Від якості зварювання залежить подальша експлуатація конструкції, тому дефекти зварних з'єднань не допускаються. Виникненню дефектів сприяє безліч факторів, наприклад:
- порушення технології робіт;
- недбалість;
- невисока кваліфікація зварника;
- застосування несправного обладнання;
- виробництво робіт без належної підготовки, в несприятливих погодних умовах.
Розрізняють допустимі і не допустимі значення дефектів зварних швів від ступеня зниження технічних параметрів вироби по міцності. При допустимих порушеннях виправлення дефектів зварювання не проводиться, у другому випадку їх усунення необхідно. Придатність виробу до експлуатації, визначення відповідності шва нормам здійснюється згідно з ГОСТ 30242-97.
Види дефектів зварювання
Правильний зварювальний шов на увазі однорідність складу основного і присадочного матеріалу, освіту потрібної його форми, відсутність тріщини, непровари, напливу, наявністю чужорідних речовин. Розрізняють такі види дефектів зварних з'єднань:
Що собою являють зовнішні дефекти?
Зовнішні дефекти зварних швів і з'єднань виявляються візуально. Порушення режиму зварювання, не дотримання точності напрямки і руху електрода через поспіх або безвідповідальності зварника, коливання напруги електрики при виробництві зварювальних робіт призводять до утворення шва неправильного розміру і форми.
Характерними ознаками зовнішнього вигляду шлюбу є: відмінність ширини поздовжніх швів і катетів кутових, різкість переходу від основної стали до наплавленої.
При ручному способі зварювання порушення відбуваються внаслідок помилок в підготовці кромок, зневаги режимом і швидкістю зварювання, відсутність своєчасного контрольного обміру. Дефекти зварних швів і причини їх утворення при веденні автоматичного або напівавтоматичного способу зварювальних робіт криються в надмірних скачках напруги електрики, помилки в режимі. Розрізняють такі зовнішні види дефектів зварних швів:
Тріщини швів бувають гарячі і холодні, поздовжні, поперечні, радіальні. Перші з них мають місце при застосуванні високих температур від 1100 до 1300 ° С, що впливають на властивості металу в плані зниження пластичності, появи деформацій розтягування. Цей вид дефектів зварних швів супроводжується збільшенням в складі стали небажаних хімічних елементів. Холодні тріщини можуть з'являтися при температурі до 120 ° С під час охолодження, пізніше - під впливом навантажень під час експлуатації. Причиною даного виду шлюбу може стати зниження міцності стали через зварювальних напруг або присутність розчинених атомів водню.
Тріщина в зварювальному шві
Підріз характеризується наявністю поглиблення між Сплавлення і основний сталлю. Цей вид дефекту зварювального шва зустрічається більше інших. Збільшення напруги дуги при швидкій зварюванні, призводить до стоншення товщини стали, зниження міцності. Більш глибока проплавку однієї з крайок є причиною стікання рідкої сталі на іншу поверхню, через що канавка зварювання не встигає заповнитися. В даному випадку, дефекти зварювання та способи їх усунення визначаються візуально. Недоліки в роботі усуваються шляхом зачистки, з подальшою переварінням.
Підріз зварювального шва
Наплив виникає, коли сплавлений метал натекает на поверхню основної стали без утворення однорідної маси з ним. Цьому виду шлюбу характерне утворення обриси шва без набуття достатньої міцності, що позначається в загальній витривалості металу. Причина шлюбу в застосуванні низької напруги дуги, наявність окалин на крайках частин, натікання проплавления стали при зварюванні горизонтальних швів, коли поверхня зварюються конструкцій вертикальна. Надмірно повільна зварювання також призводить до утворення напливів, через появу надлишок розплавленого металу.
Кратери з'являються через різке відриву дуги. Вони мають вигляд заглиблень, де може утворитися непровар, рихлість матеріалу з усадочним властивістю, що призводить до появи тріщин. Кратери виникають через похибки зварника. Так як кратер зазвичай є причиною появи тріщин, через що не допускається, при його виявленні слід зачистити, потім заварювати повторно.
Утворився кратер в зварювальному шві
Свищі мають вигляд воронок з поглибленням на тілі шва. Вони утворюються з раковин або пір досить великих розмірів, при недостатній підготовці поверхні елементів зварювання і присадного дроту. Даний вид дефекту також можна побачити при візуальному огляді і підлягають негайному усуненню.
Типові воронки свища
Внутрішні дефекти зварювальних швів
Внутрішні недоліки зварювання візуально виявити неможливо. Зазвичай з'являються через порушення технологічного процесу зварювання і не належної якості матеріалу. При внутрішніх дефектах також можуть з'явитися тріщини, але вони не видно або малі, але з часом можуть розкритися. Приховані тріщини небезпечні тим, що їх важко виявити, а напруга може зростати поступово, і може привести до тимчасовому руйнування конструкції, тому надмірно небезпечні. Причиною шлюбу можуть бути величезні напруги, швидке охолодження при використанні вуглецевих і легованих сталей. Найбільш поширені види даного роду дефектів наступні:
Непровар відбувається при недостатньому сплаві зварювальних частин шва на місцях. Причина криється в неналежній підготовці кромок, пов'язаних з наявністю іржі, окалини, недоліком зазору і притуплення крайок. Крім цього, поспіх і швидка швидкість ведення зварювання, мала сила струму або зсув електрода від осі шва теж можуть привести до непровари шва. Через зменшення перетину зварного шва з'являється концентрація напружень, що відбивається в зниженні міцності з'єднань, яка становить при вібраційних навантаженнях до 40%, а великі ділянки непроварів - до 70%. При перевищенні допустимих значень потрібно зачистка шва і її переварювання.
Непровар і незаповнення
Пори - це вільні простору зварного шва, заповнені газом, переважно, воднем. Причиною цього виду шлюбу є наявність чужорідних домішок в зварювальних матеріалах, вогкість, недостатній захист зварювальної ванни. При перевищенні допустимих концентрацій пір зварювальний шов підлягає переварінням.
Пори в звареному шві
Крім цього, можна відзначити шлакові, вольфрамові, оксидні включення, також виникають при порушенні технології зварювального процесу.
наскрізні дефекти
Цей вид шлюбу мають на увазі наявність пір, проходять через всю товщину зварювання, також виявляються візуально. Переважно виникають при веденні наскрізний зварювання. При даному виді дефекту можлива поява прожогов і тріщин.
Пропал виникає від застосування великого струму і повільної зварювання. Причина - надмірна відкритість зазору у крайок, нещільне прилягання підкладок, внаслідок чого відбувається витік зварювальної ванни. Перевірка шва на наявність шлюбу проводиться візуально, при його перевищенні допустимої норми, потрібно зачистка і переварювання зварювання.
Методи виявлення, контролю та усунення дефектів
Щоб виявити дефекти зварного шва застосовуються такі способи:
- візуальний огляд - проводиться із застосуванням збільшувальних приладів;
- кольорова дефектоскопія - заснований на зміні кольору спеціального матеріалу при зіткненні з текучим матеріалом, наприклад, з гасом;
- магнітний метод - вимір спотворення магнітних хвиль;
- ультразвуковий метод - застосування ультразвукових дефектоскопів, що вимірюють відображення звукових хвиль;
- радіаційний метод - просвічування зварних швів рентгеном і отримання знімка з усіма деталями дефекту.
Для забезпечення якості зварного шва проводиться маркування і таврування. Кожен зварювальник ставить своє клеймо на своїй ділянці зварювання.
При виявленні браку необхідно провести усунення дефектів зварювання. Для цього застосовують такі види робіт:
- заварка - використовують для ліквідації великих тріщин, попередньо підготувавши тріщину свердлінням і зачищенням за допомогою зубила або абразивного інструменту;
- внутрішні дрібні тріщини, непровари і включення підлягають повній зачистці або вирубування з повторною зварюванням;
- неповні шви і підрізи зварного шва усувають наплавленням або заваркою тонкими шарами;
- видалення напливів виробляють механічним шляхом за допомогою абразивного інструменту;
- перегрів металу усувають шляхом термічної обробки.