В силу різних причин зварні з'єднання можуть мати дефекти, що впливають на їх міцність. Всі види дефектів швів поділяють на три групи:
- зовнішні, до основних з яких відносяться: тріщини, підрізи, напливи, кратери;
- внутрішні, серед яких найчастіше зустрічаються: пористість, непровари і сторонні включення;
- наскрізні - тріщини, пропали.
Причинами виникнення дефектів можуть бути різні обставини: низька якість металу, що зварюється, несправне або неякісне обладнання, невірний вибір зварювальних матеріалів, порушення технології зварювання або неправильний вибір режиму, недостатня кваліфікація зварника.
Основні дефекти зварювання, їх характеристика, причини виникнення та способи виправлення
Тріщини. Це найбільш небезпечні дефекти зварювання, здатні привести до практично миттєвого руйнування зварених конструкцій з самими трагічними наслідками. Тріщини розрізняються за розмірами (мікро- і макротріщини) і часу виникнення (в процесі зварювання або після неї).
Дефект зварного шва: тріщина
Дефекти зварного шва: тріщини
Виправлення тріщини полягає в розсвердлюванні її початку і кінця, з метою виключення подальшого поширення, видаленні шва (вирубання або вирізання) і заварюванні.
Підрізи. Підрізи - це поглиблення (канавки) в місці переходу "основний метал-зварений шов". Підрізи зустрічаються досить часто. Їх негативний вплив виражається в зменшенні перетину шва і виникненні вогнища концентрації напруги. І те й інше послаблює шов. Підрізи виникають через підвищену величини зварювального струму. Найчастіше цей дефект утворюється в горизонтальних швах. Усувають його наплавленням тонкого шва по лінії підрізу.
Підрізи зварного шва
Дефекти зварного шва: підрізи
Напливи. Напливи виникають, коли розплавлений метал натекает на основний, але не утворює з ним гомогенного з'єднання. Дефект шва виникає з різних причин - при недостатньому прогріві основного металу внаслідок малого струму, через наявність окалини на зварюваних кромках, що перешкоджає сплаву, зайвої кількості присадочного матеріалу. Усуваються напливи зрізанням з перевіркою наявності непровару в цьому місці.
Наплив зварного шва
Дефекти зварного шва: напливи
Пропали. Пропал називають дефекти зварювання, які проявляються в наскрізному проплавлення і витіканні рідкого металу через наскрізний отвір у шві. При цьому зазвичай з іншого боку утворюється НАТЕК. Пропали виникають через надмірно високого зварювального струму, недостатньою швидкості переміщення електрода, великого зазору між кромками металу, занадто малої товщини підкладки або її нещільного прилягання до основного металу. Виправляють дефект зачисткою і подальшої заваркою.
Пропал зварного з'єднання
Непровар. Непровари - це локальні несплавлення наплавленого металу з основним, або шарів шва між собою. До цього дефекту відносять і незаповнення перетину шва. Непровари істотно знижують міцність шва і можуть стати причиною руйнування конструкції.
Незаповнення і непровар шва
Дефект виникає через занижений зварювального струму, неправильної підготовки крайок, надмірно високій швидкості зварювання, наявності на крайках деталей, що зварюються сторонніх речовин (окалини, іржі, шлаку) і забруднень. При виправленні потрібно вирізати зону непровару і заварити її.
Кратери. Це дефекти у вигляді поглиблення, що виникає в результаті обриву зварювальної дуги. Кратери знижують міцність шва через зменшення його перетину. У них можуть знаходитися усадочні пухкості, що сприяють утворенню тріщин. Кратери належить вирізати до основного металу і заварити.
Кратер зварювального шва
Кратер зварювального шва
Свищі. Норицями називають дефекти швів у вигляді порожнини. Як і кратери, вони зменшують міцність шва і сприяють розвитку тріщин. Спосіб виправлення звичайний - вирізка дефектного місця і заварка.
Свищі зварних швів
Сторонні включення. Включення можуть складатися з різних речовин - шлаку, вольфраму, оксидів металів та ін. Шлакові включення утворюються тоді, коли шлак не встигає спливти на поверхню металу і залишається всередині нього. Це відбувається при неправильному режимі зварювання (завищеній швидкості, наприклад), поганий зачистці зварюється або попереднього шару при багатошаровому зварюванні.
Сторонні включення зварного з'єднання
Вольфрамові включення виникають при зварюванні вольфрамовим електродом, окисні - через погану розчинність оксидів і надмірно швидкого охолодження.
Всі види включень зменшують перетин шва і утворюють осередок концентрації напруги, знижуючи тим самим міцність з'єднання. Дефект усувають вирізкою і заварюванням.
Пористість. Пористість - це порожнини, заповнені газами. Вони виникають через інтенсивне газоутворення всередині металу, при якому газові бульбашки залишаються в металі після його затвердіння. Розміри пір можуть бути мікроскопічними або досягати декількох міліметрів. Нерідко виникає ціле скупчення пір в поєднанні зі свищами і раковинами.
Пористість в звареному шві
Пористість в звареному шві
Перегрів і перевитрата металу. Перевитрата і перегрів виникають через надмірно великого зварювального струму або малій швидкості зварювання. При перегрів розміри зерен металу в шві і біля шовної зони збільшуються, в результаті чого знижуються міцнісні характеристики зварного з'єднання, головним чином - ударна в'язкість. Перегрів усувається термічною обробкою вироби.
Перевитрата являє собою більш небезпечний дефект, ніж перегрів. Перепалена метал стає крихким через наявність окислених зерен, що володіють малим взаємним зчепленням. Причини перевитрат ті ж самі, що і перегріву, а крім цього ще й недостатній захист розплавленого металу від азоту і кисню повітря. Перепалена метал необхідно повністю вирізати і заварити це місце заново.
Перевитрата металу шва