Ошибки сварочного шва

Открыв ГОСТ 30242 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначение и определения» конечно можно прочитать какие бывают дефекты сварных швов, а вот понять… А вот понять, что такое дефекты сварки мы поможем в данной статье. И в отличие от книги Юхин Н.А. Дефекты сварных швов и соединений здесь представлены не изображения, а фотографии.

Дефект

отклонение от норм, предусмотренных ГОСТами, техническими условиями и чертежами проектов

В п. 2.1. ГОСТ 30242 сказано: «Дефекты при сварке плавлением образуются вследствие нарушения требований нормативных документов к сварочным материалам, подготовке, сборке и сварке соединяемых элементов, термической и механической обработке сварных соединений и конструкции в целом». Т.е. если сказать проще из-за нарушения технологии сборки и сварки.

Также согласно ГОСТ 30242 сварные дефекты делятся на шесть следующих групп:

1. трещины
2. полости, поры
3. твердые включения
4. несплавления и непровары
5. нарушение формы шва
6. прочие дефекты, не включенные в вышеперечисленные группы

Сразу уточним, что в ГОСТ 30242 присвоено:

1) Каждому дефекту — трехзначное цифровое обозначение каждого дефекта или четырехзначное цифровое обозначение его разновидностей.

Например: натек имеет обозначение 509, а его разновидность — натек при горизонтальном положении сварки — 5091

2) Большинству дефектов — буквенное обозначение дефекта, используемое в сборниках справочных радиограмм Международного института сварки (МИС).

Например: трещина — Е, газовая полость — А

Поэтому если в скобках после наименования дефекта или на рисунке Вы обнаружите буквы или цифры, не пугайтесь — это «идентификационный код» дефекта по ГОСТ 30242.

Приступим к подробному рассмотрению дефектов согласно классификации.

Дефекты группы 1 — Трещины

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 (ГОСТ 30242)

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.

Кстати, более подробно об образовании трещин в сталях мы уже писали в статье.

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

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

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

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

Микроскопические трещины

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

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

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)

Также согласно ГОСТ 30242 трещины бывают:

• радиальные
• в кратере
• раздельные
• разветвленные

Радиальные трещины

Радиальные трещины (103; Е) — трещины радиально расходящиеся из одной точки. Трещины данного типа известны как звездоподобные трещины.

Радиальные трещины могут располагаться:

• в металле сварного шва (1031)
• в зоне термического влияния (1033)
• в основном металле (1034)

Трещина в кратере

Трещина в кратере (104; Ес) — трещина в кратере сварного шва. Конечно определение звучит абсурдно, но по — другому и мы придумать не можем.

Трещина в кратере бывает:

• продольной (1045)
• поперечной (1046)
• звездоподобной (1047)

Раздельные трещины

Раздельные трещины (105; Е) — группа трещин, которые могут находиться:

• в металле сварного шва (1051)
• в зоне термического влияния (1053)
• в основном металле (1054)

Разветвленные трещины

Разветвленные трещины (106; Е) — группа трещин, возникших из одной трещины.

Разветвленные трещины могут располагаться:

• в металле сварного шва (1061)
• в зоне термического влияния (1063)
• в основном металле (1064)

Дефекты группы 2 — Поры

Порами в сварном шве называют полости, заполненные газами. Возникают в жидком металле шва вследствие интенсивного газообразования, при котором не все газовые пузырьки успевают выйти наружу до затвердевания сварного шва. Размеры пор, образующихся в металле, бывают как микроскопические, так и достигающие нескольких миллиметров. В сварном шве, помимо одиночных пор, могут возникать и скопления пор, а иногда даже раковины и свищи. Они могут быть округлой или вытянутой формы, а их размеры зависят от размеров пузырьков образовавшихся газов.

Причины образования пор в сварных швах следующие:

• низкое качество зачистки свариваемых кромок и присадочной проволоки от загрязнений (окалины, ржавчины, масел и т.п.)
• большая скорость сварки, при которой газы не успевают выйти наружу
• повышенное содержание углерода в основном металле и присадочном материале
• повышенная влажность (например: сварка при сырой погоде, что отразится на состоянии электродных покрытий, флюса и т.д.)

Наличие пористости в сварном соединении снижает механические свойства металла (прочность, ударную вязкость и т.п.), а также герметичность изделия.

Участок сварочного шва, в котором присутствуют поры, подлежит переварке с предварительной механической зачисткой или строжкой с последующей механической обработкой.

Газовая полость

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

Газовая пора (2011; Аа) — несплошность, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Имеет, как правило, сферическую форму
или
— газовая полость обычно сферической формы (ГОСТ 30242 — 97)

Равномерно распределенная пористость

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

Скопление пор

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

Цепочка пор

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

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

Свищ

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

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

Усадочная раковина

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

Кратер

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

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

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

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

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

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

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

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 (от -60 до -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

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

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

Подрез перемежающийся локальный

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 подлежит заварке тонким (ниточным) швов электродами малого диаметра.

Усадочная канавка

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

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

Превышение выпуклости углового шва

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

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

Неправильный профиль сварного шва (505) — угол ? 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

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

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

Угловое смещение

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

Натек

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

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

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

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

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

Неровная поверхность

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

Вогнутость корня шва

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

Пористость в корне сварного шва

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

Возобновление

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

Группа 6. Прочие дефекты

Прочие дефекты

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

Случайная дуга

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

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

Брызги металла

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

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

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.

Ошибки начинающих сварщиков заключаются не только в неправильном подборе электрода для сварки, но и в технических моментах. Ну, нельзя без дефектов заварить тонкий металл, толщина которого составляет 1-2 мм, электродами, диаметром в 3-4 мм.

При использовании слишком толстых электродов, дыра в тонком металле неминуема. Почему? Да потому, что в данном случае, металл проплавляется полностью, поскольку глубина сварочной ванны в несколько раз превышает его толщину. Здесь действуют простые законы физики.

Однако ошибки начинающих сварщиков на этом не заканчиваются. Увидев дыру в прожжённом металле, начинающий сварщик бежит к сварочному инвертору, чтобы уменьшить ток. Вследствие этого электрод начинает прилипать к металлу. В попытках его оторвать от заготовки, и зажечь сварочную дугу, металл прожигается снова и снова.

Как не допускать типичных ошибок при сварке

Ну, во-первых, не следует даже пробовать варить тонкий металл электродами 3-4 мм. Важно подобрать диаметр электрода, таким образом, чтобы он не прожигал металл. Однако не в одной толщине электрода дело, поскольку также, важны его тип и марка.

Кроме того, важно правильно научиться удерживать и вести электрод во время сварки. Типичные ошибки электросварщиков, это заужение и уширение сварочного шва, неравномерное количество наплавленного металла по высоте.

Если осуществлять движение электродом слишком быстро, то в сварочную ванну попадёт меньше металла, чем нужно. В таком случае мы получим сильно зауженный шов. И наоборот, если замедлить движение электродом, то произойдёт сильное уширение сварочного шва. Следовательно, чем равномерней будет происходить движение электродом, тем красивей и качественней получится сварочный шов.

Данный процесс требует большого опыта. Поэтому не пытайтесь сразу получить ровный и качественный шов, поскольку навряд ли у вас что-то получится. Также не забывайте о том, что помимо скорости движения электродом, важно соблюдать и его правильный наклон.

Что нужно знать о наклоне электрода во время сварки?

Вести электрод во время сварки можно различными углами, углом вперёд или назад, перпендикулярно. При этом важно, чтобы электрод не был слишком наклонен к поверхности металла, что приведёт к появлению острых выступов на сварочном шве.

При ведении электродом вперёд или назад, угол наклона должен составлять порядка 40°. Перпендикулярное удерживание электрода применяется сварщиками не так часто и требует опыта. Однако удерживая электрод, таким образом, можно избежать прожигание тонкого металла, и варить в труднодоступных местах (например, при сварке операционных швов).

Поэтому основные ошибки начинающих сварщиков связаны именно с неправильным выбором электродов, а также из-за того, что угол, скорость, и движение электродом осуществляются не так как нужно. Большинство из всех вышеперечисленных ошибок уходят лишь с опытом, поэтому важно набраться терпения.

---

Ошибки при выполнении сварочных швов

Какое-то время назад один из моих читателей попросил указать на его ошибки при выполнении сварочных швов, и прислал несколько их фотографий. Но я знаю, что сварочные швы у начинающих электросварщиков часто получаются с одинаковыми ошибками, поэтому, я решил написать об этом статью с подробным разбором этих сварочных швов.

Конечно, если бы я мог увидеть эти швы с разных сторон, я смог бы дать более точную оценку. А ещё было бы лучше увидеть сам процесс сварки — тогда бы я точно сказал, что не так. Тем не менее, я всё же побуду «следователем» и попробую определить, какие ошибки были допущены в процессе сварки.

Сварочные швы с неравномерной шириной

Фото 1. Неравномерное движение электрода

На 1-й фотографии явно видны уширения и заужения шва — результат неравномерного движения электрода. При слишком быстром движении электрода, с него поступает меньше металла, поэтому образуются заужения, которые я показал красными стрелками.

В местах замедления движения электрода, образуются уширения сварочного шва, которые я указал синей стрелкой на фото 2. Очевидно, что в момент замедления движения электрода, частицы металла с него продолжают поступать, в результате чего образуется такая «плюшка».

