Дефекты сварных швов причины их возникновения. Внутренние дефекты сварных соединений

Во время сваривания металлических деталей периодически возникают ситуации, когда шов может получиться не таким, как это должно быть по инструкции. Существуют различные виды отклонений и брака, которые могут сделать соединение непригодным для эксплуатации. Иногда возникают дефекты сварных швов и соединений, после которых детали не допускаются в работу, так как эти проблемные места снижают технические характеристики изделия. Они не смогут выдерживать запланированные нагрузки. Чтобы все не закончилось трагедией, перед использованием полученные швы проходят специальную проверку.

Существуют допустимые дефекты сварных соединений, величина и род которых не смогут повлиять на характеристики достаточно сильно, но есть и те, которые категорически недопустимы. Чтобы шов был максимально качественным, его состав должен полностью совпадать с составом основного металла. Чем больше будет различий, тем меньше станет крепость соединения. Во время образования сварочной ванны и формирования валика шва внутрь расплавленного металла могут попадать различные посторонние предметы и элементы, которые нарушат целостность структуры. Если в наплавленном металле появляются из-за этого пустоты, вкрапления посторонних веществ, поры и прочие вещи, то такие дефекты сварных швов становятся серьезной причиной, чтобы не допустить их к использованию. Для определения наружных и скрытых дефектов используются разнообразные методы, для которых может потребоваться особое оборудование. показывают все недостатки созданных деталей. Дефекты сварных швов проверяются по ГОСТ 30242-97.

Дефекты сварных соединений и причины образования

Чаще всего встречаются такие виды дефектов как неравномерность валика, неполномерность шва, раковины и крупная чешуйчатость. При использовании автоматической сварки причинами возникновения брака может стать:

• проскальзывание проволоки в держателе;
• скачки в параметрах электросети;
• люфты механизма подачи;
• сдвиг угла наклона электрода;
• затекание в зазор расплавленного металла.

При работе вручную нередко возникают проблемы связанные с человеческим фактором. Рассматривая дефекты сварных швов и причины их образования стоит отметить следующие:

Во время точечной сварки, которая проводится под давлением, часто возникает неравномерность шага точек, смещение осей стыкуемых деталей и вмятины от силового воздействия.

Если нарушены размеры и форма шва, то это чаще всего проявляется в наплывах, прожогах и подрезах. Наплыв получается во время натекания наплавочного материала на холодный основной. Это возникает из-за неправильных параметров электричества. Подрез может образоваться при слишком большой высоте дуги и высоком значении тока. Это же может случиться из-за смещения электрода к вертикальной стенке. Прожоги образуются из-за недостаточного притупления кромок и завышенных параметров тока. Иногда это случается при слишком медленном продвижении сварочной ванны во время сварки тонких листов.

Кратеры получаются при резком обрыве дуги. При резком прекращении воздействия окончание шва не успевает нормально сформироваться и получается урезанная площадь сечения.

Газовые поры случаются благодаря быстрому затвердеванию расплавленного металла, который был насыщен газом. При прогреве они просто выходят в атмосферу, оставляя однородный валик шва. Причиной может быть попадания краски, масла и прочих посторонних вещей. При газовой сварке это может быть присутствие примесей или влажные заготовки.

Включения шлака возникают при попадании грязи в сварочную ванну, а также при плохой очистке кромок. Они чаще возникают во время многослойной сварки. При недостаточно мощности температурного источника вероятность возникновения брака возрастает.

Главная причина возникновения непровара – это плохой уровень очистки поверхности, наличие ржавчины. Еще возникают проблемы с выставлением нужного уровня зазора. При мало величине тока детали также могут не провариваться на всю глубину.

Создание трещин зависит от того, при какой температуре они возникли. Горячие возникают во время кристаллизации при температуре более 1000 градусов Цельсия. Во время затвердевания при наличии полужидких образований. В это время начинают действовать усадочные и растягивающие напряжения. Трещины возникают при высоком содержании углерода в наплавочном материале.

Образование холодных трещин возникает при температуре до 300 градусов Цельсия. Во время распада твердого раствора возникают сильные напряжения. В пустотах скапливается водород под большим давлением, что приводит к разрушению близлежащих участков металла.

Классификация сварных дефектов

Исходя из принятых ГОСТов, выделяют следующие виды дефектов сварных швов:

• нарушение формы;
• непровары и несплавления;
• Твердые включения;
• Полости;
• Трещины;
• Прочие дефекты.

Каждый из этих видов делится на несколько подвидов.

• Радиальные, которые радиально расходятся из одной условной точки;
• Поперечные, ориентация которых проходит поперек оси шва;
• Продольные, ориентация которых проходит параллельна оси шва;
• Разветвленные групповые;
• Раздельные групповые;
• Расположенные в картере;
• Микротрещины, которые не видны невооруженным глазом.

Газовая полость – обладает произвольную форму без углов. Есть следующие разновидности:

• С цепочным расположением;
• С расположением в виде скопления;
• С равномерным распределением;
• Продолговатые полости;
• Кратеры;
• Усадочные раковины.

Твердые включения — инородные предметы любого типа материала, которые оказались внутри шва.

• Остроугольные – в которых имеется хотя бы один острый угол;
• Оксидные включения – элементы содержащие кислород, к примеру, ржавчина;
• Флюсовые включения – предметы, которые попали в шов в результате применения флюса;
• Шлаковые включения – попадания сварочную ванну неочищенных кусков шлака;
• Металлические – попадания в расплавленный металл частичек тугоплавких элементов, таких как вольфрам, медь и прочее.

Несплавление:

• В корне соединения;
• Между валиками;
• На боковой поверхности.

Непровар:

• На одном или нескольких небольших участках шва;
• По всей длине соединения.

Нарушение формы:

• Наплав;
• Подрез;
• Прожог;
• Усадочная канавка;
• Натек;
• Неровная поверхность;
• Слишком высокая выпуклость швов;
• Превышенное проплавление;
• Вогнутая структура корня;
• Неравномерное распределение ширины валика;
• Большая асимметрия соединения;
• Незаполненные разделанные кромки;
• Смещение элементов, угловое или линейное;
• Несоответствующий профиль шва.

Подрезы – углубления продольного типа. Образующиеся на поверхности деталей. Они появляются со стороны корня.

Вогнутость корня – небольшая канавка, образованная со стороны корня шва.

Превышение проплава – слишком большое количество наплавленного металла на обратной стороне соединения.

Чрезмерная асимметрия – когда один катет сварного шва значительно превышает другой.

Линейное смещение – смещение элементов по уровню расположения.

Угловое смещение – смещение углового положения деталей.

Наплав – избыточное количество металла на поверхности основного.

Натек – часть металла, которая не имеет сплавления с основным, но находится на его поверхности.

Прожог – сквозное отверстие на том месте, где должен быть образован валик шва.

Существуют также дефекты, которые не включены в ГОСТ, но все равно являются тем, что мешает достижению высокого качества соединения. Сюда входит:

• Металлические брызги;
• Местные повреждения, которые случаются при зажигании дуги не в том месте;
• Задир поверхности;
• Утонение металла.

Методы контроля

Для определения, какие именно дефекты присутствуют, а также какие размеры они имеют, чтобы узнать, входят ли они в допустимый диапазон, используют . Существуют следующие методы:

• Визуальный – простая процедура осмотра, во время которой могут применяться увеличительные приборы. Он применяется практически постоянно, вне зависимости от последующих способов контроля.
• Цветная дефектоскопия – проверяет наличие микротрещин. Принцип действия основан на проникающих свойствах жидкости для этого применяются сверхтекучие материалы, такие как керосин. На обратной стороне помещается материал, меняющий цвет при контакте с керосином.
• Магнитный метод – основан на принципе распределения электромагнитных волн. Во время прохождения через неравномерную поверхность волны искажаются.
• Ультразвуковой метод – один из самых распространенных. Для него применяются переносные . Метод основан на отражении звуковых волн от поверхности.
• Радиационный метод – здесь применяется просвечивание рентгеновскими и гамма лучами. В итоге можно получить снимок дефекта, где будут видны все его детали.

Дефекты в сварных соединениях снижают прочность сварных конструкций и при неблагоприятных условиях могут привести к разрушению отдельных швов или всей конструкции.

В сварочном производстве выделяют дефекты следующих типов: подготовки и сборки изделий под сварку; формы шва; наружные и внутренние.

Различают дефекты допускаемые , на которые установлены нормы по величине и количеству, и недопускаемые, подлежащие обязательному исправлению.

Нормативы дефектности сварных соединений устанавливают в зависимости от условий работы сварной конструкции.

Дефекты подготовки и сборки. Характерные дефекты при сварке плавлением: неправильный угол скоса кромок в швах с V-, X- и U-образной разделкой; слишком большое или малое притупление по длине стыкуемых кромок; непостоянство зазора между кромками по длине стыкуемых элементов; несовпадение стыкуемых плоскостей, слишком большой зазор между кромками свариваемых деталей, расслоения и загрязнения кромок.

Указанные дефекты могут возникнуть из-за неисправности станочного оборудования, на котором обрабатывали заготовки; некачественного выполнения работ по разделке кромок, несовершенства приспособлений для сборки и сварки.

Дефекты формы шва. Форма и размеры сварных швов обычно задаются техническими условиями, указываются на чертежах и регламентируются стандартами.

При выполнении сварных соединений любыми методами сварки плавлением швы могут иметь неравномерную ширину и высоту, бугры, седловины, неравномерную высоту катетов в угловых швах.

Швы неравномерной ширины - результат отклонений от заданного зазора кромок при сборке или неправильных движений электрода при ручной сварке. При автоматической сварке причиной образования этого дефекта служит нарушение скорости подачи проволоки, скорости сварки, стабильности горения дуги и т. д.

Неравномерность усиления по длине шва, местные бугры и седловины получаются при ручной сварке из-за недостаточной квалификации сварщика, неправильных приемов переварки прихваток и неудовлетворительного качества электродов. При автоматической сварке эти дефекты встречаются редко и являются следствием неполадок в механизме автомата, регулирующем скорость сварки.

Наплывы, подрезы, незаделанные кратеры, прожоги относят к наружным дефектам.

Наплывы образуются в результате влияния пространственного положения шва (вертикального, потолочного) или неправильного смещения электродной проволоки при сварке кольцевых швов под флюсом; чаще всего наплывы возникают из-за чрезмерной силы тока при длинной дуге и большой скорости сварки.

Подрезы представляют собой углубления (канавки) по краям шва. Глубина подреза может колебаться от десятых долей до нескольких миллиметров. Причины появления этого дефекта - значительная сила тока и повышенная скорость сварки. Подрезы в шве уменьшают рабочую толщину металла, вызывают местную концентрацию напряжений от рабочих нагрузок и могут быть причиной разрушения соединений в процессе эксплуатации.

Кратер - углубление, образующееся в конце шва при внезапном прекращении сварки. Размеры кратера зависят от силы сварочного тока. Кратеры снижают прочность сварного соединения, так как являются концентраторами напряжений.

Прожоги - дефекты в виде сквозного отверстия в сварном шве, образующиеся в результате вытекания металла сварочной ванны при сварке листов небольшой толщины и первого слоя в многослойных швах. Причинами прожогов служат чрезмерно высокая погонная энергия дуги, малая скорость сварки, увеличенный зазор между кромками свариваемых элементов. Во всех случаях отверстие, возникающее при прожогах, заделывают.

Внутренние дефекты. К ним относят поры, шлаковые включения, непровары, несплавления и трещины.

Поры в виде полостей округлой формы образуются вследствие загрязненности кромок свариваемого металла, использования влажного флюса или отсыревших электродов, недостаточной защиты шва при сварке в среде защитного газа и завышенной длины дуги. При сварке в среде углекислого газа, а в некоторых случаях и под флюсом на больших токах образуются сквозные поры - так называемые свищи.

Размеры внутренних пор могут достигать 2...3 мм в диаметре. Поры, выходящие на поверхность шва, могут иметь и большие размеры. Свищи, образующиеся при сварке под флюсом и в углекислом газе на больших токах, могут иметь диаметр до 6...8 мм. Так называемые червеобразные поры имеют длину до нескольких сантиметров.

Равномерная пористость обычно возникает при постоянно действующих факторах, например при загрязненности основного металла по свариваемым поверхностям (ржавчина, масло и т. п.). Скопления пор образуются при местных загрязнениях или при отклонениях от установленного режима сварки, а также при нарушении сплошности обмазки электрода, в начале шва, при обрыве дуги или при случайных изменениях ее длины.

Шлаковые включения в металле сварного шва - это небольшие объемы, заполненные неметаллическими веществами (шлаками, оксидами). Шлаковые включения можно разделить на макро- и микроскопические. Макроскопические включения образуются в шве из-за плохой очистки свариваемых кромок от окалины или от остатков шлака на поверхности первых слоев многослойных швов перед заваркой последующих, низкого качества электродного покрытия или флюса. Микроскопические шлаковые включения возникают в результате образования в процессе плавления некоторых химических соединений, остающихся в шве при кристаллизации.

Непровар - дефект в виде местного несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных валиков. Непровары могут представлять собой прослойки оксидов или шлаков между основным и наплавленным металлом. Причины образования непроваров: плохая зачистка кромок; блуждание или отклонение дуги под влиянием магнитных полей, особенно при сварке на постоянном токе; чрезмерная скорость сварки, при которой свариваемые кромки не успевают расплавиться; значительное смещение электрода в сторону одной из свариваемых кромок, неудовлетворительное качество электродов, флюсов; неустойчивость режима - колебания силы сварочного тока и напряжения дуги в процессе сварки. Непровары между отдельными слоями возникают, если не полностью удален шлак, образовавшийся при выполнении предыдущего валика. Причинами образования непроваров в корне шва могут быть недостаточный угол скоса кромок; большая величина их притупления; недостаточный зазор между кромками свариваемых деталей; большое сечение электрода или присадочной проволоки, что значительно затрудняет расплавление основного металла.

Трещины - частичное местное разрушение сварного соединения в виде разрыва. Различают трещины холодные и горячие. Образованию холодных трещин способствуют следующие факторы: высокая скорость охлаждения при сварке углеродистых и легированных сталей, склонных к закалке на воздухе; повышенное содержание водорода в основном металле и сварочных материалах; выполнение сварочных работ при низкой температуре; чрезмерное нагромождение швов для «усиления» конструкции (применение накладок и т. п.), увеличивающее сварочные напряжения; наличие в сварных соединениях других дефектов, являющихся концентратами напряжений, вблизи которых зарождаются трещины.

Горячие трещины образуются под действием напряжений усадки при кристаллизации последних порций жидкой фазы. Их появление обусловлено содержанием в свариваемом металле легирующих добавок и примесей, расширяющих эффективный интервал кристаллизации и снижающих температуру реального солиду- са. Склонность к образованию горячих трещин зависит от способов и режимов сварки, формы сварного шва, определяющих степень развития ликвации легкоплавких примесей, а также от жесткости свариваемых деталей.

Трещины относят к числу наиболее опасных дефектов и по всем действующим нормативно-техническим документам недопустимы.

Дефекты можно исправить путем местной подварки предварительно удаленного дефектного металла либо удалением всего шва с его последующей сваркой. Например, из трубных конструкций вырезают участок трубы с забракованным сварным швом, а на его место вваривают вставку, изготовленную из трубы того же диаметра и той же марки стали. Такие дефекты, как чрезмерные усиления швов, бугристость, наплывы, исправляют удалением лишнего металла механическим путем.

Наиболее трудоемкая операция - исправление дефектов, расположенных в корне шва сварных стыков труб, - непроваров и недопустимых утяжек. Для их исправления приходится удалять металл шва на всю толщину стенки. Сложным считают ремонт сварных швов с трещиной. Порядок технологических операций здесь следующий: точно определяют границы трещины и засвер- ливают их сверлом диаметром 3...4 мм; полностью удаляют дефектный металл (форма выборки во всех случаях должна быть чашеобразной); проводят травление участка шва для определения полноты удаления трещины; выполняют подварку шва. При ремонте сварного соединения из закаливающихся сталей проводят предварительный подогрев.

Дефекты бывают нескольких видов - наружные и внутренние . Наружными являются дефекты, которые можно обнаружить визуально при осмотре сварочного шва.

Внутренние дефекты, наоборот, находятся внутри сварочных соединений и их можно увидеть лишь после дефектоскопии, включая рентген и механическую обработку.

Дефекты бывают допустимыми и не допустимыми , в зависимости от требований, предъявляемых к сварочным соединениям и конструкции в целом.

Однако, исходя из самого определения, любые дефекты являются дефектами и требуют их полного устранения либо сведения к минимуму их количества и размеров.

Так как дефекты сварных швов являются причиной, в результате которой есть риск поставить под угрозу стабильность соединения и функциональность сварной конструкции, есть ряд операций, чтобы их устранить. Чтобы свести к минимуму вероятность появления дефектов следует обязательно учитывать:

• 1) Технологию сварки и квалификацию сварщика
• 2) Присадочный материал и свариваемый металл
• 3) Подготовку поверхности под сварку и защитный газ
• 4) Режимы и применяемое сварочное оборудование

Наружные дефекты

К наружным дефектам относятся нарушения геометрических размеров (подрезы , наплывы ), непровары и прожоги , незаваренные кратеры .

• Непровар

Основной причиной непроваров является недостаточный сварочный ток, так как он в большей степени влияет на проникновение в металл.

Устранение дефектов этого вида обычно происходит путем повышения мощности сварочной дуги, уменьшением длины дуги и увеличением её динамики.

Непровары могут быть нескольких видов:

• - когда сварочный шов проникает не на всю толщину металла при односторонней сварке (см. верхнюю часть на рисунке)
• - при двусторонней сварке встык швы не стыкуются друг с другом, образуя несплавление между собой (см. нижнюю часть на рисунке)
• - при сварке в тавр сварочный шов не проникает вглубь, а лишь цепляется за свариваемые кромки

Также причиной непроваров может быть большая скорость сварки или недостаточная подготовка кромок сварного соединения.

• Подрез

Подрезом называется дефект в виде канавки в основном металле по краям сварочного шва.

Это наиболее распространенный дефект при сварке тавровых или нахлесточных соединений, но может также возникнуть и при сварке стыковых соединений. Этот вид дефекта обычно вызван неправильно подобранными параметрами, особенно скоростью сварки и напряжением на дуге.

При угловой сварке (например при сварке длинных швов при сварке балок) подрезы часто возникают из за того, что сварочная дуга направлена больше на вертикальную поверхность.

Расплавленный металл стекает на нижнюю кромку и его не хватает для заполнения канавки.

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 постепенно сокращает размер подреза и в конечном итоге 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 и устраняет такие дефекты, как непровар.

• Наплыв

Данный дефект появляется в результате натекания присадочного материала на основной металл без образования сплавления с ним. Обычно причиной этого дефекта является неправильно подобранные режимы сварки и окалина на свариваемой поверхности. Подбор правильного режима (соответствие сварочного тока со скоростью подачи присадочного материала, повышение напряжения на дуге) и предварительная очистка кромок устраняют появления наплывов.

• Прожог

Данный дефект – отверстие насквозь в сварочном шве. В основном причинами прожога являются большой ток, медленная скорость сварки или большой зазор между кромками сварного соединения. В результате происходит прожог металла и утечка сварочной ванны.

Понижение сварочного тока, увеличение скорости сварки и соответствующая подготовка геометрии кромок позволяют устранить прожоги. Прожоги являются очень частым дефектом при сварке алюминия, из его низкой температуры плавления и высокой теплопроводности.

• Кратер

Кратер появляется в конце сварочного шва в результате резкого обрыва дуги. Выглядит он в виде воронки в середине сварочного шва при его окончании. Современное сварочное оборудование имеет специальные программы для заварки кратера. Они позволяют проводить окончание сварки на пониженных токах, в результате чего кратер заваривается.

Внутренние дефекты

К внутренним основным дефектам сварных швов относят трещины (холодные и горячие ) и поры .

• Горячие трещины

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 (в частности, алюминиевых и CrNi сплавов) 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

Трещины, которые возникают после того, как сварочный шов полностью остывает и затвердевает, называются холодными трещины. Эти дефекты также появляются тогда, когда сварочный шов не соответствует действующим на него нагрузкам и разрушается.

• Поры

Пористость является одним из основных дефектов сварки, с которыми сталкиваются все сварщики при всех сварочных процессах. Пористость может быть вызвана загрязнением, плохой защитой ванны потоком сварочного газа, маслом, краской, сваркой несовместимых сплавов или даже ржавчиной и окислением металла.

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.

Основные причины появления пористости:

• 1) Недостаточный поток защитного сварочного газа
• 2) Чрезмерный поток защитного газа. Это может вызвать подсос воздуха в поток газа.
• 3) Сквозняк в зоне сварки. Он может сдувать защитный газ.
• 4) Засорение сварочного сопла или повреждение системы подачи газа (утечка в шлангах, соединениях и т.д.)

Надеюсь, что описанные в этой статье основные виды дефектов сварных швов и соединений, а так же методы их устранения сделают вашу сварку качественной и высокопроизводительной. Помните, что правильный выбор сварочного оборудования и технологии сварки имеет большое влияние как на весь процесс сварки в целом, так и в отдельности на каждые его составляющие.

Качество сварных соединений можно обеспечить только постоянным контролем производства, причём контролю 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, которые имеют опыт и прошли контрольные испытания. Контролированием обычно занимается специальный отдел, который называют отделом технического контроля. Существование этого отдела нисколько не снимает с самих 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.

По самым различным причинам могут возникать дефекты сварных соединений, которые оказывают существенное влияние на качество и прочность сварных конструкций. Все дефекты сегодня принято подразделять на несколько групп, а именно:

1. Наружные дефекты: к наружным дефектам относятся различные трещины, подрезу и кратеры, которые значительно снижают прочность конструкции.
2. Внутренние: к внутренним дефектам принято относить различные включения, пористость шва, а также непровар.
3. Сквозные: трещины и различные прожоги.

Очень часто дефекты возникают по причине 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 обстоятельно, это поможет исключить возможность их возникновения в будущем.

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

Основные дефекты при сварке - это:

• трещины;
• подрезы;
• наплывы;
• прожоги;
• кратеры;
• свищи;
• посторонние включения;
• пористость;
• перегрев и пережог металла.

Самые распространение и опасные дефекты.

• Трещины

Трещины являются 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. На сегодня различают небольшие (микро) и крупные (макро) трещины, а также их классифицируют по времени их возникновения, а именно непосредственно во время работы или же после ее выполнения.

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

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

• Подрезы

Таким дефектом, как подрезы сварных швов, называют явление, что возникает при дуговой сварке и характеризуется уменьшением толщины шва у его границы. Подрез является основной причиной возникновения излишнего напряжения в области сварного шва, причем особо опасно данное явление в тех случаях, когда шов расположен перпендикулярно основному напряжению. Если конструкция работает при вибрационных нагрузках, то подрез сварного шва является главной причиной значительного снижения ее прочности. Чаще всего они возникают при сварке самых 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 происходящим наплывом металла на кромку, что расположена горизонтально.

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

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

Когда имеются несоблюдения технических условий, возникают дефекты сварки. При этом наблюдается сильное ухудшение сварных соединений.

Швы теряют много положительных свойств, таких, как:

• механические;
• герметичность:
• сплошность.

Дефекты при сварке могут иметь разные причины:

• плохая свариваемость детали;
• качество электродов;
• флюс;
• режим сварки;
• квалификация сварщика;
• несоответствие технологии.

В зависимости от места нахождения дефекты в шве подразделяются на:

• внешние;
• внутренние.

Дефекты сварочных соединений оказывают влияние на определенные характеристики изделия:

• прочность;
• форма;
• глубина расположения.

Опасными считаются дефекты при сварке, имеющие острые контуры. Дефекты сварочных швов, имеющие скругленные формы, практически неопасны. Глубина дефекта оказывает непосредственное влияние на показатель прочности соединения.

Когда варятся важные конструкции, дефекты шва не должны быть глубже 8% от толщины заготовки. Самыми опасными являются дефекты сварочных швов, которые находятся под углом в 90° по отношению к растягивающему усилию. Находящиеся под маленьким углом к основному усилию дефекты представляют минимальную опасность.

Именно поэтому начинает падать прочность сварных швов, когда образуются трещины при сварке. Причем наибольший негатив несут горячие трещины, когда они возникают вдоль оси шва. Отрицательно влияют и непровары большой глубины.

