Лофт Мебель

Мебель которая служит десятилетиями

Дефекты сварного шва. В чем может быть причина их появления? – Все о сварке

Дефекты сварного шва. В чем может быть причина их появления? - Все о сварке

В этой статье мы поговорим о дефектах встречающихся в сварных швах выполненных преимущественно ручной дуговой сваркой.

Знание о видах дефектах и способах их устранения вовсе сведёт их появление к необходимому минимуму.

Неравномерность формы сварного шва возникает в результате не постоянного режима сварки, неправильное расположение электрода относительно разделки кромок, неправильная подготовка разделки под сварку. А также из-за низкой квалификации сварщика.

Дефекты сварного шва. В чем может быть причина их появления? - Все о сварке

Наплывы — это когда металл шва натекает на основной металл и не сплавляется с ним. Чаще всего возникают при сварке в горизонтальном положении так как жидкий металл натекает на холодные кромки.

Также причинами возникновения наплывов могут быть неправильно выбранные параметры режима сварки:

  • Большой сварочный ток;
  • Длинная длина дуги;
  • Загрязнение кромок и околошовной зоны.

Подрезы представляют собой местное уменьшение толщины основного металла в виде канавок, располагающихся вдоль границ сварного шва.

Причины возникновения:

  • Большой сварочный ток;
  • Длинная дуга дуги;
  • Неточное ведения электрода;
  • Высокая скорость сварки;
  • Повышенное напряжение дуги.

Чаще всего подрезы образуются при сварки угловых швов в тавровом соединении и при сварки горизонтальных швов.

Дефекты сварного шва. В чем может быть причина их появления? - Все о сварке

Прожоги это проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий.

Причины возникновения:

  • Большой сварочный ток;
  • Увеличенный зазор между кромками;
  • Недостаточное притупление кромок;

Наиболее часто прожоги появляются при сварке тонкого металла или первого прохода многослойного шва.

Дефекты сварного шва. В чем может быть причина их появления? - Все о сварке

Кратеры — углубления, остающиеся в местах обрыва дуги. В таких углублениях образуются усадочные рыхлоты, которые в свою очередь являются концентраторами напряжений, в следствии чего в этих местах могут развиться трещины.

При ручных способах сварки кратеры следует заваривать. А при автоматической сварке использовать вводные и выводные планки.

Трещины являются наиболее опасными дефектами. Под действием нагрузок, трещины могут распространяться с высокой скоростью. В результате чего происходят хрупкие разрушения изделий.

Трещины могут возникать в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100…1300 градусов Цельсия. (горячие трещины).

Холодные трещины возникают при температуре 100…300 градусов Цельсия в легированных сталях. А после остывание возникают в углеродистых сталях.

Непровары представляют собой участки, где отсутствует сплавление между свариваемыми деталями. Такой дефект уменьшает рабочее сечение сварного шва, что может привести к разрушению.

Причины возникновения:

  • Плохая очистка разделки;
  • Малый зазор;
  • Большое притупление;
  • Большая скорость сварки;
  • Недостаточный угол скоса кромки.

Поры представляют собой полости в металле шва, заполненные газом. Газовые включения образуются если в сварочной ванне происходит перенасыщение газами. Основной причиной появления пор при сварке сталей является азот, водород и окись углерода, образующиеся в результате отклонения химического состава металла шва от заданного из-за снижения в нем кремния и марганца. Другими причинами могут служить:

  • плохая очистка свариваемых кромок от ржавчины, масел и различных загрязнений,
  • повышенное содержание углерода в основном и присадочном металла,
  • большая скорость сварки,
  • большая влажность обмазки электродов,
  • сварка при плохой погоде.

Дефекты сварного шва. В чем может быть причина их появления? - Все о сварке

Шлаковые включения — это полости в металле сварного шва, заполненные шлаками, неуспевающими всплыть на поверхность шва.

Шлаковые включения образуются из-за неполного удаления шлака при многослойной сварке, некачественных электродов (кусочки покрытия попадают в сварочную ванну), из-за плохой очистки свариваемых кромок от ржавчины, окалины и других загрязнений. Недостаточный сварочный ток и чрезмерно большая скорость сварки также могут вызвать появление шлаковых включений.

Поры, наблюдаемые в сварных швах, связаны с процессами выделения газов в макро- и микрообъемах.

При объемном пересыщении металла сварочной ванны газами, вызванном уменьшением растворимости из-за снижения температуры металла, в основном образуются макропоры. Рост пузырьков газа в этом случае происходит в основном в результате конвективной диффузии газа из окружающих объемов металла. Скорость роста пузырьков определяется степенью пересыщения ванны газами и скоростью десорбции газов в зародыш.

