Видове дефекти в заварените съединения. Дефекти в заваръчните шевове и причините за тяхното възникване Дефекти в съединенията
ГОСТ 30242-97
МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ
ДЕФЕКТИ В ЗАВАРОЧНИТЕ ВРЪЗКИ
МЕТАЛИ ЧРЕЗ ТОПЕНЕ
МЕЖДУДЪРЖАВЕН СЪВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИЯТА, МЕТРОЛОГИЯТА И СЕРТИФИКАЦИЯТА
Минск
Предговор
1 РАЗРАБОТЕН от Института по електрозаваряване на името на. Е.О. Патон от Националната академия на науките на Украйна; Междудържавен технически комитет по стандартизация MTK 72 „Заваряване и сродни процеси“ ВЪВЕДЕНО от Държавния комитет по стандартизация, метрология и сертификация на Украйна 2 ПРИЕТО от Междудържавния съвет по стандартизация, метрология и сертификация (Протокол № 11 от 23 април 1997 г.) Гласувано за осиновяване:
|
Име на държавата |
Име на националния орган по стандартизация |
| Република Азербайджан | Азгосстандарт |
| Република Армения | Армгостандарт |
| Република Беларус | Държавен стандарт на Република Беларус |
| Република Киргизстан | Киргизстандарт |
| Република Молдова | Молдовастандарт |
| Руска федерация | Госстандарт на Русия |
| Република Таджикистан | Таджикгосстандарт |
| Туркменистан | Главен държавен инспекторат "Туркменстандартлари" |
| Република Узбекистан | Uzgosstandart |
| Украйна | Държавен стандарт на Украйна |
МЕЖДУДЪРЖАВЕН СТАНДАРТ
ДЕФЕКТИ В СЪЕДИНЕНИЯТА ПРИ ФУНКЦИОНАЛНО ЗАВАРЯВАНЕ НА МЕТАЛИ
Класификация, обозначение и определения
Несъвършенства в метални заварки.
Класификация, обозначение и определения
Дата на въвеждане 2003-01-01
1 област на използване
Този стандарт установява класификацията, дефинициите и символите на дефектите в заваръчните шевове, зоните на топлинно въздействие и основния метал при заваряване чрез стопяване на метали.2 Класификация на дефектите
2.1 Дефекти при заваряване чрез стопяване на метали се образуват поради нарушаване на изискванията на нормативните документи за заваръчни материали, подготовка, монтаж и заваряване на съединени елементи, термична и механична обработка на заварени съединения и конструкцията като цяло. 2.2 В този стандарт дефектите се класифицират в следните шест групи: 1 - пукнатини; 2 - кухини, пори; 3 - твърди включвания; 4 - липса на сливане и липса на проникване; 5 - нарушение на формата на шева; 6 - други дефекти, които не са включени в горните групи.3 Наименование, определение и обозначение на дефектите
Името, определението и обозначението на дефектите са дадени в таблица 1. Таблицата показва: - в колона 1 - трицифрено цифрово обозначение на всеки дефект или четирицифрено цифрово обозначение на неговите разновидности; - в колона 2 - буквеното обозначение на дефекта, използвано в колекциите от референтни радиограми на Международния институт по заваряване (IWI); - в колона 3 - името на дефекта на руски, английски и френски език; - в колона 4 - определение и/или пояснителен текст; - в колона 5 - чертежи, допълващи определението, ако е необходимо.маса 1
|
Обозначаване на дефекта |
Име на дефекта |
Дефиниция и/или обяснение на дефекта |
Чертежи на заварки и фуги с дефекти |
дигитален |
използва MIS |
Група 1. Пукнатини |
Пукнатини en пукнатини fr фисури | Прекъсване, причинено от локално разкъсване на заваръчен шев, което може да възникне в резултат на охлаждане или напрежение. | Микропукнатина en микропукнатина (микропукнатина) fr микропукнатина | Пукнатина с микроскопични размери, която се открива чрез физически методи при не по-малко от петдесеткратно увеличение | Надлъжна пукнатина en longitudinal crack fr fissure longitudinale | Пукнатина, ориентирана успоредно на оста на заваръчния шев. Може да се намира: | в заваръчния метал; | на границата на сливане; | в неблагороден метал | Напречна пукнатина en напречна пукнатина fr fissure transversale | Пукнатина, ориентирана напречно на оста на заваръчния шев. Може да се намира: |
|
в заваръчния метал; | в термично засегнатата зона; | в неблагороден метал | Радиални пукнатини en радиационни пукнатини fr fissurs rayonnantes | Пукнатини, излъчващи се от една точка. Те могат да бъдат: |
|
в заваръчния метал; | в термично засегнатата зона; | в основния метал Бележка—Пукнатини от този тип, отклоняващи се в различни посоки, са известни като пукнатини във формата на звезда | Пукнатина в кратера en crater cracks fr fissure de cratere | Пукнатина в заваръчния кратер, която може да бъде: |
|
надлъжно; | напречен; | звездовидна | Отделни пукнатини в група от несвързани пукнатини от reseau de fissures marbrees | Група пукнатини, които могат да бъдат локализирани: |
|
в заваръчния метал; | в термично засегнатата зона; | в неблагороден метал | Разклонени пукнатини и разклонени пукнатини от разклонения на фисури | Група пукнатини, възникващи от една пукнатина. Те могат да бъдат разположени: |
|
в заваръчния метал; | в термично засегнатата зона; | в неблагороден метал |
Група 2. Пори |
Газова кухина en газова кухина fr soufflure | Кухина с произволна форма, образувана от газове, уловени в разтопен метал, която няма ъгли | Gas pore en gas pore fr soufflure spheroidale | Газовата кухина обикновено има сферична форма |
|
Равномерно разпределена порьозност от souflures spheroidales | Група газови пори, разпределени равномерно в заваръчния метал. За разграничаване от Верига от пори (2014) |
|
Клъстер от пори en localized (clustered) fr nid de soufflures | Група от газови кухини (три или повече), подредени в клъстер с разстояние между тях по-малко от три максимални измерения на най-голямата от кухините |
|
Верига от пори и линейна порьозност от soufflures allignees (ou en chapelet) | Серия от газови пори, подредени в една линия, обикновено успоредна на оста на заваръчния шев, с разстояние между тях по-малко от три максимални размера на най-голямата от порите |
|
Удължена кухина en elongated cavity fr soufflure allongee | Прекъснатост, удължена по оста на заваръчния шев. Дължината на прекъсването е поне два пъти по-голяма от височината |
|
Fistula en worm-hole fr soufflure vermiculaire | Тръбна кухина в заваръчния метал, причинена от отделянето на газ. Формата и позицията на фистулата се определят от режима на втвърдяване и източника на газ. Обикновено фистулите са групирани в клъстери и са разпределени под формата на рибена кост. |
|
Повърхностни пори en surface por fr piqure | Газови пори, които нарушават непрекъснатостта на заваръчната повърхност |
|
Свиваема обвивка en свиване fr reassure | Кухина, образувана поради свиване по време на втвърдяване | Crater en crater pipe fr reassure de cratere | Кухина за свиване в края на заваръчния ръб, незаварена преди или по време на следващи проходи |
|
Група 3. Твърди включвания |
Твърдо включване en твърдо включване fr включване твърдо | Твърди чужди вещества от метален или неметален произход в заваръчния метал. Включенията, които имат поне един остър ъгъл, се наричат остроъгълни включвания |
|
Включване на шлака en включване на шлака fr включване de laitier | Шлака, уловена в заваръчния метал. В зависимост от условията на образуване, такива включвания могат да бъдат: |
|
линеен; | разединен; | други | Включване на поток en flux включване fr включване de dlux | Флюс, уловен в заваръчния метал. В зависимост от условията на образуване, такива включвания могат да бъдат: | линеен; | разединен; | други | Оксидно включване en оксидно включване fr включване d’оксид | Метален оксид, въведен в заваръчния метал по време на втвърдяването | Метално включване en метално включване fr включване metallique | Чужда метална частица, вградена в заваръчния метал. Частиците се отличават от: | волфрам; | мед; | друг метал |
Група 4. Липса на сливане и липса на проникване |
Липса на сливане en липса на сливане (непълно сливане) fr manque de fusion (колаж) Забележка - В някои страни термините „colage noir“ и „colage blanc“ се използват в зависимост от това дали има или липсват оксидни включвания на места с липса на синтез | Липса на връзка между заваръчния метал и основния метал или между отделни заваръчни шевове. Има несливания: |
|
на страната; | между ролките; | в основата на заваръчния шев | Липса на проникване (непълно проникване) fr manque de penetration | Нарушаване на стапянето на основния метал по цялата дължина на заваръчния шев или в участък, в резултат на невъзможността на разтопения метал да проникне в основата на съединението |
|
Група 5. Нарушаване на формата на шева |
Нарушение на формата en несъвършена форма fr forme defectueuse | Отклонение на формата на външните повърхности на заваръчния шев или геометрията на връзката от определената стойност | Непрекъснато подрязване en непрекъснато подрязване fr caniveau continu | Надлъжна вдлъбнатина по външната повърхност на заваръчния ръб, образувана по време на заваряване |
|
Непрекъснато подрязване en intermittent undercut fr morsure: caniveau discontinuous |
|
Жлеб за свиване en свиващ жлеб fr caniveau a la racine | Подрязване от страната на корена на едностранна заварка, причинено от свиване по протежение на границата на топене (вижте също 512) |
|
Излишък на изпъкналост на челна заварка en заваръчен излишък от метал fr surepaisseur прекомерен | Излишък от отложен метал върху предната страна на челната заварка над определената стойност |
|
Прекомерна изпъкналост на ъглова заварка en прекомерна изпъкналост fr изпъкнал прекомерен | Излишък от отложен метал върху предната страна на ъгловия шев (по цялата дължина или в участък) над определената стойност |
|
Излишно проникване en прекомерно проникване fr exes de penetration | Излишък от отложен метал върху задната страна на челната заварка над определената стойност |
|
Локално излишно проникване en локално излишно проникване fr излишно локално депроникване | Локално свръхпроникване над зададената стойност | Неправилен заваръчен профил en incorrect weld profile fr default de raccordement | Ъгълът α между повърхността на основния метал и равнината, допирателна към повърхността на заваръчния шев, е по-малък от установената стойност |
|
Плаващ en припокриване fr debordement | Излишък от заваръчен метал, който е изтекъл върху повърхността на основния метал, но не е споен с него |
|
Линейно несъответствие en линейно несъответствие fr defaut d’alignement | Разместване между два заварени елемента, при което повърхностите им са успоредни, но не на необходимото ниво |
|
Ъглово несъосие en ъглово несъосване fr deformation angulaire | Смесване между два заваряеми елемента, при които повърхностите им са разположени под ъгъл, различен от необходимия |
|
Капка и увисване от изтичане | Заваръчен метал, който се е утаил поради гравитацията и не се е слял със съединяваната повърхност. |
|
В зависимост от условията това може да бъде: |
|
изтичане по време на хоризонтално положение на заваряване; | изтичане в долната или таванната позиция на заваряване; | изтичане в ъгловия шев; | изтичане в шева на скута | Burn en burn through fr trou | Поток на метал от заваръчната вана, което води до образуване на проходен отвор в заваръчния шев |
|
Ненапълно запълнен жлеб от manque d'epaisseur | Надлъжна непрекъсната или периодична бразда на повърхността на заваръчния шев поради недостатъчен заваръчен добавъчен метал |
|
Прекомерна асиметрия на ъглова заварка en прекомерна асиметрия на ъглова заварка fr defaut de symetrie de soudure d’angle | Прекомерно превишаване на размерите на единия крак над другия |
|
