От качества сварных швов зависит так много, что им посвящён отдельный ГОСТ 30242 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением». Качественный шов не только обеспечивает надёжное соединение, но и правильно распределяет внутренние напряжения, защищая изделия от деформации. Чтобы контролировать качество соединений, были выявлены и описаны их типичные дефекты.
Какие бывают дефекты сварных швов
- Наружные — расположены на поверхности, видны невооружённым глазом или через увеличительное стекло. К ним относятся: наплывы, подрезы, трещины, кратеры.
- Внутренние — могут быть обнаружены только методами неразрушающего контроля (ультразвук, радиография). В эту группу входят непровары, пористость, посторонние включения.
- Сквозные дефекты пронизывают шов. Они видны как снаружи, так и при аппаратных проверках. К сквозным дефектам относятся прожоги и глубокие трещины.
Критичные дефекты:
Трещины в герметичных изделиях приводят к протеканию, в остальных — к ослаблению прочности. Шов с длинными и глубокими трещинами может лопнуть, и тогда вся конструкция разрушится.
Трещины различаются:
- по размеру: микро- и макротрещины (видны невооруженным глазом или при 2–4-кратном увеличении);
- по расположению: поперечные, продольные, радиальные (звездоподобные);
- по причинам появления: холодные и горячие.
Подрезы — продольные углубления вдоль сварного шва. Сильно ослабляют шов и могут привести к разрушению конструкции.
Причины:
- Основной металл кристаллизуется слишком быстро;
- Быстрая или неточная работа электродом;
- Завышенное напряжение или сила тока дуги.
Как избежать:
- Подогревать основной металл перед сваркой. Это улучшит его смачиваемость и обеспечит равномерную кристаллизацию.
Кратер — углубление в конце шва или соединительном валике.
Причины:
- Резкий обрыв дуги. Такие кратеры хорошо заметны, их сразу подваривают.
- Усадка металла при остывании. Эти кратеры опаснее первых: под ними могут находиться рыхлые участки, где со временем появятся трещины. Обнаруживают их не сразу, обычно когда трещины станут заметны.
Как избежать:
- Правильно выполнять конец шва.
Непровары — участки неполной сварки шва.
Причины:
- На шов подано недостаточно энергии;
- Слишком быстрая работа электродом;
- Посторонние включения;
- Неправильная разделка кромок.
Как избежать:
- Соблюдать технологию сварки.
Если непровар заметили сразу, его вырезают и заваривают заново.
Пористость — пузырьки воздуха в зоне сварки.
Причины:
- В металле скопилось много растворённых газов.
Как избежать:
- Прокаливать электроды.
- Варить на короткой дуге.
Посторонние включения меняют свойства стали и ослабляют соединение. Чаще всего в зоне шва оказываются окиси металла, шлаков и вольфрама.
Причина:
- Встречаются при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом.
Как избежать:
- Соблюдать технологию сварки.
Методы обнаружения дефектов сварного шва
Визуально-измерительный. Прост и доступен, выявляет большинство наружных дефектов. Визуальная часть включает осмотр невооружённым взглядом, под лупой и микроскопом. Измерительная — снятие размеров дефектов специальными линейками и другими приборами.
Капиллярный. Ещё один простой и доступный метод. Поверхность покрывают ярко окрашенной жидкостью с высокой текучестью (пенетрантом). Она заполняет мельчайшие трещины и пустоты. После того, как верхний слой удаляют, дефекты остаются окрашенными и хорошо заметны.
Магнитный. Вокруг шва создают магнитное поле и оценивают правильность магнитных линий. Визуализируют их ферримагнитным порошком.
Радиография. Через шов пропускают рентгеновские или Y-лучи. Результат — аналог медицинского рентгеновского снимка, на котором чётко видны внутренние повреждения.
Ультразвуковой. Через шов пропускают УЗ-волны, что позволяет выявить неоднородность структуры. Используется для диагностики непроваров, пористости и других внутренних дефектов.
Выводы
- Дефекты сварных соединений могут быть внешними, внутренними и сквозными.
- Любые дефекты сварного шва ослабляют его и влияют на прочность всего изделия.
- Лучший способ избегать дефектов — правильно подбирать и строго соблюдать технологию сварки.
- Если дефект допущен, его важно вовремя выявить. Для этого используются разные методы контроля.
- Методы контроля подбираются в зависимости от типа дефекта и оснащённости предприятия.
