В силу разных причин сварные соединения могут иметь дефекты, влияющие на их прочность. Все виды дефектов швов подразделяют на три группы:
- 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
Трещины . Это наиболее опасные дефекты сварки, способные привести к практически мгновенному разрушению сваренных конструкций с самыми трагическими последствиям. Трещины различаются по размерам (микро- и макротрещины) и времени возникновения (в процессе сварки или после нее).
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.
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.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
Сварочный процесс, как и любой другой способ металлообработки, сопровождается образованием дефектов. Кристаллизация металла при формировании , химическая неоднородность металла, взаимодействие жидкого металла сварочной ванны с твердым металлом детали, с газами и шлаком, больше всего влияют на образование сварочных дефектов.
Сварочные дефекты могут быть вызваны как физико-химическими явлениями: кристаллизационные и холодные трещины, несплавления, неметаллические включения, поры, так и несоблюдением технологии сварки: подрезы, прожоги, непровары, отклонения геометрии шва и т. д. Сварные дефекты приводят к уменьшению прочности конструкций, нарушению их работоспособности и авариям.
Можно устранить изменением пространственного положения электрода. Сварка способом «на подъем», позволяет облегчить вытекание жидкого металла в хвостовую зону ванны расплавленного металла. И наоборот, сварка «на спуск», углом вперед, уменьшает глубину проплавления.
Добавление кислорода и углекислого газа в состав защитных газов при аргонной сварке также позволяет улучшить заполнение шва и устраняет подрезы. Увеличения жидкотекучести расплавленного металла и заполнения корня шва можно достичь предварительным нагревом деталей, использованием специальных флюсов и увеличением силы тока. Тщательная зачистка кромок перед проведением сварочных работ, удаление окисных пленок также уменьшают вероятность возникновения этого нежелательного дефекта.
Подрезы чаще всего образуются при автоматической сварке угловых швов, а также при скоростной сварке стыковых швов. Причиной может являться слишком высокое напряжение или увод электрода от оси шва, длинная дуга. Подрез представляет собой более глубокое проплавление одной кромки и образование канавки у второй кромки сварного шва.
Устраняют подрезы путем многоэлектродной сварки (при сварке продольных швов труб большого диаметра), предварительного подогрева деталей (для небольших изделий), сварки короткой дугой, уменьшением скорости сварки, применением тока шунтирования при сварке под флюсом и использованием электродов с высокими показателями смачиваемости расплавленного металла.
Несплавления по своей сути — это подрезы большой величины. Способы ликвидации несплавлений сварного шва такие же, как и подрезов.
Прожоги часто возникают при сварке конструкций небольшой толщины. Они представляют собой сквозные отверстия в теле шва. Для устранения прожогов применяют импульсную дуговую сварку, используют укрепляющие подкладки, уменьшают силу тока и увеличивают скорость сварки.
Неметаллические включения в сварном шве чаще всего встречаются в виде сульфидных и оксидных соединений. Это может произойти в результате растворения частиц покрытия электрода, проволоки или флюса в металле шва, оксидов с поверхности кромок деталей, образования оксидов с участием кислорода атмосферы.
Соответственно способы устранения этого дефекта заключаются в применении качественных электродов без окисленного стержня и осыпающейся обмазки, предварительно прокаленных; тщательной зачистке кромок; использовании защитных флюсов, флюсопаст и газов; вакуумировании; перемешивании шлака в процессе сварки. В случае многослойной сварки и наплавки необходимо тщательное удаление корки шлака с каждого предыдущего слоя шва.
Решающую роль в порообразовании определяет влияние водорода, азота и окиси углерода на процесс образования сварного шва. Нежелательные газы могут образоваться в результате плохой прокалки электродов, наличия загрязнений на сварочной проволоке и свариваемых кромках, сварки длинной дугой и использовании электродов с органическими покрытиями.
Для защиты от воздействия вредных газов атмосферы также применяются защитные газы и флюсы. В остальном способы ликвидации пор схожи с предыдущим видом дефектов. Эффективно также проведение сварки на постоянном токе обратной полярности.
Поры в сварном шве
Трещины - самый опасный дефект сварного шва. Особенно нежелательны трещины, возникающие вследствие наводороживания и наличия серы в металле шва. Во время эксплуатации дефектного сварного изделия может произойти их быстрый рост и аварийное разрушение конструкции. В теории сварочных процессов различают холодные, горячие, макро- и микротрещины.
Главной причиной их возникновения является наличие больших растягивающих напряжений в околошовной зоне и металле шва при их охлаждении. Сварка легированных, углеродистых сталей и чугунов часто сопровождается образованием трещин.
Для уменьшения растягивающих напряжений применяют термическую обработку до и после проведения сварки, сварку с подогревом матами, оптимизируют схему наложения швов (сварка короткими симметричными швами), применяют сварочные материалы с наименьшей усадкой и содержанием вредных примесей, сварку в защитных газах.
Дефектами сварных швов и соединений называют различные отклонения от требований чертежа и условий выполнения сварочных работ, ухудшающих качество соединения (его эксплуатационные свойства, герметичность, сплошность и др.). От возникновения брака не застрахован никто, поэтому сварщик должен знать возможные дефекты, причины их возникновения, а также методы устранения, о чем дальше и пойдет речь.
Причины возникновения дефектов сварочных соединений
Сварочный процесс осложняется многими факторами, к которым можно отнести как объективные (свойства соединяемых материалов), так и субъективные (точное соблюдение технологичности процесса, правильность выбора технологии). Оправдать возникновение брака у профессионального сварщика можно только объективными причинами, да и то лишь в какой-то мере.
Основными причинами, которые приводят к образованию дефектов сварочных швов, являются:
- неправильная подготовка свариваемых поверхностей;
- несоответствие или неисправность сварочного инструмента;
- неправильный выбор защитных флюсов или газов и нарушение технологии их использования;
- недостаточная квалификация сварщика;
- несоблюдение в полной мере требуемых режимов сварки (мощность рабочего тока, длина дуги и др.).
Разновидности дефектов сварочных швов
Все дефекты таких соединений можно разделить на 2 основных типа:
- Внешние, которые можно обнаружить невооруженным глазом. Они могут проявляться в виде прожога, непровара и других признаков.
- Внутренние, которые проявляются в виде трещин, пор и других нежелательных образований.
Внешние дефекты сварочных соединений
К данным дефектам относятся нарушения геометрических размеров сварных соединений (наплывы, подрезы), а также прожоги, непровары и незаваренные кратеры.
Наплывы (натеки) наиболее часто появляются при горизонтальной сварке вертикальных поверхностей. Это приводит к натеканию расплавленного металла на кромки основного металла, имеющего намного меньшую температуру (рис. 1). Они могут возникать на небольшом участке или же иметь большую протяженность вдоль сварной зоны.
Причинами возникновения наплывов являются:
- длинная дуга;
- большая величина сварного тока;
- неправильное положение электрода.
Рисунок 1. Наплывы чаще выявляются при горизонтальной сварке.
При кольцевом соединении наплывы могут появляться при большом или недостаточном смещении электрода с зенита. В местах наплывов достаточно часто могут возникать и другие дефекты. Не допустить образование наплывов можно подбором правильного режима сварки и качественной подготовкой свариваемой поверхности (удаление окалины и др.).
Подрез – дефект в виде канавки в основном металле по краям сварочного шва (рис. 2). Данный дефект является самым распространенным при сварке нахлесточных или тавровых соединений, но иногда возникает при создании стыковых соединений. В большинстве случаев он возникает из-за неправильно подобранных параметров сварочного процесса.
При угловой сварке подрезы могут возникать из-за того, что дуга направляется больше на вертикальную поверхность, чем на горизонтальную. Это приводит к тому, что расплавленный металл стекает на нижнюю кромку и его не хватает для полного заполнения ванны. При слишком большой скорости сварки и большом напряжении сварочные швы могут выйти горбатыми. Из-за быстрого затвердевания сварочной ванны также могут образовываться подрезы. Снижение скорости сварки позволяет устранить этот дефект.
На возникновение подрезов влияет и длина дуги. При увеличении величины дуги возрастает и размер шва, что приводит к увеличению количества расплавленного основного металла. Так как при увеличении длины дуги тепловложение остается прежним, его не хватает на весь шов, кромки быстро остывают, в результате чего образуются подрезы. Уменьшение длины дуги не только может избавить от подрезов, но и увеличивает проплавление .
Рисунок 2. Подрез представляет собой дефект, проявляющийся в виде канавки по краям сварочного шва.
Следует отметить, что выполнить ряд сварочных соединений без дефектов практически невозможно. При этом следует обеспечить в шве минимум допустимых дефектов. При осуществлении сварочных работ необходимо помнить, что правильный выбор оборудования и технологии сварки имеет большое влияние на весь процесс сварки.
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА по профессии «СВАРЩИК»
Преподаватель спецдициплин
ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
Цели занятия
Изучив данный учебный элемент, вы будете знать:
Основные дефекты сварных соединений;
Причины возникновения дефектов в сварных соединениях.
Сопутствующие учебные элементы и пособия
- «Типы сварных соединений».
- «Виды сварных швов».
Общие сведения
Данный учебный элемент охватывает основные дефекты сварных соединений и причины, вызывающие их появление в процессе ручной дуговой сварки (сварка покрытыми металлическими электродами).
Учебный элемент содержит используемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области сварки металлов, которые применяются в документации всех видов научно-технической, учебной и справочной литературе .
Основные понятия
К дефектам сварных соединений относятся различные отклонения от установленных норм и технических требований к размерам, форме и свойствам сварных соединений, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность и могут привести к разрушению сварного соединения и всей конструкции.
В процессе изготовления сварного соединения в металле шва и околошовной зоне могут быть получены сварочные дефекты.
По характеру залегания дефекты в сварных соединениях делятся на внешние и внутренние .
Внешние дефекты - это дефекты, выявленные при внешнем осмотре и измерительном контроле сварного соединения.
Внешние дефекты:
Несоответствие геометрических размеров сварного шва (избыточное или недостаточное усиление, неравномерность ширины и (или) высоты шва);
Неравномерная грубая чешуйчатость;
Западания между валиками;
Брызги металла;
Прожоги;
Незаплавленные кратеры;
Подрезы основного металла;
Поры (одиночные, скопление, цепочки);
Шлаковые включения (одиночные, скопление, цепочки);
Трещины;
Непровары корня шва;
Проплавление;
Вогнутость корня шва.
Внутренние дефекты - это дефекты, выявленные при использовании неразрушающих методов контроля таких, как радиографический контроль, ультразвуковой контроль.
Внутренние дефекты;
Непровары между свариваемыми кромками;
Непровары в корне шва;
Внутренние трещины;
Поры и шлаковые включения (одиночные, скопления, цепочки), не выходящие на поверхность.
Основные дефекты сварных швов и причины их возникновения
Трещина сварного соединения - дефект сварного соединения в виде разрыва металла в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах.
К трещинам сварного соединения относятся:
- продольная трещина - трещина, ориентированная вдоль оси сварного шва;
- поперечная трещине - трещина, ориентированная поперек оси сварного шва.
http://pandia.ru/text/78/161/images/image003_21.gif" realsize="231x123" width="231" height="123" align="left hspace=">
- кратерная трещина - трещина (продольная, поперечная, разветвленная) в кратере валика (слоя) сварного шва.
Причины появления трещин:
Нарушение разработанной технологии сварки;
Несоответствие применяемых сварочных материалов;
Склонность свариваемого металла к закалке;
Высокие скорости охлаждения сварного соединения;
Сварка изделия при низкой температуре.
Причина появления кратерной трещины
Исправление: вырезка, вышлифовка до полного удаления дефекта с последующей заваркой.
Свищи
http://pandia.ru/text/78/161/images/image005_12.gif" align="left" width="227" height="260">Поры
Пора в сварном шве - дефект сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом.
Цепочка пор в сварном шве - группа пор в сварном шве, расположенных в линию.
Скопление пор в сварном шве – группа близко расположенных пор.
Причины появления пор:
Сварка увлажненными (непросушенными) покрытыми электродами;
Плохая подготовка кромок под сварку (наличие ржавчины, масла, краски и др. загрязнений);
Завышение скорости сварки.
Скопление пор - недопустимый дефект.
Исправление: для плоских элементов - вышлифовка, механическая строжка или фрезеровка, воздушно-дуговая строжка (ВДС) угольными электродами с последующей заваркой.
Для трубных элементов - выборка дефектов на токарном станке с последующей заваркой.
Непровар кромок и несплавления между кромками и валиками или между валиками сварного соединения. Непровар - дефект в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных валиков сварного шва.
Причины непровара свариваемых между собой кромок:
Заниженный зазор между свариваемыми кромками;
Завышенное притупление кромок;
Малый угол скоса кромок;
Завышение скорости сварки;
Смещение электрода с оси стыка;
Недостаточная сила сварочного тока;
Неравномерная величина притупления кромок по длине стыка;
Новые валики (или слои) выполняются по слою предыдущего металла с неудаленным сварочным шлаком при многослойной сварке;
Недостаточно точное направление электрода относительно предыдущего валика (или слоя) при многослойной сварке;
Блуждание сварочной дуги (магнитное дутье).
Исправление: при небольших объемах работ - вышлифовка, при больших объемах работ - механическая строжка, фрезеровка на станке или воздушно-дуговой сторожкой, выплавка газовой резкой с последующей заваркой.
Прожог
Прожог сварного шва - дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшийся в результате вытекания части металла сварочной ванны.
Причины прожога:
Завышенный сварочный ток;
Малое притупление свариваемых кромок;
Неравномерный зазор по длине между свариваемых кромок;
Малая скорость сварки;
Неравномерная величина притупления кромок по длине стыка.
Исправление: зашлифовка с двух сторон с последующей заваркой.
Шлаковые включения
Шлаковые включения сварного шва - дефект в виде вкрапления шлака в сварном шве.
Причины появления шлаковых включений:
Завышение скорости сварки;
Плохая подготовка кромок под сварку;
Плохо отбита шлаковая корка предыдущего (нижнего) слоя,
Большая длина сварочной дуги.
Скопление шлаковых включений - недопустимый дефект.
Исправление: для плоских элементов - вышлифовка (отдельно стоящий и скопление шлака) механическая и воздушно-дуговая строжка (ВДС) (цепочки шлака) с последующей заваркой.
Для трубных элементов - вышлифовка (отдельно стоящий или скопление шлака), выборка на токарном станке (цепочки шлака) с последующей заваркой.
Брызги электродного металла
Брызги металла - дефект в виде капель на поверхности сварного соединения.
Причины появления брызг металла:
Завышенный сварочный ток;
Большая длина сварочной дуги;
Магнитное дутье;
Некачественно изготовленный электрод (эксцентричность покрытия).
Исправление: срубить зубилом и молотком, с последующей зашлифовкой мест удаления.
Поверхностное окисление
Поверхностное окисление сварного соединения - дефект в виде окалины или пленки окислов на поверхности сварного соединения.
Причины появления окисной пленки:
Плохая защита металла от воздуха;
Преждевременное удаление слоя шлаковой корки со сварного шва;
Перегрев металла.
Исправление: если нет особых требований к окисной пленке на чертеже, допускается не удалять. В противном случае - зачистка вручную металлической щеткой или с помощью шлифовальной машины.
Подрез
Подрез зоны сплавления - дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом
Подрезы зоны сплавления: как правило - двусторонний при сварке стыкового шва, и односторонний на вертикальной плоскости при сварке углового шва.
Причины появления подреза:
Низкая квалификация сварщика (неправильные поперечные движения концом электрода);
Смещение электрода в сторону вертикальной стенки при сварке углового шва (подрез вертикальной стенки);
Завышение сварочной дуги;
Завышенная скорость сварки;
Эксцентричность покрытия электрода.
Исправление: расшлифовка (сглаживание) подрезов или их подварка.
Дефекты формирования сварного шва
К дефектам формирования сварного шва относятся:
- наплыв в сварном соединении - дефект в виде натекания металла шва на поверхность основного металла или ранее выполненного валика без сплавления с ним;
- углубление между валиками - это продольная впадина между двумя соседними валиками шва;
-грубая чешуйчатость - поперечные или округлые углубления на поверхности валика, образовавшиеся вследствие неравномерности затвердевания металла сварочной ванны;
-кратер - дефект в виде полости или впадины, образовавшийся при усадке расплавленного металла при затвердевании, располагается в местах резкого обрыва дуги или окончания сварки;
- превышение усиления сварного шва - избыток наплавленного металла на лицевой стороне (сторонах) стыкового шва;
- превышение выпуклости сварного шва - избыток наплавленного металла на лицевой стороне углового шва;
- 
местное превышение проплавления сварного шва
– местный избыточный проплав (с внутренней стороны одностороннего шва);
- протёк сварного шва - стекание металла вследствие действия силы тяжести;
http://pandia.ru/text/78/161/images/image020_5.gif" align="left" width="288" height="136">
- неравномерная ширина шва - чрезмерное колебание ширины шва
- 
неравномерная высота шва
- чрезмерная неровность наружной поверхности шва;
- плохое возобновление шва - местная неровность поверхности в месте возобновления сварки.
Причины появления дефектов формирования сварного шва : такие дефекты формирования сварного шва, как неплавные сопряжения сварных швов и сварного шва с основным металлом, неравномерность высоты (катета) и ширины шва, наплывы, неравномерная чешуйчатость получаются при:
Неправильном выборе режима сварки;
В результате низкой квалификации сварщика;
Из-за низкого качества сборки узла.
Причины появления незаверенного кратера:
Низкая квалификация сварщика;
Резкий обрыв сварочной дуги.
Категория дефекта : наплыв (натекание), превышение усиления сварного шва, местное превышение проплавления, асимметрия углового шва, неравномерная ширина и высота шва, плохое возобновление шва, углубление между валиками, грубая чешуйчатость - допускаются при выполнении требований нормативно-технической документации на данное изделие.
Исправления: подшлифовка.
Углубления и грубую чушуйчатость подшлифовать (сгладить) и (или) подварить.
Исправление: подшлифовать и подварить.
Исправление: подварить.
Усадочная раковина
Усадочная раковина сварного шва: дефект в виде полости или впадины, образованный при усадке металла шва в условиях отсутствия питания жидким металом.
Причины появления усадочной раковины: местное засорение металла сварочной ванны легкоплавкими веществами на основе серы, фосфора и др.
Исправление: подшлифовка.
Вогнутость корня шва
Вогнутость корня шва - дефект в виде углубления на поверхности обратной стороны сварного одностороннего шва.
Причины появления вогнутости корня шва:
Завышенный зазор между свариваемыми кромками;
Недостаточная величина сварочного тока;
Завышенная скорость сварки.
Исправление: подшлифовка и подварка.
Смещение кромок
Смещение сваренных кромок (d ) - неправильное положение сваренных кромок друг относительно друга.
Причины появления смещения кромок:
Неправильная (некачественная) сборка деталей под сварку;
Некачественная прихватка;
Недостаточное количество прихваток;
- 
неравномерное распределение прихваток.
Случайное оплавление основного металла в результате зажигания дуги или гашения (прижог) - дефект в виде повреждения поверхности основного металла, примыкающего к сварному шву; возникает в результате случайного или преднамеренного возбуждения дуги вне разделки соединения.
Причина появления прижогов:
Низкая квалификация сварщика.
Исправление: зачистка мест прижога до «здорового» металла
Контрольные вопросы
Каждый вопрос имеет один или несколько правильных ответов. Выберите верный ответ.
1. Что называется трещиной?
а) Дефект сварного соединения в виде разрыва металла в сварном шве и (или) прилегающих к ниму зонах.
б) Дефект в виде внутренней полости.
в) Дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом.
2. Что называется порой?
а) Дефект в виде полости или впадины, образованной при усадке металла шва.
б) Дефект, имеющий ответвления в различных направлениях.
в) Дефект сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом.
3. Что называется непроваром кромок?
а) Дефект, ориентированный вдоль сварного шва в виде разрыва.
в) Дефект в виде скопления шлака в сварном шве.
4. Что называется прожогом?
а) Дефект в виде воронкообразного углубления в сварном шве.
б) Дефект в виде полости или впадины в сварном шве.
в) Дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшийся в результате вытекания части металла сварочной ванны.
5. Что такое шлаковое включение?
а) Дефект сварного шва в виде полости округлой формы, заполненной газом.
б) Дефект в виде шлака в сварном шве.
в) Дефект в виде углубления по линии сплавления шва с основным металлом.
6. Что называется подрезом?
а) Дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом.
б) Дефект в виде несплавления в сварном соединении, вследствие неполного расплавления кромок.
в) Дефект в виде углубления на поверхности обратной стороны сварного одностороннего шва.
7. Что такое кратер?
а) Дефект в виде воронкообразного углубления в середине сварного шва.
б) Дефект в виде углубления по линии сплавления сварного шва с основным металлом.
в) Дефект в виде полости или впадины, образовавшийся при усадке расплавленного металла при затвердевании в конце сварного шва.
8. Что называется прижогом?
а) Дефект в виде окалины или пленки окислов на поверхности сварного соединения.
б) Дефект в виде затвердевших капель на поверхности сварного. соединения.
в) Дефект в виде местного повреждения поверхности основного металла, возникшее в результате случайного или преднамеренного возбуждения дуги вне разделки соединения.
9. Каковы причины появления пор?
а) Хорошо прокаленные электроды.
б) Влажные электроды.
в) Наличие ржавчины или масла на сварочных кромках.
10. Каковы причины появления брызг электродного металла?
а) Большая длина сварочной дуги.
б) Большая ширина сварного шва.
в) Магнитное дутье.
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, 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.
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.
Конфигурация продольных трещин определяется линиями сплавления шва и основного металла.
Эти трещины разделяют на:
- горячие, их причиной является высокотемпературная хрупкость сплавов;
- холодные — возникают при медленном разрушении металла.
Поперечные трещины ориентированы перпендикулярно оси сварного шва. Они могут возникать, как в основном материале и металле сварного соединения, так и в зоне температурного влияния.
Радиальные трещины расходятся из одной точки и иначе называются звездообразными. Места их расположения аналогичны локализациям поперечных трещин. Причины образования поперечных и радиальных трещин такие же, как и у продольных.
В месте отрыва дуги на поверхности шва образуется углубление. Дефекты, которые возникают в этом месте, называют трещинами в кратере. Они разделяются на продольные, поперечные, звездоподобные. Конфигурацию этого дефекта определяют: микроструктура зоны сварного соединения, фазовые, термические и механические напряжения.
Если возникает группа не связанных друг с другом трещин, то они называются раздельными. Места и причины их возникновения аналогичны этим характеристикам поперечных и радиальных трещин.
Если из одной трещины образуется группа трещин, то такой брак носит название разветвленных трещин. Места их расположения — основной материал, металл шва, область термического влияния. Причины возникновения такие же, как и у продольных трещин.
Поры: их форма, места расположения и причины появления
Дефекты сварных соединений и соединений в виде полостей в сварном соединении называют порами. Эти полости заполнены газом, который не успел выделиться наружу.
Различают следующие разновидности пор:
- Газовая полость — это образование произвольной формы, не имеющее углов, причиной появления которого явились газы, не успевшие покинуть расплавленный материал.
- Газовой порой называют газовую полость, имеющую сферическую форму.
- Группа газовых пор, которая располагается в металле сварного соединения, называется равномерно распределенной пористостью.
- Скопление пор — это три или более газовых полостей, расположенных кучно на расстоянии между собой, не превышающем тройной диаметр максимальной поры.
- Цепочкой пор называют ряд газовых полостей, которые располагаются линией вдоль сварного соединения с расстоянием между ними, не превышающем трех диаметров наибольшей из пор.
- Если дефектом является несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва и имеющая высоту, которая гораздо меньше длины, то она называется продолговатой полостью.
- Свищом называют трубчатую полость, которая располагается в металле сварного шва. Свищ вызывается выделением газа. Его форма и положение определяются источником газа и режимом твердения. Как правило, свищи образуют скопления в форме елочек.
- Газовая полость, нарушающая целостность поверхности сварного соединения, называется поверхностной порой.
- Если во время затвердевания вследствие усадки образуется полость — она носит название усадочной раковины. А усадочная раковина, расположенная в конце валика и не заваренная при последующих проходах, называется кратером.
Поры — дефекты сварных соединений, фото которых приведено ниже, появляются из-за наличия вредных примесей, как в основном металле, так и в присадочном. Поры могут образовываться из-за ржавчины и прочих загрязнений, которые не были удалены перед проведением сварки с кромок материала, повышенного содержания углерода, высокой скорости сварочного процесса, нарушений защиты сварочной ванны. Самой частой причиной возникновения пор является отсыревшее покрытие плавящегося электрода.
Наличие одиночных пор не представляет опасности, а вот их цепочка может негативно сказаться на прочностных характеристиках сварного соединения. Участок сварочного шва, пораженный этими дефектами, переваривают, предварительно механически его зачистив.
Поры и шлаковые включения
Виды твердых включений в сварном шве
Твердые инородные включения, как металлического, так и неметаллического характера, имеющие в своей конфигурации хотя бы один острый угол, являются недопустимым дефектами в сварном соединении, поскольку играют роль концентраторов напряжений. Дополнительная опасность этих дефектов заключается в том, что они не видимы снаружи. Обнаружить их можно только методами неразрушающего контроля.
Шлаковые включения в сварном соединении
Твердые включения разделяются на следующие виды:
- Шлаковые включения — это шлаки, попавшие в сварочный шов. В зависимости от того, в каких условиях они были образованы, они бывают линейными, разобщенными, прочими. Причины их образования — большие скорости сварочного процесса, загрязненные кромки, многослойная сварка, если швы между слоями очищены некачественно. Форма этих бракованных включений очень разнообразна, поэтому они могут быть гораздо опаснее округлых пор.
- Флюсы, служащие для защиты металла от окисления, являются причиной образования флюсовых включений. Также, как и шлаковые, флюсовые включения делят на линейные, разобщенные и прочие.
- Причинами образования оксидных включений могут быть: недостаточно чистая поверхность основного или присадочного металлов, вытаскивание горячего сварочного прутка из области защиты, неправильная подготовка кромок — слишком сильное их затупление.
- Частицы сторонних металлов — вольфрама, меди или других образуют металлические включения. Причиной их образования может стать эрозия вольфрамового электрода или случайное попадание металлических частиц снаружи, а также при использовании для поджига медной стружки.
Несплавление и непровар: причины возникновения
Непровар и несплавление
Дефекты — несплавление и непровар — это отсутствие соединения основного материала и металла сварного соединения.
Несплавление возникает при высоких скоростях сварочного процесса и силе тока более 15000С. Для предотвращения несплавлений необходимо уменьшить скорость сварки, снизить временной разрыв между образованием и заполнением канавки, тщательно очищать сварочную зону от масел и загрязнений. Несплавления могут располагаться:
- в корне сварного шва;
- на боковой стороне;
- между валиками.
Непровар возникает по причине невозможности расплавленного металла достичь корня шва. Причин непровара может быть несколько:
- недостаточный сварочный ток;
- слишком высокая скорость перемещения электрода;
- увеличенная длина дуги;
- слишком маленький угол скоса кромок;
- перекос свариваемых кромок;
- недостаточный зазор между кромками;
- неправильно выбранный — увеличенный — диаметр электрода.
- попадание шлака в зазоры между кромками; .
Виды отклонений формы наружной поверхности шва от заданных значений
К нарушениям формы сварочного шва относят следующие дефекты:
- Подрезы непрерывные — представляют собой непрерывные углубления, расположенные на наружной части валика шва. Если подрезы располагаются со стороны корня одностороннего шва и образуются по причине усадки вдоль границы, их называют усадочными канавками. Подрезы являются широко распространенными поверхностными дефектами, которые возникают из-за слишком высокого напряжения дуги при сваривании угловых швов или по причине неточного ведения электрода. В этом случае одна из кромок проплавлена более глубоко, что приводит к стеканию металла на находящуюся в горизонтальном положении деталь. Для заполнения канавки металла не хватает. При сварке стыковых швов подрезы образуются редко. При слишком высоких значениях скорости сварки и напряжения дуги, как правило, возникают двухсторонние подрезы. Такого же типа дефект получается и при автоматической сварке в случае повышения угла разделки.
- Превышения выпуклостей стыкового или углового шва представляют собой избыток наплавленного металла с лицевой стороны швов сверх положенного значения.
- Если избыток наплавленного металла сверх установленного значения располагается на обратной стороне стыкового шва, то такой дефект называют превышением проплава. Разновидность — местный избыточный проплав.
- Если избыток наплавляемого металла натекает на основной металл, но не сплавляется с ним, то такой дефект называют наплавом.
- Линейное смещение возникает, если свариваемые поверхности расположены параллельно, но не на одном уровне.
- Угловым называют смещение между двумя поверхностями при их расположении под углом, который отличается от необходимого.
- Натек образуется из металла сварного шва который оседает под воздействием силы тяжести. Натек образуется при горизонтальном, потолочном, нижнем положениях сварки, в угловом соединении и шве нахлесточного соединения.
- При прожоге металл сварочной ванны вытекает, образуя сквозное отверстие. Причинами прожога могут стать загрязненность поверхности основного металла или электрода.
- Неполное заполнение разделки кромок возникает из-за недостаточного количества присадочного материала.
- Если в угловом соединении один катет значительно превышает другой, то возникает дефект чрезмерной асимметрии.
- Неравномерная ширина сварного шва.
- Неровная поверхность — это неравномерность формы усиления шва по его протяженности.
- Вогнутость корня шва представляет собой неглубокую канавку со стороны корня шва, которая образовалась по причине усадки.
- Из-за возникновения пузырьков в период затвердевания металла образуется пористость в корне шва.
- Возобновление. Этот дефект представляет собой местную неровность поверхности в зоне возобновления сварочного процесса.
Наплыв и подрез
Прочие дефекты сварных швов
Все дефекты сварных швов и соединений, которые не были перечислены выше, относятся к категории «прочие». К ним принадлежат следующие типы дефектов:
- Случайная дуга. В результате возникновения случайного горения дуги возникает местное повреждение поверхностного слоя основного металла, который примыкает к области сварного шва.
- Брызги металла — капли, которые образовались от наплавляемого или присадочного металла во время сварочного процесса. Они прилипают к поверхности остывшего металла сварного шва или основного металла, расположенного в околошовной области.
- Вольфрамовые брызги — создаются частицами вольфрама, выброшенного из расплавленного электрода на основной металл или на сварной шов.
- Поверхностные задиры — это дефекты, которые возникают из-за удаления временно приваренного приспособления.
- Утонение металла образуется при механической обработке. При этом толщина металла имеет значение, которое меньше допустимой величины.
Допустимые дефекты сварных соединений — это отклонения, наличие которых не снижает эксплуатационные свойства сварного соединения и их присутствие разрешено нормативной документацией. Все остальные дефекты, как правило, исправляются с помощью подварки. Исправлять качество сварки более двух раз не разрешается, так как может произойти перегрев или пережог металла.
