Что называют включением в сварке

Содержание
  1. Что такое контактная шовная сварка?
  2. Общая информация
  3. Область применения
  4. Технология
  5. Технология шовной сварки
  6. Шаговая
  7. Непрерывная
  8. Прерывистая
  9. Оборудование для контактной шовной сварки
  10. Вместо заключения
  11. Промышленное применение точечной и шовной сварки
  12. Контроль качества сварных соединений
  13. : Шовная контактная сварка
  14. Что называют включением в сварке – Справочник металлиста
  15. Процесс возникновения твердых включений
  16. Способы предупреждения
  17. Процесс возникновения шлаковых включений
  18. Процесс возникновения флюсовых включений
  19. Процесс возникновения
  20. Способы предупреждения оксидных включений
  21. Процесс возникновения металлических включений
  22. Способы устранения
  23. Дефекты сварных швов и причины их возникновения
  24. Дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:
  25.  ТРЕЩИНЫ
  26. ПОЛОСТИ
  27. ТВЁРДЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ
  28. НЕСПЛАВЛЕНИЯ И НЕПРОВАРЫ
  29.  НАРУШЕНИЕ ФОРМЫ ШВА
  30. Что называют включением в сварке
  31. Причины образования дефектов
  32. Виды дефектов сварных швов
  33. Наружные
  34. Внутренние
  35. Сквозные
  36. Способы устранения дефектов сварных швов
  37. Виды дефектов сварных соединений образовывавшиеся при сварке
  38. Трещины: разновидности, причины их образования
  39. Продольные трещины располагаются вдоль сварного соединения и могут располагаться:
  40. Дефекты сварных швов и соединений
  41. Классификация дефектов сварных соединений
  42. Трещины
  43. Подрезы
  44. Наплывы
  45. Прожоги
  46. Непровары
  47. Кратеры
  48. Свищи
  49. Поры в сварном шве
  50. Посторонние включения
  51. Причины возникновения дефектов сварных швов
  52. Методы выявления дефектов
  53. Способы устранения дефектов сварных соединений
  54. Методы контроля сварных соединений

Что такое контактная шовная сварка?

Что называют включением в сварке

На примере точечного либо рельефного видов, контактная сварка знакома многим сварочным специалистам.

Эти две технологии получили широкое распространение, в отличие от шовного типа.

Далее будет рассказано:

  • что называют контактной шовной сваркой;
  • ее отличия от роликового вида контактной сварки;
  • достоинства и недостатки шовного сваривания металлов;

А также дана более подробная информация о процессе и технологических видах работы.

Общая информация

Контактной шовной сваркой называется тип сваривания, при котором используются два вращающихся электродных ролика.

Эти электроды создают большое количество сварных точек, способных отчасти перекрывать воздействие друг друга.

Создается неразъемное соединение, которое отвечает за повышенную герметичность шва.

Сварщики, которые только осваивают профессию, часто спрашивают, в чем разница между шовным типом и роликовым.

Разгадка здесь проста – это единая техника обработки металла, имеющая два разных названия.

Ее можно называть и роликовой, и шовной, оба варианта будут верны. Ведь варианты названия не изменяют сущность процесса.

Типом шовной обработки считается также конденсаторное (импульсное) контактное сваривание.

При шовном методе действующим механизмом сваривания являются электроды-ролики. Однако весь рабочий аппарат – это более сложная система механизмов.

Его принято называть «Станок для роликовой сварки».

Такая техника обработки металла довольно проста. Необходимые детали помещаются между двумя роликами, которые сжимают и с силой прокатываются по поверхности металла.

Процесс соединения происходит благодаря проходящему в роликах току, который нагревает поверхность детали.

Правда, такая методика оптимальна только для тонких металлических листов до трех миллиметров толщиной.

Применяемые для шовной технологии сваривания ролики, кроме сжимания деталей, функционируют как электроды, а потому требуют точного выбора.

В ассортименте встречаются образцы разного диаметра. Рекомендуется использовать варианты от 150 до 20 см в диаметре.

Ролики более маленьких диаметров быстро изнашиваются, требуют частой замены. Важная роль также у материала, из которого была произведена деталь.

В этом вопросе подходящими будут медь, либо бронза всех ее типов.

Точечная и шовная (роликовая) контактная сварка являются наиболее востребованными и распространёнными способами контактной сварки.

Примерно, 90% всех сварных соединений, созданных при помощи контактной сварки, приходятся на долю точечной и шовной (роликовой) сварки, потому что в этих способах соединения деталей преимущества контактной сварки, приведённые на этой странице, проявляются наиболее полным образом. Далее рассмотрим суть, технологию каждого из этих видов сварки и необходимое для этого оборудование.

Область применения

Благодаря тому, что сварочный роликовый шов обладает повышенной прочностью и герметичностью, область применения его довольно обширная. Основная сфера использования — ёмкости из листового материала, тонкостенные цельносварные трубы, герметичные отсеки и так далее.

Чаще всего подобный вид сварки используется для создания изделий из тонких листовых материалов. Толщина листов не должна превышать 3 мм.

Широкое применение имеет контактная сварка в автомобильной промышленности. Так же часто производятся герметичные оболочки, обшивки и другие металлические изделия.

Такой метод имеет высокую производительность. За один час можно сварить до тысячи метров материала.

Технология

Шовная сварка является разновидностью контактной сварки, поэтому в основу её технологии заложены тепловое воздействие электрического тока по закону Джоуля — Ленца и усилие сжатия свариваемых деталей.

Существует три способа выполнения шовной сварки: непрерывная, прерывистая и шаговая.

Непрерывная шовная сварка осуществляется при непрерывном движении деталей и непрерывном протекании сварочного тока. Толщина свариваемых листов, как правило, не превышает 1 мм.

Применяется редко из-за перегрева сварочных роликов и свариваемых деталей, невысокого качества сварки и относительно низкой стойкости электродов.

Используется для сварки неответственных изделий из малоуглеродистых сталей.

Циклограмма прерывистой шовной сварки

Прерывистая шовная сварка осуществляется при непрерывном движении деталей и прерываемом включении сварочного тока. Герметичность швов, обеспечиваемая перекрытием литых ядер сварных точек, достигается сбалансированным соотношением скорости вращения роликов и частоты импульсов тока. Толщина свариваемых листов — до 3 мм.

Способ прерывистой шовной сварки получил наибольшее распространение благодаря меньшему перегреву роликов и заготовок. Шаговая шовная сварка осуществляется в ходе прерывистого движения деталей (на шаг), с помощью больших величин сварочного тока, включаемого в момент остановки роликов. Характеризуется наименьшим перегревом роликов и заготовок. Толщина свариваемых листов — до 3 мм.

Применяется для сварки алюминиевых сплавов и плакированных металлов.

Желательный диаметр электродов 150—200 мм, так как при меньшем диаметре увеличивается их износ. При сварке металлов толщиной менее 0,5 мм применяют электроды диаметром 40—50 мм. Для изготовления электродов для точечной и роликовой сварки используется медь марки М1, кадмиевая, хромистая, бериллиевая бронзы и другие сплавы.

Технология шовной сварки

Листовые заготовки укладываются внахлест. При подаче тока на роликовые электроды в месте контакта с металлом образуется диффузное пятно. Цепочка сварных пятен образует шов, он зависит от сочетания скорости подачи заготовок с импульсами. По типу движения заготовок и способам подачи рабочего тока выделяют три вида роликовой сварки.

Схема шовной роликовой сварки

Шаговая

Необходима для соединения алюминиевых деталей. Заготовки находятся между роликами. Они неподвижны в момент образования диффузной точки расплава, перемещаются рывками только во временные промежутки между импульсной подачей тока. Не происходит перегрева металла, детали прочно скрепляются между собой.

Непрерывная

Такая шовная сварка образует герметичный шов, но применяется редко для тонкостенных заготовок до 1 мм толщиной. Из-за непрерывно подаваемого тока дисковые электроды перегреваются, их приходится часто менять. Металл прокатывается с усилием в непрерывном режиме. Заготовки от теплового воздействия коробятся, процент брака увеличивается.

Прерывистая

Самый распространенный способ, свариваемые детали прокатываются с установленной скоростью. Подача тока регулируется так, чтобы пятна укладывались в непрерывный шов за счет перекрытия диффузных зон.

Ролики прижимают металл с постоянным усилием, во время соединения листов пятно вытягивается до овала за счет взаимного движения заготовок и электродов, образуется герметичное соединение.

В местах пропусков образуется литая зона, точки перекрываются на 22–35%.

Оборудование для контактной шовной сварки

Производители предлагают сварочные станки и аппараты различных модификаций. Наиболее востребованными остаются стационарные машины. К неподвижной станине крепятся основные узлы:

  • источник электрического тока с блоком регулятора (малогабаритный инвертор с импульсной схемой прерывания тока и двойным преобразователем напряжения, сглаживающим скачки);
  • держатель неподвижного роликового электрода – сужающегося к кромке диска из бронзового сплава;
  • кронштейн подвижного диска, он крепится на подшипнике, стандартный вылет кронштейна 400 или 700 мм;
  • прижимной механизм, он бывает нескольких типов: ножная педаль, пневматический привод, гидравлика, комбинированный;
  • устройство подачи заготовок.

При перпендикулярном соединении заготовок ведущим считается верхний нажимной диск, при продольном – опорный.

Машины шовной сварки выпускаются различных модификаций

Сварочные машины различаются роликовыми электродами, их может быть два или в устройстве устанавливают сразу несколько роликовых пар. Диаметр диска колеблется от 35 до 45 см, ширина обода от 0,4 до 1 см. Процесс сваривания листов бывает односторонним и двухсторонним.

Машины различают по мощности:

  • маломощные потребляют от 25 до 40 кВт, работают от стандартной сети 220 В;
  • среднемощностные – от 40 до 100 кВт, подключаются к трехфазному току 380 В;
  • большой мощности – от 100 до 300 кВт, у них прижимное усилие достигает 5 тонн, ампераж 22 кА.

Роликовый сварочный стенд снабжен вращателем, с помощью которого привариваются круглые детали, соединяют сопряженные цилиндры. Заготовки вращаются на специальном стенде с разнонаправленными регулируемыми опорами, широким вылетом кронштейнов. Электродные диски вращаются червячной передачей. Образуются герметичные ровные швы по всей окружности.

Шовные клещи выпускают двух видов:

  • подвесные, неподвижно закрепляется один из электродов, другой регулируется;
  • переносные, прижимное устройство и диски крепятся на подвижных рычагах.

