Подрезы в сварных швах сосудов 1 и 2 группы
Изъян, называемый подрезом, это углубление, образующееся рядом со швом. Из-за уменьшения толщины металла на месте дефекта снижается прочность сварного соединения. Внешне подрезы выглядят как усадочные канавки по всей длине шва или на отдельных участках.
Причины возникновения
Чаще всего изъяны, называемые подрезами, получаются у неопытных сварщиков при неправильном выборе тока. Также причиной могут стать:
- плохая смачиваемость металла заготовок;
- изменение длины дуги при наложении сварного шва;
- значительные отклонения электрода от оси стыка;
- неудобное для сварки расположение заготовок;
- некачественная подготовка кромок;
- завышение скорости проведения работы;
- неправильный угол наклона электрода.
Способы предотвращения подрезов сварных швов
Риск образования дефектов сводится к минимуму, если подготовка стыка выполнена в полном объеме, а сварка проводится с соблюдением технологических правил:
- Чтобы не было подреза на сварном шве, заготовки для улучшения смачиваемости предварительно подогревают. Это улучшает растекание жидкого металла по ширине стыка, снижает вероятность образования очагов напряженности.
- При неправильном положении электрода дефекты появляются из-за неравномерного нагрева кромок. При соединении разных по толщине деталей большую часть тепла направляют на толстую кромку. Углеродистую сталь сваривают, наклоняя электрод углом вперед.
- При повышенной скорости сварки металл в центральной части шва быстро остывает, создавая по краям усадочные канавки. Однако чрезмерное снижение скорости не избавляет от проблемы. Поэтому оптимальное значение выбирают в соответствии с маркой свариваемого железа.
- Вероятность образования огрехов значительно возрастает при неверном выборе защитного газа. Углеродистую сталь сваривают в среде из смеси инертного и углекислого газа. Для работы с другими материалами тип газа выбирают в зависимости от вида свариваемого металла.
- У неопытных сварщиков дефекты чаще всего появляются при нарушении правил проведения сварочных работ. Когда диаметр электрода меньше ширины шва, приходится делать поперечные движения с большой амплитудой. После такой сварки образование подрезов неизбежно. Поэтому по возможности нужно уменьшать ширину соединения или сваривать его несколькими проходами. Чтобы не было перегрева основного металла, рабочий ток устанавливают в соответствии с толщиной заготовок. Сварку выполняют короткой дугой с постоянной скоростью.
- При наложении вертикальных швов огрехи образуются из-за сложности заполнения пространства стыка расплавленным металлом. Поэтому соединение заготовок, если есть такая возможность, следует выполнять в горизонтальном положении с меньшим расходом электродов. Чтобы исключить образование подрезов, угловые швы накладывают способом «в лодочку».
- Лучшим способом для предотвращения подрезов считается создание сварных соединений инверторами с функциями MIG/MAG. Кроме усадочных канавок эти аппараты позволяют избежать появления других изъянов на сварных швах.
Устранение подрезов
Для устранения такого дефекта участок изъяна очищают от шлака и грязи, а затем заваривают тонким швом. Желательно, чтобы у электрода был высокий показатель смачиваемости. Однако при этом увеличивается потребность в расходных материалах. Чтобы избежать непредусмотренных затрат, подрезы в сварных швах устраняют аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом. После нагрева огрех замазывают расплавленным металлом. Однако такой метод исправления не рекомендуется, если соединение было выполнено другим видом сварки, так как внутри могут быть поры, посторонние включения и пр. Чтобы прочность не уменьшалась, участки сварного соединения с многочисленными подрезами вырубают или вырезают до основного металла и переваривают. Размер удаляемой части должен превышать длину изъяна на 1- 2 см с каждой стороны.
После исправления сварные соединения проходят повторную проверку. При выявлении дефектов отправляются на доработку. Один и тот же участок допускается исправлять в зависимости от сорта стали не более 2 — 3 раз. Это связано с изменением характеристик металла после повторной сварки. При исправлении следует учитывать, что при усилении сварного соединения снижается стойкость к вибрации.
