Дефекты сварки под флюсом

Обновлено: 21.09.2024

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДЕФЕКТЫ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ
МЕТАЛЛОВ ПЛАВЛЕНИЕМ
Классификация, обозначение и определения
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Институтом электросварки им. Е.О. Патона Национальной Академии наук Украины; Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 72 «Сварка и родственные процессы»
ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации
2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 11 от 23 апреля 1997 г.)
За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

3 Настоящий стандарт полностью соответствует ИСО 6520 - 82 «Классификация дефектов швов при сварке металлов плавлением (с пояснениями)»
4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 2 марта 2001 г. № 115 - ст межгосударственный стандарт ГОСТ 30242 - 97 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2003 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения
2 Классификация дефектов
3 Наименование, определение и обозначение дефектов
Группа 1. Трещины
Группа 2. Поры
Группа 3. Твердые включения
Группа 4. Несплавление и непровар
Группа 5. Нарушение формы шва
Группа 6. Прочие дефекты

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ДЕФЕКТЫ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ МЕТАЛЛОВ ПЛАВЛЕНИЕМ
Классификация, обозначение и определения
Imperfections in metallic fusion welds.
Classification, designation and definitions
Дата введения 2003 - 01 - 01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает классификацию, определения и условные обозначения дефектов швов, зон термического влияния и основного металла при сварке металлов плавлением.

2 Классификация дефектов

2.1 Дефекты при сварке металлов плавлением образуются вследствие нарушения требований нормативных документов к сварочным материалам, подготовке, сборке и сварке соединяемых элементов, термической и механической обработке сварных соединений и конструкции в целом.
2.2 В настоящем стандарте дефекты классифицированы на шесть следующих групп:
1 - трещины;
2 - полости, поры;
3 - твердые включения;
4 - несплавления и непровары;
5 - нарушение формы шва;
6 - прочие дефекты, не включенные в вышеперечисленные группы.

3 Наименование, определение и обозначение дефектов

Наименование, определение и обозначение дефектов приведены в таблице 1.
В таблице приведены:
- в графе 1 - трехзначное цифровое обозначение каждого дефекта или четырехзначное цифровое обозначение его разновидностей;
- в графе 2 - буквенное обозначение дефекта, используемое в сборниках справочных радиограмм Международного института сварки (МИС);
- в графе 3 - наименование дефекта на русском, английском и французском языках;
- в графе 4 - определение и/или поясняющий текст;
- в графе 5 - рисунки, дополняющие определение при необходимости.
Таблица 1

Дефекты сварки. Дуговая сварка под флюсом

Автоматизация процесса сварки не исключает возможности образования сварочных дефектов. Причем эти дефекты сходны с теми, которые встречаются при ручных способах сварки. Поверхностные дефекты обнаруживаются достаточно легко, а такие, как шлаковые включения, несплавления или внутренние поры, могут быть выявлены только радиографическим или ультразвуковым контролем сварного соединения. Строгое соблюдение отработанных технологических параметров сборки и сварки является основным условием получения бездефектного сварного соединения. К основным сварочным дефектам относятся:

Непровар корня шва
Горячие трещины
Усадочные трещины
Поверхностные поры
Внутренние поры
Шлаковые включения
Подрезы
Несплавления

Непровар корня шва

Непровар корня шва характеризуется неполным проплавлением поперечного сечения сварного стыка. На рентгеновском снимке он выглядит как прямая линия. При автоматической сварке под флюсом глубина проплавления является очень важным фактором, и если она недостаточна, то образуется корневой дефект, называемый непроваром.

Если при двухсторонней сварке корневые проходы не перекрывают друг друга образуя непровар, то причинами этого могут являться либо излишне большое притупление корня шва, либо недостаточный углол раскрытия разделки. Другими причинами возникновения непроваров могут являться низкий сварочный ток, высокая скорость сварки или смещение дуги в сторону от линии стыка.

Изменение величины сварочного тока оказывает наибольшее влияние на глубину проплавления сварного шва.

Горячие и усадочные трещины

Обычно горячие трещины образуются по центру шва и распространяются в прямолинейном направлении вдоль линии движения сварочной головки. Горячие трещины могут образовываться как в стыковых, так и угловых швах.

Горячие трещины образуются при температуре около 1200°С, и являются следствием образования ликваций в процессе кристаллизации сварочной ванны. Ближе к центру шва концентрация углерода и серы повышается, а высокая температура приводит к значительному снижению прочностных свойств металла. В итоге, причиной образования горячих трещин при автоматической сварке является перемещение в результате термической усадки свариваемых кромок со скоростью, превышающей критическую, в сочетании с образованием легкоплавких сульфидов и карбидов. Усадочные трещины также являются следствием образования ликваций. Они могут образовываться при неоптимальной форме шва, когда отношение ширины шва к глубине проплавления меньше 1,0. Особенно опасны швы с «ножевым» проплавлением, внутри которых можно обнаружить усадочные трещины или раковины, выявляемые только рентгеном или УЗ-контролем.

Вероятность образования горячих трещин можно снизить, если заставить сварочную ванну кристаллизоваться от корня шва, чтобы первичные кристаллы начинали расти снизу вверх, другими словами, при сварке на охлаждаемой подкладке.

При сварке толстостенных изделий причиной образования горячих трещин при выполнении корневого прохода может являться слишком высокая скорость охлаждения зоны сварки. Для борьбы с этим явлением можно использовать предварительный подогрев.

Поверхностные поры

Причиной образования поверхностных пор могут являться посторонние включения во флюсе, ржавчина на электродной проволоке, следы смазки, краски или жира на свариваемых кромках и водород из влаги, которая была поглощена флюсом. Пористость образуют газы, которые не успевают покинуть сварочную ванну и остаются в шве в момент затвердевания расплавленного металла. Поры, покидающие сварочную ванну, но попавшие под уже затвердевший шлак, образуют так называемые поверхностные поры. Они скапливаются у центра наплавленного валика и образуют цепочку точечных дефектов на поверхности шва. С данными дефектами можно бороться за счет уменьшения скорости сварки, однако свариваемые кромки все равно должны быть чистыми, а толстостенные свариваемые заготовки предварительно подогреты.

К другим поверхностным дефектам шва, вызываемым газами не успевшими покинуть кристаллизующийся металл до затвердевания шлаковой корки, относятся оспины (pockmark), вмятины и свищи.

Внутренние поры

Внутренние поры выявить визуальными методами контроля поверхности шва невозможно. Данные дефекты представляют собой газовые полости оставшиеся в закристаллизовавшемся металле шва. Существуют два основных механизма образования внутренних пор. При одном из них, причиной образования данных дефектов является недостаточное перекрытие между собой по линии стыка корневых проходов при двухсторонней сварке. При этом воздуху, находящемуся в линии стыка, не хватает времени, чтобы всплыть, и они образует цепочку пор в зоне корня шва. Вторым источником газов могут являться остатки шлака от предыдущего прохода, которые недостаточно тщательно были удалены перед наплавкой очередного валика.

Шлаковые включения

Шлаковые включения являются достаточно типичными дефектами для дуговой сварки под флюсом, однако, при однопроходной сварке вероятность их образования крайне мала. В основном данные дефекты характерны для многопроходной сварки, когда остатки шлака от предыдущего прохода остаются в сварном шве. Поэтому контроль качества удаления шлака является весьма важной составляющей получения качественного шва.

Подрезы

Образование подрезов обусловлено излишне высоким напряжением на дуге по отношению к выбранной скорости подачи проволоки. Подрез представляет собой небольшую канавку, располагающуюся по линии сплавления сварочного валика. Данный дефект устраняется уменьшением напряжения на дуге до оптимального значения, либо за счет снижения скорости сварки.

Прочие дефекты

Если величина сварочного тока превышает значения, рекомендуемые для данного диаметра проволоки, дуга начинает прорываться сквозь шлаковую корку, и как результат, поверхность наплавленного валика формируется неровной, с грубой чешуйчатостью. Сварочный ток является функцией скорости подачи проволоки. Высокий ток означает, что скорость подачи проволоки является высокой. Исходя из выбранного диаметра проволоки, также устанавливается и требуемое напряжение на дуге. Если для выбранного сварочного тока напряжение на дуге окажется недостаточным, то результатом такого соотношения будет нестабильная дуга.

Исправление дефектов сварных соединений

Сварка - один из самых востребованных процессов металлообработки, позволяющий в самых разных конструкциях соединять стальные детали. В связи с химической неоднородностью металлических поверхностей, кристаллизацией металлов при создании сварного шва, взаимодействии образующего в сварочной ванне жидкого металла с твердыми частицами детали и по ряду других причин нередко в процессе сварки возникают дефекты. Наличие их не только понижает качество готовой конструкции, но также делает ее дальнейшую эксплуатацию опасной для жизни.

Если при проведении контроля качества обнаружены изъяны, влияющие на прочность и надежность изделия, то исправление дефектов сварки в таких случаях является обязательным мероприятием.