Внешние дефекты, трещины

В основном это касается высоты шва и его ширины. Основными причинами считаются:

1. Плохая обработка кромок. Образуются зазоры, которые приходится заливать расплавленным металлом.
2. Перемещение электрода было прерывистым, в результате шов получился разным по высоте. Изменяется его ширина, причем все это наблюдается по всей длине.
3. Игнорирование технологических условий.

Когда возникает такой дефект, швы плохо выглядят. Так как имеет место неравномерная усадка сварки, возможны появление деформации, образование напряжения. Дефект может быть обнаружен как визуальным осмотром, так и специальным шаблоном. Такие дефекты сварки можно устранить подваркой, удалением лишнего металла.

Наружные трещины подразделяются на:

• продольные;
• поперечные.

Трещины в швах можно обнаружить в наплавке и заготовке. В самой детали они располагаются ближе к району термического влияния. Основными причинами возникновения трещин считаются:

• напряжения;
• нарушение структуры материала, когда соединение делается сваркой;
• высокое содержание фосфора;
• воздействие водорода.

Вернуться к оглавлению

Что такое сварочная трещина?

Под трещиной понимается образование прерывистого шва, вызванного механическим воздействием, резким охлаждением. Этот дефект может иметь вид микротрещин. Обнаружить его можно специальными оптическими приборами, имеющими 50-кратное увеличение.

Продольные трещины можно видеть:

• в шве;
• в материале;
• в местах сплавления.

Скрытые трещины возникают из-за появления высокого напряжения. Они очень похожи на ступеньки. В основном такой дефект имеют сварные соединения большой толщины. Появление высоких напряжений в большинстве случаев вызывает несоблюдение сварочной технологии.

Продольные трещины делятся на несколько групп:

1. Горячие трещины при сварке. Причиной появления считается высокотемпературная хрупкость, характерная для сплавов.
2. Холодные. Появляются, когда металл начинает медленно разрушаться.

Поперечные трещины обычно составляют перпендикуляр оси сварочного шва. Обнаруживаются в заготовке, в районе температурного влияния.

Радиальные трещины начинаются в одной точке и расходятся в разные стороны. Получили второе название — «звездообразные». Располагаются в районе поперечных трещин.

Там, где дуга отходит от поверхности шва, появляется углубление, так называемая трещина в кратере. Она бывает:

• продольной;
• поперечной;
• звездоподобной.

Вернуться к оглавлению

Подрезы: особенности

Очень часто наблюдаются при сварочном процессе. Происходит углубление там, где шов соединяется с основным металлом.

Так как из-за появления подреза уменьшается толщина детали, она теряет свою прочность. Большую опасность несут подрезы, когда располагаются перпендикулярно возникшим рабочим напряжениям.

Появление подреза связано с высоким напряжением дуги, причем сварка проводится на повышенной скорости.

При этом одна кромка получает более глубокое проплавление, расплавленный металл начинает течь по горизонтальной плоскости. Количества такого расплава недостаточно, чтобы заполнить канавки.

Когда варятся угловые швы, возникновение подрезов связано со смещением электрода по направлению к вертикальной стенке. В результате металл получает очень сильный нагрев, начинает плавиться и стекать на горизонтальную поверхность.

Образование подрезов стыковых швов связано с подачей большого тока и неправильным расположением присадки.

Разделка трещин, когда сделаны большие углы, также приводит к появлению подрезов. Такой дефект бросается в глаза и требует полной переварки.

Если подрезы имеют небольшую длину, а сечение шва ослабляется только на 5%, конструкция имеет статические нагрузки, переварка не требуется. Запрещается наличие подрезов в конструкциях, которые работают под большим давлением.

Вернуться к оглавлению

Что представляет собой прожог?

Причинами сквозного проплавления являются:

• большой ток;
• низкая скорость.

Обычно прожог представляет собой сквозное отверстие, образовавшееся при сварке. В случае многослойной сварки образование прожога выявляется в самом начале. Причинами возникновения прожога считаются:

• большой зазор между кромками;
• маленькая толщина подкладки;
• плохое прилегание;
• большая утечка расплавленного металла.

Возможно образование прожога, когда неожиданно останавливается подача инертного газа. Когда свариваются вращающиеся кольцевые стыки, прожог появляется из-за неправильной установки электрода. Этот дефект виден сразу, место зачищается и полностью заваривается.