Неравномерна ширина на шева и неправилна ширина от largeur irreguliere | Отклонение на ширината от зададената стойност по заваръчния шев | Неравна повърхност en неправилна повърхност fr surface irreguliere | Груба неравност във формата на повърхността на укрепване на шева по дължина | Вдлъбнатина на корена на шева en root concavity fr retassure a la racine | Плитка бразда от страната на основата на едностранна заварка, причинена от свиване (вижте също 5013) |
|
Порьозност в основата на заваръчния шев en root porosity fr rochage | Наличието на пори в основата на заваръчния шев поради образуването на мехурчета по време на втвърдяването на метала | Възобновяване en лошо рестартиране от mauvaise reprise | Локална грапавост на повърхността на мястото, където се възобновява заваряването |
|
Група 6. Други дефекти |
Други дефекти и различни несъвършенства по подразбиране на водолазите | Всички дефекти, които не могат да бъдат включени в групи 1-5 | Случайна дъга en лутаща се дъга fr coup d'arc | Локално увреждане на повърхността на основния метал в близост до заваръчния шев в резултат на случайно образуване на дъга | Метални пръски и пръски от проекция (или перли) | Капки от заваръчен метал или добавъчен метал, образувани по време на заваряване и прилепнали към повърхността на втвърдения заваръчен метал или засегнатата от топлина зона на основния метал | Волфрамови пръски en волфрамови пръски от проекция на волфрам | Волфрамови частици, изхвърлени от разтопената зона на електрода върху повърхността на основния метал или втвърдения заваръчен метал | Повърхностно ожулване и разкъсана повърхност fr dechirure locale ou arrachement local | Повърхностна повреда, причинена от отстраняване на временно заварено приспособление | Изтъняване на метала и недостатъчно промиване от прекомерен мулаж | Намаляване на дебелината на метала до стойност, по-малка от допустимата по време на обработката |
Заваряването е един от основните процеси в повечето инженерни отрасли. В допълнение, заваряването често се използва в ежедневието за свързване на метални конструкции, тъй като има предимства пред други методи.
Предимствата на метода включват:
- Осигурява по-добра херметичност при свързване на тръбопроводи от резбови връзки.
- Намалява материалните разходи за закупуване на хардуер за производство на огради, стълби и други метални конструкции.
- Изглежда естествено като част от сглобяеми метални продукти, тъй като висококачествената заварка винаги е чиста. Поради това заваряването се използва широко в производството на високо художествени метални конструкции, включително за свързване на елементи, направени с помощта на художествено коване.
Но заваръчните шевове не винаги се правят с високо качество. Това става особено забележимо, ако майстор с богат производствен опит и новак са участвали в заваряването на един продукт заедно. Професионално направеният шев никога няма да повдигне никакви въпроси при визуална проверка, за разлика от висящи мъниста или неизпечени участъци от шев, направен от новак. Но това е само външна картина. Важно е и в какво състояние е металът вътре. От това до голяма степен зависи здравината на заварената връзка и други характеристики.
Нека разгледаме дефектите, които могат да възникнат в заваръчните шевове, причините за тяхното възникване, начините за предотвратяване на появата им, както и възможностите за отстраняване.
Причини за дефекти
Има два вида фактори, влияещи върху качеството на заваръчните работи:
Основните субективни причини за възникване на дефекти на заваръчния шев са:
- грешки при подготовката на заварени повърхности;
- използване на инструмент, различен от посочения от технолога;
- неизправност на заваръчния инструмент;
- малък трудов стаж и ниска квалификация на заварчика;
- отклонение от необходимите условия на заваряване.
Дефектите в заварените съединения обикновено се разделят на две групи:
- Външен, чието присъствие става очевидно при изследване на шева с просто око.
- Вътрешен, чиято идентификация изисква използването на специални устройства за наблюдение.
В някои източници сквозните дефекти се класифицират като отделна група, но от научна гледна точка те се класифицират като външни, тъй като се откриват по време на проверка.
Външни недостатъци
Тъй като външните дефекти са видими, те са свързани с нарушаване на геометрията на шева и съседните области на материала. При ръчно заваряване в по-голямата част от случаите дефектите са свързани с ниска квалификация на заварчика или небрежност при извършване на работата. Често могат да се наблюдават грешки в посоката и движението на електрода. При автоматичното заваряване дефектите могат да бъдат причинени от работа на дефектно заваръчно оборудване.
Най-често срещаните видове външни дефекти са:
Вътрешни дефекти
Наличието на вътрешни дефекти в заваръчния шев не винаги е очевидно. Скритите дефекти са особено опасни, така че всички заварени съединения трябва да бъдат внимателно наблюдавани.
Нека разгледаме основните видове вътрешни дефекти:
Методи за контрол
За да се предотврати появата на дефектиСистематичен контрол трябва да се извършва на всички етапи от производството: преди, по време на процеса на заваряване и след завършване.
- Преди заваряване се проверява подготовката на съединителните повърхности и тяхната геометрия.
- По време на процеса внимателно се следи спазването на всички параметри на технологичния процес, включително режимите на заваряване.
- След заваряването се извършва проверка на готовия продукт.
Основните методи за идентифициране на дефекти в заваръчните шевове:
Често идентифицираните дефекти в заваръчните шевове не могат да бъдат отстранени и водят до отхвърляне на продукта. Разбира се, никой няма да изхвърли част от оградата с вълнички, но за критичните части винаги е необходим строг контрол.
Някои дефекти могат лесно да бъдат отстранени:
След отстраняване на всички дефекти детайлът подлежи на повторна, още по-щателна проверка, която ще гарантира липсата на дефекти. Ако недостатъците бъдат открити отново, могат да бъдат направени допълнителни корекции. Въпреки това, такива процедури могат да се повтарят не повече от три пъти, в противен случай има голяма вероятност от рязко намаляване на механичните свойства на материала.
Често е трудно да се завърши заваръчен шев без никакви дефекти. Постоянната практика и стриктното спазване на технологията обаче ще позволят намалете броя им до минимум. А познаването на теоретичната основа ще помогне за правилното организиране на технологичния процес, за да се получат висококачествени продукти.
Време за четене: ≈12 минути
Няма значение каква технология ще изберете за извършване на заваръчни работи. Дефекти могат да възникнат във всеки случай, независимо дали по време на заваряване или заваряване. Появата на дефекти е свързана или с неопитността на заварчика, или с неправилно избран режим на заваряване, или с недостатъчно задълбочен контрол на качеството.
Поради това е важно да се предотвратят дефекти и контролът на качеството на заварените съединения трябва да се извършва след всяка заваръчна операция. В тази статия ще обясним подробно какви често срещани дефекти на заваръчните шевове съществуват. И какви методи за контрол могат да се използват за откриването им.
Всеки опитен заварчик ще ви каже, че има много видове дефекти на заваръчния шев. Те могат да бъдат разделени на две категории - външни и вътрешни. Външните дефекти в заваръчните шевове могат да бъдат открити директно върху повърхността на шева с помощта на специален инструмент (например лупа) или добро зрение. Вътрешните дефекти в заваръчните шевове не се виждат визуално и трябва да се използват специални техники за контрол на качеството, за да бъдат открити. Ще говорим за тях към края. Междувременно има дефекти.
В тази статия няма да изброяваме всички възможни дефекти, а ще говорим само за най-често срещаните. И така, по-долу е нашата кратка класификация на заваръчните дефекти.
Липса на проникване
Липсата на проникване в заваръчния шев е един от най-честите дефекти сред начинаещите. Това е малък участък с недостатъчно заварен метал. Основните причини за липса на топене са твърде дълга заваръчна дъга, недостатъчен ток или и двете грешки едновременно.
За начинаещи липсата на проникване възниква, ако заваряването е извършено неправилно или ако заваряването е извършено твърде бързо. Както може би се досещате, за да предотвратите лошото проникване на заваръчния шев, трябва да изберете оптималния режим на заваряване, не гответе твърде бързо и с къса дъга.
Подрязване
Ако някога сте заварявали Т-образен шев или заваръчен шев, може да сте забелязали малки вдлъбнатини по протежение на страните на заваръчния шев. Това са подрязвания. Честа причина за подрязване е твърде бързо заваряване или неправилно избрано напрежение на заваръчната дъга. Освен това понякога се получават подрязвания поради твърде дългата дъга.
Някои начинаещи питат: „Позволени ли са подрязвания на заварки?“ Да, но само в много сложни конструкции, където подбиванията не могат да бъдат избегнати. В ситуации като тези подрязванията се наричат просто „допустими дефекти на заварката“. В други случаи това са неприемливи дефекти.
приток
В 95% от случаите зърно в заваръчния шев показва, че не сте регулирали правилно настройките или не сте почистили ръбовете достатъчно старателно. Очевидно е, че за да предотвратите образуването на дефект, трябва правилно да регулирате заваръчния ток и леко да увеличите напрежението на дъгата.
Прогаряне
Изгарянето на заваръчния шев е проходен отвор в заваръчната фуга, който можете да откриете с просто око. Прогарянето се получава поради бавно заваряване. Твърде много топлина се концентрира на едно място и металът се топи повече, отколкото трябва. Основната опасност от изгаряне е значително намаляване на здравината на шева.
Намалете заваръчния ток и ускорете образуването на шев. Това е единственият начин да предотвратите появата на изгаряния. Обърнете специално внимание, ако заварявате алуминий. Има много висока топлопроводимост и ниска точка на топене. Така че получаването на изгаряне на алуминиев детайл е толкова лесно, колкото и беленето на круши.
кратер
Кратерът е малък кратер, разположен директно върху заваръчния шев. Най-често в самия край. Образува се поради внезапно прекъсване на дъгата. Водете дъгата плавно и завършете заваряването постепенно. Ако вашият заваръчен апарат има специален режим против кратери, включете го.
Горещ или студен крек
Пукнатините в заваръчните шевове също са едни от най-честите дефекти. Пукнатините могат да бъдат студени или горещи. По време на заваряването се образуват горещи, а след това - студени. Горещи пукнатини се образуват, когато електродът/пълнежната тел и заварявания метал са несъвместими. Понякога могат да се образуват пукнатини при опит за заваряване на кратера, който обсъдихме по-горе. Проверете дали съставът на пълнежния материал и метала е идентичен.
Със студените пукнатини всичко е по-просто. Те се образуват само ако шевът е твърде крехък и не може да издържи на механично натоварване. Единственият начин да предотвратите появата на студени пукнатини е да следвате технологията на заваряване и да работите професионално. Горещите и студените пукнатини могат да бъдат вътрешни (скрити от поглед) или външни.
Пори
Какво е времето за заваряване? Порите (и най-често порите) са малки вдлъбнатини в структурата на шева. Може да бъде повърхностен или вътрешен. Представете си мравуняк, който е пронизан от множество проходи. Същото се случва и със шева. Порите без съмнение могат да се нарекат най-честият дефект от всички.
Ако по време на процеса са се образували пори в заваръчния шев, тогава сте направили всичко погрешно от самото начало. Най-вероятно не сте почистили ръбовете достатъчно старателно и не сте защитили шева от кислород. И такива грешки се правят само от тези, които току-що са започнали да се запознават със заваряването. Не работете на течение и проверете качеството на електродите/изправността на горелката/изправността на газоснабдителната система.
Методи за контрол на качеството
Е, сега знаете най-честите дефекти в заварените съединения и причините за тяхното възникване. Сега нека поговорим за. Ще ви разкажем за най-често използваните и ефективни. Това са визуален измервателен контрол, радиационен и ултразвуков контрол.
Визуален и измервателен контрол
(VIC) е най-простият и най-старият метод за оценка на качеството на заварено съединение. От наименованието става ясно, че по време на този контрол се използват инструменти за визуално наблюдение и измерване. Визуалното наблюдение означава проста проверка на шева с просто око или с лупа. В някои случаи се използват микроскопи. А обикновените владетели най-често се използват като измервателни уреди. Това е най-достъпният и евтин метод за контрол, тъй като инструментите са евтини и заварчикът, който извършва работата, може да бъде обучен за такъв контрол. Дори не е необходимо фирмата да наема отделни специалисти за осъществяване на този контрол.
Сега магазините продават специални комплекти с всички необходими инструменти и дори подробни инструкции как да се извърши контрол. Трябва само да прочетете брошурата веднъж, да запомните всичко и можете сами да извършите такъв контрол. Но въпреки всички предимства, VIC има голям недостатък - значителното влияние на човешкия фактор върху резултата от контрола. Цялата отговорност пада върху плещите на човека. И ако поради обективни или субективни причини той не може да извърши качествено контрола, тогава има възможност за дефект.
Радиационен контрол
(наричан още радиографски) е много интересен контролен метод, който се основава на използването на рентгенови лъчи. Да, както при рентгеновата диагностика в клиниката. Частта се прехвърля в специално устройство (или устройството се монтира върху частта), след това рентгеновото лъчение преминава през метала и изходът е изображение, в което се виждат всички дефекти на заваряване. Тази технология вероятно ви е известна отдавна.
Не е трудно да се досетите, че такава диагностика е изключително ефективна. Картината показва най-малките дефекти, които не могат да бъдат открити с друг метод. Особено ако снимката е направена с помощта на компютър, на който след това можете да разгледате подробно всички недостатъци на заваряването. Но при работа с рентгенов апарат е необходимо да се спазват повишени предпазни мерки. Радиационните частици могат да замърсят въздуха, което го кара да стане проводим. И не е необходимо да се говори за възможна вреда за здравето. Следователно само добре обучен персонал трябва да има право да извършва радиационен мониторинг.
Ултразвуково изследване
Ултразвуковото откриване на дефекти на заварки (известно още като ултразвуков контрол на качеството или просто ултразвукова проверка на заварки) е метод за контрол, който в много отношения е подобен на радиационния метод, описан по-горе. Само вместо рентгенови лъчи тук се използват ултразвукови вълни. За записване на резултата се използва ултразвуков дефектоскоп за контрол на заварени съединения.
Същността на работата му е проста. Ултразвуковите вълни се изпращат към заваръчната повърхност и преминават през метала. Те не преминават напълно, някои от лъчите се отразяват и се връщат обратно. Ако шевът има някакъв дефект, тогава отразените и връщащите се вълни ще бъдат отслабени и изкривени. Просто казано, те ще бъдат различни от тези, които бяха пуснати в началото на контролата. Всички тези промени се записват от дефектоскопа.
Ултразвуковото изследване се използва много често. За да го извършите, можете да инсталирате голям стационарен детектор за дефекти в отделен офис или можете да закупите компактен модел за диагностика на място. И този компактен модел може да даде напълно обективни резултати. С помощта на детектор за дефекти можете не само да разберете местоположението на дефекта, но и неговия размер. Но трябва да вземете предвид, че дефектоскопите са скъпи и за да работите с тях, трябва допълнително да обучите персонала. Или потърсете специалист „отвън“.
Вместо заключение
Дефектите в заварките и ставите могат да бъдат различни, но същността винаги е една и съща - те по някакъв начин нарушават експлоатационните характеристики на крайния продукт. За да ги избегнете, трябва да практикувате колкото е възможно повече, да зададете правилно режима на заваряване и да не забравяте за контрола на качеството. Извършването на ултразвуково изследване отнема само няколко минути и в резултат на това получавате обективна картина и можете трезво да оцените качеството на работата си.
Всички отклонения от технологичните параметри, причинени от небрежност при работа, нарушаване на условията на работа и външни причини, често извън контрола на заварчика, могат да доведат до дефекти в заваръчния шев и зоната на заваряване, попадаща в термично засегнатата зона. Дефектите могат да бъдат причинени и от нарушаване на технологичните методи както на самия процес на заваряване, така и от некачествена подготовка, неизправност на оборудването, отклонения от стандартите за качество на заваръчните материали, влияние на метеорологичните условия и ниска квалификация на заварчика.
Появата на дефекти често се свързва с металургични и термични явления, които възникват по време на образуването на заваръчната вана и нейната кристализация (горещи и студени пукнатини, пори, шлакови включвания и др.; Тези дефекти намаляват здравината и надеждността на заваръчната връзка, неговата херметичност и устойчивост на корозия Всичко това може да окаже значително влияние върху експлоатационните възможности на цялата конструкция и дори да причини нейното разрушаване.
Дефектите в заваръчните шевове могат да бъдат външни и вътрешни.
Външни дефекти на заваръчните шевове
Външните дефекти в заваръчните шевове (фиг. 1) включват нарушения на размера и формата на шева, подрязвания и други отклонения, които могат да бъдат открити по време на външна проверка на заваръчното съединение.