Какие дефекты возникают при сварочных работах

В зависимости от причин возникновения, размеров, форм и места размещения на шве различают разные виды дефектов. Чтобы понять какие способы устранения дефектов сварных соединений будут наилучшими, вначале нужно определить их вид и почему они возникли.

Согласно классификации по ГОСТу 30242-97 выделяют следующие группы дефектов:

трещины в сварочных швах, которые могут быть поперечными, продольными, радиальными и другими;
нарушение формы шва за счет образования натеков, подрезов, прожогов, выпуклостей, смещений и других изъянов;
наличие в месте сварки пор, полостей, свищей, кратеров. Они могут скопляться на одном участке или же распределяться по всему шву равномерно;
непроваренные участки и несплавленные кромки;
наличие твердых (оксидных, металлических, шлаковых) вкраплений и включений в сварном шве.

По месту расположения дефекты разделяются на внутренние, наружные и сквозные. Конкретное цифровое обозначение классификатором установлено на все образующиеся дефекты сварных соединений и способы их устранения выбираются в соответствии проставленных в местах их присутствия номеров.

Методы обнаружения дефектов

После проведения сварочных работ полученный шов должен проверяться на наличие или отсутствие брака. Только так можно понять требуется или нет устранение дефектов сварки.

Способы для выявления бракованных участков применяют разные:

визуальный осмотр. Результат будет более точным, если осмотр проводить с применением приборов с увеличительным эффектом;
магнитный метод, при котором брак определяется степенью искажения волн;
дефектоскопия. На наличие недостатков указывает изменение цвета сварного соединения после контакта поверхностей со специальным идентифицирующим составом, например, керосином;
исследование ультразвуком. Проводится с помощью дефектоскопа, брак определятся по звуковым волнам посредством измерения их отражения;
радиационный способ. Сварные соединения просвечиваются рентгеном, в результате все детали дефекта видны на полученном снимке.

Качество полученных в процессе сварки соединений обозначается маркировкой. У каждого профессионального сварщика есть собственное клеймо, которое он ставит на участке выполнения сварки.

Устранение дефектов сварки

Если в ходе контрольных испытаний обнаружен недопустимый для безопасной эксплуатации конструкций брак, то неизбежным процессом является устранение дефектов сварных соединений.

Для ликвидации выявленных недостатков используются следующие методы устранения дефектов сварных швов:

непровары, сторонние включения, небольшие внутренние трещины подлежат механической вырубке или полной зачистке, после чего проводится повторное сваривание;
ликвидация крупных и глубоких трещин осуществляется посредством заварки после предварительной их механической зачистки или сверления;
заварка тонкими слоями или наплавка используется для устранения подрезов и неполных швов;
наплывы уничтожаются механическим путем с применением абразивного инструмента;
термической обработкой устраняется перегрев металла.

Это основные способы исправления дефектов сварных соединений, которые используются для ликвидации брака. После исправления конструкции повторно проходят контрольные испытания и только при полном отсутствии изъянов разрешается их дальнейшая эксплуатация.

Особенности исправления дефектов

Если выполненные с применением сварки конструкции не соответствуют техническим условиям по причине наличия брака, то здесь важно не только правильно выбрать способы устранения дефектов сварных швов, но также безошибочно выполнить все необходимые действия.

В стальных изделиях бракованные сварные швы исправлять следует плазменно-дуговой резкой или строжкой, после чего эти участки обрабатываются абразивными кругами. Наплавкой ниточного шва ликвидируются подрезы, при этом выполняется наплавка по всей длине дефекта. При исправлении неровностей и наплывов механическим способом нужно следить за общим сечением и не допускать его занижения.

Перед тем как исправляются свищи в сварном шве необходимо сперва провести вырубку, тщательно зачистить образовавшуюся полость и после этого повторно заварить изделие.

Чтобы качественно ликвидировать дефекты сварных швов и способы их устранения провести эффективно, то следует соблюдать несколько простых правил:

длина исправляемого участка должна превышать длину дефекта;
ширина вырубки должна быть такой, чтобы максимальный размер нового шва не превышал более чем в два раза его ширину до ликвидации дефекта;
на поверхностях выборок не должно присутствовать никаких заусенцев и острых углублений, очертания должны быть плавными и без резких выступов;
при выполнении заварки на прилегающих к дефекту участках нужно обеспечить перекрытие основного металла.

В конструкциях из титана, алюминия и сплавов этих металлов ликвидацию дефектов разрешается выполнять только механическими методами: резкой или абразивной шлифовкой. В некоторых случаях допускается вырубка.

Если при повторном контроле снова будут обнаружены бракованные участки, то такие конструкции опять подлежат исправлению. На одном и том же участке сварного шва количество исправлений не должно превышать трех, в противном случае металлоконструкция выполняется с нуля.

Интересное видео

Полуавтоматическая MIG/MAG-сварка (основные дефекты сварного шва)

За прошедшие годы технологии дуговой сварки с применением плавящегося в инертном или активном газе электрода (MIG/MAG-сварки) были улучшены с применением нового оборудования, более высокого качества. Сегодня, ввиду доступности такого оборудования, многие сварщики могут забывать основные этапы и проблемы выполнения сварочных работ.

Разбрызгивание:

В MIG/MAG-сварке распространенным побочным эффектом является разбрызгивание. Это капли расплавленного материала, появляющиеся в процессе дуговой сварки. Разбрызгивание возникает, когда сила тока или напряжение слишком высоки или если недостаточно газовой защиты. Для минимизации разбрызгивания можно уменьшить силу тока и длину дуги (напряжение). Также правильно проверить тип и расход защитного газа, равно как и прочистить газовое сопло. Увеличение угла наклона сварочной горелки тоже поможет в уменьшении разбрызгивания.

Порообразование:

Пористость обусловлена тем, что пузырьки газа застревают в сварочной ванне по мере ее затвердевания. Наличие инородных веществ, таких как: влаги, масел, краски, крупной окалины или ржавчины, недостаточная газовая защита или наличие маленьких зазоров между кромками, куда вероятно попадание воздуха, могут стать весомыми факторами образования пористости в сварном шве. Для предотвращения порообразования сварщик должен очистить зону сварки и начисто вытереть ее. Также будет правильным проверить тип защитного газа, его расход и очистить сопло сварочного аппарата. Кроме того, необходимо свариваемые поверхности расположить максимально близко друг к другу, чтобы препятствовать образованию пористости.

Подрез:

Подрезы сварного шва появляются в том случае, если напряжение тока слишком высокое или если дуга слишком длинная, что приводит к подплавлению основного вещества и незаполнению образовавшейся пустоты. Это также может произойти при выборе неподходящей проволоки и угла его наклона горелки при сварке. Кроме того, важно проверить технику ведения горелки. Важно, чтобы амплитуда колебания не была слишком высокой, т.к. это может стать причиной неравномерного заполнения металлом сварочной ванны. В этом случае проблему решает снижение скорости колебания.

Тепловая деформация:

Тепловая деформация происходит в процессе охлаждения сваренных элементов. Если неверна последовательность наложения сварных швов, слишком много наплавленного металла или некорректно выполнена сборка элементов до и в процессе сварки, сваренная деталь может быть подвержена тепловой деформации. Во избежание подобного дефекта можно предпринять следующие меры: варить из центра к краям, варить от краев или скомбинировать последовательности так, чтобы обеспечить корректный прогрев и охлаждение деталей.

Возникновение трещин:

В любом виде сварки трещины всегда считаются дефектом. Их появление может представлять опасность т.к. мелкие трещины могут со временем увеличиваться и повлечь разрушение сварного шва. Именно поэтому необходимо уделить время шлифовке, очистке, опиливанию или зачистке кромок поверхностей так, чтобы их было легко совместить друг с другом, что поможет избежать растрескивания. Хорошо в данном случае для утолщенных материалов, чтобы снизить вероятность появления трещин, выполнить предварительный прогрев (а иногда и прогрев по окончании работ) который позволит нагреваться и охлаждаться изделию более равномерно.

Несплавление и непровар:

Неполное сплавление возникает, когда металл сварного шва не смешивается с основным металлом. Непровар образовывается, когда по обеим сторонам от корня шва металл остался нерасплавленным. Данные дефекты типичны для MIG/MAG-сварки, сварки порошковой проволокой (FCAW) и дуговой сварки под флюсом (SAW), где поступление металла в шов обеспечивается плавлением электрода (проволоки) дугой. Решить эту проблему можно посредством увеличения корневого зазора между свариваемыми кромками и при помощи выбора диаметра электрода точно соответствующему размеру корневого зазора. Снижение скорости прохода и частоты колебаний между кромками также помогут снизить риск возникновения указанных деформаций.

Подходящие техники и верно подготовленные материалы под сварку могут разрешить большую часть всех перечисленных проблем. Следует всегда изучать свариваемые материалы и собирать как можно больше информации до начала работы. Заблаговременная аккуратность может устранить большинство проблем, связанных со сваркой, еще до зажигания первой дуги.

Читайте также: