Дефекты сварных соединений

Дефекты сварных соединений: определение и особенности

Все технические параметры сварного шва четко определены ГОСТом, причем для каждого вида сварки разработан отдельный стандарт. Дефекты сварки — это различного вида нарушения геометрии соединения или структуры шва, которые возникают в самом процессе сварки, но иногда еще на этапе подготовки или уже при сборке изделия. Наличие этих дефектов негативно сказывается на прочности шва, а значит, на долговечности и надежности конструкции.

Дефекты сварочных швов: основные виды

Сварка предполагает строгое соблюдение технологии. Если происходит нарушение, может появиться дефект. Такие нарушения бывают различных видов. В зависимости от места их проявления различают такие виды как:

1. Наружные дефекты. Они затрагивают стыковое соединение, нарушая его форму. К этой группе относятся наплывы, трещины, кратеры, другие дефекты, которые хорошо заметны на поверхности. Их можно обнаружить даже при беглом визуальном осмотре.
2. Внутренние. К этой группе относятся те дефекты, которые не видны на поверхности, поскольку они находятся внутри соединения. Например, это пористость и другие изъяны, к которым приводит плавление металла с нарушением технологии.
3. Сквозные. Это прожоги, трещины и другие изъяны, которые проходят сквозь сварной шов и проходят через поверхность.

Основные типы дефектов сварки: особенности формирования

Приведенная классификация дефектов сварки не является исчерпывающей. Ведь все изъяны можно классифицировать также по их внешнему виду и форме. Кроме того, дефекты сварных соединений могут возникать по различным причинам. Например, из-за несоблюдения температурного режима или неправильно подобранного состава металлического сплава. Если причина известна, то проще устранить сам дефект.

Трещины и их особенности

Самый распространенный дефект — трещина. Эти изъяны могут привести к быстрому разрушению металлоконструкций. Трещины могут быть горячими или холодными. Первые проявляются тогда, когда металл еще не остыл, их основная причина — неправильный состав сплава или материалов сварки. Холодные трещины появляются уже после остывания. Их причины:

• неправильное расположение стыков;
• повышенная твердость шва;
• недостаточно интенсивный прогрев перед сваркой;
• резкое охлаждение поверхности.

У трещин есть своя классификация, по типу образования. Они могут быть продольными, поперечными или радиальными.

Подрезы и их причины

Подрез можно классифицировать как продольное углубление или канавку, которое появляется на наружной поверхности валика сварного шва. Главная причина появления такого дефекта — превышение рекомендуемой величины сварочного тока. Также возникновение подреза может быть связано со слишком высокой скоростью сварки. Но какова бы ни была причина, этот дефект негативно отражается на прочности соединения. Чаще всего подрезы возникают в швах горизонтального расположения.

Наплывы: как формируется избыток металла

Наплыв выглядит как натекший на поверхность металл. Это дефект, характерный для ситуаций, когда при сварке используется слишком большое количество присадочного материала. В результате избыток выходит за поверхность сварочной зоны. Этот дефект надо исправлять, потому что наплыв не имеет должного сплавления с поверхностью, и это приводит к снижению прочности соединения. Часто такое образование возникает там, где делается стыковой или угловой шов в горизонтальном положении.

Прожоги и их особенности

Этот дефект имеет вид отверстия, которое возникает из-за вытекания расплавленного металла из сварочной ванны. Это случается при слишком сильном нагреве или неправильной настройке сварочного тока.

Непровар или неполный провар

Такой изъян возникает в том случае, когда металл не полностью сплавляется и возникают слабые участки, что негативно отражается на качестве соединения в целом. Слишком высокая скорость сварки, наличие на поверхности окалин, недостаточная энергия тока — все это приводит к непровару.

Кратеры

Этот изъян, по форме напоминающий кратер вулкана, образуется из-за обрыва сварочной дуги. Он опасен не только первичным ослаблением сварочного шва. Внутри такого кратера могут формироваться трещины.

Свищи

Это чаще всего поверхностные дефекты, которые выглядят как отверстия или полости произвольной формы, однако иногда свищи возникают и внутри шва. Они также опасны появлением трещин.

Пористость

В металле сварного шва могут возникать пустоты, заполненные газом, который попадает туда в процессе сварки. Это может ослабить сварочный шов. К образованию таких пустот часто приводит недостаточная степень очистки поверхностей.

С чем связано появление дефектов

Хотя различные изъяны могут образовываться по разным причинам, в основном все это связано с:

• неправильным режимом сварки — это может быть слишком высокая или низкая скорость подачи материала, неправильно установленная рабочая температура, отклонения силы тока или напряжения от нормативных;
• использованием неисправного сварочного аппарата или некачественных расходных материалов (электродов);
• ошибками сварщика, что чаще всего объясняется низкой квалификацией;
• плохой подготовкой и недостаточной очисткой металлической поверхности перед сваркой.

Поскольку любой дефект, будь то внутренний или наружный, ухудшает характеристики сварного соединения, необходимо их устранение.

С помощью каких методов можно выявить дефекты

Наружный дефект можно выявить с помощью визуального осмотра. Также дефекты выявляют:

• обмеряя полученный стык;
• производя испытания на прочность в условиях производство — например, если соединение трубопроводов, то выявить трещины или непровары можно путем обдувания швов (труба в месте стыка не должна пропускать воздух);
• определяя изъяны с помощью специального оборудования;
• проводя испытания образцов изделия в лабораторных условиях.

При обнаружении непровара или другого недостатка заготовки возвращаются на доработку, перед введением в эксплуатацию все неисправности должны быть устранены.

Как устраняют дефекты

Другие методы устранения недостатков:

• резка и замена участка конструкции — при глубоких трещинах и большой площади непроваров;
• сварка с предварительным подогревом (не подходит для тонколистовой стали, но может устранять изъяны в толстых листах);
• шлифовка и полировка для незначительных недостатков типа небольшого наплыва (метод особенно важен для конструкций, которые могут подвергаться в процессе эксплуатации коррозионным воздействиям);
• наплавка при выявлении недостаточного объема наплавления и прожогов;
• многослойная сварка для особо ответственных узлов.

После устранения дефектов еще раз проводится контроль качества изделия. Также проводится профилактика повторных дефектов, чтобы не образовывались изъяны, еще раз проверяют настройки оборудования. Профилактика брака, тщательная подготовка процесса и контроль за соблюдением технологии на всех этапах помогают значительно снизить риски.