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?

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?

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?

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?

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.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here