Кроме того, в зависимости от величины сварочного тока возможно также увеличение высоты шва. Таким образом, шов становится неравномерный не только по ширине, но и по высоте. Все параметры сварного шва и режимы сварки я разбираю в своих видеокурсах и сейчас их разбирать я не буду.

Фото 2. Уширение шва вследствие замедления перемещения электрода.

Конечно, я не отмечал все заужения и уширения — я думаю, это понятно.

Неправильный наклон электрода

Фото 3. Острые вершины шва в результате слишком большого наклона электрода.

На 3-ей фотографии я обвёл штрихи (чешуйки) шва, чтобы было лучше видно их форму. Если штрихи на вершине шва выгладят похоже на острый угол, то это часто бывает из-за того, что электрод слишком наклонён по отношению к горизонтали.

Как я сказал в начале статьи, на основе одной фотографии можно сделать не совсем точный вывод об ошибках при процессе выполнения швов, и я допускаю, что где-то я не совсем угадал причины этих ошибок. Тем не менее, я думаю, такой данный анализ был вам полезен.

Разбор ошибок,
допущенных при выполнении сварных швов

У меня есть ещё фотографии и я мог бы прокомментировать другие швы. Напишите, пожалуйста, в комментариях, будет ли вам полезен разбор других швов? Мне продолжать?

Ещё по теме:

Ошибки при выполнении углового шва

Распространенная ошибка начинающих сварщиков

Тонкий металл, вертикальный сварочный шов

Видеокурсы:

Как варить электросваркой

Как установить сварочный ток правильно

Как выбрать маску «хамелеон»

Как настроить маску «хамелеон» правильно

Как выбрать сварочный инвертор

Выделяют 3 основные причины возникновения дефектов:

1. Некачественное оборудование.
2. Нарушения условий хранения, транспортировки материалов.
3. Квалификация сварщика.

Какие действия приводят к ошибкам и что сделать для их устранения? Расскажут специалисты.

Типичные ошибки сварщиков

1. Неправильное зажигание дуги. Эта проблема характерна для начинающих. Возникает при чрезмерном оголении торца электрода на этапе производства. Залипание, удлинение искры приводят к непровару, образованию пор. В таком случае нужно прекратить сварку и зачистить торец зубилом.

2. Неподходящий режим. К главным параметрам относятся: диаметр электрода, сила тока, полярность, напряжение.

3. Сварка разных марок сталей. Соединение материалов с различным коэффициентом плавления приводит к трещинам.

4. Электроды не обжигались перед применением. Покрытие разрушится от влаги.

5. При работе не учитывается воздействие магнитного поля, которое приводит к отклонению дуги. Для поддержания стабильного пламени, необходимо направлять нижнюю часть электрода в сторону магнитного действия («сдувания»).

Последствия ошибок

Ошибки при выполнении сварочных швов выражаются в наружных и внутренних дефектах. Первые выявляются после визуального осмотра. Вторые требуют дефектоскопии.

Выпуклость шва

Выпуклые валики на стыковых или угловых соединениях приводят к зашлаковке и непровару между впадинами. Этому способствуют малая скорость сварки, большой ток, манипулирование «дугой назад» при вертикальном положении. Устранить брак можно двигая горелку методом «лестница». Сварщик должен поддерживать геометрию шва с помощью наклона электрода. Чтобы предотвратить скапливание металла в середине, нужно соблюдать задержку на кромках.

Подрез

Дефект угловых соединений проявляется в виде канавки вдоль шва. Особенно опасно при работе с нержавеющей сталью. К этому приводит неправильное напряжение на дуге, малое расстояние от металла или слишком острый угол. Исправляется ошибка проваркой канавки на малом токе.

Прожог

Причиной свища являются неподходящий диаметр электрода, медленная скорость, зазор между кромками. В результате сварочная ванна утекает образуя перфорацию. Чаще всего подобные дефекты встречаются при сварке алюминия, который обладает низкой температурой плавления.

Усадочная впадина

Возникает при сварке толстых металлов, аустенитных сталей. Сопровождается продольной трещиной. Чтобы предотвратить появление раковин, рекомендуются следующие способы сварки:

• обратноступенчатый;
• с перехватом дуги;
• дуга в дугу.

Поры

Причинами служат некачественная подготовка кромок, влага, масло, сквозняки, несоответствие присадочного материала, сварка длинной дугой, окисления, коррозия. Поры отличаются по размеру и расположению внутри шва. Выявляются радиографическим путем.

Трещины

Бывают горячими и холодными. Первые возникают на этапе затвердевания, вторые – после остывания. Проходят вдоль или поперек шва. Ошибки при сварке труб вызывают растрескивание от использования неправильной присадки (превышение углерода, кремния). Устраняются только полной переделкой, начиная с подготовки кромок.

Попадание шлака в сварочную ванну

Является допустимым при изготовлении неответственных элементов. Неочищенный шлак снижает прочность соединения. Удаляется с помощью обрубочного молотка или проволочной щетки. Перед началом работ сварщик должен убедиться в достаточном зазоре сварочной канавки.

Качество сварочных работ зависит от выбора оборудования, опыта и соблюдения технологии.

Корневые дефекты шва

При наплавлении первого валика вдоль корня стыкового шва проникновение металла в корень может быть недостаточным в силу недостаточной силы сварочного тока или чрезмерной скорости сварки. Причина может также заключаться в слишком большом диаметре электрода для данной канавки. При слишком большой силе сварочного тока может произойти прожог корня шва.

Дефекты сплавления

Если сила тока недостаточная или слишком высокая скорость сварки, могут произойти несплавления между наплавленным и основным металлом.

Несплавления могут иметь место и в том случае, если используется слишком маленький электрод при сварке на большом участке холодного основного металла. В этом случае следует использовать электрод большего диаметра и подогревать основной металл.

Дефекты кромок шва

Дефекты кромок могут произойти в силу чрезмерной силы сварочного тока. Однако такие дефекты могут возникнуть и при правильном токе, если дуга будет слишком длинной или если не­правильно перемещается электрод. При сварке снизу вверх в вертикальном положении при коле­бательном движении электрода последний нужно на мгновение прижимать к каждой стороне вали­ка, чтобы металл хорошо проник в шов и чтобы избежать дефектов кромки шва. Дефекты кромки могут быть индикаторами разрыва в сварном соединении.

Поры в сварном шве

Поры в шве могут образоваться из-за содержания влаги в покрытии электрода, особенно при сварке электродами с основным покрытием. Кроме того, причиной образования пор может быть мокрый или влажный основной металл свариваемого изделия. Такой шов ухудшает прочность соединения.

Тепловые трещины

Тепловые трещины могут образоваться во время и сразу после периода охлаждения шва по двум основным причинам:

Из-за включений в основном металле, которые имеют тенденцию к сегрегации и могут об­разовать слой в середине шва. Этот слой препятствует сращиванию кристаллов. К таким вещест­вам прежде всего относятся углерод и сера. В случаях, когда тепловые трещины вызваны такими веществами, перейдите на электрод с основным покрытием. Если же трещины появились при сварке электродом с основным покрытием, значит данный металл является несвариваемым.

Напряжение через шов может вызвать появление тепловых трещин, даже если основной металл не сегрегирует в шве В определенный промежуток критической температуры, сразу же после коагуляции валика шов имеет очень слабую способность к деформации и, если усадка ме­талла больше, чем растяжение шва, образуется трещина. Этого можно избежать, зажав свари­ваемую деталь специальным зажимным приспособлением, которое ограничивает усадку металла.

Тепловые трещины появляются в середине валика и представляют собой прямую трещину на поверхности.

Усадочные трещины

Усадочные трещины образуются тогда, когда способность шва к деформации (вязкость) меньше, чем реальная усадка. Такие трещины обычно бывают поперечными и вызываются значительной продольной усадкой. Чтобы избежать образования таких трещин, лучше всего использовать электроды с основным покрытием.

Водородные трещины

Трещины в металле шва образуются под воздействием водорода и могут образоваться в стали любого типа, которая прошла закалку или закаляется во время сварки. Сталь с высоким пределом текучести будет содержать определенное количество упроченной структуры, обычно это мартензит. Чем выше точка плавления, тем выше риск образования водородных трещин, они образуются в основном металле,, который непосредственно прилегает к зоне плавления, и, сочетаясь со сварочным напряжением, образуют трещины в металле шва.

Для сварки закаленной стали можно использовать только сухие электроды с основным покрытием, т. к. в этом случае выделяется очень мало водорода. Влажные электроды выделяют очень много водорода. Другими источниками водорода являются ржавчина, масло, краска или конденсация вдоль сварочной канавки. Подогрев канавки, скажем, до 50°С значительно снизит количество водорода.

Включения шлака в шов

Шлак состоит из неметаллических частиц с покрытия электрода. После каждого валика необходимо тщательно удалять весь шлак. Для этого используйте обрубочный молоток и проволочную щетку. Частицы шлака, попавшие в шов, серьезно снизят прочность соединения. Старайтесь избегать выжигания выемок, т. к. попавший туда шлак трудно удалить.

При подготовке сварочной канавки убедитесь, что она имеет достаточный зазор для обеспечения хорошего сплавления и облегчения удаления шлака. Удалите окалины и ржавчину со свариваемой поверхности и проверьте, правильно ли вы выбрали электрод для данной сварочной позиций.