Нарушаването на формата и размера на заваръчния шев най-често се причинява от колебания на напрежението в електрическата мрежа, небрежност в работата или ниска квалификация на заварчика, проявяваща се в грешен избор на режими, неточно насочване на електрода и метода на неговото движение . Дефектите се проявяват в неравномерна ширина на заваръчния шев по дължината му, неравен крак на ъглови заварки, прекомерна изпъкналост и резки преходи от основния метал към наплавения. Отклоненията от размера и формата на заварената връзка, които се появяват при ъглови заварки, са свързани с неправилна подготовка на ръбовете, неравномерна скорост на заваряване, както и ненавременни контролни измервания на шева. При автоматично и полуавтоматично заваряване тези дефекти най-често се свързват с колебания на напрежението, приплъзване на тел в подаващите ролки и нарушения на условията на заваряване.
Липса на проникване- локална липса на спояване между заваряваните елементи, между основния и наплавения метал или отделни слоеве на заваръчния шев при многослойно заваряване. Причините за липсата на провар са лоша подготовка на заварените ръбове (нагар, ръжда, малка междина, прекомерна тъпота и др.), висока скорост на заваряване, изместване на електрода от оста на съединението, недостатъчен ток. В резултат на липсата на проникване, напречното сечение на заваръчния шев се намалява и възниква локална концентрация на напрежение, което в крайна сметка намалява якостта на заваръчното съединение. При вибрационни натоварвания, дори малката липса на топене може да намали здравината на връзката с до 40%. Голямата липса на проникване на корените може да намали якостта с до 70%. Следователно, ако липсата на проникване надвишава допустимата стойност, участъкът от шева трябва да се отстрани, последвано от заваряване.
Подрязване- дефект, който най-често възниква при заваряване. Изразява се като вдлъбнатина по линията на сливане на заваръчния шев с основния метал. В резултат на подрязване се получава локално намаляване на дебелината на основния метал, което води до намаляване на якостта. Подрязването е особено опасно в случаите, когато е разположено перпендикулярно на работните напрежения. Подрязването обикновено се получава при повишено напрежение на дъгата с повишена скорост на заваряване, когато един от ръбовете се разтопи по-дълбоко, течният метал изтича върху хоризонталната равнина и не е достатъчен, за да запълни жлеба. При заваряване на ъглови шевове се получават подрязвания главно поради изместването на електрода към вертикалната стена, което причинява значително нагряване, топене и изтичане на метала върху хоризонталния рафт. При челни заварки се образуват подрязвания при заваряване при високи токове и при неправилно позициониране на добавъчния материал. Увеличените ъгли на рязане могат да доведат до подрязване. Този дефект се открива визуално и при отклонения над установената норма трябва да се преварява с предварително почистване. Къси разфасовки, които отслабват участъка на шева с не повече от 5% в конструкции, работещи при статични натоварвания, могат да се считат за приемливи. В издръжливите конструкции не се допускат подрязвания.
приток- се проявява под формата на изтичане на заваръчен метал върху повърхността на основния метал без сливане с него. Провисването рязко променя очертанията на шевовете и по този начин намалява издръжливостта на конструкцията. Причината за този дефект може да бъде намалено напрежение на дъгата, наличие на скала по заваряваните ръбове или бавно заваряване, когато се появи излишък от разтопен добавъчен метал. Най-често провисването се получава при заваряване на хоризонтални шевове във вертикална равнина. При заваряване на кръгли въртящи се съединения може да възникне провисване, ако електродът е неправилно позициониран спрямо оста на шева. Дългите пренапрежения са неприемливи.
Прогаряне- проникването обикновено се получава поради висок ток при ниска скорост на заваряване. Появява се под формата на проходен отвор в заваръчния шев, който възниква в резултат на изтичане на заваръчната вана. При многослойно заваряване прогарянето се получава по време на първото преминаване на шева. Причините за прогаряне могат да бъдат прекомерна междина между заварените ръбове, недостатъчна дебелина на облицовката или нейното хлабаво прилягане към основния метал, което създава предпоставка за изтичане на заваръчната вана. Прегаряне може да възникне, когато подаването на защитен газ внезапно спре. При заваряване на въртящи се пръстеновидни съединения изгарянията се причиняват от неправилно местоположение на електрода спрямо зенита. Дефектът се открива визуално и се усвоява след предварително почистване. Изгарянията се причиняват от навлизане на течен метал в зони извън заваръчния шев.
Незапечатан кратер - дефект на заваръчния шев, който се образува под формата на вдлъбнатини на места, където дъгата се откъсва рязко в края на заваряването. В вдлъбнатините на кратера може да се появи хлабавост при свиване, която често се превръща в пукнатини. Кратерите обикновено се причиняват от неправилни заваръчни практики. По време на автоматично заваряване може да се появи кратер в зоните на оловните ленти, където заваръчният шев се счупва. Кратерите често са причина за развитие на пукнатини и следователно са неприемливи. Почистват се и се запарват.
Повърхностно окисление - мащаб или оксиден филм върху повърхността на заварената връзка. Повърхностното окисление зависи от лошата защита на заваръчната вана, качеството на подготовката на заварените ръбове, неправилното регулиране на подаването на защитен газ, неговия състав и големия надвес на електрода.
Фистула- фуниевидна вдлъбнатина в заваръчния шев, развиваща се от черупка или голяма пора. Причината за развитието на фистула най-често е лошата подготовка на повърхността и телта за заваряване. Дефектът се открива визуално и трябва да се препече.
