Поверхностные дефекты сварных швов

  • наружные, к основным из которых относятся: трещины, подрезы, наплывы, кратеры;
  • внутренние, среди которых чаще всего встречаются: пористость, непровары и посторонние включения;
  • сквозные – трещины, прожоги.

Причинами возникновения дефектов могут быть различные обстоятельства: низкое качество свариваемого металла, неисправное или некачественное оборудование, неверный выбор сварочных материалов, нарушение технологии сварки или неправильный выбор режима, недостаточная квалификация сварщика.

Основные дефекты сварки, их характеристика, причины возникновения и способы исправления

Чаще всего причиной образования трещин является несоблюдение технологии сварки (например, неправильное расположение швов, приводящее к возникновению концентрации напряжения), неверный выбор сварочных материалов, резкое охлаждение конструкции. Способствует их возникновению также повышенное содержание в шве углерода и различных примесей – кремния, никеля, серы, водорода, фосфора.

Исправление трещины заключается в рассверливании ее начала и конца, с целью исключения дальнейшего распространения, удалении шва (вырубанию или вырезанию) и заваривании.

Подрезы. Подрезы – это углубления (канавки) в месте перехода "основной металл-сварной шов". Подрезы встречаются довольно часто. Их отрицательное действие выражается в уменьшении сечения шва и возникновении очага концентрации напряжения. И то и другое ослабляет шов. Подрезы возникают из-за повышенной величины сварочного тока. Чаще всего этот дефект образуется в горизонтальных швах. Устраняют его наплавкой тонкого шва по линии подреза.

Наплывы. Наплывы возникают, когда расплавленный металл натекает на основной, но не образует с ним гомогенного соединения. Дефект шва возникает по разным причинам – при недостаточном прогреве основного металла вследствие малого тока, из-за наличия окалины на свариваемых кромках, препятствующей сплавлению, излишнего количества присадочного материала. Устраняются наплывы срезанием с проверкой наличия непровара в этом месте.

Прожоги. Прожогами называют дефекты сварки, проявляющиеся в сквозном проплавлении и вытекании жидкого металла через сквозное отверстие в шве. При этом обычно с другой стороны образуется натек. Прожоги возникают из-за чрезмерно высокого сварочного тока, недостаточной скорости перемещения электрода, большого зазора между кромками металла, слишком малой толщины подкладки или ее неплотного прилегания к основному металлу. Исправляют дефект зачисткой и последующей заваркой.

Непровар. Непровары – это локальные несплавления наплавленного металла с основным, или слоев шва между собой. К этому дефекту относят и незаполнение сечения шва. Непровары существенно снижают прочность шва и могут явиться причиной разрушения конструкции.

Дефект возникает из-за заниженного сварочного тока, неправильной подготовки кромок, излишне высокой скорости сварки, наличия на кромках свариваемых деталей посторонних веществ (окалины, ржавчины, шлака) и загрязнений. При исправлении нужно вырезать зону непровара и заварить её.

Кратеры. Это дефекты в виде углубления, возникающего в результате обрыва сварочной дуги. Кратеры снижают прочность шва из-за уменьшения его сечения. В них могут находиться усадочные рыхлости, способствующие образованию трещин. Кратеры надлежит вырезать до основного металла и заварить.

Свищи. Свищами называют дефекты швов в виде полости. Как и кратеры, они уменьшают прочность шва и способствуют развитию трещин. Способ исправления обычный – вырезка дефектного места и заварка.

Посторонние включения. Включения могут состоять из различных веществ – шлака, вольфрама, окислов металлов и пр. Шлаковые включения образуются тогда, когда шлак не успевает всплыть на поверхность металла и остается внутри него. Это происходит при неправильном режиме сварки (завышенной скорости, например), плохой зачистке свариваемого металла или предыдущего слоя при многослойной сварке.

Вольфрамовые включения возникают при сварке вольфрамовым электродом, окисные – из-за плохой растворимости окислов и чрезмерно быстрого охлаждения.

Все виды включений уменьшают сечение шва и образуют очаг концентрации напряжения, снижая тем самым прочность соединения. Дефект устраняют вырезкой и завариванием.

Пористость. Пористость – это полости, заполненные газами. Они возникают из-за интенсивного газообразования внутри металла, при котором газовые пузырьки остаются в металле после его затвердевания. Размеры пор могут быть микроскопическими или достигать нескольких миллиметров. Нередко возникает целое скопление пор в сочетании со свищами и раковинами.

Возникновению пор способствует наличие загрязнений и посторонних веществ на поверхности свариваемого металла, высокое содержание углерода в присадочном материале и основном металле, слишком высокая скорость сварки, из-за которой газы не успевают выйти наружу, повышенная влажность электродов. Как и прочие дефекты, пористость снижет прочность сварного шва. Зону с ней необходимо вырезать до основного металла и заварить.

Перегрев и пережог металла. Пережог и перегрев возникают из-за чрезмерно большого сварочного тока или малой скорости сварки. При перегреве размеры зерен металла в шве и околошовной зоне увеличиваются, в результате чего снижаются прочностные характеристики сварного соединения, главным образом – ударная вязкость. Перегрев устраняется термической обработкой изделия.

Читайте также:  Сушилка для дерева своими руками видео

Пережог представляет собой более опасный дефект, чем перегрев. Пережженный металл становится хрупким из-за наличия окисленных зерен, обладающих малым взаимным сцеплением. Причины пережога те же самые, что и перегрева, а кроме этого еще и недостаточная защита расплавленного металла от азота и кислорода воздуха. Пережженный металл необходимо полностью вырезать и заварить это место заново.

ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

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

Подрез – дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом.

Причины возникновения дефекта:

– завышенное значение мощности источника теплоты (большой сварочный ток, высокая температура пламени);

– чрезмерное смещение электрода в сторону вертикальной стенки (при сварке угловых швов).

ПОРА В СВАРНОМ ШВЕ

Пора в сварном шве – дефект сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом.

Причины возникновения дефекта:

быстрое затвердевание газонасыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу (быстрое охлаждение сварного соединения);

– чрезмерная скорость сварки, нарушающая газовую защиту ванны жидкого металла;

– повышенное содержание влаги в покрытии электродов, флюсе, защитных газах;

– наличие загрязнений (окалина, ржавчина, масло, краска) на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки

СВИЩ В СВАРНОМ ШВЕ

Свищ в сварном шве – дефект в виде воронкообразного углубления в сварном шве.

Причины возникновения дефекта:

– большая амплитуда колебаний электрода;

– перегрев основного металла;

– повышенное содержание влаги в покрытии электродов, флюсе, защитных газах.

Несплавление – отсутствие соединения между металлом шва и основным металлом либо между отдельными валиками сварного шва.

Причины возникновения дефекта:

– плохая очистка металла от загрязнений (окалины, ржавчины, масла, краски);

– большая длина дуги;

– недостаточная мощность источника теплоты (малое значение сварочного тока, низкая температура пламени);

– большая скорость сварки.

Непровар – дефект в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных валиков сварного шва.

Причины возникновения дефекта:

– плохая очистка металла от загрязнений (окалины, ржавчины, масла, краски);

– недостаточная мощность источника теплоты (малое значение сварочного тока, низкая температура пламени);

– большая скорость сварки;

– большая длина дуги;

– малый угол скоса кромок;

– большая величина притупления;

– малая величина зазора между кромками;

– смещение и перекосы свариваемых кромок;

– неправильный выбор полярности для данной марки электродов.

ШЛАКОВОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ СВАРНОГО ШВА

Шлаковое включение сварного шва – дефект в виде включения шлака в сварном шве

Причины возникновения дефекта:

— плохая очистка поверхности валиков от шлака при многослойной сварке;

– неравномерность плавления электродного покрытия;

– малый сварочный ток;

– большая скорость сварки.

Наплыв на сварном соединении – дефект в виде натекания металла шва на поверхность основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ним.

Наплывы образуются чаще всего при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости и сварке в вертикальном положении.

Причины возникновения дефекта:

-завышенное значение мощности источника теплоты (большой сварочный ток, высокая температура пламени);

– неправильный наклон электрода к изделию при сварке «на подъем» и «на спуск» в вертикальном положении;

– неправильная подготовка кромок при сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости.

Трещина сварного соединения

– дефект сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах.

Холодные трещины – хрупкое межкристаллическое разрушение в шве и околошовной зоне сварного соединения в области низких температур (как правило после полного остывания сварного соединения).

Причины возникновения дефекта:

– образование закалочных структур вследствие слишком больших скоростей охлаждения сварного соединения;

– повышенное содержание диффузионно-подвижного водорода в сварном шве вследствие некачественной очистки сварочных материалов от загрязнений и плохой защиты сварного соединения от влияния атмосферы;

– большие сварочные напряжения

Горячие трещины – хрупкое межкристаллическое разрушение металла шва и околошовной зоны, возникающее в твердо-жидком состоянии при завершении кристаллизации, а также в твердом состоянии при высоких температурах в результате межзеренных деформаций.

Причины возникновения дефекта:

– большое количество вредных примесей (серы и фосфора) в сварном шве и металле свариваемых заготовок;

– большие сварочные напряжения

ПЕРЕЖОГ И ПЕРЕГРЕВ

Пережог – окисление и оплавление границ зерен, что нарушает связь между ними. Является неисправимым видом брака.

Перегрев характеризуется резким ростом размеров зерна, обуславливающим снижение пластичности металла.

Причины возникновения дефекта:

– завышенное значение мощности источника теплоты (большой сварочный ток, высокая температура пламени);

Читайте также:  Хороший духовой шкаф электрический отзывы 2017

– слишком медленное перемещение источника теплоты (низкая скорость сварки);

ПРОЖОГ СВАРНОГО ШВА

Прожог сварного шва – дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшийся в результате вытекания части металла сварочной ванны.

Причины возникновения дефекта:

– завышенное значение мощности источника теплоты (большой сварочный ток, высокая температура пламени);

– слишком медленное перемещение источника теплоты (низкая скорость сварки);

– большой зазор между свариваемыми кромками;

– малая величина притупления кромок;

– плохое поджатие к корню шва флюсовой подушки или медной подкладки.

Контактная точечная и шовная сварка

Непровар – отсутствие или малый диаметр литого ядра.

Причины возникновения дефекта:

– падение напряжения в сети;

– шунтирование тока через соседние точки или случайные контакты;

– малое временя сварки.

Выплеск металла – выброс части расплавленного металла из зоны сварки

Причины возникновения дефекта:

– плохая очистка деталей или электродов;

– большая сила сварочного тока;

– большое время сварки.

Причины возникновения дефекта:

– значительное загрязнение поверхности;

– загрязнение поверхности электродов;

Причины возникновения дефекта:

– несвободное деформирование деталей;

– малое ковочное давление.

Раковины и пористость

Причины возникновения дефекта:

– загрязнение поверхности металла;

– выплеск при перегреве ядра.

Контактная стыковая сварка

Непровар, трещины, раковины

Причины возникновения дефекта:

– недостаточный разогрев при оплавлении;

– неустойчивое оплавление перед осадкой

Причины возникновения дефекта:

– малая скорость оплавления.

Контроль сварных соединений.

Сварные соединения подвергают проверке для определения возможных отклонений от технических условий, предъявляемых к данному виду изделий. Наружные дефекты выявляются 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, которые не соответствуют техническим условиям, должны быть устранены, а если это невозможно, изделие бракуют.

В стальных конструкциях снятие бракованных сварных швов осуществляют плазменно-дуговой резкой или строжкой с последующей обработкой абразивными кругами. 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 другие неровности формы шва исправляют механической обработкой шва по всей длине, не допуская занижения общего сечения.

Исправленные швы подвергают повторному контролю, по методикам, соответствующим требованиям к данному виду сварного соединения.

Надежность конструкции зависит от качества выполненных работ. Дефекты сварных креплений не допускаются, иначе изделие может выйти из строя в самый неподходящий момент. Халатность при работе, невысокая квалификация мастера, могут повлечь за собой различные проблемы, технологии работ и оборудование должны применяться в соответствие с ГОСТами. Значения сварных швов могут быть в допуске или напротив, в последнем случае, необходимо заново проделывать работу до достижения требуемого результата.

Классификация дефектов сварных швов

При воздействии различных факторов при работе образуются некоторые недопустимые несоответствия шва. Дефекты сварки подразделяются на несколько групп, допуски которых находят подробное описание в ГОСТе:

  1. Наружные дефекты имеют неравномерную форму конструкции, следствием не соблюдения технологии формирования.
  2. Согласно ГОСТ-23055, к внутренним бракованным частям принимаются неметаллические либо шлаковые отложения, несплавления и непровары металлических изделий. К выявлению данной категории брака применяются приборы контроля сварочного производства.

Также встречаются сквозные прожоги и трещины, которые недопустимы при эксплуатации материала. Основными недочетами при производстве шва, считаются некачественный металл или оборудование, а также неподготовленный персонал, пренебрегший технологии процесса.

Трещины

Наиболее опасные дефекты сварного шва являются трещины. Появление данных несоответствий способствует разрушению конструкции, выявляются на линии, рядом располагающихся участках. Дефекты сварных швов образовываются с малым раскрытием после производства соединения, в последующим, в следствии напряжения, размеры увеличиваются.

Классифицируются трещины на:

  • Холодные, возникшие после остывания, при температурах ниже 320 °C. Появляются недуги как сразу, так и при эксплуатации устройства. Причиной может являться нарушение технологии сварки, формирования соединения.
  • Горячие, формируются при кристаллизации металла на высоких температурах, из-за резкого падения пластических характеристик металла. Способствует дефекту наличие недопустимого количества кремния, водорода, никеля, углерода. Распространение происходит вдоль стыковки либо поперечно, классифицируются на макро и микроскопические трещины.

Продольная трещина на шве

Исправление производится рассверливанием по всей полости, в целях исключения развития, брак удаляется и наваривается новое соединение.

Полости

Произвольная форма, появившееся при результате воздействия газов, называется полостью. Возникает при расплавлении металла, не полном цикле оттеснения излишних газов, не правильного формирования сварочной ванны. Несплошности образовываются к форме продолговатых полостей, к категории относятся кратеры и раковины. Основной разновидностью браковки сварки, являются свищи, появившиеся обстоятельствами:

  • пластичность металла не соответствует требованиям;
  • закалочные структуры;
  • неравномерный нагрев.
Читайте также:  Каким клеем приклеить пластик к пластику

Дефекты отличаются по форме, глубине и расположению, которое может находится как на внутри, так и на внешней части шва. Свищи имеют продолговатую трубчатую форму, причиной появления являются газы. Не соблюдение технического регламента, а именно наличие на участке сварки масла, окисления и прочих загрязнений ведут к дефекту конструкции.

Полость в сварном шве

Некачественный инструмент может организовать непоправимые разрушения, так же как и использование вспомогательных материалов в виде флюсов. Повышенная скорость изготовления, нестандартный ход защитных газов неблагоприятно воздействуют на характеристики шва. Поры образуются вследствие применения неисправного инструмента, проволоки, чрезмерно проветриваемого помещения.

При обрыве дуги, либо не верного способа выполнения конечного участка, образуются кратеры. Внешний вид обуславливается видом воронки, которую нужно заварить по обнаружению. Современные агрегаты, изготавливающие сварочный шов, способны устранить несоответсвие путем снижения тока по окончанию соединения.

Твердые включения

Инородные вещества любого происхождения являются серьезной проблемой в процессе сварки. Основные ошибки — большая скорость сварки, ток малой силы, загрязненность кромок. Дефекты сварного шва производятся из-за:

  • флюсовых остатков;
  • шлаковых либо оксидных включений.

Оксидные, образовываются результатом отсутствия зачистки металла, химического воздействия. Шлак, при соблюдении технологии, всплывает на поверхность, однако при некоторых ситуациях остается внутри шва. Защитными газами создается среда, при которой невозможно включения инородного тела. Металлические включения могут быть опасны, т.к. имеют размеры до нескольких десятков миллиметров.

Различные виды включений в сварные швы

Условия возникновения зависят на тип образования:

  • разобщенным;
  • линейным;
  • прочим образованием.

Участок производимых действий по сварки, на котором превышается содержание шлаковых добавок, переваривается. Зачастую включения проявляются на местах стыковки статичного и добавляемого шва, при исполнении многослойных изделий.

Несплавления и непровары

Отсутствие стыковки основного металла, или между отдельными элементами называется несплавлением. Различаются на поверхностные, состоящие между вилками, расположенные при основании шва. Основными причинами несплавлений определяют:

  • увеличенная длина дуги;
  • несоответствующая зачистка кромок;
  • уменьшенный сварочный ток;
  • повышенная скорость сварки.

Наличие дефекта статическими соединениями может быть восполнено дополнительным наплавом. В результате, происходит снижение прочности, возникает концентрация напряжений зоной несплавления.

Непровар на шве

Недостаточное сплавление стыка при зоне сварки именуется непровар. Основными причинами является остатки ржавчины, окисления, окалины, других неблагоприятных воздействий. В следствие уменьшения концентрации, возрастает возможность появления напряжений, отрицательно сказывающихся на конструкции в целом. При отклонениях от допусков, зоны с непроваренным швом зачищаются до основания, операция по сварке происходит заново.

Нарушение формы шва

Отклонение от заданных параметров формы поверхности шва, геометрического состояния соединения, обуславливается нарушением формы.

Существуют различные нарушения, каждый из которых возникает вследствие определенных условий.

  1. Подрезы – по краям сварного шва образуется дефект в виде углублений при продольном расположении. Образуется зачастую при повышенной скорости сварки, результатом чего сварочная ванная затвердевает быстрее, чем положено. Увеличенное расстояние дуги способствует распространению ширины шва по металлу, т.к. при такой схеме теплоотдача дуги остается на прежнем уровне, мощности не хватает для расплавления всей полости металла.
  2. Избыток наплавленного материала, обнаруженный на внутренней стороне сварного шва – превышение проплава. Дефектами линейного смещения называют состояние, при котором соединяемые детали располагаются на разном уровне, между стыками существует разница в высоте. Существует угловой тип брака, при ситуациях, когда угол асимметричен стыковому элементу.
  3. Наплав – избыточное количество материала, образованное при процессе стыковки шва. Дефект образуется вследствие излишне длинной дуги, неверного наклона электрода, повышенного сварочного тока.
  4. Прожог – сквозное отверстие, образованное в результате вытекания металлической составляющей сварочной ванны. Брак образуется результатом использования большого тока при малой скорости движения электродом, плохая подкладка или неверный зазор кромок.

Нарушение формы шва

Также существуют прочие неприятности, связанные с формой, к примеру, вогнутые края шва, образованные со стороны корня соединения. К прочим несоответствиям приравниваются задиры поверхностного типа, случайная дуга, брызги металла, и другие.

Методы обнаружения и контроля

Качественный шов имеет соответствующие показатели маркировки. На крупных предприятиях каждый специалист устанавливает определенное клеймо на стыкуемый участок. Для обнаружения дефектов применяются следующие способы:

  • визуальный осмотр;
  • цветная дефектоскопия;
  • ультразвуковой метод определения бракованных участков;
  • радиационный;
  • магнитный метод.

После того, как обнаружен дефект, сотрудником отдела качества определяется дальнейшая судьба детали, в большинстве случаев они отправляются на доработку. Наплывы удаляются с помощью абразивного инструмента, путем механических воздействий. Заварка применяется при дефектоскопии крупных трещин, с предварительным зачищенным местом остаточной сварки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.