В рабочее положение клещи устанавливаются шарнирным пневмоприводом. Аппарат предназначен для сварки изделий сложной конфигурации, когда заготовки нельзя поместить в машину или установить на стенд.

Шовной роликовой сваркой удается соединять металлы, склонные к короблению при нагревании. Степень герметичности шва зависит от расстояния между диффузными точками. Технология шовной сварки регламентирована ГОСТ 15878-79.

Вместо заключения

Контактную шовную сварку смело можно назвать достаточно быстрым и простым способом обработки тонкостенных элементов.

Наличие разновидностей технологий позволяет использовать ее для разных металлов: как низколегированной стали, так и алюминиевых сплавов.

Качественное выполнение такой работы не требует высококвалифицированной специализации. Для нее хватит и короткого обучения с долей практики.

Промышленное применение точечной и шовной сварки

Из-за высокой производительности и качества сварных соединений, эти способы сварки являются одними из наиболее перспективных, в первую очередь, в условиях массового производства.

Среди механизированных способов сварки контактная уверенно занимает первое место. Наиболее широкое применение эта сварка нашла в автомобилестроении.

Не меньшее применение она находит и вагоностроении, при соединении обшивки вагона с рамой.

Другими областями массового применения являются производство комбайнов и тракторов, бытовых приборов, электроники, спортинвентаря и в строительстве при изготовлении строительных панелей, каркасов. Отдельное место точечная и шовная сварка занимает при изготовлении металлоконструкций ответственного назначения, например, при производстве современных авиалайнеров.

В приборостроении при помощи этого вида сварки изготавливают чувствительные элементы, корпуса приборов, реле. В электронике при изготовлении выводов интегральных схем, проводников, электронно-оптических систем.

Рельефную сварку используют при изготовлении арматуры железобетона, сеток, решёток, соединений крепёжных деталей и штуцеров, шипов с листами, тормозных колодок автомобилей, сепараторов шарикоподшипников и т.д.

При помощи шовной контактной сварки можно получить прочные соединения, работающие при высоком давлении и в условиях глубокого вакуума, к примеру, топливные баки автомобилей и сельхозтехники, барабаны стиральных машин, корпуса холодильников и различных ёмкостей (огнетушителей, бидонов, сифонов и др.). При этом, скорость сварки герметичных швов достигает 10-15 м/мин.

Контроль качества сварных соединений

Контроль качества сварки при шовной и точечной контактной сварке имеет особо важное значение, поскольку процесс протекает очень быстро и характер формирования соединения скрыт от внешнего наблюдения.

К образованию таких дефектов в сварном шве, как непровары, могут приводить различные факторы. Это и состояние поверхностей деталей и электродов, качество сборки, непостоянство режимов сварки.

Кроме непроваров, при сварке могут возникать горячие трещины, выплески металла и раковины.

Наибольшую опасность представляют непровары, они существенно снижают эксплуатационные характеристики соединения, такие как прочность и герметичность.

Наружные и внутренние выплески металла ухудшают внешний вид изделия и могут засорять магистрали.

Трещины и раковины могут влиять, в основном, на герметичность и, в меньшей степени на прочность, поскольку находятся вне зоны наибольших рабочих напряжений.

При контактной сварке обычно применяют комплексный контроль соединений, начиная с контроля оборудования, приспособлений, состояния поверхностей деталей и электродов, проверки качества сборки и заканчивая контролем самого сварного соединения.

Контроль готового сварного соединения достаточно сложная задача при контактной сварке. Для этого применяется радиографический метод контроля рентгеновскими лучами. С помощью этого метода неразрушающего контроля хорошо выявляются трещины, раковины, выплески.

: Шовная контактная сварка

Дополнительные материалы по теме:

Поделитесь в соц.сетях:

Что называют включением в сварке – Справочник металлиста

Что называют включением в сварке

Твердые частички инородного материала попадающие остающиеся в металле сварочного шва после его кристаллизации.

Твердое включение

Код дефекта: 300

Твердое включение — нахождение внутри затвердевшего шва твердого инородного включения (металлического или неметаллического происхождения). Если инородное тело в шве имеет хотя бы один острый угол, такое включение называют остроугольным.

Недопустимый дефект. Наличие в шве инородных включений является причиной появления напряжений.

Дефект обнаруживается методами неразрушающего контроля. Обнаружить включение при внешнем осмотре шва нельзя.

Процесс возникновения твердых включений

Инородные включения, как правило, являются тугоплавкими частицами, которые не расплавляются вместе с металлом шва и остаются в нем после кристаллизации. К другим видам включений которые могут оставаться в шве относят вольфрам, медь, кварц и т.д.

Способы предупреждения

Перед сваркой:

Во время сварки:

  • при сварке вольфрамовым электродом плавно увеличивать ток от 5-7 А до рабочего значения;
  • не применять сварку вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности.

Для устранения дефекта, участок с включением удаляют шлифовальным инструментом и заваривают повторно.

Шлаковое включение

Код дефекта: 301 Буквенное обозначение: Ba

Шлаковое включение — дефект сварного шва, в виде остатков шлака в металле сварного шва оставшегося после кристаллизации металла. Различают шлаковые включения: линейные (3011); разобщенные (3012); прочие (3013).

Допустимый дефект при изготовлении неответственных конструкций.

Недопустимый дефект. При сварке конструкций работающих при малоцикловом нагружении и ответственных конструкций.

Включения являются внутренними дефектами поэтому обнаруживаются методами неразрушающего контроля.

Процесс возникновения шлаковых включений

В процессе сварки происходят металлургические реакции раскисления в результате которых образуются оксиды. Эти оксиды являются элементами шлака. Во время сварки шлак всплывает на поверхность жидкого металла. Медленное всплытие шлака приводит к его затвердеванию в шве до момента полного всплытия.

Процесс возникновения флюсовых включений

Не успев вступить в реакцию с жидким металлом гранулы флюса не могут всплыть на поверхность металла до его кристаллизации.

Процесс возникновения

Большинство оксидных включений появляются в результате металлургических реакций проходящих с металлом во время взаимодействия его с электродным покрытием.

Способы предупреждения оксидных включений

Перед сваркой:

  • не использовать покрытые сварочные электроды с окисленной поверхностью под обмазкой;
  • тщательно очищать поверхность сварочных кромок от ржавчины;
  • перед сваркой прокалывать электроды согласно режимам указанным в нормативной документации.

Во время сварки:

  • обеспечить надежную защиту металла сварной ванны от кислорода воздуха;
  • не использовать электроды с осыпавшимся покрытием;
  • вести сварку на необходимой длине дуги.

Для устранения дефекта место его образования зачищают шлифовальным инструментом и заваривают его повторно.

https://www.youtube.com/watch?v=ZbnEIr5ITFc

Металлические включения

Код дефекта: 304 Буквенное обозначение: H

Металлическое включение — дефект сварного шва, в виде частей инородного металла в металле сварного шва. Различают включения разных видов металлов: меди (3042), вольфрама (3041), других металлов (3043).

Допустимыми считаются включения округлой формы в небольших количествах при сварке неответственных конструкций.

Недопустимо в ответственных конструкциях поднадзорных органами технического надзора.

Дефект является внутренним и обнаруживается методами неразрушающего контроля.

Процесс возникновения металлических включений

Тугоплавкие и не успевшие раствориться в сварной ванне металлы кристаллизуются в сварном шве образуя металлические включения.

Способы устранения

Дефектный участок шва удаляют после чего заваривают повторно.

Дефекты сварных швов и причины их возникновения

Отсутствие дефектов соединений при сварке металлов плавлением — единственная гарантия надежности сварных соединений. Дефекты сварных швов  уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции. 

Причинами возникновения дефектов сварных швов являются нарушения технологического процесса при подготовке, сборке, сварке, термообработке соединяемых узлов, а также небрежностью и низкой квалификацией сварщика.

Классификация дефектов приведена в межгосударственном стандарте ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначения и определения».

Дефекты сварных соединений подразделяются на шесть групп:

  1. трещины;
  2. полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;
  3. твердые включения;
  4. несплавления и непровары;
  5. нарушения формы шва (подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги);
  6. прочие дефекты.

 ТРЕЩИНЫ

Трещиной называется несплошность, вызванная местным разрывом шва или околошовной зоны, которая может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок. Трещины могут быть продольные, поперечные, радиальные. Они могут быть расположены в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.

Причинами образования трещин являются большие напряжения, возникающие в сварных соединениях при сварке. Трещины появляются при сварке высокоуглеродистых и легированных сталей в результате слишком быстрого охлаждения. Часто трещины образуются в сварных соединениях жёстко закрепленных конструкций.

По времени образования трещины подразделяют на горячие и холодные.

Также на образование трещин влияет повышенное содержание серы и фосфора. Сера увеличивает склонность металла шва к образованию горячих трещин, а фосфор — холодных. Горячие трещины появляются в то время, когда металл сварного шва находится в состоянии между температурами его плавления и затвердевания.

Они могут быть в двух направлениях – вдоль и поперек сварного шва. Горячие трещины обычно являются результатом использования неправильного присадочного материала (алюминиевые и хромоникелевые сплавы) и его химического состава (например, высокое содержание в составе углерода, кремния, никеля и др.

) Горячие трещины могут появиться в результате неправильной заварки кратера, в результате резкого прекращения сварки.

Холодные трещины возникают после того, как сварочный шов полностью остывает и затвердевает. Эти дефекты появляются тогда, когда сварочный шов не выдерживает действующих на него нагрузок и разрушается. 

ПОЛОСТИ

Газовая полость – это полость произвольной формы, не имеющая углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. К продолговатым полостям относятся несплошности, вытянутые вдоль оси сварного шва. К полостям также относятся усадочные раковины и кратеры.

Усадочная раковина – это полость, которая образуется вследствие усадки при затвердевании.
Порой (газовой порой) называется газовая полость обычно сферической формы. Поры могут различаться по размеру и, как правило, распределяются в случайном порядке по сварочному шву. Они могут находиться как внутри шва, так и на его поверхности.

Свищи – продолговатые трубчатые полости, вызванные выделением газа.

Причинами образования газовых полостей служит наличие в зоне сварки масла, краски, окалины, ржавчины и всяких другие загрязнений. Причиной может быть и использование сырых и непросушенных электродов.

Это же и относится и к сырым флюсам и к примесям в защитных газах.

Излишне большая скорость сварки, недостаточный или чрезмерный поток защитного газа нарушает газовую защиту сварочной ванны, что тоже приводит к появлению пор.

Поры появляются и при неверном выборе сварочной проволоки, особенно в том случае, если сварка осуществляется в углекислом газе, при наличии сквозняков, при неисправностях оборудования.

Кратером называется незаваренная усадочная раковина в конце валика сварного шва. Выглядит он в виде воронки в середине сварочного шва при его окончании. Причиной появления служит резкий обрыв дуги. Место кратера должно быть обязательно заварено.

Современное сварочное оборудование имеет специальные программы для заварки кратера. Оно позволяют проводить окончание сварки на пониженных токах, в результате чего кратер заваривается. При автоматической сварке шов обычно заканчивают на выводной планке, где и появляется кратер. 

ТВЁРДЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ

Твердые включения – это твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения, оставшиеся в металле сварного шва.

Виды твердых неметаллических включений: шлаковые включения, флюсовые включения, оксидные включения. Формы включений могут быть самые разные. Обычно такие включения располагаются на границе единения основного металла с наплавленным.

Причины возникновения твердых включений — грязь на кромках, малый сварочный ток и высокая скорость сварки, осыпание обмазки электродов, не удаление шлака с предыдущего слоя при многослойной сварке.

Металлические включения-частицы инородного металла, попавшие в металл сварного шва. 

НЕСПЛАВЛЕНИЯ И НЕПРОВАРЫ

Несплавлением называется отсутствие соединения между металлом шва и основным металлом либо между отдельными валиками сварного шва. Несплавления могут быть на боковой поверхности, между валиками, в корне шва.

Причины образования несплавлений — плохая зачистка свариваемых кромок, грязь, большая длина дуги, недостаточная сила тока, большая скорость сварки.

Непровар или неполный провар – это несплавление основного металла на участке или по всей длине шва, появляющееся из-за неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения (заполнить зазор между деталями).
Возникновение этого дефекта кроется в малом угле скоса свариваемых кромок и небольшом зазоре между ними.

Загрязнение кромок тоже может быть причиной непроваров. При самом процессе сварки непровар может образоваться из-за недостаточного сварочного тока, завышенной скорости сварки, неточного направления электродной проволоки. Обычно место образования непровара — корень шва.

 НАРУШЕНИЕ ФОРМЫ ШВА

Нарушение формы сварного шва – это отклонение формы наружных поверхностей шва или геометрии соединения от установленного значения (Рис.6). К нарушениям формы шва относятся: подрезы, наплавы, прожоги, незаваренные кратеры.

Подрезы – это продольные углубления на наружной поверхности валика шва по краям сварочного шва. Этот вид дефекта обычно вызван неправильно подобранной скоростью сварки и напряжением на дуге.

При слишком высокой скорости сварки и повышенном напряжении, сварной шов образуется «горбатым». Из-за быстрого затвердевания сварочной ванны, в этом случае также образуются подрезы.

Уменьшение скорости сварки устраняет этот дефект.

На подрезы влияет также длина сварочной дуги. При слишком длинной сварочной дуге ширина шва увеличивается, тем самым увеличивая количество расплавленного основного металла.

Так как при увеличении длины дуги тепловложение остается прежним, его не хватает на весь сварочный шов, кромки быстро остывают, образуя подрезы.

Уменьшение длины дуги не только избавляет от подрезов, но и увеличивает проплавление.

Что называют включением в сварке

Что называют включением в сварке

Начинающие сварщики, самостоятельно ремонтирующие металлоконструкции и детали, нередко допускают дефекты сварки, снижающие прочность швов. Они растрескиваются, пропускают воду, разрушаются под нагрузкой. Существуют способы выявления и устранения дефектов сварных швов и соединений, снижающих прочность смонтированных конструкций, заваренных деталей.

В обзоре представлены все виды последствий нарушения технологии, способы восстановления поврежденных участков.

Причины образования дефектов

Изъяны при сварке возникают по объективным и субъективным причинам. Каждый вид металлопроката характеризуется свариваемостью. Этот показатель зависит от компонентного состава сплава, способа производства проката. Для плохо свариваемых деталей в технологические карты сразу закладывается большой процент брака.

Основные виды дефектов сварных соединений:

  • нарушение целостности металла;
  • деформация конструкций или деталей из-за возникновения внутренних напряжений;
  • нарушение формы сварного шовного валика;
  • несоблюдение геометрических параметров наплавочного валика;
  • структурные изменения металла (размера зерна в области фазового перехода сварного соединения).

Внешние дефекты не так опасны, как внутренние, невидимые. Они выявляются неразрушающими методами контроля. Самостоятельно делать ответственные сварные швы рискованно. Лучше обратиться к профессионалам.

Основные причины нарушения целостности сварных шовных валиков и зоны термовлияния:

  • некачественная обработка стыков: плохо зачищенная окалина, ржавчина, остатки оксидной пленки, жирные пятна, загрязнения;
  • применение наплавочной проволоки или электродов, не соответствующих основному металлу;
  • неисправность сварочного аппарата;
  • неправильная установка рабочих параметров: силы тока, напряжения на регуляторах сварочника;
  • неправильная укладка деталей, не учитывается коэффициент линейного расширения;
  • несоблюдение интервала между электродом и деталью, не поддерживается определенная длина дуги.

Виды дефектов сварных швов

Полная классификация возможных нарушений наружной и внутренней структуры сварных швов представлена в ГОСТ 30242-97. Возникновение наружных дефектов сварных швов нередко сопровождается глубинными нарушениями структуры сплава. Они возможны при любом способе сварки, делятся на наружные, внутренние и сквозные. О каждом виде изъянов сварных соединений стоит рассказать подробнее.

Наружные

Выявляются при визуальном осмотре. Большинство наружных дефектов сварных швов устраняются в процессе работы.

Причина трещин – несоблюдение температурного режима. Горячие формируются при высоких температурах свыше 1100°С. Холодные при недостаточном разогреве поверхности (до 200°С). При трещинах металл становится менее пластичным, разрушается под нагрузкой.

Подрезы – наиболее встречающиеся дефектные нарушения сварных шовных валиков: между наплавкой и деталью видны углубления. Причины:

  • слишком высокое напряжение электродуги, сварные заготовки истончаются;
  • одна деталь проваривается сильнее, ванна расплава смещается от центра зазора.

При подрезе прочность соединения снижается, сварной шов приходится проходить еще раз.

Прожоги характерны для сварки тонкостенных изделий. Их удается избегать опытным сварщикам. К прожогу нередко приводит неуверенное управление электродом. Слишком высокий ток – еще одна причина.

Свищи – крупные раковины, похожие внешне на воронку. Они ухудшают внешний вид сварного шва, видны сразу. Их устраняют вторичной проходкой.

Кратер характеризуется рыхлостью металла, его усадкой. От них нередко идут трещины по поверхности. Возникают в области непровара при отключении или отрыве электродуги от поверхности заготовки.

Наплыв – вылившийся избыточный металл: наплавка расползается без образования надежного сварного шва, нет прочного диффузного слоя. Электродуга не успевает проплавить заготовку из-за недостаточного напряжения. Другая причина – плохо зачищенные кромки, остатки окалины не расплавляются.

Внутренние

Внешне невидимые, но нарушающие структуру металла изъяны самые коварные. Внутренние дефекты вне зависимости от причин возникновения недопустимы на сосудах высокого давления, трубопроводах, деталях, работающих на излом.

Отпотина или трещина бывает:

  • холодная – появляются после остывания наплавки и диффузного слоя вследствие остаточных напряжений в области разогрева;
  • горячая – продольные или поперечные растрескивания, возникающие в металле на границе формирующегося зерна.

Горячие трещины на фазе формирования кристаллической решетки в легированных сплавах:

  • из-за нарушения технологического процесса (не те электроды, рабочий ток);
  • при непредвиденном отключении сварочного аппарата во время замыкания по падающей капле.

Природу трещин установить несложно. Горячие появляются сразу, характерны для массива шва, области термовлияния, если допущен перегрев или температура ниже точки плавления. Холодные формируются постепенно, пока идут фазовые превращения жидкой массы в кристаллическую решетку. Возможные причины:

  • не успевшие выделиться молекулы водорода (недостаточный разогрев);
  • высокая влажность воздуха на рабочем месте;
  • плохая экранизация расплава защитной атмосферой.

Поры классифицируются по размеру, месту расположения. Они возникают:

  • из-за инородных тел, попадающих в сварочную ванну (окислы и шлаковые включения, чешуйчатость ржавчины, влага, вольфрамовые частички от неплавящегося электрода могут стать причиной образования газовых пузырей);
  • если расплав недостаточно хорошо защищен (с обмазки выделяется мало шлака, тонкий слой флюса, сдувает защитное облако газа);
  • когда нарушается технологический процесс (не выдержана температура предварительного нагрева заготовок, не подготовлены электроды, неправильно выставлен сварочный ток).

Шлак остается в порах, если нарушена технология. Вольфрам попадает при недостаточном экранировании ванны инертным газом. Оксидные пленки остаются при плохой зачистке свариваемых поверхностей.

Непровар – дефект, характерный для начинающих. Стык между деталями недостаточно заполнен, толщина диффузного слоя неравномерная. Чаще выявляется при многослойной проходке глубоких кромок, когда не производится промежуточная проковка и удаление окалины. Другие возможные причины:

  • плохая подготовка заготовок;
  • слишком плотная установка деталей, маленький зазор;
  • высокая скорость сварки (наплавка не успевает заполнить пустоты);
  • отклонение электрода (расплав образуется рядом со стыком, а не над ним);
  • неправильно установленный рабочий ток (электроду для расплавления не хватает ампеража).

Пережог (его еще называют перегревом) характерен при несоблюдении технологии сварки: когда ток больше, чем нужен, а скорость низкая.

Нарушается структурная решетка: зерна в шве формируются слишком крупные, металл становится хрупким из-за критической ударной вязкости.

Дефект не устраняется термообработкой, влияющей на микроструктуру, необходимо делать глубокую зачистку, а затем заделку области пережога.

Сквозные

Просветы определяются визуально или при проверке герметичности. причина сквозных дефектов – прожоги. Характерны для тонкостенных деталей, электрод насквозь прожигает металл рядом с наплавленным шовным валиком. Причина прожога – несоблюдение технологического процесса:

  • большой зазор между свариваемыми заготовками;
  • повышенный ток;
  • низкая скорость перемещения электрода;
  • прекращение подачи защитного газа.

При образовании отверстия ванна расплава не формируется, металл утекает за ее пределы.

Способы устранения дефектов сварных швов

Допускаются только незначительные по размеру изъяны, не влияющие на прочность соединений. Большинство дефектов сварочных швов, выявленных в ходе контроля, необходимо устранить. Они ухудшают эксплуатационные свойства металлоконструкций, могут стать причиной аварии, разгерметизации трубопроводов или сосудов.