При локальном пересыщении жидкого металла у фронта кристаллизации зарождение и развитие пузырьков наиболее вероятно на стадии остановки роста кристаллов. Пузырьки в этом случае в основном развиваются вследствие диффузии атомов (ионов) газа из прилегающих микрообъемов металла. Размеры пузырьков определяются в основном длительностью остановок в росте кристаллов. При кристаллизации первых слоев и длительности остановок 0,1…0,2 с, характерных для наиболее употребляемых режимов сварки, вероятно образование мельчайших пор у линии сплавления. Роль азота в образовании крупных пор при отсутствии конвективной массопередачи газа невелика.

Получение плотных швов при сварке покрытыми электродами и порошковыми проволоками может быть достигнуто путем снижения содержания газов в сварочной ванне ниже предела растворимости в твердом металле при температуре плавления. В этом случае образование пузырьков газа в момент кристаллизации не происходит. Этот способ обеспечения плотных швов реализуется в электродах с покрытием основного вида.

При увлажнении электродного покрытия основного вида содержание водорода в сварочной ванне возрастает выше его предела растворимости в твердом железе при температуре плавления и попадает в наиболее опасную с точки зрения образования пор концентрационную зону скачка растворимости (12… 27 см3/100 г). При таких концентрациях водорода процесс образования и удаления пузырьков газа из сварочной ванны протекает вяло, что приводит к образованию пор.

Поры, обнаруживаемые в швах при сварке длинной дугой электродами с карбонатно-флюоритным покрытием, вызваны выделением азота. Плохое смачивание капель электродного металла и ванны шлаками электродов этого вида создает условия для непосредственного контакта металла с газовой фазой и повышенной абсорбции азота.

Газом, вызывающим пористость швов при сварке электродами с рутиловым и руднокислым покрытиями, в основном является водород. Выделение оксида углерода и азота играет второстепенную роль.

Получение плотных швов при сварке этими электродами достигается путем создания благоприятных условий для повышенной абсорбции водорода на стадии капли и интенсивного роста и быстрого удаления образовавшихся пузырьков газа из сварочной ванны до момента ее кристаллизации. Такая ситуация реализуется при обеспечении содержания водорода в сварочной ванне, значительно превышающем предел его растворимости в жидком железе при температуре плавления, т. е. намного больше 27 см3/100 г.

Введение в рутиловые и руднокислые покрытия материалов, содержащих кристаллизационную влагу, способствует интенсивной абсорбции водорода каплями электродного металла и высокотемпературной областью сварочной ванны, что создает впоследствии благоприятные условия для зарождения, роста и удаления пузырьков газа до момента кристаллизации сварочной ванны.

Увеличение силы тока при сварке электродами с рутиловым и руднокислым покрытиями повышает вероятность образования пор в металле шва, что обусловлено перегревом второй половины электрода, уменьшением содержания влаги в перегретом покрытии и содержания водорода в металле шва, выполненном перегретой частью электрода до опасного концентрационного уровня (12…27 см3/100 г).

При введении значительных количеств алюминия, титана, кремния в покрытия рутиловых и руднокислых электродов возрастает вероятность образования пор, обусловленная ростом концентрации кремния в металле сварочной ванны.

Будучи поверхностно-активным элементом, кремний тормозит десорбцию водорода, дегазация ванны идет вяло, в металле образуются поры. Подобное влияние может оказывать сера и другие поверхностно-активные элементы.

Раскисление покрытий рутиловых или руднокислых электродов кремнием, титаном, алюминием, углеродом, высокое содержание этих элементов в основном металле, повышение температуры прокалки, снижение окислительного потенциала покрытия и др. приводят к снижению скорости выделения газов и к образованию пористости.

Подавление кремневосстановительного процесса путем повышения основности шлака, введения карбонатов в покрытие и окисления кремния водяным паром способствует увеличению скорости выделения водорода. Предложенный метод интенсификации выделения водорода использован при создании промышленных марок рутил-карбонатных электродов серии АНО.

Менее падежная защита металла от воздуха при сварке порошковыми проволоками открытой дугой приводит к большей (по сравнению с электродами) абсорбции азота металлом, поэтому выделение азота из ванны оказывает существенное, а в ряде случаев решающее, влияние на пористость. В проволоках карбонатло-флюоритного типа предупреждение выделения азота в виде газовой фазы достигается легированием металла титаном и алюминием. Эффективно снизить абсорбцию азота можно, зашитив зону сварки углекислым газом, смесями газов на основе аргона либо используя проволоку двухслойной конструкции.

Прокрутить вверх