Дефекти зварного шва: класифікація та способи усунення

Зварювання - один з найбільш важливих виробничих процесів. З її допомогою виконується з`єднання сталевих деталей в найрізноманітніших конструкціях. Як і у випадку інших виробничих процесів, іноді зустрічається шлюб. Під ним маються на увазі дефекти зварного шва, які можуть різко знизити якість готового виробу, а то й зовсім зробити його експлуатацію смертельно небезпечною.

Класифікація

До речі, а як їх можна розділити? Всі дефекти зварного шва діляться на три великі групи:

• Зовнішні.
• Внутрішні.
• Наскрізні.

Зовнішні дефекти зварного шва найчастіше є найбільш численною категорією. У неї входять: надмірно малі розміри, а також зміщення лінії шва, різні напливи, «надрізи», раковини усадки і не забиті в процесі зварювання кратери, пористість або тріщини. Нерівномірна ширина шва також відноситься до цього різновиду. Вважається, що зовнішні дефекти зварних швів відносяться до найменш небезпечної категорії.

Відповідно, до внутрішніх відносяться: пори, численні включення шлаку, що не повністю проварені місця, а також тріщини в товщі звареного металу. Що стосується наскрізних дефектів, то це свищі, що проходять через всю товщину деталі тріщини, а також пережог.

Основні причини виникнення зварювальних дефектів

• Практично завжди вони з`являються у випадку, коли намагаються використовувати виключно дешеві і низькосортні матеріали.
• Те ж саме можна сказати відносно низькоякісного зварювального устаткування. Крім того, частота виникнення дефектів нерідко зростає після неякісного ремонту використовуваних фахівцями приладів.
• Зрозуміло, подібне часто-густо відбувається при порушеннях технології роботи.
• Серйозні дефекти зварного шва нерідко зустрічаються у недосвідчених фахівців з низькою кваліфікацією.

Нескладно зрозуміти, що найбільш якісні вироби виходять у випадку використання повністю автоматизованого обладнання. Не варто забувати і про зручність робочого простору. Так, велика лускатість шва і порушення його ширини дуже часто зустрічаються в тих випадках, коли зварювальник (нехай навіть досвідчений) працює в незручному становищі.

Власне, не випадково у вимогах до виконання зварювальних робіт є пункти, які особливо обумовлюють повноцінне оснащення робочого місця, яке передбачає його якісну ергономіку.

Важливе зауваження

Навіть початківцям сварщикам прекрасно відомо, що для забезпечення максимальної міцності шов повинен мати невелике посилення висотою порядку 1-2 мм. У той же час ті ж зварювальники нерідко припускаються грубої помилки, коли роблять посилення висотою 3-4 мм. В принципі, в простих випадках нічого страшного в цьому немає, але не тоді, коли справа стосується виробів, які постійно перебувають у стані динамічного навантаження. Все це призводить до концентрації напружень і різкого підвищення ймовірності поломки.

Підрізи

Як ми вже говорили, дефекти зварних швів і з`єднань вкрай небезпечні. Неважко уявити собі, що станеться у випадку, якщо вони будуть в деталі, призначеної для установки, наприклад, в опорну конструкцію залізничного моста. Особливо вони небезпечні у разі зварювання деталей з легованої сталі, які будуть експлуатуватися в умовах постійних перепадів температур.

Найбільш небезпечними є підрізи, так як вони є природним «акумулятором» напружень, які будуть концентруватися в найбільш слабкому місці шва. Крім того, вони значно зменшують його робочий перетин, що також вкрай негативно позначається на міцності всього з`єднання.

Як правило, ці зовнішні дефекти зварних швів в більшості випадків не виправляються. Пов`язано це з тим, що метал (найчастіше) все одно матиме малопомітний шлюб, який може призвести до вельми істотним наслідків.

Як виникають підрізи?

Основною причиною є виставлення занадто великої сили струму. У поєднанні з довгою дугою цей фактор дає практично стовідсоткову ймовірність їх появи. Крім того, в деяких випадках підрізи виникають при надмірно швидкому переміщенні джерела нагрівання над поверхнею металу.

Якщо конструкція хоч скільки-небудь важлива, навіть найдрібніші дефекти зварних швів і з`єднань цього типу абсолютно неприпустимі. Виправляють їх за допомогою акуратною наварки тонкого шва. У разі наявності такої можливості деталь все ж краще повністю замінити (зауважимо, що останнє зауваження відноситься до всіх дефектів).

Ділянки непровареного металу

Якщо така ділянка розташовується прямо в товщі шва, це вкрай небезпечно. По-перше, відшукати такий дефект можна тільки за допомогою дефектоскопа. По-друге, вони знову-таки є аккумулирующими місцями природних напружень в металі. У поєднанні з порушенням зварної структури все це призводить до ризику передчасної поломки деталі. Особливо часто такі внутрішні дефекти зварних швів виникають у разі використання легованої сталі і поганого зварювального устаткування.

Пористість (незалежно від її локалізації) різко знижує міцнісні характеристики до неприпустимих величин, призводить до «розшарування» металу, тобто до порушення його природної структури. Деталі навіть з незначною пористістю в кілька разів частіше руйнуються під навантаженням навіть на початку експлуатації. Виникають пори з вини газів, які просто не встигають вийти з шару розплавленого металу.

Як і всі види дефектів зварних швів, вони надзвичайно часто виникають у разі використання неякісних сирих електродів. Нерідко буває так, що пористість виникає з причини якихось сторонніх домішок у захисних газах. Як і в попередньому випадку, цей тип дефектів також може спостерігатися при надмірно високій швидкості зварювання, коли банально порушується цілісність газової захисної «ванни».

Включення шлаку

Включення шлаку в значній мірі псують однорідність металевої структури. Класична причина утворення - недбала зачистка поверхні шва від залишків іржі і окалини. Вірогідність їх виникнення прагне до нуля за умови зварювання в шарі захисних газів. Рідкісні включення округлої форми небезпеки не представляють, вироби з ними можуть пройти ВТК.

Зауважимо, що якщо при зварюванні використовувався вольфрамовий електрод, то в деталях можуть бути виявлені частинки цього металу. Ступінь їх небезпеки - як і в попередньому випадку (т. Е. Це допустимі дефекти зварних швів).

Тріщини

Бувають поперечними і поздовжніми, що йдуть як по самому шву, так і по металу уздовж або біля нього. Вони вкрай небезпечні тим, що в деяких випадках знижують механічну і вібраційну міцність виробу практично до нуля. В залежності від властивостей зварюваного матеріалу, тріщина може як зберігати свою початкову локалізацію, так і поширитися на всю довжину оброблюваної деталі за дуже короткий час.

Не дивно, що це найбільш небезпечні дефекти зварних швів. ГОСТ в більшості випадків вимагає негайної відбракування таких деталей незалежно від її призначення (за винятком зовсім вже маловажних виробів).

Нерівномірність швів

Так називається грубе невідповідність геометричних параметрів з`єднань необхідним в нормативних документах характеристикам. Простіше кажучи, якщо зварка йде «змійкою», навскоси і т. П., Мова якраз іде про подібний тип дефектів.

Найчастіше вони з`являються при роботі недосвідчених зварників, а також при значних скачках напруги, неякісному обладнанні і банальної поспіху. Небезпечний цей дефект тим, що часто комбінується з недоваріть, який вже куди небезпечніше. Якщо відхилення від осьової лінії з`єднання незначно і не викликає зниження міцності виробу, деталь може бути допущена до експлуатації.

У цьому випадку завжди слід пам`ятати одну просту річ: чим менше кут переходу від основного металу до шару наплавлення, тим гірше стає механічна міцність зварюється. Звичайно ж, при виготовленні якихось побутових конструкцій (Каркас теплиці, наприклад) в умовах недостатнього напруги обійтися без нерівномірності швів просто нереально. Втім, у такому випадку вони й не становлять особливої небезпеки.

Основні способи усунення, виправлення дефектів

Відразу скажемо наступне: у більшості випадків способи усунення дефектів зварних швів обговорювати не має сенсу, так як в умовах більш-менш суворого ОТК всі вироби з якимись вадами попросту бракуються. Але часом дійсно буває так, що дефект не надто серйозний, а тому його можна усунути. Як це робити?

У випадку зі сталевими конструкціями зіпсовану поверхню зрізають (Плазменно-дугове зварювання), ретельно зачищають місце невдалого з`єднання, а потім повторюють спробу. Якщо є незначні зовнішні дефекти зварних швів (нерівномірність сполуки, неглибокі оспини), то їх можна просто зашліфувати. Звичайно ж, при цьому не варто захоплюватися і знімати занадто великий шар металу.

Важливе зауваження

Якщо мова йде про вироби з легованої сталі, які повинні пройти обов`язкову термічну обробку, то виправлення дефектів зварних швів повинно проводитися тільки (!) Після відпустки в температурному діапазоні від 450 до 650 ° С.

Виправлення інших різновидів

Найпростіше виправляти напливи і механічну нерівномірність шва. У такому випадку місце з`єднання просто зачищають (про що ми вже писали). Про виправлення підрізів ми вже говорили вище, але ще раз зауважимо - з такими дефектами деталь більш доцільно відразу вибракувати, так як її експлуатація може бути небезпечна!

Якщо є пропал (що зустрічається не так часто), то усунення дефектів зварних швів провести досить просто: спершу поверхню як слід зачищається, а потім її повторно проварюють. Приблизно так само роблять і з кратерами.

Основні умови «косметичного ремонту»

При усуненні дефектів потрібно дотримуватися певні технологічні умови. По-перше, потрібно слідувати простому правилу: довжина дефектної ділянки повинна відповідати його ширині, плюс 10-20 мм варто залишити «про всяк випадок».

Важливо! Ширина зварювального шва після його повторної проварки не повинна перевищувати двократного його розміру до початку робіт. Не лінуйтеся перед виправленням огріхів добре підготувати поверхню. По-перше, це запобігатиме потраплянню в метал шматочків шлаку. Крім того, дана нехитра захід допоможе прискорити роботу і підвищити якість її результатів.

Дуже важливо підготувати вибірку під знову зашпаровують ділянку. Якщо ви використовуєте УШМ («болгарку»), то краще взяти диск самого маленького діаметру. Бічні грані вибірки потрібно робити якомога більш рівними, без задирок та інших виступаючих частин, які в процесі зварювання можуть перетворитися в усі той же шлак.

Якщо мова йде про з`єднання алюмінію, титану, а також сплавах цих металів, то до справи варто підійти ще більш відповідально. По-перше, при усуненні дефектів в цьому випадку допускається використовувати тільки (!) Механічні методи, застосування ж дугового зварювання неприпустимо. Переважно всього вирубувати зіпсований ділянку, зачищати і заново заварювати шов.

Зауваження по виправленим дефектам

Місця з виправленими - повторно завареними сполуками, повинні знову пройти процедуру ВТК. Якщо дефект в тій чи іншій мірі зберігся, його можна спробувати усунути знову. Важливо! Кількість виправлень залежить від марки сталі і характеристик самого виробу, але в нормальних умовах переробляти роботу можна не більше двох-трьох разів, тому що в противному випадку спостерігається різке зниження міцнісних якостей деталі.

Ось ми і обговорили основні види дефектів зварних швів.