Гост дефекты сварных соединений. Дефекты сварных швов. Виды дефектов сварных швов. Как обнаружить сварные дефекты

Сварка относится к числу основных процессов большинства машиностроительных производств. Кроме того, сварка часто применяется в быту для соединения металлических конструкций, поскольку имеет преимущества перед другими способами.

К плюсам метода стоит отнести:

Обеспечивает лучшую герметичность при соединении трубопроводов, чем резьбовые соединения.
Снижает материальные затраты на закупку метизов при изготовлении оград, лестниц и прочих металлических конструкций.
Органично смотрится в составе сборных металлических изделий, поскольку качественно выполненный сварной шов всегда аккуратен. За счет этого сварка широко применяется при производстве высокохудожественных металлических конструкций, в том числе для соединения элементов, выполненных с помощью художественной ковки.

Но сварные швы не всегда бывают выполнены качественно. Это становится особенно заметно, если в сварке одного изделия вместе принимали участие мастер с большим производственным опытом и новичок. Профессионально выполненный шов при визуальном осмотре никогда не вызовет вопросов, в отличие от свисающих наплывов или непроваренных участков шва, сделанного новичком. А ведь это только внешняя картина. Важно и то, в каком состоянии находится металл внутри. От этого очень сильно зависит прочность сварного соединения и другие характеристики.

Рассмотрим дефекты, которые могут возникать в сварных швах, причины их возникновения, способы недопущения их появления, а также варианты устранения.

Причины возникновения дефектов

Есть два типа факторов, влияющих на качество сварочных работ:

Основными субъективными причинами возникновения дефектов сварочных швов являются:

ошибки при подготовке свариваемых поверхностей;
применение инструмента, отличного от указанного технологом;
неисправность сварочного инструмента;
малый опыт работы и низкая квалификация сварщика;
отступление от требуемых режимов сварки.

Дефекты сварных соединений принято делить на две группы:

Внешние, наличие которых становится очевидным при осмотре шва невооруженным глазом.
Внутренние, выявление которых требует применения специальных приборов контроля.

В некоторых источниках сквозные дефекты выделяют в отдельную группу, однако с научной точки зрения они относятся к внешним, поскольку выявляются при осмотре.

Внешние недостатки

Поскольку внешние дефекты являются видимыми, они связаны с нарушением геометрии шва и прилегающих участков материала. При ручной сварке в подавляющем большинстве случаев брак связан с низкой квалификацией сварщика или небрежностью при выполнении работ. Часто можно наблюдать ошибки в направлении электрода и его перемещении. При автоматической сварке брак может быть вызван работой на неисправном сварочном оборудовании.

Наиболее часто встречаются следующие виды внешних дефектов:

Внутренние дефекты

Наличие в сварном шве внутренних дефектов не всегда является очевидным. Скрытый брак особенно опасен, поэтому все сварные соединения должны подвергаться тщательному контролю.

Рассмотрим основные виды внутренних дефектов:

Методы контроля

Для предупреждения появления дефектов должен проводиться систематический контроль на всех этапах производства: до, в процессе сварки, и после окончания.

Перед сваркой проверяется подготовка стыкуемых поверхностей, их геометрия.
В процессе - тщательно контролируется соблюдение всех параметров технологического процесса, в том числе режимов сварки.
После сварки следует контроль готового изделия.

Основные способы выявления дефектов сварных швов:

Зачастую выявленные дефекты сварочных швов не подлежат устранению и ведут к браковке изделия. Разумеется, никто не будет выбрасывать секцию ограды с наплывами, но для ответственных деталей контроль всегда необходим жесткий.

Некоторые дефекты вполне можно устранить:

После устранения всех недостатков деталь подлежит повторному, еще более тщательному контролю, который позволит удостовериться, что дефекты отсутствуют. В случае повторного обнаружения недостатков допускается произвести дополнительные исправления. Однако повторять такие процедуры можно не более трех раз, иначе высока вероятность резкого снижения механических свойств материала.

Зачастую трудно выполнить сварку совсем без дефектов. Однако постоянная практика и неукоснительное соблюдение технологии позволят свести их количество к минимуму . А знание теоретической базы поможет правильного организовать технологический процесс с целью получения изделий высокого качества.

Приступим к подробному рассмотрению дефектов согласно классификации.

Дефекты группы 1 - Трещины

Трещины (100; Е) - дефект сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах
или
- несплошность вызванная местным разрывом шва, который может возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок ()

Трещины являются недопустимыми дефектами, так как являются концентратором напряжения и очагом разрушения. Это самые опасные дефекты сварного соединения, часто приводящие к его разрушению. Проявляются они в виде разрыва в сварном шве или в прилегающих к нему зонах. Сначала трещины образуются с очень малым раскрытием, но под действием напряжений их распространение может быть соизмеримо со скоростью звука, в результате чего происходит разрушение конструкции.

Чаще всего трещины проявляются при сварке высокоуглеродистых и легированных сталей в результате быстрого охлаждения сварочной ванны. Вероятность появления трещин увеличивается при жестком закреплении свариваемых деталей.

Образованию трещин способствует повышенное содержание углерода в расплавленном металле, а также кремния, никеля и особенно вредных примесей серы, фосфора и водорода.
Причинами образования трещин чаще всего является несоблюдение технологии и режимов сварки. Это может проявляться, например, в неправильном расположении швов в сварной конструкции, что приводит к высокой концентрации напряжений. Большие напряжения в сварных конструкциях могут возникнуть также при несоблюдении заданного порядка наложения сварных швов.

Удаление трещин. Поверхностные трещины в сварных конструкциях устраняются в следующем порядке: сначала засверливают концы трещины, чтобы она не распространялась дальше по шву, затем трещину удаляют механическим путем или строжкой, после чего место удаления дефекта зачищают и заваривают.
Внутренние трещины (как впрочем, и остальные внутренние дефекты) удаляют механическим способом или строжкой с последующей заваркой данного участка.

По происхождению трещины подразделяются на:
- холодные трещины
- горячие трещины

Холодные трещины возникают при температурах ниже 300°С, то есть сразу после остывания шва. Кроме того, холодные трещины могут возникнуть и через длительный промежуток времени. Причиной появления холодных трещин являются сварочные напряжения, возникающие во время фазовых превращений, приводящих к снижению прочностных свойств металла. Причиной появления холодных трещин может стать растворенный атомарный водород, не успевший выделиться во время сварки. Причинами попадания водорода могут служить непросушенные швы или сварочные материалы, нарушения защиты сварочной ванны. Холодные трещины на изломе имеют чистый блестящий вид кристаллов.

Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла при температурах 1100 - 1300°С вследствие резкого снижения пластических свойств и развития растягивающих деформаций. Появляются горячие трещины на границах зерен кристаллической решетки. Появлению горячих трещин способствует повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода, никеля, серы и фосфора. Горячие трещины могут возникать как в массиве шва, так и в зоне термического влияния. Распространяться горячие трещины могут как вдоль, так и поперек шва. Они могут быть внутренними или выходить на поверхность. Горячие трещины на изломе имеют желтовато - оранжевый оттенок.

По размерам трещины подразделяются на:

макроскопические
микроскопические

Макроскопические трещины или просто трещины (100; Е) - видны невооруженным глазом или через лупу небольшого (2 - 4х - кратного) увеличения при визуальном контроле

Микроскопические трещины или микротрещина (1001) - трещина микроскопических размеров, которую обнаруживают физическими методами не менее чем при пятидесятикратном увеличении

По расположению трещины подразделяются на:

продольные
поперечные

Продольная трещина (101; Еа) - трещина сварного соединения, ориентированная вдоль оси сварного шва

Продольная трещина может располагаться :

В металле сварного шва (1011)

На границе сплавления (1012)

В зоне термического влияния (1013)

В основном металле (1014)

Поперечная трещина (102; Eb) - трещина, ориентированная поперёк оси сварного шва.

Поперечная трещина может располагаться:

В металле сварного шва (1021)

В зоне термического влияния (1023)

В основном металле (1024)

Газовая полость (200;А) - полость произвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле
или
- полость произвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле

Газовые полости образуются в сварочной ванне в виде пузырьков газа (водород, азот, окиси углерода и др.) которые застывают в металле при кристаллизации металла во время сварки.

Отличие газовой полости от газовой поры в форме т.е. пора имеет практически правильную шаровидную форму, а газовая полость имеет форму как указано на рисунке выше.

Газовая пора (2011; Аа) - несплошность, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Имеет, как правило, сферическую форму
или
- газовая полость обычно сферической формы ( - 97)

Равномерно распределенная пористость (2012) - группа газовых пор, распределенных равномерно в металле сварного шва. Следует отличать от цепочки пор (2014)

Скопление пор (2013) - группа газовых полостей (три или более), расположенных кучно с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из полостей

Цепочка пор (2014) - ряд газовых пор, расположенных в линию, обычно параллельно оси сварного шва, с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из пор

Продолговатая полость (2015; Ab) - несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва. Длина несплошности не менее чем в два раза превышает высоту.

Свищ (2016; Ab) - трубчатая полость в металле сварного шва, вызванная выделением газа. Форма и положение свища определяются режимом затвердевания и источником газа. Обычно свищи группируются в скопления и распределяются елочкой.

Свищ образуется при случайных коротких замыканиях вольфрамового электрода или резком обрыве дуги, а также в результате неправильного гашения дуги при ручной и автоматической сварке.

Возможной причиной развития свища чаще всего является некачественная подготовка поверхности и присадочной проволоки под сварку.

Дефект обнаруживается визуально и подлежит переварке.

Исправить такой дефект можно только после полного удаления металла шва на этом участке.

Поверхностная пора (2017) - газовая пора, которая нарушает сплошность поверхности сварного шва

Усадочная раковина (202; R) - полость, образующаяся вследствие усадки во время затвердевания

Кратер (2024; К) - усадочная раковина в конце валика сварного шва, не заваренная до или во время выполнения последующих проходов
или
- дефект сварного шва, который образуется в виде углублений в местах резкого отрыва дуги в конце сварки. В углублениях кратера могут появляться усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины.

Кратеры обычно появляются в результате неправильных действий сварщика. При автоматической сварке кратер может появляться в местах выводных планок, где обрывается сварочный шов. Кратеры уменьшают рабочее сечение сварочного шва, то есть снижают его прочность. Кроме того, в кратерах могут возникать усадочные рыхлости, которые способствуют образованию трещин. Кратеры вырубают до основного металла, зачищают и заваривают.

Дефекты группы 3 - Твердые включения

Подобные включения ослабляют сечение шва, снижают его прочность и становятся зонами концентрации напряжений.

Места швов с твердыми включениями вырубают до здорового металла или удаляют строжкой и впоследствии заваривают.

Твердое включение (300) - твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения в металле сварного шва. Включения, имеющие хотя бы один острый угол, называются остроугольными включениями

Шлаковое включение (301; Ва) - шлак, попавший в металл сварного шва.

В зависимости от условий образования такие включения могут быть:

- линейными (3011)

- разобщенными (3012

- прочими (3013)

Шлак, образующийся при плавлении электродного покрытия или флюса, всегда всплывает на поверхность сварочной ванны. Шлак может оставаться внутри металла только при нарушении техники и технологии процесса (большим скорость сварки, неправильный наклон электрода, плохая зачистка ранее выполненного валика). Чаще всего шлаковые включения остаются в шве в результате подтекания шлака при выполнении корневых валиков и глубоких разделках. Сварка под флюсом кольцевых швов сопровождается шлаковыми включениями из-за несоблюдения рекомендуемой величины смещения электрода (зенита).

При сварке в защитных газах шлаковые включения встречаются редко. Шлаковые включения могут иметь размер до нескольких десятков миллиметров и поэтому являются очень опасными. Они уменьшают сечение шва и приводят к концентрации напряжений в нем.

Участок шва, на котором шлаковые включения превышают допустимые нормы, подлежит вырубке и переварке.

Флюсовое включение (302; G) - флюс, попавший в металл сварного шва

В зависимости от условий образования флюсовые включения могут быть:

- линейными (3021)

- разобщенными (3022)

- прочими (3023)

Флюсовые включения образуются из-за флюса, не вступившего в реакцию с расплавленным металлом шва и не всплывшего на поверхность сварного шва. Причиной образования флюсовых включений является использование флюса с большой грануляцией, завышение скорости сварки, случайном попадании гранул флюса в сварочную ванну.

Оксидное включение (303; J) - оксид металла, попавший в металл сварного шва во время затвердевания.

Оксидные включения получаются в результате образования труднорастворимых тугоплавких пленок. Чаше всего они возникают вследствие значительных поверхностных загрязнений или при нарушениях защиты сварочной ванны. Также окисные включения, могут возникать в металле шва из-за слабой их растворимости и слишком быстрого охлаждения.

Являясь прослойкой в массиве шва, оксидные включения резко снижают прочность сварного соединения и могут привести к. его разрушению под приложенной в процессе эксплуатации нагрузкой.

Металлическое включение (304, Н) - частица инородного металла, попавшая в металл сварного шва

Различают металлические включения из:

- вольфрама (3041)

- меди (3042)

- другого металла (3043)

Вольфрамовые включения возникают при нарушении зашиты сварочной ванны при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом. Кроме этого, вольфрамовые включения возникают при коротких замыканиях или завышенной плотности тока. Особенно часто встречаются вольфрамовые включения при сварке алюминия и его сплавов, в которых вольфрам нерастворим.

Характерные признаки образования вольфрамовых включений - замыкания треск и резкая вспышка дуги. Расплавленный конец электрода при этом разбрызгивается и попадает в расплавленным металл в виде мелких (или одного крупного) включения. Если в момент замыкания металл шва был достаточно затвердевшим, вольфрамовое включение останется на его поверхности. Чаще всего электрод замыкается при отделении капли присадочного металла во время сварки стыков в различных (неудобных для сварки) пространственных положениях шва. Отделившийся от электрода кусок вольфрама увлекается расплавленным присадочным металлом внутрь шва.

Дефекты группы 4 - Несплавления и непровар

Несплавление (401) - отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валками сварного шва.

Различают несплавления:

- по боковой стороне (4011)

- между валиками (4012)

- в корне сварного шва (4013)

Несплавления образуются при дуговой сварке из-за того, что дуга не расплавила часть кромки стыка и не сформировала шов с ее участием.
Чаще всего несплавления образуются из-за неправильного выбора формы угла и разделки, плохо зачищенной поверхности кромок, из-за плохой зачистки шва между проходами, химической неоднородности металла, неправильных режимов сварки (маленькая сила тока, завышенная скорость сварки).

Непровар (неполный провар) (402; D) - несплавление основного металла по всей длине шва или на участке, возникающее вследствие неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения
или
местное нарушение сплавления между свариваемыми элементами, между металлом шва и основным металлом или между отдельными слоями шва при многослойной сварке.

Неполное проплавление (непровар) в стыковых соединениях может возникать в середине сечения при двусторонней сварке или в корне шва при односторонней сварке, как без подкладки, так и на формирующей подкладке, за счет неравномерного ее прилегания.

Характерной особенностью непровара являются его окончания, имеющие вид трещины, размеры которых, например для сплава АМг6, соизмеримы с межзеренными расстояниями. Непровар может также сопровождаться присутствием пор и оксидных включений.

В сварных соединениях, не чувствительных к непровару при статическом нагружении, ослабление сечения шва может быть скомпенсировано усилением или проплавом. Например, усиление шва в стыках труб из низкоуглеродистой стали с кольцевым непроваром по всей длине в корне шва при статических нагрузках полностью компенсирует ослабление сечения, создаваемое непроваром до 20 % от толщины стенки трубы. Сварные соединения, не чувствительные к непровару при статических нагрузках, могут снижать статическую прочность при секционной или многослойной сварке при низких температурах (- 60 - 70 °С). Это связано с повторным нагревом, который создает местную термопластическую деформацию и старение металла. В местах непровара снижается запас пластичности - охрупчивание, что ведет к резкому снижению прочности.

В результате непровара снижается сечение шва и возникает местная концентрация напряжений, что в конечном итоге снижает прочность сварного соединения. При вибрационных нагрузках даже мелкие непровары могут снижать прочность соединения до 40%. Большие непровары корня шва могут снизить прочность до 70%.

Непровар в корне шва происходит при недостаточной силе тока или при повышенной скорости сварки, непровар кромки шва - при смещении электрода с оси стыка, непровар между слоями - при плохой очистке предыдущих слоев, большом объеме наплавленного металла. Также причина образования непровара - плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка.

Участки с непроварами приходится вырубать до основного металла, зачищать и вновь заваривать.

Группа 5. Нарушение формы шва

Нарушение формы (500) - отклонение формы наружных поверхностей сварного шва или геометрии соединения от установленного значения

Дефекты формы и размеров сварных швов снижают прочность и ухудшают внешний вид шва. Причины их возникновения при механизированных способах сварки - колебания напряжения в сети, проскальзывание проволоки в подающих роликах, неравномерная скорость сварки из-за люфтов в механизме перемещения сварочного автомата, неправильный угол наклона электрода, протекание жидкого металла в зазоры, их неравномерность по длине стыка и т.п. Дефекты формы и размеров швов косвенно указывают на возможность образования внутренних дефектов в шве.

Подрез непрерывный протяженный (5011; F) - углубление продольное на наружной поверхности валика сварного шва, образовавшееся при сварке

Подрез перемежающийся локальный (5012; F) - углубление продольное отдельными участками на наружной поверхности валика сварного шва

Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и местной концентрации напряжений под влиянием рабочих нагрузок. При электродуговой сварке подрезы возникают при повышенном токе и напряжении дуги, а при газовой сварке - из-за повышенной мощности сварного пламени.

Подрезы часто образуются при сваривании горизонтальных швов на вертикальной плоскости. При ручной дуговом сварке угловых соединении причиной возникновения подрезов часто является неправильная техника выполнения швов, в частности неправильное положение электрода по отношению к оси шва, особенно при работе в стесненных условиях. Иногда подрезы образуются на внутренних валиках швов, выполненных аргонодуговой сваркой. Причиной их образования могут быть плохая сборка (смешение кромок), неточное ведение электрода по разделке.

Этот дефект обнаруживается визуально и при отклонениях выше установленной нормы полежит заварке тонким (ниточным) швов электродами малого диаметра.

Усадочная канавка (5013) - подрез со стороны корня одностороннего сварного шва, вызванный усадкой по границе сплавления

При сварке внутреннем валике иногда образуется усадочная канавка, расположенная по оси шва. Устранить ее можно уменьшением объема сварочной ванны. Для этого необходимо уменьшить притупление или изменить режим сварки увеличить ее скорость или уменьшить силу сварочного тока.

Превышение выпуклости стыкового шва (502) - избыток наплавленного металла на лицевой стороне стыкового шва сверх установленного значения

Превышение выпуклости углового шва (503) - избыток наплавленного металла на лицевой стороне углового шва (на всей длине или на участке) сверх установленного значения

В процессе сварки из-за неправильных режимов сварки, а также по ряду других причин (низкая скорость сварки, неудобное пространственное положение, однопроходная сварка в узкую разделку) при формировании шва избыток металла кристаллизуется в центре сварочной ванны в виде выпуклости, превышающей допустимые значения. Чрезмерную выпуклость другими словами называют превышением усиления шва.

Превышение выпуклости удаляют механическим способом - шлифовальным инструментом.

Превышение проплава (504) - избыток наплавленного металла на обратной стороне стыкового шва сверх установленного значения

Местное превышение проплава (5041) - местный избыточный проплав сверх установленного значения

Превышение проплава чаще всего возникает из-за плохой подготовки сварочных кромок (неодинаковый зазор в стыке, разной толщины металла по длине шва) и химической неоднородности свариваемого металла.

Неправильный профиль сварного шва (505) - угол α между поверхностью основного металла и плоскостью, касательной к поверхности сварного шва, менее установленного значения

Причины образования неправильного профиля сварного шва тождественны причинам превышения проплава.