Допускаются ли подрезы в сварных швах
Смонтированные конструкции принимают в эксплуатацию, если размеры подрезов в сварных швах не превышают указанных в ГОСТ30242-97 норм. Окончательное решение принимают после рассмотрения следующих факторов:
- размер конструкции и длина шва;
- как дефект влияет на прочность изделия с учетом начального и остаточного напряжения;
- вид и параметры изъяна;
- характеристики подреза по текучести, сопротивляемости, вязкости, пластичности;
- в каких условиях будет эксплуатироваться смонтированная конструкция;
- степень влияния дефекта на функциональность.
Прибор для замера изъянов должен иметь необходимый предел измерения. Поэтому следует внимательно изучить инструкцию, чтобы знать его возможности. Прибором с пределом до 5 мм не получится с необходимой точностью измерить дефект до 2 мм.
Даже у многоопытных сварщиков случаются подрезы, поэтому новичкам не следует расстраиваться, если не все швы получаются идеальными. Чтобы снизить количество огрехов в период обучения сварку лучше выполнять многофункциональными инверторами. Дополнительные опции такого оборудования компенсируют недостаток опыта.
Источник
Имеющиеся фактические дефекты на металлическом изделии усложняют принцип использования конструкции по прямому назначению. Но, если грамотно и профессионально провести устранение дефекта, например подрез дефект сварного шва, то можно добиться отличных результатов механических и физических свойств материала. Чаще всего подрез сварного шва признается явным изъяном технологического процесса, который возникает от естественного перегрева металла, или места, где образован шов, так называемая технологическая усадка на кромках, которые происходят в процессе плавления. Чаще всего этот эффект возникает тогда, когда сварщик использует высокую скорость проведения сварочных мероприятий, а также в случае нарушения технологических процессов сварки, например, есть место появления высокого сварочного тока.
Кроме этого, неправильный угол наклона изделия, создаёт направление зоны горения дуги сварочного аппарата в места с тонкими краями, что в свою очередь создаёт технологическую глубину подреза сварного шва. В результате, в естественной газовой среде, при достаточно высоких температурах можно сжечь металл, а это, приводит к нарушению прочности конструкционного строения металла.
Пример подреза сварного шва
Как образуются дефекты?
Попробуем разобраться, что такое подрез сварочного шва и как он влияет на физическую природу строения металла. Сам подрез является конструкционным углублением внутри основного металла, имеющий расположение по краям готового сварного шва. Чаще всего такой дефект возникает по причине появления излишнего показателя силы сварочного тока в рабочем процессе варки или пайки металла. Также причины подреза сварного шва вызваны неконтролируемой длиной электрической дуги. В данном случае длина сварного шва неестественным образом увеличиться, а края готовых кромок сильно оплавятся.
Внешний вид подреза сварного шва
На представленных фото подрез сварного шва можно заметить, если видны смещения электрода к самой видимой и близкой части горизонтальной стенки. При этом сама вертикальная стенка оплавляется максимально быстро, чем горизонтальная. Расплавленный в данном случае металл мгновенно стекается по горизонтальной части. В этом случае возникает допуск подреза сварного шва на вертикальной части, а в горизонтальной плоскости образуются наплывы.
Способы предотвращения появления дефектов
Несмотря на то, что есть определённый технологический регламент контроля дефекта ГОСТ 30242-97 подреза сварного шва, рекомендуется все же предотвратить эти явления, соблюдая минимальные требования, в числе которых представлены следующие:
- Соблюдение температурного режима. Как известно, подрез сварного шва это процесс, который получаете в результате перегрева, и высокие показатели силы тока, являются основными причинами увеличения температуры и образования подреза.
- Угол наклона. Нередко в качестве дефекта служит банальное несоблюдение рабочего угла наклона, который имеет свои характеристики. Используйте рекомендуемый угол наклона, а высокую температуру сварки направляйте в зону, где есть более толстый слой металла. Таким образом, вы сумеете придерживать требуемые нормы подреза сварного шва.
- Скорость. Быстрая скорость сварки приводит к тому, что допускается подрез сварного шва. В результате дефекты будут очевидными, а это в свою очередь негативно сказывается на характеристиках прочности соединения. Рекомендуем попробовать свои силы и научиться выстраивать скорость проведения сварочных работ.
«Важно,
работать умеренно, не допускать высоких скоростей работы, но и медленная работа не даёт нужного результата.»
- Правильный выбор газа. Дополнительным отрицательным моментом работы в среде газа MAG-сварки, станет неправильный выбор экранирующего газа, который ставит перед собой проблему – допускаются ли подрезы сварных швов. Правильный выбор типа газа, а также его соответствие с металлами, станет гарантией качества проведённой работы. Для углеродистых сталей оптимальным вариантом станет двуокись углерода, а лучше в сочетании с различными группами инертных газов.
- Соблюдение технологии сварки. В ряде случаев предусматривается что подрез сварного шва можно замерить с помощью специальных слесарных инструментов, которые есть у каждого сварщика. В процессе сварки используйте только тот диаметр электродов, который является оптимальным для данного класса или группы металлов. Если нет возможности исключить полностью подрез, то используйте оптимальную рабочую зону шва. В крайнем случае, допускается использование многопроходных швов.
- Правильное рабочее положение. Некоторые сварщики допускают оплошность в виде того, что сварка осуществляется в горизонтальном положении. Это случай создаёт определённую усадку на металле, точнее на ее кромках. Самым оптимальным вариантом в данном случае является вертикальное положение свариваемых деталей. Здесь же вы получите дополнительный плюс в виде адекватного расходования электрода в процессе сварки.
- Использование многофункциональных систем сварки. При необходимости, используйте не только MAG-сварку, а аналог типа MIG. Это в конечном итоге даст хороший результат и меньше всего будут заметны дефекты сварки в целом. Смело комбинируйте различные варианты сварочных аппаратов в рабочем процессе.
Допускаются ли подрезы в сварных швах
В силу ряда причин допускается использование подреза сварных швов, которые чаще всего вынуждены использовать в сложных конструкционных решениях. Для точного определения надобности наличия подреза, учитываются следующие факторы:
- Естественные габаритные размеры металлоконструкции, а также размеры сварного шва.
- Какое фактическое напряжение возникает внутри металлоконструкции, учитываются как начальное, так и остаточное напряжение.
- Общий вид имеющегося сварного дефекта, описание и характеристика.
- Механические параметры дефекта (текучесть, сопротивление, вязкость, пластичность и т.д.).
- Условия эксплуатации металлоконструкции, чаще всего определяются по параметрам состояния окружающей среды.
- Функциональная пригодность в дальнейшем изделия.
При выборе прибора для измерения, учитываем возможности устройства. Если прибор имеет предел измерения 5 мм, то невозможно точно определить данные дефекта с диаметром менее 2 мм. Внимательно изучите инструкцию прибора, и правильно производите измерение параметра глубины дефекта. Учитываем также общее состояние металлоконструкции, уставший металл верный признак того, что подрез сварного шва будет неэффективным по многим параметрам.
Источник
Металлоконструкции, сваренные из металла, востребованы в разных сферах жизнедеятельности. Однако во время выполнения сварочных работ могут возникать разного рода дефекты сварных швов. Они сокращают возможный срок службы соединения и снижают уровень безопасности готового изделия.
Виды дефектов сварных швов
Все допуски по размерам шва регламентированы требованиями ГОСТа для каждого из видов сварки. Любые отклонения показаний от утвержденных нормативов принято считать дефектами. Они могут быть последствием ошибок в процессе как подготовки, так и выполнения сварочных работ.
Большинство изъянов сварочного соединения отрицательно сказываются на его прочностных характеристиках. Все дефекты делятся на три группы:
- наружные. Основными показателями являются неправильная форма стыка, трещины, наплывы, кратеры, подрезы шва, прожоги и прочие визуальные признаки, которые можно обнаружить на поверхности. Они видны при тщательном визуальном осмотре и только некоторые можно заметить с первого взгляда;
- внутренние. Дефекты представляют собой неполное или неравномерное сплавление металлов, трещины или пористость в структуре, наличие посторонних включений – шлак, оксид, неметаллические примеси; другие, находящиеся внутри шва, изъяны;
- сквозные. Трещины, подрезы, прожоги и прочие повреждения, которые носят сквозной характер и видные с обеих сторон.
Любые дефекты являются основанием для выбраковки работы и должны быть устранены. Это правило особенно актуально для металлоконструкций несущего плана – каркасов, рам, обрешеток и т.п. Они должны быть сварены безупречно, чтобы выдерживать предполагаемые нагрузки. В противном случае конструкции могут служить источником опасности для окружающих.
Классификация дефектов сварных соединений
Далеко не в каждом случае получается добиться идеального качества сварного соединения. При желании можно найти отклонения от установленных требований. Полностью классификация сварных соединений изложена в пунктах ГОСТа 30242-97. Документ содержит информацию обо всех возможных изъянах. Из них можно выделить часть, которые чаще других встречаются при контрольном осмотре соединительных стыков.
Трещины
Наибольшее негативное влияние на качество сварного шва оказывают трещины. Потенциально они наиболее опасны, поскольку могут стать причиной быстрого разрушения всей конструкции, что в свою очередь может привести к трагедии.
Появляются трещины по разным причинам:
- стыки расположены неправильно;
- место сварки было резко охлаждено;
- неправильно подобраны расходные материалы;
- металл кристаллизировался вследствие избыточно высокой температуры.
По способу образования трещины могут быть продольными, поперечными или радиальными, а по размеру принято различать макро- и микротрещины. Вне зависимости от вида, причин и способа образования трещина является недопустимым дефектом.
Подрезы
Визуально изъян представляет собой продольное углубление с наружной части шва. Из-за подреза уменьшается сечение шва и образуется внутреннее напряжение соединения. Прочность такого шва вызывает большие сомнения. Основная причина образования дефекта – завышенный показатель сварочного тока. Чаще всего подрезы характерны для горизонтальных швов.
Наплывы
Избыточный расплав натекает на поверхность заготовки, остывает и образует ложный валик. Это наплыв, не имеющий прочного сплавления с рабочей поверхностью. Чаще всего дефект образуется при горизонтальной сварке стыковых или угловых швов. Причиной их образования является недостаточный прогрев основного металла, из-за избытка присадочного материала или окалин на кромках стыкуемых поверхностей.
Прожоги
Изъян представляет собой сквозное отверстие, которое образуется из-за вытекания металла из сварочной ванны. Как правило, из обратной стороны образуется наплыв. Провоцирует прожог слишком медленное перемещение электрода по линии стыка, слишком большой ток, недостаточная толщина прокладки или же неплотное ее прилегание, большой зазор между деталями.
Непровары
Если между швов и основным металлом есть участки, где видно несплавление между ними, то это непровар. То есть, основной металл не прогрелся как следует, чтобы образовать с расплавом единое целое. Такой дефект сильно понижает прочностные характеристики соединения и все конструкции в целом. Причиной непровара может быть слишком высокая скорость перемещения электрода, плохая предварительная подготовка кромок, присутствие окалины, ржавчины и прочих загрязнений на поверхности соединяемых заготовок.
Кратеры
Небольшие углубления в сварном валике образуются в результате разрыва сварочной дуги. Изъяны приводят к уменьшению поперечного сечения стыка, что снижает степень его прочности. вторичная опасность кратера заключается в том, что его дно может иметь дополнительные рыхлые включения, приводящие к появлению трещин.
Свищи
Изъяны представляют собой поверхностные дефекты в виде полостей. Они снижает прочность стыка и дополнительно опасны тем, что могут провоцировать образование трещин. Свищи характеризуются произвольной формой, могут образовываться как на внешней стороне, так и на внутренней.
Поры в сварном шве
В процессе сварки могут образовываться наполненные газами поры. Причиной их возникновения являются разные загрязнения на поверхности заготовки, высокая скорость перемещения электрода, слишком высокое содержание углерода в присадочном материале.
Посторонние включения
Качество шва значительно снижается из-за посторонних включений – шлаковых, флюсовых, оксидных, вольфрамовых и прочих. Основной причиной, которая их вызывает, является неправильно выбранный режим сварки.
Причины возникновения дефектов сварных швов
Любой дефект образуется вследствие определенного фактора. Существуют разные причины образования дефектов сварного шва:
- во время работ применялись некачественные расходные материалы;
- не соблюдалась технология выполнения сварочных работ;
- низкого качества металл, используемый для создания сварной конструкции;
- неисправность оборудования или некачественная его работа;
- неправильно выбранный режим сварки;
- допущены технологические ошибки из-за низкой квалификации специалиста.
Чтобы получить металлоконструкцию высокого качества, требуется строгое соблюдения технологических параметров и норм сваривания, привлекать к работе специалистов с достаточным уровнем квалификации.
Методы выявления дефектов
Для выявления дефектов сварного шва применяются разные методы:
- замеры стыков и визуальный осмотр;
- проверка соединений на герметичность;
- поиск дефекта с использованием специальных приборов;
- лабораторные испытания образцов на прочность.
Визуальное определение качества сварного шва выполняется только после тщательной очистки его поверхности от шлака, устранения разных загрязнений и застывших брызг металла. Проверяются размеры, форма, наличие дефектов – прожогов, свищей, трещин, кратеров и прочих изъянов.
Благодаря испытаниям на герметичность удается определить наличие или отсутствие дефектов трубопроводов – пор, трещин, непроваров. На герметичность конструкции проверяются такими способами:
- обдувание воздухом;
- наполнение водой под давлением;
- обработка керосином.
При обнаружении дефекта требуется дополнительная обработка с целью его устранения.
Способы устранения дефектов сварных соединений
Вне зависимости от задействованного оборудования – инвертор, классический аппарат, трансформатор и прочее – образование дефектов не исключено. Принято различать так называемые допустимые и недопустимые дефекты сварки. В зависимости от типа и сложности изъянов определяется пригодность готового изделия к эксплуатации.
Не допущенные к использованию конструкции направляются на доработку. Каким способом будет устраняться дефект, зависит от типа изъяна:
- прожог заваривается после тщательной зачистки сварного соединения;
- подрезу устраняются путем наложения тонкого наплава по всей длине их образования;
- участок с трещиной рассверливается, тело шва вырубается, поверхность зачищается и обезжиривается. После этого углубление заваривается;
- непровары вырезаются и повторно завариваются;
- свищи и кратеры устраняются по одной схеме. Прежде всего все вырезается до основного металла. После этого стык варится по-новому;
- наплывы следует аккуратно срезать, проверив при этом есть ли непровары;
- деформированные участки выравниваются прогревом или же механическим путем;
- любой из дефектов, подразумевающий наличие посторонних включений, устраняется путем вырезания шва (участка) и наложением нового.
В случае, когда в процессе контроля обнаруживаются дефекты технологического характера соединений труб, то исправление выполняется одним из методов:
- механическим путем без сваривания;
- механическим путем в сочетании с завариванием дефектного участка;
- вырезание участка трубопровода, содержащего технологический дефект;
- шов полностью удаляется и стык проваривается по-новому.
Прочность и герметичность сетей газоснабжения восстанавливается дуговой сваркой. Применение газосварочных установок не допускается.
Методы контроля сварных соединений
Само собой разумеется, что любые дефекты сварного соединения увеличивают риск разрушения конструкции. Чтобы такую вероятность свести к минимуму, следует внимательно проверять качество сварных соединений. Весь процесс выполняется поэтапно:
- предварительный. Проверяется качество металла и расходных материалов;
- контроль в процессе выполнения сварочных работ. Постоянно проверяется режим сварки, работа оборудования, осматриваются и измеряются швы. В случаях, когда обнаруживаются отклонения от стандартов, дефекты сразу исправляются;
- прием готовой конструкции. Визуальным осмотром определяется наличие внешних изъянов. При необходимости проводятся лабораторные и испытательные проверки.
Применяемые сегодня методы контроля делятся на две группы – неразрушающие и разрушающие. Для выявления дефектов готовых конструкций применяются, как правило, неразрушающие методы контроля:
- визуальный осмотр;
- проверка ультразвуком (дефектоскопия);
- контроль при помощи магнитного поля;
- дефектоскопия цветная;
- дефектоскопия радиационная;
- дефектоскопия капиллярная;
- контроль на проницаемость;
- другие методы.
Разрушающий контроль используется в отношении отобранных для этого образцов. Он позволяет установить параметры прочности сварного шва и зоны термического влияния. В контроле задействованы химические, механические и металлографические методы проверки.
Источник