Сварка является ключевой задачей при строительстве крупномасштабных объектов. Её качество и эффективность напрямую влияют на безопасность эксплуатации и сроки выполнения проекта. Из-за разного уровня квалификации специалистов сварочный процесс неравномерен и подвержен многочисленным дефектам. Для снижения или предотвращения дефектов сварки и повышения качества выполнения проекта проводится анализ их видов и причин.
Во-первых, размер сварного шва не соответствует требованиям
Грубые сварочные волны, неровный внешний вид, слишком низкая или слишком высокая высота усиления шва, разная ширина сварочных волн, а также чрезмерный односторонний или провис угловых швов — все это размеры сварных швов, не соответствующие требованиям. Причины:
1. Неправильный угол разделки кромок сварного шва или неравномерный зазор при сборке.
2. Сварочный ток слишком большой или слишком маленький, а параметры сварки выбраны неправильно.
3. Скорость подачи прутка неравномерна, а угол наклона сварочного прутка (или сварочной рукоятки) неправильный.
Во-вторых, трещины
Форма конца трещины острая, концентрация напряжений значительная, что оказывает значительное влияние на восприятие знакопеременных и ударных нагрузок, а также статического растяжения. Это наиболее опасный дефект сварного шва. По причинам возникновения их можно разделить на холодные трещины, горячие трещины и трещины повторного нагрева. Холодные трещины относятся к трещинам, образующимся при температуре ниже 200 °C. Они тесно связаны с водородом. Основные причины их возникновения:
1. Меры предварительного подогрева и медленного охлаждения после сварки не подходят для толстых заготовок.
2. Неправильный выбор сварочных материалов.
3. Жесткость сварного соединения большая и процесс нецелесообразен.
4. В сварном шве и его окрестностях образуются хрупкие и твердые структуры.
5. Неправильный выбор параметров сварки.
Горячие трещины – это трещины, образующиеся при температуре выше 300°C (в основном кристаллизационные). Основными причинами их возникновения являются:
1. Влияние состава. Это явление легко возникает при сварке чистой аустенитной стали, некоторых сталей с высоким содержанием никеля и цветных металлов.
2. В сварном шве содержится больше вредных примесей, таких как сера.
3. Неправильный выбор режимов сварки и форм соединений.
Трещины повторного нагрева (Reheat Trens) – это трещины отжига, возникающие при снятии напряжений. Они представляют собой межзеренные трещины в зоне термического влияния высокопрочных сварных соединений, возникающие в результате послесварочной термообработки или эксплуатации при высоких температурах. Основные причины их возникновения:
1. Неправильные условия термической обработки для снятия напряжений.
2. Влияние состава сплава. Такие элементы, как хром, молибден, ванадий и бор, способствуют образованию трещин при повторном нагреве.
3. Неправильный выбор сварочных материалов и технологических условий сварки.
4. Нерациональное проектирование конструкции приводит к большой концентрации напряжений.
В-третьих, поры
В процессе сварки отверстия, образующиеся внутри или на поверхности металла шва из-за того, что газ не успевает вовремя выйти, возникают по следующим причинам:
1. Недостаточная сушка сварочных прутков и флюса.
2. Процесс сварки недостаточно стабилен, напряжение дуги слишком высокое, дуга слишком длинная, скорость сварки слишком высокая, а ток слишком маленький.
3. Масло и ржавчина на поверхности присадочного металла и основного материала не очищены.
4. Обратный метод не применяется для расплавления начальной точки дуги.
5. Температура предварительного нагрева слишком низкая.
6. Места загорания и гашения дуги не смещены.
7. Плохая защита зоны сварки, слишком большая площадь расплавленной ванны.
8. Источник питания переменного тока склонен к образованию пор, а источник питания постоянного тока с обратным током имеет наименьшую тенденцию к образованию пор.
В-четвертых, сварные узлы
В процессе сварки расплавленный металл затекает на нерасплавленный основной материал за пределами шва, образуя металлический узел, который изменяет площадь поперечного сечения шва и не способствует возникновению динамических нагрузок. Причины этого следующие:
1. Дуга слишком длинная, а нижний сварочный ток слишком большой.
2. При вертикальной сварке ток слишком большой, а ход проволоки неправильный.
3. Зазор сварного шва слишком большой.
Пятое, дуговые ямки
В сварном шве наблюдается явный дефицит мяса и разрежение в конце. Причины этого:
1. Неправильная работа при замыкании сварочной дуги, слишком короткое время гашения дуги.
2. При автоматической сварке подача проволоки и подача питания прекращаются одновременно, и подача проволоки не останавливается до отключения питания.
Шестое, подрезка
После того, как дуга расплавит основной металл у края шва, он не восполняется наплавленным металлом, образуя зазор. Подрез ослабляет напряженную часть соединения, снижает его прочность, вызывает концентрацию напряжений и может привести к повреждению подреза. Причины этого следующие:
1. Ток слишком большой, дуга слишком длинная, скорость подачи электрода неправильная, а нагрев дуги слишком высокий.
2. Напряжение сварки под флюсом слишком низкое, а скорость сварки слишком высокая.
3. Неправильный угол наклона электрода и проволоки.
Седьмое, шлаковые включения
В металле шва или на линии сплавления присутствуют неметаллические включения. Шлаковые включения влияют на механические свойства, степень влияния зависит от количества и формы включений. Причины этого следующие:
1. При многослойной сварке не производится зачистка каждого слоя сварочного шлака.
2. На сварном соединении остается толстый слой ржавчины.
3. Физические свойства покрытия электрода ненадлежащие.
4. Форма сварного слоя неудовлетворительная, а угол разделки кромок рассчитан неправильно.
5. Соотношение ширины шва к его глубине слишком мало, а подрез слишком глубокий.
6. Сила тока слишком мала, скорость сварки слишком высокая, и шлак не успевает выплавляться.
Восьмое, неполное проникновение
Локальное непровары между основными материалами или между основными материалами и наплавленным металлом. Обычно они возникают в корне шва при односторонней сварке, очень чувствительны к концентрации напряжений и оказывают значительное влияние на прочность, усталость и другие свойства. Причины их возникновения:
1. Плохая конструкция канавки, малый угол, большая тупая кромка и малый зазор.
2. Неправильные углы наклона сварочных прутков и сварочной проволоки.
3. Слишком слабый ток, слишком низкое напряжение, слишком высокая скорость сварки, слишком длинная дуга, присутствует магнитное дутье и т. д.
4. На сварном соединении имеется толстый слой ржавчины, который не был очищен.
5. Отклонения в сварке при сварке под флюсом.
Время публикации: 04 ноября 2024 г.