Изучение основных дефектов, возникающих

ПРИ СВАРКЕ

Цель работы — ознакомиться с дефектами сварных соединений, образующихся при сборке и различных способах сварки.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Сварные швы металлоконструкций ответственного назначения должны удовлетворять комплексу требований согласно ГОСТу, СНИП и техническим условиям на сооружение отдельных объектов. Для удовлетворения этих требований сварные швы прежде всего не должны иметь дефектов. Тем не менее при выполнении сварных швов могут возникнуть различные дефекты вследствие нарушения технологии, нестабильности параметров режима сварки, некачественной сборки и т.д. По природе дефекты могут быть наружные, дефекты макро- и микроструктуры.

 

Дефекты формы шва

 

К дефектам формы и размера шва относятся: неполномерность шва, неравномерность ширины стыкового шва, неравномерность по длине катета углового шва, крупная чешуйчатость, бугристость, седловины (рис.1.1). Эти дефекты возникают при сварке плавлением вследствие колебаний напряжения в сети, проскальзывания проволоки в подающих роликах, неравномерной скорости сварки из-за неполадок в механизме передвижения, не-правильного угла наклона электрода, протекания жидкого металла в зазор. При ручной и механизированной сварке дефекты могут быть вызваны недостаточной квалификацией сварщика, нарушением технологических приемов, плохим качеством электродов и других сварочных материалов.

При нарушении формы и размера шва имеют место наплывы (натеки), подрезы, прожоги и незавершенные кратеры.

Наплывы (натеки) образуются чаще всего при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей в результате вытекания жидкого ме-талла (рис.1.2, а, б). Они могут быть местными, в виде отдельных застыв-ших капель или же иметь значительную протяженность вдоль шва. Причинами образования наплывов являются: большая величина сварочного тока, длинная дуга, неправильное поджигание электрода. В кольцевых швах наплывы образуются при неправильной установке электрода по отношению к зениту. В местах наплывов часто выявляются непровары, трещины и другие дефекты.

Подрезы представляют собой углубления, образующиеся в основном металле вдоль края шва при завышенном сварочном токе и длинной дуге (рис.1.2, в-е).

При сварке угловыми швами подрезы возникают в основном из-за смещения электрода в сторону вертикальной стенки, что вызывает значительный разогрев, плавление и отекание ее металла на горизонтальную полку. В результате на вертикальной стенке появляются подрезы, а на горизонтальной полке - наплывы. Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут являться причиной разрушения сварного соединения.                                                                            

Прожоги - это проплавление основного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Возникают они вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, завышенного сварочного тока при небольших скоростях сварки. Особенно часто прожоги наблюдаются при сварке тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва. При автоматической сварке прожоги могут появиться при плохом поджатии флюсовой подушки или медной подкладки.

Недоваренные кратеры образуются в случае резкого обрыва дуги в конце сварки. Они уменьшают сечение шва и могут явиться очагами разрушения.

Рис.1.З. Дефекты макроструктуры в швах: а. в - непровар по кромке; б-непровар по середине шва; г -непровар в угловом шве; д - непровар в корне шва и трещины; е - поры

Дефекты макроструктуры

К дефектам макроструктуры, выявленным при увеличении не более чем в 10 раз, относятся газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины (рис.1.3).

Рис.1.2. Наплывы (а -в) и подрезы (г - е) в сварных швах, выполненных в го­ризонтальном положении и на вертикальной плос­кости

Газовые поры образуются в сварных швах вследствие быстрого затвердевания газонасыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу. Такой дефект встречается при повышенном содержании углерода в основном металле, наличии ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки; использовании влажного или отсыревшего флюса.

Газовые поры могут быть распределены в шве отдельными группами в виде отдельных включений. Иногда образуются сквозные поры-свищи. Степень пористости шва и размер отдельных пор во многом зависят от того, как долго сварочная ванна находится в жидком состоянии, которое позволяет образующимся газам выйти из шва.

Шлаковые включения являются результатом небрежной очистки кромок деталей и сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи, а при многослойной сварке - неполного удаления шлака с предыдущих слоев.

Шлаковые включения различны по форме (от сферической до игольчатой) и размерам (до нескольких миллиметров), Они располагаются в корне шва, между отдельными слоями или в наплавленном металле.

Непроваром называют местное несплавление основного металла с наплавленным или несплавление между собой отдельных слоев шва при многослойной сварке. Причин непроваров много: плохая очистка металла от окалины, ржавчины, грязи, малый зазор в стыке и т.д. При автоматической сварке под флюсом непровары обычно образуются в начале процесса, когда основной металл недостаточно прогрет.

Трещины разделяют на горячие и холодные в зависимости от температуры их образования. Холодные трещины образуются в интервале 0-300°С, выходят на поверхность шва и хорошо заметны. Горячие образуются при кристаллизации, расположены внутри шва и их трудно выявить.

 

Дефекты микроструктуры

Дефектами микроструктуры сварного соединения являются микропоры и микротрещины, нитридные, кислородные и другие неметаллические включения, крупнозернистость, участки перегрева и пережога.

Наиболее опасным дефектом является прожог, при котором в структуре металла шва появляется большое количество окисленных зерен с малым сцеплением.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

На реальных сварных соединениях проанализировать характер дефектов и сделать заключение о нарушении технологического процесса сварки.

 

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

 Сварные образцы с дефектами.

 Макрошлифы сварных швов.

 Микрошлифы сварных швов.

 Лупа с 4-кратным увеличением.

 Микроскоп.

 Шаблоны.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Тщательно осмотреть образцы сварных соединений с угловыми и стыковыми швами. Установить дефекты формы и размеров шва, зарисовать их.

2. На темплетах макрошлифов при помощи лупы выявить дефекты макроструктуры, зарисовать их форму и расположение.

3. Подготовленные и протравленные микрошлифы обследовать на микроскопе ЮМ-7, сделать заключение о выявленных дефектах.

4. Проанализировать результаты.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Как классифицируются сварочные дефекты?

2. Перечислить основные дефекты формы шва.

3. Назовите основные дефекты макроструктуры.

4. Перечислите основные дефекты микроструктуры.

5. Относятся ли деформации сварной конструкции к дефектам?

6. Укажите причину образования пор.

7. Назовите основные причины образования трещин.

8. При каких нарушениях режимов появляются подрезы?

9. В каких участках шва возможны непровары?

10. Когда образуются шлаковые включения?

 

 

Лабораторная работа 2