Виды дефектов сварчных соединений

Самое дорогое, современное или инновационное сварочное оборудование не гарантирует владельцу абсолютной бездефектности при использовании. Эти неизбежные «спутники» сварки могут быть протяженными или компактными, мелкими, средними или крупными, и что хуже всего – массовыми. При осуществлении сварки полностью избежать дефектообразования нельзя. Зато вполне реально минимизировать появление нежелательных изменений в ЗТВ.

Дефекты сварочных швов становятся причиной потери надежности и ухудшения прочностных характеристик сваренных деталей. Они приводят к неточности размеров готовых узлов, ухудшают эстетику внешнего вида и отрицательно влияют на эксплуатационные достоинства готовых изделий 

Дефекты сварных соединений делятся на внутренние, внешние и сквозные. Легче всего бороться со сквозными и наружными - они диагностируются визуально, в большинстве случаев без применения оборудования, либо используя инструмент с возможностью увеличения изображения изучаемого сегмента. Диагностика и даже само обнаружение скрытых (то есть внутренних) дефектов затруднительно, так как требует наличия специального оборудования. Следует заметить, что по части дефектообразования самые лучшие модели сварочных полуавтоматов тут мало не отличаются от бюджетных РДС-инверторов. Высокая цена и впечатляющий кпд оборудования гарантиями безедефектности не являются.

Распространенные типы дефектов при неразъемном соединении металлических изделий:

1. Трещины сварочного шва. Один из самых опасных сварочных дефектов - сильно уменьшается прочность готовых изделий, как при нагрузке, так и без внешних механистических усилий на шов. Подразделяются на два вида:

• Горячие трещины – появляются в процессе термической сварки деталей и видны невооруженным глазом;
• Холодные трещины – возникают уже после полного охлаждения изделия, опасные именно отложенным во времени появлением. Их своевременное обнаружение затруднено, сам же дефект способен привести к нарушению целостности или разрушению узла уже после ввода устройства (конструкции) в эксплуатацию.

Трещины подлежат обязательному и полному устранению методами вырубки, переваривания, наплавки и т.п. с последующей качественной диагностикой проблемных участков.

2. Кластеры. Представляют собой углубления и раковины обычно овальной формы, образуются при неправильном завершении шва. Кластеры могут стать причиной зарождения трещин и портят внешний вид сварочного шва. Кратеры рекомендуется заваривать, перед финальной обработкой поверхности шва. На этом вполне обоснованно акцентируется внимание в большинстве инструкций на сварочное оборудование. 

3. Подрезы - околошовная зона с уменьшенной толщиной металла, продольное углубление, расположенное вдоль линии шва. Становится причиной уменьшения внешнего сечения кристаллизующегося шва, при нагрузке создает зону повышенного механического напряжения. Подрезы подлежат исправлению наложением еще одного валика, если уменьшение толщины не превышает половины глубины провара. Подрезы опасны при их «маскировке» наплывами.

4. Наплывы и натеки. Появляются как результат процесса наплавления электродного материала при недостаточном прогреве основного металла электрической дугой (или иным источником «сварочной теплоты»). Удалить такие дефекты можно простой механической зачисткой и последующей полировкой. В ряде случаев такие недостатки имеют скорее эстетические претензии и могут допускаться к эксплуатации и без устранения. Скажем, при скоростной работе лучших моделей сварочных полуавтоматов при условии незначительных геометрических размеров наплывов и натеков ими можно пренебречь.

5. Непровар. Недостаточное сплавление между валиком шва и торцами изделия, либо частичное отсутствие такого сплавления. Возможен как внутренний, так и наружный непровар. Резко понижает прочность шовных и особенно стыковых конструкций. Появляется от применения неверных режимов сварки либо из-за применения марок электродов отличных от указанных в документации к изделию, или из-за неудовлетворительной разделки кромок. Исправить можно только крупные и сплошные непровары. Мелкие дефекты (не все, но в большинстве случаев), допускаются к дальнейшей эксплуатации без исправления.

6. Пористость. Пустоты образуются в расплавленном металле по причине газового перенасыщения ЗТВ. Наличие незначительной мелкой пористости исправлению не подлежит – собственно, кроме особо ответственных конструкций, мелкие поры в иных сочленениях вполне допустимы. Более того, неквалифицированные попытки устранить мелкую пористость могут привести к разрушению всего шва. Пористость часто диагностируется одновременно с непроваром.

Общие рекомендации по предотвращению появления дефектов при сварке

1. Правильная подготовка к сварке всех деталей, недопущение отклонений от имеющейся конструкторской документации и технологических рекомендаций имеют базовое значение для долгосрочного качества.
2. Следует использовать только качественные и совместимые и с оборудованием, и с основным металлом электроды – тогда и требования к будущему шву можно предъявлять «на пределе возможного».
3. Выбор точных и обоснованных режимов работы в настройках сварочного оборудования позволяет эксплуатировать его максимально эффективно
4. Работу должен осуществлять персонал, имеющий достаточную квалификацию и соответствующий опыт.

Важным вкладом в устранение дефектообразования при сварке является снижение вероятности деформационных изменений при работе. Устранение деформаций возможно:

• До начала сварочных работ.  Включает фиксацию стыков и швов на неподвижных жестких элементах; возможность применения прерывистых швов; искривление заготовки или ее части, с последующей компенсацией в процессе сварки; фиксация в зажимах перед началом сварочных работ и устранением зажимных усилий после полного остывания готового узла.
• Непосредственно при сварке. Полное или частичное уменьшение площади контакта и уменьшение погонной энергии. Современное сварочное оборудование имеет достаточно широкий диапазон регулировки режимов, с учетом необходимости устранения самых распространенных причин дефектообразования. Вариативность точных настроек касается и ручных инверторов, и лучших моделей сварочных полуавтоматов, и специализированных комплексов для автоматического сваривания металлов.
• После окончания процесса сварки. Возможно растяжение, изгиб, проковка, прокатка – изменения «холодного» метода. В постсварочной обработке применяется локальный нагрев и компенсационная деформация термического характера (метод требует узкоспециализированной высокотехнологичной аппаратуры). Используется и обыкновенная механическая правка сваренных деталей – на прессах, в зажимах и т.п.

« назад