60.Типичные дефекты сварных соединений

Дефектами в сварных швах принято называть отклонения от норм, предусмотренных ГОСТами и техническими условиями на сварные соединения. Дефекты уменьшают прочность сварных швов и могут привести к разрушению сварных соединений.

Основными причинами образования дефектов являются нарушения технологии сборки и сварки, применение несоответствующих сварных материалов, неправильный выбор режима сварки, низкая квалификация сварщика. Дефекты могут быть наружные и внутренние. К наружным дефектам относятся дефекты формы и размеров сварных швов. К внутренним — дефекты макро- и микроструктуры. Формы и размеры сварных швов устанавливаются техническими условиями или стандартами.

При газовой сварке наиболее частыми дефектами сварных швов являются неполномерность шва, неравномерность ширины и высоты шва, крупная бугристость, наличие седловиц. Эти дефекты возникают вследствие плохого качества присадочной проволоки и горючих газов, неправильной подготовки кромок, недостаточной квалификации сварщика. Нарушение формы и размеров швов сопровождается часто такими дефектами, как наплывы, подрезы, непровары и др. Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на кромки недостаточно прогретого основного металла. Наплывы чаще всего образуются при сварке горизонтальных швов. Они могут быть в отдельных местах и иметь значительную протяженность. Причинами возникновения наплывов могут быть неправильный наклон мундштука горелки и присадочной проволоки к поверхности свариваемого металла. Обнаруженные наплывы срубают и проверяют, нет ли в этом месте непровара.

Подрезом называют уменьшение толщины основного металла в месте его перехода к усилению шва. При газовой сварке подрезы образуются из-за применения повышенной мощности сварочного пламени. Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут явиться причиной разрушения сварного соединения, а также вызвать местную концентрацию напряжений от рабочих нагрузок. Подрезы исправляют подваркой ниточного шва. Во избежание подрезов следует правильно выбирать режимы сварки.

Прожоги — это проплавление основного металла с образованием сквозных отверстий и натеками с обратной стороны свариваемого металла. Они возникают вследствие большого зазора между свариваемыми кромками, недостаточного притупления кромок, завышенной мощности сварочного пламени, недостаточной скорости сварки. Прожоги исправляют вырубкой дефектных мест с последующей заваркой.

Незаваренные кратеры образуются в результате резкого обрыва пламени в конце сварки. Кратеры уменьшают рабочее сечение шва, снижают прочность шва и могут явиться причинами образования трещин. Кратеры исправляют заваркой с предварительной вырубкой до основного металла.

Непроваром называется местное несплавление основного металла с наплавленным, а также несплавление между собой слоев шва при многослойной сварке. Непровар образуется из-за неправильной подготовки кромок под сварку, недостаточной мощности сварочного пламени, большой скорости сварки, плохой зачистки кромок перед сваркой от окалины, шлака, ржавчины, грязи и других загрязнений. Непровары, особенно по кромкам и между слоями, являются самыми опасными, так как влияют на прочность сварочного шва. Обнаруженные участки с непроваром вырубают до основного металла, зачищают и заваривают вновь.

Шлаковые включения в сварном шве возникают из-за плохой зачистки свариваемого металла и присадочной проволоки, а также неправильного выбора режимов сварки. Шлаковые включения ослабляют сечение шва, вызывают снижение прочности и являются зонами концентрации напряжений. Места швов со шлаковыми включениями вырубают и заваривают вновь.

Трещины являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Трещины могут возникать в сварном шве и в околошовной зоне Трещины по происхождению делятся на холодные и горячие, по расположению — на поперечные и продольные, по размерам — на макро и микроскопические. Трещины в сварных швах образуются во время сварки и после сварки. Образованию трещин способствует повышенное содержание углерода в наплавленном металле, а также серы, фосфора и водорода. Холодные трещины возникают при температурах 100—300° С в легированных ста лях и при нормальных температурах в углеродистых сталях. Причинами образования трещин являются несоблюдение технологии и режимов сварки, неправильное расположение швов в сварной конструкции, что вызывает высокую концентрацию напряжений, приводящих к полному разрушению изделия Большие напряжения в сварных конструкциях возникают при несоблюдении заданного порядка наложения швов Поверхностные трещины в сварных швах вырубаются полностью и завариваются вновь. Чтобы в процессе вырубки трещина не распространялась дальше по шву, необходимо перед вырубкой засверливать трещины по концам

Пористость в сварных швах появляется в результате того, что газы, растворенные в жидком металле, не успевают выйти наружу до затвердевания поверхности шва. Поры делают сварной шов неплотным и уменьшают его механическую прочность. Причинами образования пор являются плохая зачистка свариваемых кромок и присадочной проволоки от грязи, ржавчины, масла, повышенное содержание углерода в основном металле, большая скорость сварки, неправильный выбор характера сварочного пламени и марки проволоки.

Газовые поры располагаются цепочкой на некотором расстоянии друг от друга или в виде скоплений размером от сотых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Иногда поры выходят на поверхность, образуя свищи. Поры могут быть внутренние, наружные и сквозные. Участки сварных швов с порами исправляют вырубкой дефектных мест до основного металла с последующей заваркой.

Перегрев металла может возникнуть при большой мощности сварочного пламени и малой скорости сварки. Перегрев металла характеризуется увеличением размера зерен в металле шва и в околошовной зоне, что снижает механические свойства сварного соединения, в особенности ударную вязкость. Поэтому перегретый металл шва обладает повышенной хрупкостью и низким сопротивлением ударным нагрузкам. Перегрев металла исправляется последующей термической обработкой.

Наиболее опасным дефектом является пережог металла. Он характеризуется наличием в структуре металла шва окисленных зерен, которые из-за наличия на них пленки окислов обладают малым взаимным сцеплением. Пережженный металл хрупок и не поддается исправлению. Причинами образования пережога металла являются применение при сварке окислительною сварочного пламени и плохая защита расплавленного металла сварочной ванны от кислорода и азота воздуха. Участки с пережженным металлом вырубают полностью до основного металла и заваривают вновь.