Наплав (506) (он же наплыв) - избыток наплавленного металла сварного шва, натекший на поверхность основного металла, но не сплавленный с ним

Они могут быть местными - в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Причины образования наплывов - большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск, плохая очистка свариваемых кромок. При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.

Наплывы удаляют механическим способом, проверяя, нет ли в этих местах непровара.

Линейное смещение (507) - смещение между двумя свариваемыми элементами, при котором их поверхности располагаются параллельно, но не на требуемом уровне

Угловое смещение (508) - смещение между двумя свариваемыми элементами, при котором их поверхности располагаются под углом, отличающимся от требуемого

Натек (509) - металл сварного шва, осевший вследствие действия силы тяжести и не имеющий сплавления с соединяемой поверхностью.

В зависимости от условий это может быть:

- 5091 натек при горизонтальном положении сварки ;

- 5092 натек в нижнем или потолочном положении сварки;

- 5093 натек в угловом сварном шве;

- 5094 натекание в шве нахлесточного соединения

Чаще всего натеки образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования натеков и методы их устранения одинаковы с наплавами (наплывами).

Прожог (510) - вытекание металла сварочной ванны, в результате которого образуется сквозное отверстие в сварном шве

Прожоги чаще всего образуются на тонкостенных соединениях или соединениях с подкладными полосами, кольцами, когда сварку выполняют на повышенном режиме или при увеличенном зазоре между кромками. В местах прожога металл окисляется и становится рыхлым, непрочным, неплотным. По возможности такие участки тщательно зачищают до полного удаления некачественного металла. В недоступных для зачистки местах, где могут появиться прожоги, при сварке первого слоя следует обдувать обратную сторону шва защитным газом. Прожог может образоваться при внезапной остановке подачи защитного газа. При сварке поворотных кольцевых стыков прожоги вызываются неправильным расположением электрода относительно зенита.

Прожоги являются характерным дефектом сварки тонкостенных изделий: обечаек сильфонных компенсаторов, труб гибких металлических шлангов, арматуры с трубами. В процессе сборки этих деталей особенно важно соблюдать требования по точности обработки сопрягаемых поверхностей и качеству сборки. Размеры ванны здесь настолько малы, что малейшее нарушение в обработке или сборке приводит к изменению теплоотвода, а значит, к резкому изменению нагрева. В результате чрезмерного нагрева свариваемых кромок ванна мгновенно разрывается, каждая кромка оплавляется самостоятельно и образуется прожог.

Прожоги исправляют путем их вырубки, зачистки дефектных мест и заваривания.

Неполное заполнение разделки кромок (511) - продольная непрерывная или прерывистая канавка на поверхности сварного шва из-за недостаточности присадочного металла при сварке

Неполное заполнение разделки кромок возникает при неправильно выбранных режимов сварки (силы сварочного тока, скорости сварки), а также при неправильном выборе разделки кромок. Устранить данный дефект можно после зачистки и заварки дефектного места.

Чрезмерная асимметрия углового шва (512) - чрезмерное превышение размеров одного катета над другим

Чрезмерная асимметрия углового шва характерна при сварке металлов с различной теплопроводностью и неудобных пространственным положением сварки.

Нижеследующие дефекты в объяснениях не нуждаются т.к. причины возникновения неравномерной ширины шва, неровной поверхности, вогнутость корня шва заключается чаще всего в неправильно подобранных режимах сварки, неудобном положении при сварке, неправильным выбором разделки кромок.

Причины возникновения и методы устранения пор в корне шва идентичны газовым порам, а про дефект возобновление - все понятно из определения.

Неравномерная ширина шва (513) - отклонение ширины от установленного значения вдоль сварного шва

Неровная поверхность (514) - грубая неравномерность формы поверхности усиления шва по длине

Вогнутость корня шва (515) - неглубокая канавка со стороны корня одностороннего сварного шва, образовавшаяся вследствие усадки

Пористость в корне сварного шва (516) - наличие пор в корне сварного шва вследствие возникновения пузырьков во время затвердевания металла

Возобновление (517) - местная неровность поверхности в месте возобновления сварки

Группа 6. Прочие дефекты

Прочие дефекты (600) - все дефекты, которые не могут быть включены в группы 1 - 5

Случайная дуга (601) - местное повреждение поверхности основного металла, примыкающего к сварному шву, возникшее в результате случайного горения дуги.

Случайная дуга особенна, опасна для нержавеющих сталей т.к. может быть причиной начала коррозии. При сварке закаливающихся сталей случайная дуга может стать причиной образования трещин.

Брызги металла (602) - капли наплавленного или присадочного металла, образовавшиеся во время сварки и прилипшие к поверхности затвердевшего металла сварного шва или околошовной зоны основного металла.

Да, да, да брызги металла тоже является дефектом (особенно в это трудно вериться начинающим сварщикам). Брызги на сваренном металле не только портят внешний (товарный) вид шва, но и являются очагами образования коррозии для нержавеющих сталей и местом образования трещин для закаливающихся сталей.

Вольфрамовые брызги (6021) - частицы вольфрама, выброшенные из расплавленной зоны электрода на поверхность основного металла или затвердевшего металла сварного шва

Поверхностные задиры (603) - повреждение поверхности, вызванное удалением временно приваренного приспособления

Вышеуказанные дефекты 6 группы достаточно легко исправимы необходимо просто удалить шлифованием данные места до «здорового» металла.

Утонение металла (606) - уменьшение толщины металла до значения менее допустимого при механической обработке

Если вы перестарались с удалением дефектов и неожиданно обнаружили утонение металла, сильно не расстраивайтесь - просто выполните наплавку в данном месте с последующей механической обработкой.

При сварке различных металлических конструкций качество выполненных на них сварных соединений имеет особо важное значение.

Наряду с механическими свойствами и коррозионной стойкостью сварных соединений к числу важнейших факторов, определяющих работоспособность сварных конструкций, относится отсутствие дефектов в сварном шве, зоне сплавления и зоне термического влияния.

Дефекты сварных соединений при сварке плавлением подразделяются на:

Дефекты подготовки и сборки;

Дефекты формы шва;

Дефекты строения металла сварных соединений (наружные и внутренние).

Дефекты подготовки и сборки чаще всего обусловлены:

Нарушениями геометрии скоса кромок шва;

Непостоянством зазора между кромками по длине стыкуемых элементов;

Несовпадением плоскостей стыкуемых деталей.

Дефекты формы шва (подрезы, наплывы, прожоги, усадочные канавки и др.) прежде всего обусловлены:

Неравномерной шириной швов, образующихся при нарушении техники движения электродом;

Неравномерностью зазора кромок при сборке, неравномерностью выпуклостей по длине шва, местных утолщений и впадин (прежде всего они зависят от неудовлетворительного качества электродов при ручной сварке и нестабильности работы механизма автомата при автоматической сварке).

Для студентов сварочных специальностей необходимо четко знать характерные виды дефектов (наружные и внутренние), причины их образования и способы предупреждения и устранения; влияние различных дефектов на свойства сварного соединения.

Приведенные иллюстрации (схемы и фотографии) дефектов позволяют быстро и надежно визуально идентифицировать вид дефекта, установить причины появления и оперативно принять меры по его устранению.

Дефекты сварки плавлением классифицируют по месту расположения на поверхностные, внутренние и сквозные.

К поверхностным дефектам относят:

‑ непровары в корне шва;

Подрезы; наплывы;

Кратеры; занижение (ослабление) лицевой поверхности шва;

Вогнутость корня шва;

Смещение сваренных кромок;

Резкий переход от шва к основному металлу (неправильное сопряжение сварного шва);

Брызги металла; поверхностное окисление; поверхностные трещины.

К внутренним дефектам относят:

Поры; включения;

Оксидные плёнки;

Внутренние трещины;

Непровары по кромке с основным металлом и между отдельными слоями;

К сквозным дефектам относят трещины и прожоги.

Помимо дефектов – несплошностей к дефектам сварки плавлением относят: искажение формы соединения, связанное с деформацией, и несоответствие геометрических размеров сварного шва или точек, регламентированным значениям, установленным НТД (нормативно-технической документацией).

В ГОСТ 30242-97 приведены классификация, обозначения и краткое описание дефектов сварных соединений, даны трехзначное цифровое обозначение дефектов и четырехзначное обозначение их разновидностей, буквенное обозначение дефектов, наименование дефектов на русском, английском и французском языках, поясняющий текст, рисунки, дополняющие определения.

При выборе методов и средств контроля соединений, выполненных сваркой, необходимо иметь четкое представление о характере дефектов и причинах их появления. Наиболее характерные дефекты, возникающие при сварке плавлением, указаны в табл. 21.1.

Таблица 21.1. Дефекты, возникающие при сварке плавлением

Дефекты	Определение дефекта (ГОСТ 2601-84)	Причины образования дефектов	Особенности дефекта и способы исправления и исключения его образования

Непровары: - в корне шва; - между отдельными слоями; - по кромке с основным металлом (ОМ).	Дефект в виде местного несплавления вследствие неполного расплавления свариваемых кромок или поверхностей ранее выполненных валиков.	- малая погонная энергия; - неудовлетворительная подготовка поверхностей; - неправильная форма разделки; - большая величина притупления; - малые зазоры; - смещение электрода; - некачественная зачистка шва после выполнения прохода.	Наиболее характерны при сварке алюминиевых сплавах и под слоем флюса. Является концентраторами напряжений. Трудно выявляются в кольцевых швах трубопроводов. Исправление-удаление корневой части шва с последующей подваркой за один или несколько проходов.
Прожоги: - одиночные; - протяженные; - дискретные	Дефект в виде сквозного отверстия, образовавшийся в результате вытекания сварочной ванны	- большая погонная энергия; - увеличенный зазор; малая величина притупления; - большое смещение кромок; - коробление кромок и отставание их от подкладки при сварке	Недопустимый дефект. Может быть устранен путем механической выборки (фрезами) и последующей заварки в вертикальном положении.

Продолжение таблицы 21.1.


Кратеры	Дефекты в виде воронкообразного углубления, образовавшегося в результате внезапного прекращения сварки или быстрого отключения сварочного тока	- на сварочном оборудовании отсутствует или выключена функция «заварки кратера». Низкая квалификация сварщика, нарушение техники сварки.	Ослабление сечения. Сопровождается усадкой и трещинами усадочного происхождения. Концентратор напряжения. Исправление – удаление дефектного участка и заварка. При автоматической сварке используют технологические планки для вывода кратера или плавное отключение тока
Наплывы на сварном соединении	Дефект в виде натекания жидкого металла на поверхность основного или ранее выполненного валика без сплавления с ним.	- большой ток; - большая скорость сварки; - длинная дуга (повышенное напряжение); - смещение электрода; - большая скорость подачи присадочной проволоки; - наклон электрода (неправильное ведение).	Возникает с лицевой стороны соединения или с обратной стороны из-за некачественного поджатия к подкладке и, как правило, при сварке в горизонтальном и вертикальном положении, а также на спуск и на подъём. Концентратор напряжения. Исправляется механической обработкой.
Подрезы зоны сплавления: - односторон- ний; - двухсторон-ний	Дефекты в виде протяженного углубления вдоль линии сплавления основного металла и шва.	- большой ток; - большая скорость; - длинная дуга; - наклон электрода (неправильное ведение). - Низкая квалификация сварщика, нарушение техники сварки.	Как правило, возникает при сварке концентрированными источниками в режиме глубокого проплавления, а также при сварке угловых швов. Концентратор напряжения. Ослабление сечения. Исправление –механическая зачистка и подварка «ниточным» швом по всей длине подреза.

Продолжение таблицы 21.1.


Неплавное сопряжение сварного шва с ОМ	Дефект в виде резкого перехода поверхности сварного шва к основному металлу.	- несоблюдение техники сварки; - большая скорость подачи присадочной проволоки.	Концентратор напряжения. Возникает при чрезмерной высоте усиления наружного шва. Исправление – обработка механическим способом.
Брызги металла	Дефект в виде затвердевших капель жидкого электродного металла на поверхности сварного соединения.	- несоблюдение техники и режимов сварки; - длинная дуга; - непрокаленные или некачественные электроды.	Возникает при сварке толстопокрытыми электродами, при МП сварке в СО 2 , и электроннолучевой сварке с глубоким проплавлением. Исправление – механическая зачистка.
Вогнутость корня шва	Дефект в виде углубления на обратной поверхности сварного одностороннего шва.	- неправильная подготовка и сборка кромок под сварку; -несоблюдение техники сварки.	Возникают при сварке стыковых и угловых шва в потолочном положении. Ослабление сечения шва. Исправление – подварка со стороны ослабления шва.
Занижение шва	Дефект в виде провисания сварного шва.	- большой зазор; - большой угол разделки кромок; - несоблюдение техники сварки.	Возникает при большой погонной энергии сварки; Исправление – подварка на более мягких режимах.
Смещение сваренных кромок	Дефект в виде несовпадения сваренных кромок по высоте из-за некачественной сборки сварного соединения.	- нарушение технологии сборки; - не проведен пооперационный контроль.	Возникает, как правило, при сварке стыковых соединений. Концентратор напряжения. Исправление – подварка с обеспечением плавного перехода к основному металлу.

Продолжение таблицы 21.1.


Свищ сварного шва	Дефект в виде несквозного углубления в сварном шве.	- некачественный основной металл; - нарушение защиты сварочной ванны.	Сопровождает поры и трещины, выходящие на поверхность. Наиболее часто возникают при МП сварке в СО. Исправление – разделка с последующей подваркой.
Поверхностное окисление сварного соединения	Дефект в виде окисной пленки с различными цветами побежалости на поверхности сварного соединения.	- малый расход защитного газа; - наличие примесей в защитном газе; - загрязнение поверхности сопла; - неправильно подобранный диаметр сопла и расстояние его от поверхности металла; - отсутствие дополнительных защитных козырьков.	Возникает при сварке высоколегированных сталей и активных металлов. Исправление – механическая зачистка и химическая обработка поверхности сварного соединения.
Трещины: - поверхност-ные; - внутренние; - сквозные; - продольные; - поперечные; - разветвлён-ные.	Дефект в виде разрыва в объёме сварного шва или по линии сплавления с основным металлом. Могут выходить в околошовную зону.	- жесткая конструкция изделия; - сварка в жестко закрепленных приспособлениях; - большой время между сваркой и термообработкой; - большая скорость охлаждения; - ошибка в проектировании сварного шва (близко расположенные концентраторы); - нарушение технологии (температура подогрева, порядок наложения швов); - нарушение защиты; - некачественный основной металл (ОМ).	Наиболее опасный и недопустимый дефект. Исправление – предварительная засверловка концов трещины. Выборка трещины на всю глубину с обеспечением необходимой подготовки кромок (разделки) с последующей подваркой за один или несколько проходов. После исправления необходимо проведение неразрушающего контроля отремонтированного участка.

Окончание таблицы 21.1.


Поры сварного шва: -одиночные; -рассеянные; -скопления; -цепочка.	Дефект сварного шва в виде полости округлой или продолговатой формы заполненной газом.	- влажный флюс; - отсыревшие электроды; - некачественная подготовка свариваемых кромок и поверхности сварочной проволоки; - увеличенный диаметр электрода; - длинная дуга; - увеличенная скорость сварки; - некачественная защита; - некачественный основной металл.	Как правило, возникает при сварке алюминиевых и титановых сплавов, в глубоких стыковых швах, при затруднении дегазации. Ослабление сечения. Снижение герметичности. Исправление – единичные допустимые поры оставляют, во всех остальных случаях дефектный участок выбирается до качественного ОМ с последующей подваркой за один или несколько проходов.
Включения: - шлаковые; - оксидные; - нитридные; - вольфрамо-вые.	Дефекты в виде неметаллических частиц или инородного металла в металле шва.	- некачественная подготовка поверхности; - некачественный основной металл; - нарушение технологии сварки; - нарушение защиты.	Имеют сферическую или продолговатую форму, а также располагаются в виде прослоек. Концентраторы напряжения. Исправление – удаление с последующей подваркой.

В соответствии с указанным стандартом дефекты подразделяются на шесть групп, в основном по их форме и месту расположения в сварном соединении (табл. 21.2):

1. трещины;

3. твердые включения;

4. несплавления и непровары;

5. нарушения формы шва;

6. прочие дефекты.

Таблица 21.2. Виды дефектов (в соответствии с ГОСТ 30242-97)

Продолжение таблицы 21.2.


Микротрещина	Трещина, имеющая микроскопические размеры, которую обнаруживают физическими методами не менее чем при 50-кратном увеличении.
Продольная трещина	Трещина, ориентированная параллельно оси сварного шва. Она может располагаться в металле сварного шва, на границе сплавления, в зоне термического влияния, в основном металле.
Поперечная трещина	Трещина, ориентированная поперек оси сварного шва. Она может располагаться в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.
Радиальные трещины	Трещины, радиально расходящиеся из одной точки. Они могут быть в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.
Трещина в кратере	Трещина в кратере сварного шва, которая может быть продольной, поперечной, звездообразной.
Раздельные трещины	Группа трещин, которые могут располагаться в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.
Разветвленные трещины	Группа трещин, возникших из одной трещины. Они могут располагаться в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.
Группа 2. Поры
Газовая полость	Полость произвольной формы, образованная газами, задержанными в расплавленном металле, которая не имеет углов.
Газовая пора	Газовая полость обычно бывает сферической формы
Равномерно распределенная пористость	Группа газовых пор, распределенных равномерно в металле сварного шва. Следует отличать от цепочки пор.
Скопление пор	Группа газовых полостей (более двух), расположенных кучно с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из полостей.
Цепочка пор	Ряд газовых пор, расположенных в линию, обычно параллельно оси сварного шва, с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из пор.
Продолговатая полость	Несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва. Длина несплошности не менее чем в два раза превышает ее высоту
Свищ	Трубчатая полость в металле сварного шва, вызванная выделением газа. Форма и положение свища определяются режимом затвердевания и источником газа. Обычно свищи группируются в скопления и распределяются елочкой
Поверхностная пора	Газовая пора, которая нарушает сплошность поверхности сварного шва.
Усадочная раковина	Полость, образующаяся вследствие усадки во время затвердевания.
Кратер	Усадочная раковина в конце валика сварного шва, не заваренная до или во время выполнения последующих проходов.

Продолжение таблицы 21.2.


Группа 3. Твердые включения
Твердое включение	Твердые инородные вещества металлического или неметаллического происхождения в металле сварного шва.
Шлаковое включение	Шлак, попавший в металл сварного шва. В зависимости от условий образования такие включения могут быть линейными или разобщенными.
Флюсовое включение	Флюс, попавший в металл сварного шва. В зависимости от условий образования такие включения могут быть линейными, разобщенными или прочими.
Оксидное включение	Оксид металла, попавший в металл сварного шва во время затвердевания.
Металлическое включение	Частица инородного металла, попавшая в металл сварного шва. Различают частицы вольфрама, меди или другого металла.
Группа 4. Несплавления и непровары
Несплавление	Отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валиками сварного шва.
Непровар (неполный провар)	Несплавление основного металла по всей длине шва или на участке, возникающее вследствие неспособности расплавленного металла проникнуть в корень соединения (непровар в корне шва).
Группа 5. Нарушение формы шва
Нарушение формы	Отклонение формы наружных поверхностей сварного шва или геометрии соединения от установленного НТД значения.
Подрез непрерывный	Продольное протяженное углубление на наружной поверхности валика сварного шва по его краям, образовавшееся при сварке.
Усадочная канавка	Подрез со стороны корня одностороннего сварного шва, вызванный усадкой по границе сплавления.
Превышение выпуклости стыкового шва	Избыток наплавленного металла на лицевой стороне стыкового шва сверх установленного значения. Является концентратором напряжений.
Превышение выпуклости углового шва	Избыток наплавленного металла на лицевой стороне углового шва (на всей длине или на участке) сверх установленного значения.
Превышение проплава	Избыток наплавленного металла на обратной стороне стыкового шва сверх установленного значения.
Местное превышение	Местный избыточный проплав сверх установленного значения.
Неправильный профиль сварного шва	Отклонение размеров шва от заданных НТД значений.
Наплыв	Избыток наплавленного металла сварного шва, натекший на поверхность основного металла, но не сплавленный с ним.
Линейное смещение	Смещение между двумя свариваемыми элементами, при котором их поверхности располагаются параллельно, но не на требуемом уровне.