Методика исправления недостатков сварки зависит от вида дефектных нарушений:

  1. Пористость, выявленную визуально или методом неразрушающего контроля, вырубают. Швы проваривают заново с соблюдением технологии, снижающей риск образования газовых полостей на поверхности и внутри металла.
  2. Свищи по природе схожи с глубокой пористостью, отличаются образованием воронок различной глубины. Неустранимые подваркой нарушения шва вырубают. Делают обрубку и зачистку дефектного участка, если массивный валик позволяет такую корректировку.
  3. Подрезы по линии диффузного слоя обычно бывают на сверхнормативно направленных валиках. Их убирают зачисткой или дополнительной наплавкой металла.
  4. Непровары случаются, когда кромки плохо разогреваются при образовании ванны расплава. Дефект, обнаруженный во время приемки изделия, корректируют новой проходкой. Участок шва с дефектом удаляют болгаркой или механически вырубают, после этого заполняют расплавом.
  5. Наплывы или подтеки снимают шкуркой, как регламентировано в стандарте. Объемные дефекты предварительно срубают, затем проводят зачистку шкуркой допустимого размера или напильником. После подготовки кромок снова наплавляют валик.
  6. Шлаковые вкрапления, снижающие прочность на разрыв, видимые или выявленные аппаратурой, удаляют механически, образовавшийся зазор тщательно проваривают, после этого доводят валик до нужных параметров.
  7. Отклонения валика от допустимых геометрических размеров:

в сторону увеличения устраняют зачисткой, срубанием излишков металла;

в меньшую – подваркой шва.

Качество соединения зависит не только от профессионализма сварщика. Скачки напряжения в сети гасят не все сварочники, некоторые начинают хуже работать. Появлению пор способствует окисление ванны расплава, насыщение стали водородом, азотом.

Какой бы ни была причина прогаров, наплывов или других дефектов, их необходимо после обнаружения обязательно устранить, переварить металл или хорошо зачистить валик.

Дефекты ухудшают не только внешний вид соединения, но и снижают сопротивляемость металла к механическим разрушениям под ударной, динамической крутящей или однонаправленной статической нагрузкой.

Виды дефектов сварных соединений образовывавшиеся при сварке

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.

Дефекты сварных швов и соединений

Что называют включением в сварке

Металлоконструкции, сваренные из металла, востребованы в разных сферах жизнедеятельности. Однако во время выполнения сварочных работ могут возникать разного рода дефекты сварных швов. Они сокращают возможный срок службы соединения и снижают уровень безопасности готового изделия.

Классификация дефектов сварных соединений

Далеко не в каждом случае получается добиться идеального качества сварного соединения. При желании можно найти отклонения от установленных требований.

Полностью классификация сварных соединений изложена в пунктах ГОСТа 30242-97. Документ содержит информацию обо всех возможных изъянах.

Из них можно выделить часть, которые чаще других встречаются при контрольном осмотре соединительных стыков.

Трещины

Наибольшее негативное влияние на качество сварного шва оказывают трещины. Потенциально они наиболее опасны, поскольку могут стать причиной быстрого разрушения всей конструкции, что в свою очередь может привести к трагедии.

Появляются трещины по разным причинам:

  • стыки расположены неправильно;
  • место сварки было резко охлаждено;
  • неправильно подобраны расходные материалы;
  • металл кристаллизировался вследствие избыточно высокой температуры.

По способу образования трещины могут быть продольными, поперечными или радиальными, а по размеру принято различать макро- и микротрещины. Вне зависимости от вида, причин и способа образования трещина является недопустимым дефектом.

Подрезы

Визуально изъян представляет собой продольное углубление с наружной части шва. Из-за подреза уменьшается сечение шва и образуется внутреннее напряжение соединения. Прочность такого шва вызывает большие сомнения. Основная причина образования дефекта – завышенный показатель сварочного тока. Чаще всего подрезы характерны для горизонтальных швов.

Наплывы

Избыточный расплав натекает на поверхность заготовки, остывает и образует ложный валик. Это наплыв, не имеющий прочного сплавления с рабочей поверхностью.

Чаще всего дефект образуется при горизонтальной сварке стыковых или угловых швов.

Причиной их образования является недостаточный прогрев основного металла, из-за избытка присадочного материала или окалин на кромках стыкуемых поверхностей.

Прожоги

Изъян представляет собой сквозное отверстие, которое образуется из-за вытекания металла из сварочной ванны. Как правило, из обратной стороны образуется наплыв. Провоцирует прожог слишком медленное перемещение электрода по линии стыка, слишком большой ток, недостаточная толщина прокладки или же неплотное ее прилегание, большой зазор между деталями.

Непровары

Если между швов и основным металлом есть участки, где видно несплавление между ними, то это непровар. То есть, основной металл не прогрелся как следует, чтобы образовать с расплавом единое целое.

Такой дефект сильно понижает прочностные характеристики соединения и все конструкции в целом.

Причиной непровара может быть слишком высокая скорость перемещения электрода, плохая предварительная подготовка кромок, присутствие окалины, ржавчины и прочих загрязнений на поверхности соединяемых заготовок.

Кратеры

Небольшие углубления в сварном валике образуются в результате разрыва сварочной дуги. Изъяны приводят к уменьшению поперечного сечения стыка, что снижает степень его прочности. вторичная опасность кратера заключается в том, что его дно может иметь дополнительные рыхлые включения, приводящие к появлению трещин.

