устраняют с помощью абразивного инструмента или пневматического зубила.

Непровар, кратеры, поверхностные и внутренние поры и неметаллические включения устраняют вырубкой пневматическим зубилом или расчисткой абразивным инструментом всего дефектного участка с последующей заваркой. Часто применяют выплавку дефектного участка с помощью поверхностной кислородной или воздушно-дуговой резки.

Подрезы заваривают тонкими Беликова швами. Наплывы устраняют обработкой абразивным инструментом или с помощью пневматического зубила. Внешние трещины устраняют обработкой и последующей заваркой. Для предупреждения распространения трещины по концам ее засвер - ливают отверстия. Обработка трещины выполняют зубилом или резаком. Края обработки зачищают от шлака, брызг металла, окалины и заваривают. Швы с внутренними трещинами вырубают и заваривают заново. При наличии сетки трещин дефектный участок вырезают и сваркой накладывают заплатку.

ДЕФЕКТЫ сварных соединений

Дефекты сварных соединений образуются в результате неправильно предназначенных режимов сварочного процесса и несоблюдение технологии выполнения сварки. Основные дефекты сварных соединений, приведены в табл. 3С

Контроль сварных соединений

Сварные соединения подвергают проверке для определения возможных отклонений от технических условий, предъявляемых к данному виду изделий. Внешние дефекты обнаруживаются внешним осмотром Внутренние - ультразвуковым или рентгеновским просвечиванием. Изделие считается качественным, если отклонения не превышают допустимые нормы.

Устранение дефектов сварки

Выявленные в процессе контроля дефекты сварки, не соответствующих техническим условиям, должны быть устранены, а если это невозможно, изделие бракуют.

В стальных конструкциях снятия бракованных сварных швов осуществляют плазменно-дуговой резкой или строганием обработкой абразивным кругом. Затем дефекты завариваются. Все исправления сварных соединений должны выполняться по той же технологии и теми же материалами, что применялись при наложении основного шва.

Наплывы и прочие неровности формы шва исправляют механической обработкой шва по всей длине, не допуская занижение общего сечения.

Исправлены швы подвергают повторному контролю, по методикам, которые соответствуют требованиям к данному виду сварного соединения.