Окончание таблицы 21.2.


Угловое смещение	Смещение между двумя свариваемыми элементами, при котором их поверхности располагаются под углом, отличающимся от заданного.
Натек	Металл сварного шва, осевший вследствие действия силы тяжести и не имеющий сплавления с соединяемой поверхностью.
Прожог	Вытекание металла сварочной ванны, в результате которого образуется сквозное отверстие в сварном шве.
Неполностью заполненная разделка кромок	Продольная непрерывная или прерывистая канавка на поверхности сварного шва из-за недостаточного заполнения присадочным материалом необходимой площади поперечного сечения.
Чрезмерная асимметрия углового шва	Превышение размера одного катета над другим.
Неравномерная ширина шва	ОтклонениеНеравномерная ширина шва на различных его участках, которая отличается от заданных НТД значений. от
Неровная поверхность	Грубая неравномерность формы поверхности усиления шва по длине.
Вогнутость корня шва	Неглубокая канавка со стороны корня одностороннего сварного шва, образовавшаяся вследствие усадки металла сварочной ванны при ее кристаллизации.
Пористость в корне сварного шва	Наличие пор в корне сварного шва вследствие возникновения пузырьков во время затвердевания металла.
Возобновление	Местная неровность поверхности в месте возобновления сварки.
Группа 6. Прочие дефекты
Прочие дефекты	Все дефекты, которые не могут быть включены в группы 1-5.
Случайная дуга (поджог)	Местное повреждение поверхности основного металла, примыкающего к сварному шву, возникшее в результате случайного зажигания или горения дуги.
Брызги металла	Капли наплавленного или присадочного металла, образовавшиеся во время сварки и прилипшие к поверхности металла.
Поверхностные задиры (вырывы)	Повреждение поверхности, вызванное удалением временно приваренного приспособления (технологические планки, струбцины и т. д.).
Утонение металла	Уменьшение толщины металла до значения менее допустимого при механической обработке или воздействии коррозионной среды.

Трещины. Виды трещин

Трещины относятся к наиболее опасным дефектам и по всем нормативно техническим документам в сварных соединениях они считаются недопустимым дефектом.

Трещина это несплошность в сварном соединении в виде щелевого разрыва шва или прилегающих к нему зон.

Трещины в соответствии с ГОСТ 30242-97 подразделяются по ориентации к шву на:

Продольные, ориентированные параллельно оси сварного шва и располагающиеся в металле сварного шва, на границе сплавления, в зоне термического влияния и в основном металле (рис. 21.1 и21.2);

Поперечные, ориентированные поперек оси сварного шва и располагающиеся в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле;

Радиальные - радиально расходящиеся из одной точки и располагающиеся в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.

По температуре образования трещины бывают следующих видов:

Горячие, возникающие в интервале температур кристаллизации жидкого металла;

Холодные, возникающие при температурах ниже интервала кристаллизации металла;

Трещины повторного нагрева.

Рис. 21.1. Продольные и поперечные трещины в металле шва

Рис. 21.2. Расположение трещин по сечению шва при электрошлаковой сварке:

а – по оси шва; б – между ветвями столбчатых кристаллов

Рис. 21.3. Трещины в изломе шва: а – выходящие на поверхность шва; б – не выходящие на поверхность шва

Рис. 21.4. Расположение трещин по сечению шва (дуговая сварка): а – трещины, не выходящие на поверхность шва; б – трещины, выходящие на поверхность шва

Что такое дефекты сварных соединений? По сути, это отклонения от требований к техническим характеристикам сварного шва, а соответственно и всей конструкции. Именно дефекты сварки снижают прочность шва и надежность сварочных стыков. Их можно разделить на несколько видов.

Виды дефектов сварных швов:

отклонения от размеров и формы шва;
изъяны микро- и макроструктуры;
коробление и деформация конструкций.

Отклонения от размеров шва и его формы

Размерные показатели сварочного шва определяются государственными стандартами. И у каждого вида сварки есть свой ГОСТ. К примеру, при сварке, где задействован способ плавления, дефекты сварного шва определяет неравномерная наполненность свариваемой канавки, плюс разница ширины и высоты шва на всем его протяжении. Что касается формы, то она неровная, имеются так называемые седла (впадины), бугры, структура его чешуйчатая.

Причины из возникновения при сварке ручной – это низкое качество электродов, низкая квалификация сварщика, нарушение технологии сваривания. Причины при автоматической сварке – это скачки напряжения, угол наклона подачи электрода неправильно выбран, присадочная проволока проскакивает в механизме подачи и так далее.

Если говорить о сварке давлением, то ее дефектами сварных швов выступают вмятины глубокого типа, неравномерное распределение точек вдоль сварочного шва, может произойти смещение заготовок относительно друг друга.

К дефектам нарушения формы относятся прожоги, подрезы, наплывы и незаверенные кратеры.

Наплывы

Обычно такие дефекты сварочных швов образуются, когда производится сварка заготовок, лежащих в горизонтальной плоскости. А сам сварочный процесс производится сверху. Наплыв – это затвердевший жидкий металл в виде бугорков, которые образуются в момент соприкосновения горячего расплавленного металла электрода с холодной поверхностью заготовки. Наплывы могут быть разных размеров: от маленьких капель до больших рядов, протяженных на приличную длину сварочного шва.

Причинами появления наплывов могут выступать большой ток, подающийся на электрод, длинная электрическая дуга, наклон заготовки, неправильно выбранный угол установки электрода. Как результат – трещины в сварочном шве, непровары и прочие изъяны.

Подрезы

Этот дефект представляет собой канавку (углубление) в сварочном шве, которая часто образуется при сварке около металла заготовки. Причинами могут быть большой ток и длинная дуга, которые создают перегрев самого металла, а также сварочного наполнителя. Именно состояние большой температуры становятся причиной оплавления кромки двух заготовок. Если производится сварка угловых соединений, то чаще всего причинами подреза являются неправильно устанавливаемый электрод, особенно, когда произошло смещение в сторону вертикально установленной заготовки. При этом перегрев происходит именно на вертикальной стенке стыка, здесь и образуется подрез. А вот на горизонтальной в это время образуется наплыв, потому что металл начинает стекать вниз.

При газовой сварке подрезы могут возникать только по одной причине – увеличенная мощность горелки. Необходимо отметить, что подрезы – достаточно серьезный дефект сварочного шва. Он приводит к ослаблению заготовки по толщине, а это наипервейшая причина разрушения стыка, а соответственно всей сварной конструкции.

Прожоги

Само название уже говорит за себя. На месте сварки и в свариваемых металлах по кромкам образуются отверстия. Причины:

большое расстояние между заготовками;
большой ток и мощная горелка при быстрой сварке;
неправильная форма кромок, очень заостренная;
большая продолжительность процесса на одном месте.

Чаще всего этот вид дефектов получается, когда свариваются между собой тонкие листы металлов, или когда ведется многослойная сварка и наносится первый слой.

Кратеры

Это углубления в сварном шве. Обычно этот дефект образуется при обрыве дуги. Поэтому его опытные сварщики пытаются сразу же оплавить. Это самое простое устранение дефектов сварки. Когда сварка ведется автоматическим способом, то кратер обычно появляется на выходе из шва, то есть, на выходной планке.

Есть подвид кратеров, который называется усадочной раковиной. Она образуется под воздействием усадки металла в шве. Все дело в том, что металл при остывании уменьшается в объеме.

Дефекты макроструктуры

Эти виды дефектов сварных соединений можно выявить, если увеличить структуру сварного шва в 10 раз. К этому типу изъянов относятся трещины, непровары, газовые поры, шлаковые вкрапления.

Поры образуются, когда шов быстро остывает. При этом находящиеся в его теле газообразующие элементы не успевают выйти наружу. Так происходит, когда кромки заготовок покрыты ржавчиной, пятнами масла или краски, используется флюс с повышенной влажностью, был неправильно настроен сварочный аппарат по току или газу, большое содержание углерода в свариваемых металлах и так далее.

Поры могут быть большими и маленькими, располагаться могут кучно или равномерно вдоль шва, есть поры сквозные, называемые свищами. В общем, их количество и размеры зависят от времени, за которое ванна находится в жидком состоянии. Чем дольше сварочная ванна жидкая, тем меньше пор, потому что газы успевают покинуть жидкий металл.

Шлаковые включения – это, по сути, небрежность со стороны сварщика при сварке. Значит, он плохо подготовил два соединяемых металла к сварке. На них осталась грязь, ржавчина. Если данный вид дефектов появился при многослойной сварке, то значит, сварщик плохо провел удаление шлака с предыдущих слоев.

Эти дефекты могут иметь размеры в несколько микрон или d несколько миллиметров, форма разная: от сферы до тонкой линии. Расположение – по всему телу шва.

Непровар – дефект серьезный. Получается так, что металл заготовки несплавился с металлом электрода (электросварка) или присадочной проволоки (газовая сварка). Могут несплавится между собой и слой наплавляемого металла. Причин непровара немало:

слишком большой ток при сварке был использован;
загрязнение кромок;
неправильно был поднесен электрод к оси шва;
очень маленький зазор между двумя заготовками;
кромки имеют слишком заостренные концы;
вынужденный перерыв, в процессе которого металлы остывают;
увеличенная скорость сварки.

Что касается трещин, то их можно разделить в зависимости от температуры их появления. То есть, холодные или горячие. Горячие появляются, когда происходит затвердевание металла, а кристаллизация начинается при температуре 1100-1300С. При этом внутри шовного металла появляются усадочные напряжения, начинают образовываться прослойки полужидкого вида. Они и становятся впоследствии трещинами. Если в наплавляемом металле содержится много водорода, углерода или кремния, то это также причина возникновения горячих трещин.

Холодные трещины образуются при температуре 100-300С. Причинами являются все те же напряжения, возникающие в теле наплавляемого металла, когда он начинает остывать. К тому же внутри сварочного шва остается водород (газ), который стремится выйти наружу. И это дополнительные напряжения. Кстати, горячие трещины на лицевой части шва не видны, они считаются внутренними. А вот холодные тут же появляются на внешней стороне шва, их хорошо видно невооруженным глазом. Это наружные дефекты сварных швов и соединений.

Есть еще два вида трещин: отпускные и ламелярные. Первые образуются уже тогда, когда сварка закончена и производятся операции по следующей обработке металлом. Вторые имеют очень интересную технологию появления. Они образуются еще при высоких температурах, но свое дальнейшее развитие получают уже в остывшем металле. Кстати, чаще всего этот вид дефекта образуется из микроскопических трещин. Оба варианта относятся к категории – внешний дефект.

Дефекты микроструктуры

К дефектам микроструктуры нужно отнести микроскопические трещины и поры, включения неметаллического типа (кислородные, нитридные), крупная зернистость структуры наплавленного металла с элементами перегревов и пережогов.

Самый опасный из всех перечисленных дефектов – пережог. При нем внутри шва появляются в большом количестве крупные зерна структуры металла, которые имеют минимальные прочностные связи между собой. Отсюда высокая хрупкость стыка. Причинами пережога являются присутствие кислорода в зоне сварки, а значит, изоляция ванны была плохой. Сюда же можно добавить высокую температуру сварочного процесса.

Допустимые и недопустимые дефекты

Понятно, что все дефекты сварных соединений негативно влияют на качество сварной конструкции. Но есть такие, при которых конструкция может эксплуатироваться без проблем, а есть те, при которых эксплуатировать ее строго запрещено.

Поэтому перед тем как определить, можно или нельзя эксплуатировать сварную конструкцию, необходимо принять во внимание все обстоятельства и факторы, влияющие на выбор.

Необходимо определить соответствует ли конструкция всем геометрическим и габаритным параметрам строго по проекту или чертежу.
Тип дефекта, его размеры и место в соединении.
Каким механическим нагрузкам будет подвергаться строение или сооружение. Выдержат ли их сварочные соединения.
Характер окружающей среды. Природные нагрузки негативно влияют на состояние сварного шва.
Функции, возложенные на конструкцию. То есть, один дефект может выдержать определенные нагрузки, а другие ему противопоказаны.

Определить допустимость дефектов можно только специальной аппаратурой. Поэтому рекомендуется использовать оборудование, которое по степени проверки дефекта была выше, чем номинальная допустимая величина самого изъяна. К примеру, трещину размером 3 мм нельзя измерять прибором, который определяет минимальные трещины длиною 5 мм.

Кстати, на допустимость влияют не только размеры и форма дефектов, не последнее слово за их количеством и частотой расположения.

Заключение по теме

Дефекты сварных соединений влияют на качество стыка между элементами собираемой конструкции, а значит, и на всю конструкцию в целом. Поэтому исправлению дефектов сварки придается особое внимание. Устраняться сами они не могут. Есть изъяны, которые можно легко устранить, есть, которые устранить можно, но непросто. Способы их устранения известны. А есть дефекты, которые не подлежат исправлению. Так что лучше проводить процесс грамотно. Поэтому изучайте процессы появления швов и причины их образования.