Что называют включением в сварочном шве

Обновлено: 20.09.2024

Метод заключается в соединении деталей швом из отдельно расположенных литых зон – сварных точек, которые могут перекрывать или не перекрывать друг друга. Сварка с перекрытием формирует герметичный шов. При способе без перекрытия шов имеет вид ряда точек.

Особенности шовной контактной сварки

Особенность метода состоит в способе закрепления заготовок – между вращающимися роликами или оправкой и роликом. Элементы находятся под действием усилия прижима, к ним подведен электрический ток, который нагревает металл в месте соединения и расплавляет его. Если отсутствует возможность подведения роликов с обеих сторон к изделию, которое сваривается, используют односторонний способ шовной сварки.

Режимы шовной (роликовой) сварки имеют параметры, аналогичные точечной. К дополнительным параметрам, касающимся только шовного метода, относятся:

более тщательная подготовка поверхностей соединяемых элементов;
скорость процесса;
пауза между импульсами тока.

Этот вид сварки позволяет получать соединения не только нахлесточного типа, но и стыкового.

Виды, характеристика, принцип действия

В соответствии со способами передвижения деталей и подачи импульсов существует 3 вида (схем цикла) контактной шовной сварки:

Шаговая

Способ заключается в прерывистом включении сварочного тока и шагового (прерывистого) вращения роликов. Детали перемещаются на шаг. Включение питания происходит только при остановке роликов. Это способствует снижению температуры в месте контакта детали и ролика и повышению качества сварки.

Непрерывная

Суть метода состоит в непрерывном вращении роликов с постоянным импульсом электрической энергии. Сварочный ток включен непрерывно, без пауз. Ролики с деталями находятся в постоянном движении.

Положительное качество непрерывного цикла – увеличение скорости сварки. Негативные моменты – перегрев поверхностей деталей, необходимость точного подбора давления и тока.

Прерывистая (импульсная)

Наиболее распространенный вид, включающий:

непрерывное вращение роликов;
импульсное (прерывистое) включение тока.

Длительность импульсов чередуется с паузами. Во время каждой подачи энергии происходит формирование сварных точек, которые в совокупности образуют сварной сплошной шов. Перекрытие литых участков с целью получения герметичного шва происходит при соблюдении определенных соотношений частоты импульсов тока и скорости вращения роликов.

Принцип работы

Металлические заготовки накладывают одну на другую и с большим усилием сжимают роликовыми электродами. На ролики подается ток, он нагревает металл и доводит до состояния плавления. Расплавленный участок кристаллизуется, образуется сварной шов.

Ролики переходят на рядом расположенную зону заготовки, подается следующий импульс тока, рабочий цикл повторяется.

Схема шовной контактной сварки

Оборудование

Работа проводится на шовных машинах, которые различают по таким признакам:

род сварочного тока (переменный, постоянный);
характер машины (стационарная, подвесная);
типы роликов (универсальные, для поперечной сварки, для продольной сварки);
способ вращения роликов (осевой, радиальный);
метод подвода электрической энергии к элементам (односторонний или двухсторонний);
назначение (общее, специальное);
вид сварки (непрерывная или прерывистая);
степень автоматизации сварочного процесса (полуавтоматическая, автоматическая).

Контактные машины для шовной сварки имеют обозначения:

Для устройств характерны:

Конструкция шовной машины

Главный элемент конструкции – станина. На ней крепятся узлы:

источник питания;
кронштейны роликов (подвижного и неподвижного);
прижимное устройство;
механизм подачи свариваемой детали.

Применение

Метод применяется для получения прочных герметических сварных соединений топливных баков и сосудов из конструкционных, легированных, коррозионно-стойких, жаропрочных сталей.

Выполняют соединения из цветных металлов. Способ также используется при сварке стальных листов с оцинкованным покрытием, луженых, освинцованных.

Как правильно класть сварочный шов

Сварка - самый популярный способ соединения металлических изделий. Но, часто применяемый, не значит простой. Науке, как правильно класть шов сваркой, нужно учиться так же, как и другим. Несложно приобрести теоретические знания и даже получить удостоверение об окончании профильного обучения. При первом опыте выясняется, что не всегда можно выполнить красивый сварочный шов.

Опытные мастера знают, как правильно наносить сварочный шов. Но, и они могут столкнуться с нештатной ситуацией, поскольку техника в сварном деле идет вперед и промышленность выпускает более современное оборудование. Следует постоянно повышать свою квалификацию и осваивать новые методы, как правильно делать шов сваркой.

Виды сварок

Разные виды сварок отличаются друг от друга способом воздействия на соединяемые материалы.

Дуговая. Самый часто применяемый вследствие его простоты способ. При дуговой сварке в качестве плавящего инструмента используют электрод. С помощью него возбуждается дуга и удерживается на всем протяжении процесса сварки. Электрод выбирают в зависимости от марки металла, а его диаметр - от ширины сварного шва.
Газовая. Источником тепла при газовой сварке выступает горелка. Из нее действием сильного давления выходит пламя, которое образовалось при горении смеси, состоящей из горючего газа типа ацетилена и кислорода.
Полуавтоматическая. Используется механический прибор - полуавтомат. Роль электрода выполняет проволока при автоматизированной ее подаче. Туда же поступает газ, задачей которого является защита расплавленного металл от агрессивного воздействия среды. Имеется возможность установки различных режимов, что делает возможной сварку многопроходных швов полуавтоматом.
Автоматическая. В отличие от полуавтоматики весь процесс проводится сварочным аппаратом. Необходима только настройка автомата для конкретной операции.
TIG сварка. Популярностью пользуется у профессионалов. Привлекает ее универсальность и возможность сваривать металл разной толщины.

Независимо от того, какой вид сварки применяется, правильный сварочный шов получится в результате соблюдения требований технологического процесса, проведения подготовительных работ, выполнении рекомендаций.

Разновидности сварных швов

Как правильно делать сварочный шов во многом зависит от его вида.

Геометрические параметры шва включают в себя его ширину, протяженность, глубину залегания, размер выпуклости. Красивые сварные швы могут получиться только при удачном подборе его параметров для каждого конкретного случая.

Стыковые швы получаются при обычном соединении поверхностей металла или их торцов. Много времени для такого процесса не требуется. Потребление металла также является минимальным. При соединении тавровым способом в результате получается конструкция, имеющая вид перевернутой буквы "Т".

Достоинством метода является то, что с его помощью возможно соединение элементов, имеющих значительную разницу в ширине. Использование установки "лодочкой" делает процесс сварки более удобным и уменьшает вероятность появления дефектов. Обычно такое соединение осуществляется за один проход.
Угловое соединение обычно выполняется под прямым углом, но возможны и небольшие отклонения от этой величины. Более прочным соединение получается при проварке с двух сторон. Метод внахлест подходит для тонких деталей. При накладывании одной детали на другую проваривание осуществляется с двух сторон.

Важным моментом, как правильно класть сварочный шов, является удачный выбор скоса кромок. Имеются различные варианты. Кроме того, возможно соединение без скоса кромок, например, при способе внахлест.

Подготовка

Значительным по своей важности моментом, как сделать красивый шов при сварке, является правильное проведение подготовительных работ. Поскольку процесс сопровождается появление огня, необходимо вдумчиво подготовить рабочее место сварщика, выполняющего работу. Обеспечить его защитной одеждой и маской. Около места проведения работ не должны находиться легковоспламеняющиеся предметы и материалы.

Свариваемое изделие необходимо очистить от загрязнений, пыли, остатков на его поверхности пятен краски, жира и масла. Кроме механического воздействия допустимо применение растворителей или спирта.

Если используется сварочное оборудование, то следует предварительно проверить его работоспособность. Затем выбрать режим и выставить необходимые параметры. При неисправности прибора его эксплуатация строго запрещена.

Возбуждение дуги

Одним из основных моментов, как правильно варить сваркой швы, является грамотное возбуждение дуги. Следует выбрать один из известных способов. Первый из них заключается в том, что, держа электрод в руке, его кончиком прикоснуться к металлу и отвести быстро назад на расстояние 2-4 миллиметра. Промедление грозит прилипанием электрода к металлу. Результатом станет появление дуги. Если этого не произошло, следует повторить попытку.

Другой способ заключается в том, что быстрым движением провести электродом по поверхности металла и сразу приподнять его на несколько миллиметров. Одним из секретов, как правильно накладывать сварочный шов, является поддержание во все время процесса сварки короткой дуги. Это обеспечит плавность сваривания и получения качественного шва с хорошим внешним видом. Однако, при чересчур короткой дуге возможно прерывание процесса, что вызовет появление дефекта в виде кратера. Для продолжения работы кратер необходимо заварить.

Бесконтактный способ возбуждения дуги возможен при использовании осциллятора. Он служит дополнением к главному сварочному аппарату. Для возбуждения дуги электрод следует приблизить к металлической поверхности на расстояние порядка 5-ти миллиметров. Затем следует нажать соответствующую кнопку на осцилляторе и дождаться появления сварочной дуги.

Положение электрода

Знание, как класть сварочный шов, начинается с умения выбрать нужное положение электрода. Иначе, может произойти ситуация, при которой произойдет шлакование шва, что не пойдет на пользу его качеству.
Существует три варианта положения электрода при сварке. Первые два предполагают его наклон в разные стороны в одинаковых пределах, а третий происходит под прямым углом.

Способ "углом вперед" подразумевает движение вперед от сварщика. Он подходит для сваривания нетолстых металлов в вертикальном и горизонтальном положениях. При "угле назад" движение осуществляется по направлению к сварщику. Удобно применять на коротких дистанциях для сваривания стыковых и угловых швов. В труднодоступных местах используется положение угла 90 градусов. Это несколько сложнее, но решает вопрос со сваркой потолочного шва.

Движения электродом

Идеальный сварочный шов, вернее приближение к нему, возможен при удачном выборе способа движения электрода при сварке. Самые обычные движения - по оси электрода и вдоль оси шва. Но простое перемещение по заданному направлению не принесет желанного результата. При этом будет получен узкий нитевидный шов. Его можно использовать в качестве первого шва при многопроходной сварке.

Для получения нужного эффекта движения должны носить колебательный характер. Это обеспечит получение шва нужной ширины, хороший прогрев не только корня шва, но и его кромок.

Траектории, по которым происходит колебательное поперечное движение:

зигзаг;
петля;
ломанная линия;
елочка или треугольники;
полумесяц;
серп.

Все движения выполняют поперек направления сварного шва.

Ломанную линию используют, когда предстоит сварка металлических листов встык в нижнем положении. Полумесяц выбирают для стыковых и угловых швов. Перед сваркой елочкой необходимо предварительно сделать наплавку небольшой поверхности, на которой она будет держаться. Простая техника ведения электрода елочкой состоит в том, что, передвинув его в горизонтальном направлении, поместить затем чуть выше в середину шва.

Движения полумесяцем могут применяться при ТИГ сварке. При этом ширина шва будет большой, но ее можно контролировать при самом процессе сварки. Поперечные движения полумесяцем гарантируют хорошую проварку кромок деталей.

Применение петли обеспечивает красивые соединения при сварке тонких металлов. Цепочка петель должна быть непрерывной. Применение петлеобразных движений оправдано, когда необходимо хорошо прогреть края шва. Особенно это важно, когда происходит сварка деталей из высоколегированной стали. Амплитуду возвратно-поступательных движений выбирают в зависимости от необходимой ширины шва.

Выбор схемы движения для решения задачи, как сделать красивый сварочный шов, зависит от его положения в пространстве. Швы бывают горизонтальными и вертикальными. Горизонтальный шов, расположенный наверху, называется потолочным. Он является самым трудным для выполнения, поскольку сварщик должен долго находиться в неудобной позе. Горизонтальный шов можно выполнять двумя способами - движениями налево или направо.

При сварке в вертикальном направлении направление движения шва - снизу вверх. Создание вертикального шва является более трудным, чем горизонтального, поскольку происходит интенсивное стекание вниз расплавленного металла. Если вести движение сверху вниз, то капли металла при застывании образуют твердую преграду для продолжения шва. Сварку вертикального шва следует вести при короткой дуге.

Включения

Посторонними включениями называют полости внутри шва, заполненные шлаком, флюсом, оксидом, инородным металлом.

При попадании в сварочный шов частиц шлака образуется дефект, называемый шлаковыми включениями. Сварочный шов шлакуется при недостаточно хорошей зачистке кромок и сварочной проволоки от загрязнений и оксидов. К другим причинам, почему шлакуется сварочный шов, относятся: сварка длинной дугой, маленькое значение тока, слишком большая скорость процесса сварки. Если осуществляется многопроходный шов, то шлаки могут попадать внутрь при отсутствии зачистки предыдущих слоев.

Шлаковые сечения уменьшают площадь поперечного сечения шва, что приводит к уменьшению прочности.
Флюсовые включения возникают в результате того, что гранулы флюса не успели раствориться в жидком металле и не всплыли на его поверхность. Чтобы предотвратить эту ситуацию, необходимо использовать флюс высокого качества и предотвратить непреднамеренное попадание его в сварочную ванну. Инородные тела могут попасть в сварочную ванну случайно.

Выбор инвертора

Правильный сварной шов получится при выборе оборудования, подходящего для конкретных условий сварки. Сварочный инвертор - надежный компактный аппарат, отличающийся простотой применения. Характеристики позволяют генерировать ток разной величины, что делает возможным сварку деталей различной толщины и разные марки металлов. Существует автоматическая система отключения при перепадах напряжения сети, перегреве и слишком продолжительном времени работы.

Одной из важных характеристик при выборе инвертора является его мощность. В инструкции по эксплуатации указывается срок беспрерывной работы конкретной модели. Дополнительные опции делают работу с ним более удобной.

Возможные ошибки

Советы профессионалов помогут узнать, как получить надежные и красивые сварочные швы и как правильно их варить. К основным ошибкам, не позволяющим получить качественный шов, относятся:

Слишком быстрое перемещение электрода. В результате шов получается неровным.
Чрезмерно маленькая скорость ведения электрода. Образуются прожоги, которые являются серьезным дефектом и в ответственных конструкциях недопустимы.
Неправильно выдержанный угол наклона электрода. Он должен находиться в пределах от 30 до 60 градусов. При выходе за эти значения нарушается ровность шва.
Сваривание металлов разных марок, имеющих сильно отличающиеся характеристики, в частности, температуру плавления. Когда один металл уже расплавился, а второй еще только слабо нагрелся, то сваривание произойти не может. Появляются трещины, подлежащие ликвидации.
Работа с влажными электродами. Перед началом сварки их необходимо просушить или даже прокалить. Влажность вызывает неравномерное горение дуги.
Неправильно выбранные режим сварки, тип электрода, величина тока.
Слишком большая или маленькая длина дуги.
Использование сварочного оборудования с просроченным сроком поверки.
Недостаточное прогревание кромок. Для этого необходимо подобрать поперечные колебательные движения, размах которых соответствует ширине шва.
Большой зазор между деталями может вызвать усадочную раковину.

Красивые сварочные швы не могут быть получены при наличии в них пор. Существует много причин их появления в сварочном шве:

недостаточная зачистка кромок, оставление на них грязи, ржавчины, окалин;
большое содержание влаги на кромках и электроде;
наличие в зоне сварки сквозняков;
некачественные электроды;
большая разница в химическом составе основного и присадочного материалов.

Со временем приходит опыт, как правильно вести сварочный шов. В этом заключается мастерство сварщика, профессия которого является востребованной и престижной.

Интересное видео

Твердые включения, несплавления и непровары в сварных швах

К дефектам сварных соединений относятся различные отклонения от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции.

трещины;
полости, поры;
твердые включения;
несплавления и непровары;
нарушение формы шва;
прочие дефекты, не включенные в вышеперечисленные группы.

Твердое включение - твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения в металле сварного шва. Включения, имеющие хотя бы один острый угол, называются остроугольными. Они включения ослабляют сечение шва, снижают его прочность и становятся зонами концентрации напряжений. Места швов с твердыми включениями вырубают до здорового металла и впоследствии заваривают.

Шлаковое включение - шлак, попавший в металл сварного шва. В зависимости от условий образования такие включения могут быть: линейными, разобщенными и прочими.

Шлак, образующийся при плавлении электродного покрытия или флюса, всегда всплывает на поверхность сварочной ванны. Шлак может оставаться внутри металла только при нарушении техники и технологии процесса. Чаще всего шлаковые включения остаются в шве в результате подтекания шлака при выполнении корневых валиков и глубоких разделках. Сварка под флюсом кольцевых швов сопровождается шлаковыми включениями из-за несоблюдения рекомендуемой величины смещения электрода. При сварке в защитных газах шлаковые включения встречаются редко. Шлаковые включения могут иметь размер до нескольких десятков миллиметров и поэтому являются очень опасными. Они уменьшают сечение шва и приводят к концентрации напряжений в нем.

Флюсовое включение - флюс, попавший в металл сварного шва. В зависимости от условий образования флюсовые включения могут быть: линейными, разобщенными и прочими.

Флюсовые включения образуются из-за флюса, не вступившего в реакцию с расплавленным металлом шва и не всплывшего на поверхность сварного шва. Причиной образования флюсовых включений является использование флюса с большой грануляцией, завышение скорости сварки, случайном попадании гранул флюса в сварочную ванну.

Оксидное включение - оксид металла, попавший в металл сварного шва во время затвердевания. Оксидные включения получаются в результате образования труднорастворимых тугоплавких пленок. Чаше всего они возникают вследствие значительных поверхностных загрязнений или при нарушениях защиты сварочной ванны. Также окисные включения могут возникать в металле шва из-за слабой их растворимости и слишком быстрого охлаждения. Являясь прослойкой в массиве шва, оксидные включения резко снижают прочность сварного соединения и могут привести к его разрушению под приложенной в процессе эксплуатации нагрузкой.

Несплавление - отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валками сварного шва. Различают несплавления: по боковой стороне, между валиками и в корне сварного шва.

Несплавления образуются при дуговой сварке из-за того, что дуга не расплавила часть кромки стыка и не сформировала шов с ее участием. Чаще всего несплавления образуются из-за неправильного выбора формы угла и разделки, плохо зачищенной поверхности кромок, из-за плохой зачистки шва между проходами, химической неоднородности металла, неправильных режимов сварки.

Непровар - несплавление основного металла по всей длине шва или на его участке, возникающее вследствие неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения, или местное нарушение сплавления между свариваемыми элементами, между металлом шва и основным металлом, или между отдельными слоями шва при многослойной сварке.

Неполное проплавление в стыковых соединениях может возникать в середине сечения при двусторонней сварке или в корне шва при односторонней сварке, как без подкладки, так и на формирующей подкладке, за счет неравномерного ее прилегания. Характерной особенностью непровара являются его окончания, имеющие вид трещины. Непровар может также сопровождаться присутствием пор и оксидных включений. В местах непровара снижается запас пластичности - охрупчивание, что ведет к резкому снижению прочности. В результате непровара снижается сечение шва и возникает местная концентрация напряжений, что в конечном итоге снижает прочность сварного соединения.

Непровар в корне шва происходит при недостаточной силе тока или при повышенной скорости сварки, непровар кромки шва - при смещении электрода с оси стыка, непровар между слоями - при плохой очистке предыдущих слоев, большом объеме наплавленного металла. Также причина образования непровара - плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка.

Виды дефектов сварных соединений образовывавшиеся при сварке

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, как варить металл 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:

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 газовой 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;
неадекватный выбор полярности для данного типа электродов.

Непровар — очень опасный и недопустимый сварочный дефект.

Если вы часто делаете шашлыки, то вам будет полезен мангал, который можно сделать своими руками. Подробная инструкция в этой статье.

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.

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.

Дефекты сварных соединений: виды, способы контроля и устранения

Сварные металлоконструкции активно используются в разных сферах жизнедеятельности. Но в процессе сваривания отдельных элементов в цельные конструкции могут возникать дефекты сварных швов и соединений, которые негативно сказываются на прочности и безопасности эксплуатации готовых металлоизделий.

Что такое дефекты сварных соединений

Размерные параметры сварного соединения четко определены государственными стандартами, при этом свой ГОСТ есть у каждого вида сварки. Любые отклонения от установленных нормативно-техническими документами показателей считаются дефектами. Возникают они как при проведении сварочных работ, так и при нарушении требований в процессе подготовки соединяемых элементов и сборке конструкций в единое целое.

Виды дефектов сварочных швов

В силу разных обстоятельств сварочные стыки могут иметь повреждения, влияющие на их прочностные характеристики. Все виды дефектов сварных соединений разделяются на три основные группы:

наружные дефекты. К данной группе относят неравномерность формы стыкового соединения, наплывы, трещины, прожоги металла, подрезы шва, кратеры и другие изъяны, возникающие на поверхности. Обнаружить их можно при визуальном осмотре;
внутренние дефекты. Это может быть некачественное сплавление металла, пористость и трещины, сторонние включения (оксидные, шлаковые и неметаллические) и другие, находящиеся внутри шовного соединения;
сквозные дефекты. Сюда относят трещины, подрезы, прожоги и другие повреждения, которые изнутри проходят на внешнюю поверхность сквозь шовное соединение.

Дефекты любого вида не допускаются в сварных соединениях и подлежат устранению, особенно касается это случаев, когда металлоконструкции выступают составляющими элементами несущих конструкций и должны выдерживать интенсивные нагрузки.

Характеристики и причины основных дефектов сварки

Не в каждом случае качество сварки соответствует установленным требованиям. Классификация дефектов сварных соединений в полном составе изложена в ГОСТ 30242-97. Но среди всех обозначенных в документе изъянов выделяют основные, которые чаще обычного выявляются при контроле и обследовании соединительных стыков.

Трещины

Для сварочных швов наибольшую опасность представляют трещины. Они способны спровоцировать мгновенное разрушение металлических конструкций и привести к трагическим последствиям.

Причинами появления трещин могут быть:

неправильное расположение стыков;
резкое охлаждение места сварки;
неправильный выбор материалов;
кристаллизация металла вследствие чрезмерно высоких температур.

По размеру различают микро- и макротрещины, по типу образования – поперечные, продольные и радиальные.

Вне зависимости от видов и причин возникновения трещины – это недопустимые дефекты сварных соединений металла.

Подрезы

Это образующиеся на наружной поверхности шовного валика продольные углубления. Если на шве есть подрез, то в месте его появления уменьшается сечение шва, а также образуется очаг концентрации напряжения.

Превышенная величина сварочного тока – основная причина появления таких дефектов. Довольно часто наблюдаются подрезы в горизонтальных швах.

Наплывы

Это натекший на поверхность избыток металла, который не имеет должного сплавления с соединяемой поверхностью. Часто наплыв возникает при сварке стыковых или угловых швов в горизонтальном положении. Образуется при недостаточном прогреве основного металла, избытка присадочного материала, наличия окалин на соединяемых кромках.

Прожоги

Такие дефекты являют собой сквозное отверстие, возникшее вследствие вытекания из сварочной ванны расплавленного металла. В данном случае с другой стороны отверстия как правило образуется натек.

Прожог может быть вызван слишком медленным передвижением электрода по линии сваривания, повышенным сварочным током, неплотным прилеганием к основному металлу прокладки или же недостаточной ее толщиной, большим зазором между соединяемыми кромками.

Непровары

Если на сварочном шве обнаружены локальные несплавления между основным и наплавленным металлом, то дефект такого типа называют непровар. Он существенно понижает прочностные свойства шва и соответственно всей конструкции.

Причины непроваров состоят в следующем: чрезмерно высокая скорость сваривания, некачественная подготовка кромок к сварному процессу, наличие ржавчины, окалин и других загрязнений на соединяемых поверхностях.

Кратеры

Образующиеся вследствие обрыва сварочной дуги углубления в соединительном валике называют кратерами. Такие изъяны существенно уменьшают сечение стыка, что негативно сказывается на прочности. Кратер опасен тем, что внутри него могут находиться усадочные рыхлости, приводящие к появлению трещин.

Свищи

Поверхностные дефекты в виде полости. Понижают прочность соединительного стыка и провоцируют образование трещин. Свищи имеют произвольную форму, могут возникать как на внешней поверхности, так и внутри шва.

Пористость

Поры – это заполненные газами полости, образующиеся при повышенном газообразовании внутри металла. Возникают при наличии разнообразных загрязнений на свариваемых поверхностях, при повышенной скорости сварки, а также повышенной вместительности углерода в используемом присадочном материале.

Посторонние включения

Качество шва существенно ухудшают сторонние включения – оксидные, шлаковые, вольфрамовые, флюсовые и другие включения. Главная ошибка, приводящая к их наличию – неправильный режим сварки. Любое из присутствующих включений понижает прочность и надежность соединения и подлежит устранению.

Причины появления дефектов

Каждый из всех встречающихся дефектов возникает вследствие конкретных факторов. При этом выделяют причины образования дефектов сварных соединений общего характера:

использование некачественных расходных материалов для сваривания элементов;
несоблюдение сварочных технологий;
низкое качество металла, из которого создаются конструкции;
некачественное или неисправное оборудование;
неправильный режим сварки;
технологические ошибки, вызванные низкой квалификацией сварщика.

Чтобы металлоконструкции получались качественными и выносливыми, следует строго соблюдать нормы сваривания и доверять работы профессиональным сварщикам.

Методы выявления дефектов

Выявление дефектов сварных соединений осуществляется следующими способами:

визуальный осмотр и обмер стыковочных швов;
испытания стыков на непроницаемость;
определение дефекта сварного соединения специальными приборами;
испытания образцов на прочность в лабораторных условиях.

Осмотр сварочного шва осуществляется только после очистки его от шлака, устранения застывших брызг металла и других типов загрязнений. Проверке подлежат размеры и правильность формы соединений, наличие или отсутствие прожогов, кратеров, трещин, свищей и других погрешностей.

Испытание непроницаемости позволяет выявить дефекты сварных соединений трубопроводов, например, поры, трещины, сквозные непровары. Проверяются конструкции несколькими способами:

обдуванием или заполнением швов воздухом;
поливом струей воды или наполнение отсеков водой под давлением;
смазыванием швов керосином.

Если в ходе проверки обнаружен дефект, то деталь возвращается на дополнительную обработку.

Способы устранения дефектов

Любой сварочный процесс сопровождается образованием дефектов, вне зависимости выполняется он инвертором, полуавтоматом, трансформатором или другим оборудованием. При этом выделяют недопустимые и допустимые дефекты сварных соединений, по сложности которых определяется пригодность или непригодность конструкции к дальнейшей эксплуатации.

Способы устранения дефектов сварных соединений выбираются с учетом типа обнаруженного повреждения:

прожоги исправляют тщательной зачисткой стыка с последующей его заваркой;
для устранения подрезов выполняется наплавка тонкого соединения по всей линии дефекта;
исправление трещины осуществляется методом ее полного рассверливания, вырубкой шва на проблемном участке, очисткой поверхностей и повторным завариванием с соблюдением сварочной технологии и действующих нормативов;
непровары удаляются путем их вырезания и повторного сваривания;
свищи и кратеры вырезаются до достижения основного металла, после чего по-новому завариваются;
наплывы аккуратно срезаются, но при этом обязательно следует проверить срез на предмет наличия непровара;
деформация при сварке устраняется термическим или термомеханическим способом;
все типы дефектов с посторонними включениями устраняют вырезкой и завариванием.

Если в ходе обследования обнаружены технологические дефекты сварных соединений труб, то устранять их следует строго в соответствии нормативных требований одним из методов:

механическим без последующей заварки;
механическим с завариванием места выборки;
вырезкой участка трубы, на котором присутствует дефект;
полным удалением шовного соединения и выполнением нового.

При проверке на прочность и герметичность газораспределительных сетей разрешается исправлять дефекты сварных соединений газопроводов в случае, когда сварочный процесс выполнялся дуговой сваркой и не допускается при сваривании газовой сваркой.

Методы контроля сварных соединений

Тот факт, что влияние дефектов на качество сварной металлоконструкции максимизирует риски разрушения изделий доказывать не нужно. Чтобы в процессе сваривания получать действительно надежные, прочные и выносливые конструкции, после завершения работ должен проводиться контроль качества сварных соединений.

Осуществляется контроль сварочных швов поэтапно:

предварительный. Включает проверку марки металла, качества заготовок, кислорода, присадочной проволоки и других расходных материалов;
контроль в ходе сварочных работ. Подразумевает постоянные проверки режима сварки, исправности оборудования, осмотр швов и измерение их специальными шаблонами. При выявлении отклонений от установленных стандартов сразу же можно провести удаление дефектов сварных соединений;
контроль готовой конструкции. Внешние дефекты можно увидеть при обычном осмотре. При необходимости стыки проверяются на плотность, а также подвергаются другим испытаниям.

Все методы контроля сварных соединений разделяются на две группы – разрушающие и неразрушающие. Как правило для выявления дефектов применяются неразрушающие методы, к которым принадлежат:

внешний осмотр: ;
магнитный контроль;
цветная дефектоскопия;
радиационная дефектоскопия;
капиллярная дефектоскопия;
контроль стыков на проницаемость и другие методы обнаружения дефектов сварных соединений.

Методы разрушающего контроля подразумевают испытания отобранных образцов и применяются в основном при необходимости получить параметры сварного шва и зоны термического влияния. Контроль осуществляется химическим анализом, механическими и металлографическими испытаниями.

Заключение

Чтобы сварочный шов по всем параметрам соответствовал стандартам качества и заданным требованиям, то начиная с подготовки подлежащих соединению элементов и до окончания сварочного процесса необходимо осуществлять контроль. Это позволит предотвратить основные дефекты сварных соединений или же оперативно их устранить.

Читайте также: