Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 135. Дефекты сварных швов

Внешние дефекты

Отклонения по ширине и высоте швов. Причинами этого дефекта являются:

1) неправильная подготовка кромок, вследствие чего расстояния между ними получаются различными и сварщику приходится заполнять эти уширения наплавленным металлом;

2) неравномерное передвижение электрода или горелки и проволоки сварщиком вдоль шва, вследствие чего высота и ширина шва получаются неодинаковыми;

3) несоблюдение установленного режима сварки.

Швы с таким дефектом имеют неопрятный внешний вид. Кроме того, неравномерное распределение наплавленного металла по шву и неравномерная его усадка могут привести к короблению или образованию трещин. Выявляется этот дефект наружным осмотром и проверкой ширины и высоты шва шаблоном; устраняются отклонения по ширине и высоте шва подваркой ослабленных мест и срубанием излишка металла.

Трещины (рис. 178, а, б) бывают продольные и поперечные как в наплавленном, так и в основном металле. В последнем случае они обычно расположены около шва, в зоне термического влияния. Причиной образования трещин являются напряжения, возникающие в металле вследствие неравномерного нагревания и охлаждения, усадки, изменения величины и расположения зерен металла под влиянием нагрева при сварке и пр.

Некоторые марки стали склонны к закалке. Вследствие изменения строения металла в закаленной зоне на границе между основным и наплавленным металлом могут возникать мелкие, так называемые волосяные трещины. Появлению таких трещин способствует наличие в данном месте деффектов: пор, непровара, включений шлака и т. п. Особенно часто трещины появляются в процессе остывания металла после сварки. Возможность их образования тем вероятнее, чем хуже сваривается данный металл. Трещины в сварных швах являются серьезным дефектом.

Наружные трещины устанавливаются внешним осмотром с помощью лупы. Участки швов с трещинами вырубают и заваривают вновь.

Подрезы представляют собой уменьшение толщины основного металла в месте перехода к наплавленному металлу (рис. 178, в, г). Этот дефект получается при сварке излишне большим током или горелкой слишком большой мощности, в результате чего выплавляется часть основного металла и у края шва получаются углубления (подрезы), являющиеся опасным местом. В этом месте прочность сварного соединения понижается. Выявляется этот дефект внешним осмотром. Подрезы устраняют заваркой с предварительной расчисткой завариваемого места.

Незаплавленные углубления (кратеры), остатки шлака и неровная поверхность шва являются следствием недостаточной квалификации сварщика или небрежного выполнения работ. Если сварщик неправильно ведет сварку, применяет не соответствующие данным условиям диаметр электрода, ток и мощность горелки, нетвердо держит электрод, горелку и проволоку в руке, неодновременно расплавляет основной и присадочный металл, поверхность шва получается неровной. На поверхности остаются следы от брызг наплавленного металла, включений, окислов в виде точек и пленки, незаплавленные участки металла. Выявляют подобные дефекты наружным осмотром. Швы с большим количеством дефектов обычно обладают пониженной прочностью, поэтому дефекты следует вырубать до основного металла и заваривать вновь.

Наплывы (рис. 178, и, к) образуются при слишком быстром плавлении электрода и натекании жидкого металла на недостаточно нагретую поверхность основного металла. Наплывы могут быть расположены в отдельных местах или иметь большую протяженность. Они часто сопровождаются непроваром основного металла. Наплывы необходимо срубить и проверить, нет ли в этом месте непровара.

Внутренние дефекты

Поры образуются вследствие поглощения расплавленным металлом газов (водорода, окиси углерода и др.), которые не успевают выделиться при быстром застывании металла и остаются в нем в виде газовых пузырьков. Поверхностные поры могут образовываться из-за плохой очистки кромок шва от масла, ржавчины, краски, окалины и других загрязнений, которые сгорают, образуя водяной пар и газы. Водяной пар и газы вспенивают металл и придают ему пористость. Поры Могут образоваться также в результате выкрашивания каплеобразных включений металла и шлаков. В этом случае мелкие капли металла с пленкой окислов попадают в ванну и поэтому не сплавляются с металлом шва. Поры делают шов проницаемым для газов и жидкостей. Уплотнение пористого шва при газовой сварке достигается проковкой в процессе сварки при соответствующей температуре нагрева.

Если поры частично выходят на поверхность шва, то их можно обнаружить наружным осмотром с помощью лупы. Для обнаружения внутренних пор необходимо испытание изделия под давлением водой, сжатым воздухом, смачиванием керосином или просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами. Если по условиям работы данного изделия шов должен быть плотным, то пористые участки вырубают и заваривают вновь.

Шлаковые включения и окислы, так же как и поры, ослабляют сечение шва. Они попадают в металл при сварке длинной дугой и окислительным пламенем.

Непровар корня шва (рис. 178, д, е) — весьма серьезный дефект. Он выражается в несплавлении наплавленного металла с основным в корне шва. В месте непровара прочность шва резко снижается и соединение становится ненадежным. Кроме того, в непроверенных участках сосредоточиваются (концентрируются) напряжения, которые еще более понижают сопротивляемость шва внешним нагрузкам.

Причиной непровара обычно бывает недостаточный ток или малая мощность горелки, или слишком быстрое перемещение электрода и горелки, ведущие к недостаточному прогреву свариваемого металла, который в данном месте не доводится до расплавления. Попадание в шов пленки окислов или слоя шлака также может вызывать непровар. Непровар появляется и в том случае, если кромки скошены под слишком малым углом и нагрев металла в корне шва затруднен. Неудовлетворительная зачистка кромок при их подготовке под сварку может тоже вызвать непровар.

Обнаружить непровар корня шва можно внешним осмотром его с обратной стороны. Непровар удаляют вырубкой дефектного участка шва и заваркой его вновь.

Непровар кромки (рис. 178, ж, з) образуется при использовании недостаточного сварочного тока или горелки недостаточной мощности, а также при слишком быстром перемещении электрода или горелки вдоль кромки свариваемого металла. Наплавленный металл попадает на недостаточно нагретую поверхность свариваемого металла и надлежащего сплавления (провара) не получается. Сила сцепления между основным и наплавленным металлом в данном месте будет незначительна и валик шва может легко отделяться от кромки свариваемого листа.

В изломе шва непровар всегда заметен, он проходит темной полосой на границе между наплавленным и основным металлом. Обнаружить непровар кромки можно просвечиванием шва рентгеновскими или гамма-лучами. Обнаруженный непровар удаляют вырубкой дефектного места зубилом или выплавкой газовым резаком и повторной заваркой.

Внутренние трещины возникают по тем же причинам, что и наружные. Продольные внутренние трещины часто образуются также у корня шва. Обнаружить внутренние трещины можно просвечиванием шва рентгеновскими или гамма-лучами. Участки шва с трещинами вырубают и заваривают.

Перегрев характеризуется ростом зерен металла, если он нагрет выше определенной температуры. «Чем крупнее зерна, тем меньше поверхность сцепления между ними и тем выше хрупкость металла. Поэтому перегретый металл шва обладает повышенной хрупкостью и плохо сопротивляется ударным нагрузкам. Крупнозернистый перегретый металл шва можно исправить последующей термической обработкой (нормализацией).

Пережог характеризуется наличием в структуре окисленных с поверхности зерен металла, обладающих благодаря присутствию на них пленки окислов очень малым взаимным сцеплением. Поэтому пережженный металл очень хрупок и не поддается исправлению. Пережог металла возникает, если сварка ведется пламенем с избытком кислорода Пережженные участки шва следует полностью вырубать до здорового металла и вновь заваривать.

вверх страницы