Вътрешни заварени дефекти
Пукнатините могат да бъдат студени и горещи (фиг. 2). Пукнатините могат да бъдат външни и вътрешни. Това са най-опасните дефекти в заварената връзка, често водещи до нейното разрушаване. Те се появяват под формата на празнина в заваръчния шев или в зони, съседни на него. Първоначално се образуват пукнатини с много малък отвор, но под въздействието на напрежението тяхното разпространение може да бъде съизмеримо със скоростта на звука, което води до разрушаване на конструкцията. Причините за образуването на пукнатини са големи напрежения, възникващи по време на заваряване. Най-често се появяват пукнатини при заваряване на високовъглеродни и легирани стомани в резултат на бързото охлаждане на заваръчната вана. Вероятността от пукнатини се увеличава, когато частите, които се заваряват, са здраво закрепени.
Горещи пукнатини- се появяват по време на кристализацията на метала при температури от 1100 -1300 ° C поради рязкото намаляване на пластичните свойства и развитието на деформации на опън. Горещи пукнатини се появяват по границите на зърната на кристалната решетка. Появата на горещи пукнатини се насърчава от повишеното съдържание на въглерод, силиций, водород, никел, сяра и фосфор в заваръчния метал. Горещи пукнатини могат да възникнат както в заваръчната маса, така и в зоната на топлинно въздействие. Горещите пукнатини могат да се разпространяват както по протежение на шева, така и напречно. Те могат да бъдат вътрешни или да излязат на повърхността.
Студени пукнатини - възникват при температури под 120°C, т.е. веднага след охлаждане на заваръчния шев. В допълнение, студени пукнатини могат да се появят след дълъг период от време. Причината за появата на студени пукнатини са заваръчните напрежения, възникващи по време на фазовите трансформации, което води до намаляване на якостните свойства на метала. Причината за студените пукнатини може да бъде разтворен атомен водород, който не е имал време да се освободи по време на заваряване. Причините за проникването на водород могат да бъдат неизсъхнали шевове или заваръчни материали или нарушения на защитата на заваръчната вана.
Пори- са кухини вътре в шева, пълни с газ, който все още не е излязъл (предимно водород). Те могат да бъдат кръгли или продълговати, като размерите им зависят от размера на мехурчетата на образуваните газове. Порите могат да бъдат единични или да се развиват във верига по протежение на заваръчния шев. Основните причини за появата на пори са: наличието на вредни примеси в основния или добавъчния метал, ръжда или други замърсители, които не са отстранени от заварените ръбове преди заваряване. Повишеното съдържание на въглерод също допринася за появата на пори. Порите могат да се появят, когато се наруши защитата на заваръчната вана или се увеличи скоростта на заваряване. Основната причина за появата на пори при заваряване с консумативен електрод е влажното покритие. Единичните пори не са опасни, но тяхната верига влияе върху здравината на заварената връзка. Областта на заваръчния шев, в която има пори, трябва да бъде повторно заварена чрез предварително механично почистване.
Шлакови включвания - Това са дефекти на заваръчните шевове, изразяващи се в наличието на кухини, запълнени с шлака, която не е успяла да изплува. Образуването на шлакови включвания възниква поради лоша подготовка на заварените ръбове и пълнежния материал, прекомерна скорост на заваряване или лоша защита на басейна. При заваряване в защитни газове шлаковите включвания са редки. Шлаковите включвания могат да бъдат с размери до няколко десетки милиметра и поради това са много опасни. Участъкът от шева, където шлаковите включвания надвишават допустимите стандарти, подлежи на рязане и повторно заваряване.
Волфрамови включвания - възникват при нарушаване на защитата на заваръчната вана при заваряване с неконсумативен волфрамов електрод. В допълнение, включванията на волфрам се появяват по време на късо съединение или прекомерна плътност на тока. Волфрамовите включвания са особено чести при заваряване на алуминий и неговите сплави, в които волфрамът е неразтворим.
Оксидни включвания - се образуват в резултат на образуването на слабо разтворими огнеупорни филми. Най-често те възникват поради значително повърхностно замърсяване или нарушения на защитата на заваръчната вана. Като междинен слой в заваръчната маса, оксидните включвания рязко намаляват якостта на заварената връзка и могат да доведат до нейното разрушаване при натоварване, приложено по време на работа.
По време на заваръчни работи, както при всеки друг метод за обработка на метали, не могат да бъдат изключени дефекти в заваръчните шевове, произтичащи от редица причини.
Списъкът от фактори, влияещи върху качеството на заварената връзка, е много обширен, но основната причина за дефектите са неконтролираните химични процеси, протичащи в граничните зони на зоната на заваряване.
Причината за дефектите може да бъде кристализацията на метала, неговата химическа хетерогенност, както и взаимодействието на разтопената маса с твърдия материал на детайла или с околните газове и шлаки. Друга причина за появата на дефекти (по-специално пукнатини), която трябва да се вземе предвид, е нежеланото напрежение в зоната на заваряване.
Естеството на отклоненията на заварените съединения от нормата (дефекти) зависи от. Това се обяснява с технологичните особености на конкретен процес.
Разликата се проявява доста ясно във всичките му основни видове, а именно при електродъгова обработка на метали, съпротивително заваряване на листови заготовки и накрая при газово заваряване.
Електродъгов метод
Основните причини за образуването на дефекти включват два основни фактора. Това са химически реакции, които водят до нарушаване на структурата на шевовете, както и сериозни отклонения от съществуващите технологии.
Заваръчните дефекти, които възникват във втория случай, най-често се проявяват под формата на изгаряния, липса на проникване и нарушения на геометричните размери на шева или пукнатини, които се появяват след охлаждане на материала.
Образуването на студени пукнатини по време на заваряване се обяснява с неприемливи механични натоварвания върху шевната връзка. Такива отклонения от нормалната структура на заваръчния шев се наблюдават най-често при заваряване на въглеродни (легирани) стомани, както и на повечето изделия от чугун.
Като цяло, в теорията на електродъговото заваряване се разглеждат различни нарушения на структурата на заваръчното съединение. В допълнение към така нареченото „студено“ напукване, такива дефекти включват „горещи“, макроскопични и микропукнатини.
Всички изброени отклонения от нормата с течение на времето водят до разширяване на зоната на покритие на дефекта и аварийно разрушаване на лошо заварена конструкция. Поради тази причина се обръща повишено внимание на изследването на качеството на шевовете, образувани по време на електродъгово заваряване.
Газова заварка
Основните причини за дефекти, които се появяват по време на газово заваряване, най-често са същите като в изброените по-горе случаи, свързани с други категории заваръчни работи.
Това са същите нарушения в технологията на подготовка на детайлите преди сливане и грешки, направени по време на формирането на шева (например поради използването на нестандартни консумативи).
Ето защо, за да се предотвратят дефекти при газово заваряване, се обръща специално внимание на компетентния избор на правилния режим на заваряване, както и на нивото на умения на самия изпълнител.
Въз основа на достъпността на откриването на нарушения по време на газово заваряване, всички известни дефекти са разделени на повърхностни и скрити. Първата категория включва типична липса на пенетрация, значително увисване, както и вдлъбнатини, разрези, кратери, образувани в основата (в основата на шева).
Това трябва да включва и недопустимо изместване на линията на фугата (неправилно рязане), внезапни промени в дебелината и повърхностни пукнатини.
Скритите и, като правило, трудни за откриване дефекти на газовото заваряване включват вътрешни порести образувания, микроскопични газови канали, както и включвания на шлака и оксид.
Този списък може да бъде продължен с такива чести нарушения на структурата на заварени детайли като фина липса на проникване между слоевете и вътрешни микропукнатини.
Метод на точков контакт
Следните визуално различими (външни) дефекти в структурата на съединенията обикновено се класифицират като дефекти на съпротивително заваряване:
- пукнатини, видими с просто око;
- точкови изгаряния;
- външни пръски;
- метални разкъсвания с повърхностна проява на структурата;
- нарушения на формата на контакт и много други.
Основните причини за появата на такива отклонения в контактната структура са неправилна настройка на параметрите (амплитуда или продължителност) на импулсния ток и недостатъчна сила при компресиране на електродите.
Дефектите са причинени от некачествена подготовка на обработените повърхности преди заваряване и близостта на контактната точка до ръба на точковата връзка.
Други причини включват недостатъчно припокриване между детайлите, недопустимо разместване на шарнирните части, износване на електродите и много други.
Основният скрит дефект при контактното заваряване е "залепването" на листовите заготовки, при което между тях се образува само привиден, чисто външен контакт. Този дефект може да се появи не само при заваряване под налягане, но и при други известни видове точково заваряване.
Почти невъзможно е визуално да се открие този тип дефектна формация, като се използват конвенционалните методи за физически контрол. Може да се предотврати само чрез стриктно спазване на технологията и поддържане на нормални основни параметри на заваръчния процес (амплитуда и продължителност на импулсния ток, както и необходимата сила на натиск).
Корекция и профилактика
Наличието на дефекти при всякакъв вид заваряване не винаги води до непоправими резултати и отхвърляне на детайла. Съществува определен набор от нарушения на процеса или отклонения от нормата, които могат да бъдат коригирани веднага след завършване на процеса.
Най-простият и най-фундаментален начин за коригиране на всеки дефект по време на заваряване е да изрежете дефектния участък и да го заварите отново (разбира се, като вземете предвид откритата неизправност). За да елиминирате или коригирате редица дефекти, достатъчно е да регулирате позицията на работния инструмент с електрода.
Когато използвате тази техника, трябва да се помни, че заваряването по метода „нагоре“ насърчава преразпределението на разтопения метал в зоната на басейна, а работата по метода „преден ъгъл“ ви позволява да намалите дълбочината на проникване.
Тъй като коригирането на дефекта ще изисква допълнителни разходи, препоръчително е да организирате процеса на заваряване по такъв начин, че да елиминирате необходимостта от повторна работа.
Един от най-ефективните начини за предотвратяване на дефекти е добавянето на един от компонентите при заваряване в защитна среда, което увеличава коефициента на запълване на шева и предотвратява възможни подрязвания.
За да се увеличи течливостта на течния метал, осигурявайки запълването на кореновата част на заваръчния шев, е достатъчно мястото на заваряване да се загрее до определена температура с помощта на специални добавки (потоци).
Често е възможно да се постигне желаният ефект чрез увеличаване на силата на тока. В същото време внимателното почистване на заварените ръбове и отстраняването на оксидните филми от повърхността им също намаляват вероятността от повреда на заваряването.
Нарязване на пукнатини
За елиминиране на студени пукнатини се използва метод за повторното им заваряване, ограничаващ разширяването на зоната на дефекта от двете страни (подготвяйки специални „уловители“).
Такива капани се правят под формата на малки дупки, пробити на разстояние около 1,5 см от краищата на образуванието, което може да забави или напълно да спре растежа му.
Поправянето на пукнатини изисква определен ред от операции, като се вземе предвид необходимостта от внимателна подготовка за повторно заваряване. На този етап подготвените за възстановяване ръбове първо се изрязват под ъгъл 60°.
За извършване на тази операция се използва или обикновен длето, или специален режещ електрод, чрез който ръбовете на среза са напълно изчистени от всички образувания и неравности, които пречат на сливането.
Не е необходимо да отстранявате предварително пробитите ограничителни отвори.
Наличието на заваръчни дефекти, като правило, води до намаляване на якостните параметри на подготвеното съединение и, като следствие, до нарушаване на работата на конструкцията (нейната повишена честота на аварии). Ето защо винаги се обръща специално внимание на въпроса за откриване и коригиране на дефекти.