Свищи

Изъяны представляют собой поверхностные дефекты в виде полостей. Они снижает прочность стыка и дополнительно опасны тем, что могут провоцировать образование трещин. Свищи характеризуются произвольной формой, могут образовываться как на внешней стороне, так и на внутренней.

Поры в сварном шве

В процессе сварки могут образовываться наполненные газами поры. Причиной их возникновения являются разные загрязнения на поверхности заготовки, высокая скорость перемещения электрода, слишком высокое содержание углерода в присадочном материале.

Посторонние включения

Качество шва значительно снижается из-за посторонних включений – шлаковых, флюсовых, оксидных, вольфрамовых и прочих. Основной причиной, которая их вызывает, является неправильно выбранный режим сварки.

Причины возникновения дефектов сварных швов

Любой дефект образуется вследствие определенного фактора. Существуют разные причины образования дефектов сварного шва:

  • во время работ применялись некачественные расходные материалы;
  • не соблюдалась технология выполнения сварочных работ;
  • низкого качества металл, используемый для создания сварной конструкции;
  • неисправность оборудования или некачественная его работа;
  • неправильно выбранный режим сварки;
  • допущены технологические ошибки из-за низкой квалификации специалиста.

Чтобы получить металлоконструкцию высокого качества, требуется строгое соблюдения технологических параметров и норм сваривания, привлекать к работе специалистов с достаточным уровнем квалификации.

Методы выявления дефектов

Для выявления дефектов сварного шва применяются разные методы:

  • замеры стыков и визуальный осмотр;
  • проверка соединений на герметичность;
  • поиск дефекта с использованием специальных приборов;
  • лабораторные испытания образцов на прочность.

Визуальное определение качества сварного шва выполняется только после тщательной очистки его поверхности от шлака, устранения разных загрязнений и застывших брызг металла. Проверяются размеры, форма, наличие дефектов – прожогов, свищей, трещин, кратеров и прочих изъянов.

Благодаря испытаниям на герметичность удается определить наличие или отсутствие дефектов трубопроводов – пор, трещин, непроваров. На герметичность конструкции проверяются такими способами:

  • обдувание воздухом;
  • наполнение водой под давлением;
  • обработка керосином.

При обнаружении дефекта требуется дополнительная обработка с целью его устранения.

Способы устранения дефектов сварных соединений

Вне зависимости от задействованного оборудования – инвертор, классический аппарат, трансформатор и прочее – образование дефектов не исключено. Принято различать так называемые допустимые и недопустимые дефекты сварки. В зависимости от типа и сложности изъянов определяется пригодность готового изделия к эксплуатации.

Не допущенные к использованию конструкции направляются на доработку. Каким способом будет устраняться дефект, зависит от типа изъяна:

  • прожог заваривается после тщательной зачистки сварного соединения;
  • подрезу устраняются путем наложения тонкого наплава по всей длине их образования;
  • участок с трещиной рассверливается, тело шва вырубается, поверхность зачищается и обезжиривается. После этого углубление заваривается;
  • непровары вырезаются и повторно завариваются;
  • свищи и кратеры устраняются по одной схеме. Прежде всего все вырезается до основного металла. После этого стык варится по-новому;
  • наплывы следует аккуратно срезать, проверив при этом есть ли непровары;
  • деформированные участки выравниваются прогревом или же механическим путем;
  • любой из дефектов, подразумевающий наличие посторонних включений, устраняется путем вырезания шва (участка) и наложением нового.

В случае, когда в процессе контроля обнаруживаются дефекты технологического характера соединений труб, то исправление выполняется одним из методов:

  • механическим путем без сваривания;
  • механическим путем в сочетании с завариванием дефектного участка;
  • вырезание участка трубопровода, содержащего технологический дефект;
  • шов полностью удаляется и стык проваривается по-новому.

Прочность и герметичность сетей газоснабжения восстанавливается дуговой сваркой. Применение газосварочных установок не допускается.

Методы контроля сварных соединений

Само собой разумеется, что любые дефекты сварного соединения увеличивают риск разрушения конструкции. Чтобы такую вероятность свести к минимуму, следует внимательно проверять качество сварных соединений. Весь процесс выполняется поэтапно:

  • предварительный. Проверяется качество металла и расходных материалов;
  • контроль в процессе выполнения сварочных работ. Постоянно проверяется режим сварки, работа оборудования, осматриваются и измеряются швы. В случаях, когда обнаруживаются отклонения от стандартов, дефекты сразу исправляются;
  • прием готовой конструкции. Визуальным осмотром определяется наличие внешних изъянов. При необходимости проводятся лабораторные и испытательные проверки.

Применяемые сегодня методы контроля делятся на две группы – неразрушающие и разрушающие. Для выявления дефектов готовых конструкций применяются, как правило, неразрушающие методы контроля:

  • визуальный осмотр;
  • проверка ультразвуком (дефектоскопия);
  • контроль при помощи магнитного поля;
  • дефектоскопия цветная;
  • дефектоскопия радиационная;
  • дефектоскопия капиллярная;
  • контроль на проницаемость;
  • другие методы.

Разрушающий контроль используется в отношении отобранных для этого образцов. Он позволяет установить параметры прочности сварного шва и зоны термического влияния. В контроле задействованы химические, механические и металлографические методы проверки.

Сделай своими руками
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: