Основные дефекты сварочных швов

Оглавление:

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.

Классификация сварочных швов

Классификация сварочных швов.

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

Таблица дефектов сварочных швов

Таблица дефектов сварочных швов.

Все дефекты таких соединений можно разделить на 2 основных типа:

  1. Внешние, которые можно обнаружить невооруженным глазом. Они могут проявляться в виде прожога, непровара и других признаков.
  2. Внутренние, которые проявляются в виде трещин, пор и других нежелательных образований.

Далее будут рассмотрены обе категории более подробно.

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.
Наплывы

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.

Подрез

Рисунок 2. Подрез представляет собой дефект, проявляющийся в виде канавки по краям сварочного шва.

Прожогами называются дефекты сварки, которые проявляются в сквозном проплавлении и вытекании жидкого металла через сквозное отверстие в шве. При этом с другой стороны места соединения может образоваться натек. Прожоги возникают из-за слишком большого значения рабочего тока, большого зазора между кромками металла, недостаточной скорости перемещения электрода, недостаточной толщины подкладки или ее неплотного прилегания к основному металлу. Устранение данного дефекта выполняется снижением рабочего тока и увеличением скорости перемещения электрода. При этом особое внимание следует обратить на качество подгонки кромок детали, чтобы расплавленный металл не выливался из сварной ванны.

Непровары - это локальные несплавления наплавленного металла с основным металлом или слоев шва между собой. К этому дефекту можно отнести и незаполнение сечения шва (рис. 3).

Непровары существенно уменьшают качество состыковки и могут привести к тому, что сварочное соединение со временем разрушится.

Этот дефект возникает из-за недостаточной величины рабочего тока, высокой скорости сварки, плохой подготовки свариваемых поверхностей, присутствия на кромках детали посторонних веществ (шлака, ржавчины и др.) и загрязнений. Не допустить возникновение непроваров можно выбором требуемого значения сварочного тока.

Внутренние дефекты сварочных соединений

К самым распространенным внутренним дефектам относятся горячие, холодные трещины и поры.

Непровары

Рисунок 3. Непровары значительно уменьшают качество состыковки и приводят к разрушению сварочного соединения.

Горячие трещины появляются при нагреве металла до температуры более 1200 °С, в результате чего происходит быстрое уменьшение пластических свойств металла (кристаллизация). Горячие трещины возникают на границах зерен кристаллической решетки. Их возникновению способствует наличие большого количества в металле различных примесей. Распространяться такие трещины могут как поперек, так и вдоль шва.

Холодные трещины появляются при температуре металла ниже 130°С. Иногда такие дефекты могут возникать и со временем. Причинами их появления могут быть сварочные напряжения, образующиеся во время фазовых превращений, или растворенный атомарный водород, который не успел выделиться при сварке.

Поры - это полости внутри шва, заполненные газом, который не успел выделиться в процессе сварки. Они могут иметь различную форму и размеры, которые зависят от размеров пузырьков газа. Основными причинами возникновения такого дефекта являются:

  • наличие примесей в присадочном или основном металле;
  • некачественная обработка свариваемых поверхностей;
  • повышенное содержание углерода;
  • нарушения защиты сварочной ванны.

Одиночные поры не несут большой опасности, но их цепочка снижает механические характеристики изделия. Участок сварочного шва, на котором обнаружены поры, подлежит переварке с предварительной механической зачисткой.

Способы выявления дефектов сварочных соединений

Дефекты сварных швов можно выявить такими способами:

Схема прожога сварного шва

Схема прожога сварного шва.

  • внешним осмотром и обмером швов;
  • испытанием непроницаемости;
  • специальными приборами.

Внешний осмотр проводится только после качественной очистки соединения от шлака, брызг металла и других загрязнений. При этом проверке подлежат правильность размеров и формы швов и отсутствие каких-либо дефектов. Размеры швов можно проверить с помощью специальных шаблонов.

Испытание непроницаемости позволяет выявить поры, сквозные непровары и трещины. Контроль качества сварных швов с использованием специальных приборов позволяет обнаружить внутренние дефекты соединений. Такой контроль может осуществляться следующими способами:

  • просвечиванием рентгеновскими лучами или гамма-лучами радиоактивных изотопов;
  • намагничиванием, то есть нахождением внутренних дефектов с помощью магнитного поля;
  • прозвучиванием, то есть обнаружением дефектов с помощью ультразвуковых колебаний;
  • засверливанием с частичным разрушением шва в месте контроля.

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.

Table of contents:

Defects in welds and connections called the various deviations from the drawing requirements and conditions for carrying out welding work, impair the quality of the connection (driving characteristics, integrity, continuity, etc.). From the emergence of marriage no one is immune, so the welder must know the possible faults, their causes and methods of elimination, what more will be discussed.

Classification of welds

Classification of welds.

Causes of defects in welded joints

The welding process is complicated by many factors, which include both objective (the properties of joined materials) and subjective (the exact observance of the technological process, the selection of technology). To justify the emergence of a professional welder marriage only by objective reasons, and even then only to a certain extent.

The main causes which lead to the formation of defects in welds, are:

  • improper preparation of the surfaces to be welded;
  • discrepancy or defective welding tool;
  • the wrong choice of protective flux and gases, and the violation of their use of technology;
  • insufficient qualification of welders;
  • failure to fully required welding conditions (operating current power, arc length, etc..).

Varieties welds defects

Table welds defects

Table welds defects.

All defects such compounds can be divided into two basic types:

  1. External that can be detected by the naked eye. They can manifest themselves in the form of burn, lack of fusion and other features.
  2. Internal, which are manifested in the form of cracks, pores, and other unwanted structures.

Next will be discussed in more detail both categories.

External defects of welded joints

Data defects include violations of the geometric dimensions of welded joints (nodules, undercuts), as well as burn marks, lack of fusion and nezavarennye craters.

Sagging (sinters), the most often appear in the horizontal welding vertical surfaces. This leads to leakage of the molten metal at the edges of the base metal, having a much lower temperature (fig. 1). They can occur in a small area, or have a greater length along the weld zone.

Causes of sagging are:

  • long arc;
  • the large value of the weld current;
  • incorrect position of the electrode.
Sagging

Figure 1. Sagging often identified with a horizontal welding.

When the annular connecting nodules may appear at high or insufficient displacement of the electrode with the zenith. In places sagging and other defects can occur frequently. Prevent sagging can be the selection of the correct welding mode and high-quality preparation of the welding surfaces (descaling, etc.).

Undercut - defect in a groove in the base metal at the edges of the weld (figure 2.). This defect is most common in welding lap or T-joints but sometimes occurs when you create joints. In most cases, it occurs due to improperly matched parameters of the welding process.

When the corner welding undercuts may arise from the fact that an arc is directed more on the vertical surface than in the horizontal. This leads to the fact that molten metal flows onto the lower edge and it is not enough to completely fill the bath. When too much of welding speed and high voltage welding seams can leave humpback. Due to the rapid solidification of the weld puddle can be formed as undercuts. Reduced welding speed can eliminate this defect.

On the occurrence of undercuts affects the length of the arc. By increasing the magnitude of the arc and weld size increases, resulting in increase in the amount of molten parent metal. Since the increase in the length of the arc heat input remains the same, it is not enough for the whole seam edge quickly cooled, resulting in formation of undercuts. Reduced arc length not only may eliminate the undercuts, but also increases the penetration.

undercut

Figure 2: Undercut is a defect manifesting itself in the form of grooves on the edges of the weld.

called burn-through welding defects, which are shown in the through-penetration and leakage of liquid metal through the through hole in the joint. In this case, on the other hand the junction can be formed incrustation. Burn marks occur due to too large values of the operating current, a large gap between the metal edges, inadequate moving speed of the electrode, insufficient lining thickness or gapping to the base metal. Elimination of the defect is performed decrease the operating current and an increase in the speed of movement of the electrode. Particular attention should be paid to the quality of the fit edge details to the molten metal is poured from the weld pool.

Lack of fusion - a local lack of fusion weld metal with the base metal or weld the layers together. By this defect can be attributed to failure to complete seam section (Fig. 3).

Fusions significantly reduce the quality of interfacing and may lead to the fact that the welding connection is destroyed over time.

This defect arises due to lack of operating current, welding speed, poor preparation weldable surfaces at the edges of the presence of substances extraneous parts (slag, rust, etc.) And impurities. Do not let the appearance of lack of penetration can be selecting the desired welding current.

Internal defects in welded joints

The most common internal defects include hot and cold cracks and pores.

lack of penetration

Figure 3. fusions significantly reduce quality interfacing and lead to the destruction of the welding connection.

Hot cracks appear upon heating the metal to a temperature above 1200 ? C, resulting in a rapid decrease of the plastic properties of the metal (crystallization). Hot cracks occur at grain boundaries of the crystal lattice. Their emergence facilitated by the presence of large amounts of metal in various impurities. Distribute such cracks can both across and along the seam.

Cold cracks appear when the metal temperature is below 130 ? C. Sometimes these defects can occur over time. The reasons for their appearance can be welding voltage generated during phase transformations or dissolved atomic hydrogen, which did not have time to stand in welding.

Pores - a cavity inside seam filled with gas that did not have time to stand in the welding process. They can have different shapes and dimensions, which depend on the size of the gas bubbles. The main causes of this defect are:

  • the presence of impurities in the filler or base metal;
  • substandard treatment of surfaces to be welded;
  • high carbon content;
  • violation of protection of the weld pool.

Single pores are not high risk, but the chain reduces the mechanical properties of the product. The plot of the weld, which found pores perevarke subject to preliminary mechanical stripping.

Methods for detection of defects in welded joints

Defects in welds can be identified by such methods:

Scheme weld burn-through

Scheme weld burn-through.

  • visual inspection and the measurement of joints;
  • impermeability test;
  • special devices.

Visual inspection is carried out only after cleaning quality compounds from the slag, spatter and other impurities. This inspection shall be subject to the correct size and shape of the joints and the absence of any defects. Dimensions of seams can be checked using special templates.

impermeability test reveals the pores, through lack of fusion and cracks. Quality control of welded joints using special instruments can detect internal defects connections. Such control can be performed in the following ways:

  • radiographic X-rays or gamma rays from radioactive isotopes;
  • magnetization, that is, finding internal defects by means of a magnetic field;
  • sounding, ie the detection of defects using ultrasonic vibration;
  • pilot drilling with partial destruction of joint control in place.

Note that perform a number of welding joints without defects is practically impossible. This should provide a minimum allowable weld defects. In carrying out welding work must be remembered that the right choice of equipment and welding technology has a great impact on the entire welding process.

Зміст:

Дефектами зварних швів і з'єднань називають різні відхилення від вимог креслення і умов виконання зварювальних робіт, що погіршують якість з'єднання (його експлуатаційні властивості, герметичність, суцільність і ін.). Від виникнення шлюбу не застрахований ніхто, тому зварник повинен знати можливі дефекти, причини їх виникнення, а також методи усунення, про що далі і піде мова.

Класифікація зварювальних швів

Класифікація зварювальних швів.

Причини виникнення дефектів зварних з'єднань

Зварювальний процес ускладнюється багатьма факторами, до яких можна віднести як об'єктивні (властивості матеріалів, що з'єднуються), так і суб'єктивні (точне дотримання технологічності процесу, правильність вибору технології). Виправдати виникнення шлюбу у професійного зварника можна тільки об'єктивними причинами, та й то лише в якійсь мірі.

Основними причинами, які призводять до утворення дефектів зварювальних швів, є:

  • неправильна підготовка поверхонь, що зварюються;
  • невідповідність або несправність зварювального інструменту;
  • неправильний вибір захисних флюсів або газів і порушення технології їх використання;
  • недостатня кваліфікація зварника;
  • недотримання в повній мірі необхідних режимів зварювання (потужність робочого струму, довжина дуги і ін.).

Різновиди дефектів зварювальних швів

Таблиця дефектів зварювальних швів

Таблиця дефектів зварювальних швів.

Всі дефекти таких з'єднань можна розділити на 2 основних типи:

  1. Зовнішні, які можна виявити неозброєним оком. Вони можуть проявлятися у вигляді прожога, непровару та інших ознак.
  2. Внутрішні, які проявляються у вигляді тріщин, пор і інших небажаних утворень.

Далі будуть розглянуті обидві категорії більш докладно.

Зовнішні дефекти зварних з'єднань

До даних дефектів відносяться порушення геометричних розмірів зварних з'єднань (напливи, підрізи), а також пропали, непровари і незаварені кратери.

Напливи (напливи) найбільш часто з'являються при горизонтальній зварюванні вертикальних поверхонь. Це призводить до натекания розплавленого металу на кромки основного металу, що має набагато меншу температуру (рис. 1). Вони можуть виникати на невеликій ділянці або ж мати велику протяжність уздовж зварної зони.

Причинами виникнення напливів є:

  • довга дуга;
  • велика величина зварного струму;
  • неправильне положення електрода.
напливи

Малюнок 1. Напливи частіше виявляються при горизонтальній зварюванні.

При кільцевому з'єднанні напливи можуть з'являтися при великому або недостатньому зміщенні електрода з зеніту. У місцях напливів досить часто можуть виникати і інші дефекти. Не допустити утворення напливів можна підбором правильного режиму зварювання і якісною підготовкою свариваемой поверхні (видалення окалини і ін.).

Підріз - дефект у вигляді канавки в основному металі по краях зварювального шва (рис. 2). Даний дефект є найпоширенішим при зварюванні напусткових або таврових з'єднань, але іноді виникає при створенні стикових з'єднань. У більшості випадків він виникає через неправильно підібраних параметрів зварювального процесу.

При кутовий зварюванні підрізи можуть виникати через те, що дуга направляється більше на вертикальну поверхню, ніж на горизонтальну. Це призводить до того, що розплавлений метал стікає на нижню кромку і його не вистачає для повного заповнення ванни. При занадто великій швидкості зварювання і великому напруженні зварювальні шви можуть вийти горбатими. Через швидке затвердіння зварювальної ванни також можуть утворюватися підрізи. Зниження швидкості зварювання дозволяє усунути цей дефект.

На виникнення підрізів впливає і довжина дуги. При збільшенні величини дуги зростає і розмір шва, що призводить до збільшення кількості розплавленого основного металу. Так як при збільшенні довжини дуги тепловкладення залишається колишнім, його не вистачає на весь шов, кромки швидко остигають, в результаті чого утворюються підрізи. Зменшення довжини дуги не тільки може позбавити від підрізів, а й збільшує проплавление.

підріз

Малюнок 2. Подрез є дефектом, що виявляється у вигляді канавки по краях зварювального шва.

пропал називаються дефекти зварювання, які проявляються в наскрізному проплавления і витіканні рідкого металу через наскрізний отвір у шві. При цьому з іншого боку місця з'єднання може утворитися НАТЕК. Пропали виникають через занадто великого значення робочого струму, великого зазору між кромками металу, недостатньої швидкості переміщення електрода, недостатньої товщини підкладки або її нещільного прилягання до основного металу. Усунення даного дефекту виконується зниженням робочого струму і збільшенням швидкості переміщення електрода. При цьому особливу увагу слід звернути на якість підгонки кромок деталі, щоб розплавлений метал не виливався з зварної ванни.

Непровари - це локальні несплавлення наплавленого металу з основним металом або шарів шва між собою. До цього дефекту можна віднести і незаповнення перетину шва (рис. 3).

Непровари істотно зменшують якість стикування і можуть привести до того, що зварювальне з'єднання з часом зруйнується.

Цей дефект виникає через недостатню величини робочого струму, високої швидкості зварювання, поганої підготовки поверхонь, що зварюються, присутності на крайках деталі сторонніх речовин (шлаку, іржі та ін.) І забруднень. Не допустити виникнення непроварів можна вибором необхідного значення зварювального струму.

Внутрішні дефекти зварних з'єднань

До найпоширеніших внутрішніх дефектів відносяться гарячі, холодні тріщини і пори.

непровари

Малюнок 3. Непровари значно зменшують якість стикування і призводять до руйнування зварювального з'єднання.

Гарячі тріщини з'являються при нагріванні металу до температури понад 1200 ° С, в результаті чого відбувається швидке зменшення пластичних властивостей металу (кристалізація). Гарячі тріщини виникають на кордонах зерен кристалічної решітки. Їх виникненню сприяє наявність великої кількості в металі різних домішок. Поширюватися такі тріщини можуть як поперек, так і вздовж шва.

Холодні тріщини з'являються при температурі металу нижче 130 ° С. Іноді такі дефекти можуть виникати і з часом. Причинами їх появи можуть бути зварювальні напруги, що утворюються під час фазових перетворень, або розчинений атомарний водень, який не встиг виділитися при зварюванні.

Пори - це порожнини всередині шва, заповнені газом, який не встиг виділитися в процесі зварювання. Вони можуть мати різну форму і розміри, які залежать від розмірів бульбашок газу. Основними причинами виникнення такого дефекту є:

  • наявність домішок в присадний або основному металі;
  • неякісна обробка поверхонь, що зварюються;
  • підвищений вміст вуглецю;
  • ставлячи під загрозу безпеку зварювальної ванни.

Поодинокі пори не несуть великої небезпеки, але їх ланцюжок знижує механічні характеристики вироби. Ділянка зварювального шва, на якому виявлені пори, підлягає переварінням з попередньою механічною зачисткою.

Способи виявлення дефектів зварних з'єднань

Дефекти зварних швів можна виявити такими способами:

Схема прожога зварного шва

Схема прожога зварного шва.

  • зовнішнім оглядом і обміром швів;
  • випробуванням непроникності;
  • спеціальними приладами.

Зовнішній огляд проводиться тільки після якісної очистки з'єднання від шлаку, бризок металу та інших забруднень. При цьому перевірці підлягають правильність розмірів і форми швів і відсутність будь-яких дефектів. Розміри швів можна перевірити за допомогою спеціальних шаблонів.

Випробування непроникності дозволяє виявити пори, наскрізні непровари і тріщини. Контроль якості зварних швів з використанням спеціальних приладів дозволяє виявити внутрішні дефекти з'єднань. Такий контроль може здійснюватися наступними способами:

  • просвічуванням рентгенівським промінням або гамма-променями радіоактивних ізотопів;
  • намагнічуванням, тобто знаходженням внутрішніх дефектів за допомогою магнітного поля;
  • прозвучу, тобто виявленням дефектів за допомогою ультразвукових коливань;
  • Засвердлювання з частковим руйнуванням шва в місці контролю.

Слід зазначити, що виконати ряд зварювальних з'єднань без дефектів практично неможливо. При цьому слід забезпечити в шві мінімум допустимих дефектів. При здійсненні зварювальних робіт необхідно пам'ятати, що правильний вибір обладнання та технології зварювання має великий вплив на весь процес зварювання.


» » » Основные дефекты сварочных швов