Дефекты наплавки и сварки

Обновлено: 20.09.2024

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184 - ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0 - 2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением «Научно - учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им. Н.Э. Баумана (ФГУ «НУЦСК» при МГТУ им. Н.Э. Баумана), Национальным агентством контроля и сварки (НАКС), ЗАО «Полимергаз», ООО «ТЭП» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 «Сварка и родственные процессы»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 декабря 2011 г. № 1036 - ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту Немецкого союза по сварке и смежным технологиям ДВС 2202 - 1:1989 «Дефекты в соединениях термопластов: характеристики, описания, оценка» (DVS 2202 - 1:1989 «Imperfections in thermoplastic welding joints: features, descriptions, evaluation») путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования ДВС 2202 - 1:1989 для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.5)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Содержание

1 Область применения
2 Требования к сварным соединениям
3 Испытания и оценка
4 Приемка
Приложение А (справочное) Допустимая ширина шва при сварке встык нагретым инструментом для труб из полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП)
Библиография. 3

Введение

Настоящий стандарт разработан в рамках создания современной отечественной нормативной базы в области сварки термопластов, гармонизированной с международными региональными стандартами и стандартами технически передовых стран. Его введение будет способствовать повышению конкурентоспособности отечественной продукции.
Основными отличиями (техническими отклонениями) настоящего стандарта от стандарта Немецкого союза по сварке и смежным технологиям ДВС 2202 - 1:1989 являются следующие:
- установление единых наиболее высоких требований к сварным соединениям вместо их классификации по трем группам в зависимости от уровня предъявляемых требований, поскольку при этом возможно неоправданное снижение качества соединений из - за отсутствия четких критериев их классификации;
- ограничение области применения стандарта для свариваемых заготовок с толщиной стенки до 15 мм и труб с номинальным диаметром до 160 мм.

ГОСТ Р 54792 - 2011
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДЕФЕКТЫ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ТЕРМОПЛАСТОВ
Описание и оценка
Imperfections in thermoplastic welding joints. Description and evaluation
Дата введения - 2013 - 01 - 01

1 Область применения

Настоящий стандарт описывает дефекты в сварных соединениях термопластов и классифицирует в зависимости от их характеристик. Стандарт распространяется на сварные соединения заготовок с толщиной стенки не более 15 мм и труб с номинальным диаметром не более 160 мм.
Описание дефектов основано на терминологии немецкого национального стандарта ДИН 32502 [1].
Классификация позволяет определять, находятся дефекты в допустимых пределах или их наличие недопустимо с точки зрения обеспечения качества сварного соединения.
1.1 Сварочные процессы
В настоящем стандарте описаны дефекты для следующих сварочных процессов:

Восстановление деталей машин сваркой. Виды сварки и области применения. Дефекты и методы борьбы с ними

Основное назначение сварки — восстановление целостности детали, создание неразъемных соединений между частями одной детали или разными деталями. С физической точки зрения сварка — это процесс образования межатомных связей между свариваемыми материалами в результате их расплавления или пластического деформирования в зоне контакта и формирования сварного шва. Сварка позволяет соединять между собой однородные и разнородные металлы и сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, стеклом) и пластмассы. В ремонтном производстве сварка применяется в основном для восстановления целостности изделий (ликвидация изломов, разрывов и других разрушений), закрепления дополнительных ремонтных деталей, усиления металлоконструкций путем установки дополнительных кронштейнов, накладок и т.п., а также в технологических целях для временной фиксации относительного положения элементов конструкции и т.д.

В соответствии с видом энергетического воздействия различают способы сварки: плавлением (термические), давлением (механические) и термомеханические.

Разновидности и технические возможности способов сварки.

Сварка плавлением осуществляется без приложения внешней механической нагрузки за счет сплавления либо только кромок соединяемых частей, либо с добавлением присадочного материала (дуговая, газовая, плазменная, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная и другие виды сварки). Присадочный материал применяется в виде электродов, прутков, проволоки, лент, смеси порошков и т.д.

При сварке давлением металлические связи между свариваемыми материалами обеспечиваются за счет их пластической деформации при температуре ниже температуры плавления. На этом принципе основаны различные виды сварки: холодная, ультразвуковая, диффузионная, взрывом и др.

Для уменьшения усилия деформирования, кроме механического воздействия, соединяемые детали нагревают (пропусканием электрического тока или за счет трения между ними) до приведения свариваемых материалов в пластическое состояние. На этом основаны термомеханические виды сварки, например, электроконтактная, сопротивлением (оплавлением), высокочастотная, диффузионная, сварка трением.

Дефекты сварки и наплавки и меры борьбы с ними. Высокая температура в зоне сварки вызывает вредные процессы: окисление металла, выгорание и разбрызгивание легирующих элементов, насыщение наплавленного металла азотом и водородом и др. В результате происходят структурные изменения в металле, снижается его пластичность, образуются внутренние напряжения растяжения, что может вызывать коробление деталей и образование в них трещин.

Окисление и выгорание легирующих элементов (углерода, марганца, кремния и др.) происходит в результате взаимодействия расплавленного металла с кислородом воздуха. Кроме этого, из воздуха в зону сварки при отсутствии надежной защиты может попадать азот, который ухудшает пластичность металла. Поэтому надежная защита расплавленного металла является важнейшим условием качественной сварки.

Структурные изменения в свариваемом металле обусловлены в основном неравномерным нагревом детали в околошовной зоне (зоне термического влияния) и вызывают ухудшение механических свойств металла в этой зоне.

Горячие трещины являются следствием упругопластической деформации при затвердевании металла под действием растягивающих напряжений. Эффективными мерами борьбы с этим явлением являются предварительный подогрев основного металла, рациональный режим сварки и последовательность наложения отдельных участков шва.

Холодные трещины бывают закалочные и хрупкие. Закалочные трещины возникают в средне- и высокоуглеродистых сталях на границе сплавления шва с основным металлом и вызываются перепадом напряжений. Вероятность образования закалочных трещин снижается при уменьшении силы сварочного тока и увеличении скорости наплавки. Опасность хрупких трещин состоит в том, что, возникнув в наплавленном слое, они распространяются в основной металл. Для предупреждения их образования применяют предварительный подогрев детали и медленное ее охлаждение после сварки.

Типичным дефектом сварного шва является пористость, обусловленная образованием в жидком металле или попаданием в него извне пузырьков различных газов (азота, углекислого газа, водорода и др.). Уменьшение пористости достигается: замедлением процесса охлаждения места сварки, что облегчает выделение пузырьков газов; надежной защитой электрической дуги от воздуха; освобождением сварочной ванны от азота и водорода путем перевода их в соединения, переходящие в шлак; применением рационального режима сварки.

При неправильном режиме сварки возможны также следующие дефекты: наплывы расплавленного металла, возникающие при высокой скорости плавления электродного материала или недостаточной температуре детали; недовар — некачественное сплавление электродного и основного материалов; пережог — недопустимое окисление расплавленного металла и др.

Дефекты наплавки и сварки

Основные дефекты наплавок — трещины в наплавленном слое и в зоне сплавления с основным металлом детали, поры и ракови­ны, шлаковые включения, несплавления слоя с основным метал­лом, надрывы и др.

Дефекты могут быть внешними, выходящими на поверхность наплавок, и внутренними, располагающимися внутри наплавлен­ного слоя.

Внешние дефекты обнаружить сравнительно легко путем ос­мотра наплавок, с помощью магнитной дефектоскопии и др. Об­наружение внутренних дефектов представляет сложную и не все­гда надежно разрешимую задачу. В этом случае пользуются следу­ющими методами контроля: просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами, магнитной и ультразвуковой дефектоскопией, ме­таллографическими исследованиями макро- и микрошлифов и др.

Трещины — наиболее опасный дефект наплавок, так как под воздействием быстроизменяющихся нагрузок или тепловых колеба­ний они могут развиваться, т. е. увеличиваться в размерах, что мо­жет привести к преждевременному выходу детали из строя. В связи с этим контролю на обнаружение трещин необходимо уделять наиболее серьезное внимание.

Возникновение трещин зависит от содержания углерода и серы в наплавленном металле, от недостаточного предварительного по­догрева детали при наплавке, жесткости изделия и пр. Холодные трещины могут возникать при отсутствии замедленного охлажде­ния детали после наплавки.

Поры образуются при использовании влажного или отсырев­шего флюса, при наличии ржавчины на наплавляемых поверхнос­тях, при недостаточном слое флюса и др. Поры появляются при наплавке по металлу, ранее наплавленному электродами с мело­вой обмазкой, который содержит повышенное количество азота. Поры — менее опасный дефект, чем трещины, но они снижают износостойкость и прочность наплавленного металла.

Шлаковые включения чаще наблюдаются при многослойной наплавке. Они являются результатом наплавки по неудаленной или плохо удаленной шлаковой корке с предыдущих слоев. Шлак не успевает расплавиться и всплыть на поверхность металла, вследствие чего остается в металле в виде шлаковых включений.

Несплавления наплавленного металла с основным металлом детали могут образоваться при несоответствии, например, выб­ранной скорости наплавки и типа оборудования, неправильной установке электрода, загрязнении наплавляемых поверхностей, нарушении режима наплавки и др. Наличие этих дефектов может привести к отколу наплавленного слоя в процессе работы восста­новленной детали.

Причина наплывов и подрезов в наплавленном слое — наруше­ние режима наплавки (силы тока, напряжения дуги, скорости на­плавки, смещение электрода с зенита при наплавке цилиндричес­ких деталей, изменение размера вылета электрода и др.).

Причиной поверхностных дефектов наплавленного слоя может быть и плохая устойчивость дуги.

Список использованной литературы.

Тракторы и автомобили / В.А Радичев - М.: Агропромиздат, 1987. – 260 с: ил.

Технология ремонта машин и тракторов/ И.С. Левицкий - М.: Колос, 1975. -320 с.

Пучин, Е.А. Технология ремонта машин - М.: Колос, 2007. - 488 с.

Чичева, Л.И. Технологическое обслуживание и ремонт машин, стерео­тип. - М.: Агропромиздат; 1990. - 399 с.

Ананьин, С.Г. Металлорежущие станки - М.: Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1958. -1016 с.

Н.Ф. Баранов, Е.А. Шишканов, А.А. Бажин Расчет и выбор режимов выполнения основных технологических операций при восстановление деталей машин: методические указания по курсовому и дипломному проектированию/ Баранов Н.Ф. – Киров: Вятский ГСХА; 2008. – 25 с.

Воловик Е. Л. Справочник по восстановлению деталей. – М.: Колос, 1986. – 351 с., ил.

Зангиев А.А., Шпилько А.В., Левшин А.Г. Эксплуатация машинно-тракторного парка. - М.: КолосС, 2005. - 320.

Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве: Учеб. для проф. образования / В.В. Курчаткин, В.М. Тараторкин, А.Н. Батищев и др.; Под редакцией В.В. Курчаткина. - М.: Издательский центр «Академия», 2003-464с.

Варнаков, В.В. Технический сервис машин сельскохозяйственного назначения: учеб. и учеб. пособ. для студ. высш. учеб. заведений / В.В. Варнаков, В.В. Стрельцов, В.Н. Попов, В.Ф. Карпенков. – М.: Колосс, 2003 – 253с.

.Бердиев Д.М., Пардаева Г.Т. Выбор сталей и технологий упрочнения для деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин. – ТашГТУ.

8.8. Дефекты наплавки и меры их предотвращения

Основными дефектами наплавки являются: трещины, поры и раковины, подрезы, деформация изделия.

Трещины. При наплавке на основной металл с неудовлетворительной свариваемостью или при высокой твердости наплавленного металла зачастую образуются сварочные трещины, что может быть связано с чрезмерно большими термическими напряжениями, возникающими, в частности, при сплошной наплавке по большой поверхности.

Для предотвращения образования трещин обычно применяют следующие меры:

– предварительный и сопутствующий подогрев во время наплавки для поддержания заданной температуры нагрева основного металла;

– нагрев изделий непосредственно после наплавки и замедленное охлаждение наплавленного металла;

– последующую термообработку для снятия напряжений;

– наплавку пластичного подслоя на поверхность основного металла, обладающего неудовлетворительной свариваемостью;

– уменьшение числа слоев при многослойной износостойкой наплавке;

– выбор для износостойкой наплавки способов, вызывающих меньшие термические напряжения в изделиях;

– правильный выбор наплавочного материала для первого слоя коррозионно-стойкой наплавки с учетом характера влияния основного металла на состав наплавленного слоя;

– выполнение наплавки только после удаления с поверхности основного металла поверхностного слоя, содержащего дефекты или имеющего повышенную твердость.

Поры и раковины. Для предотвращения образования пор и раковин необходимо:

– зачищать поверхности основного металла от ржавчины, масла и других загрязнений;

– обеспечивать хранение флюса и наплавочных материалов в условиях, исключающих поглощение влаги, и их прокалку перед использованием для наплавки;

– не подавать наплавочный материал к очагу наплавки до момента запотевания поверхности основного металла при газовой наплавке и от резкого удаления пламени при окончании наплавки; применять горючие смеси, обеспечивающие получение науглероживающего пламени;

– воздерживаться от применения при дуговой наплавке большой силы тока и излишних поперечных колебаний электрода, поддерживать оптимальную длину дуги;

– предотвращать проведение наплавки в условиях неудовлетворительной защиты зоны дуги (обеспечение необходимой защиты сварочной ванны флюсом-шлаком или защитным газом).

Подрезы. Для предотвращения подрезов, особенно характерных для наплавки ленточными электродами, необходимо:

– исключать наклон наплавляемой поверхности более чем на 3° к горизонту;

– воздерживаться от чрезмерного повышения скорости наплавки;

– обеспечивать надлежащее положение дуги, исключающее магнитное дутье;

– выбирать оптимальный способ наложения валиков с необходимым их перекрытием.

Деформация изделий. Одной из серьезнейших проблем наплавки является деформация изделий, для предотвращения которой применяют равномерный предварительный подогрев изделия, различные приемы наплавки, исключающие неравномерную деформацию изделия, сварочные приспособления, зажимные устройства и др. Предварительная оценка возможной деформации составляет важнейшую предпосылку правильного выбора мер предотвращения ее при наплавке.

Кроме перечисленных, возможно возникновение других дефектов, в том числе наличие шлака в наплавленном металле, неудовлетворительное сплавление наплавленного слоя с подложкой и др.

Связанные с наличием шлака и плохим сплавлением дефекты возникают вследствие недостаточной силы тока и низкого напряжения при дуговой наплавке или при неправильном манипулировании – подаче присадочного материала. Для предотвращения таких дефектов необходим правильный выбор способа и режима наплавки.

Читайте также: