что такое непровар в сварке
Что такое непровар сварного шва
Непровар сварного шва — это самый распространенный дефект, который появляется у начинающих сварщиков в начале своей карьеры. Непровар характеризуется частичным расплавлением кромок металла, что становится причиной разрушения сварного шва.
Как правило, данный дефект появляется из-за отсутствия опыта и необходимых знаний у сварщика. Малый ток при электросварке или слишком быстрое движение электродом по металлу, безусловно, станут причиной его непровара. Из-за чего ещё может появиться непровар при сварке, и как его избежать, читайте в этой статье про ручную дуговую сварку.
Виды дефектов сварных швов
Непровар металла при сварке, это наружный дефект, который можно разглядеть визуально. Чаще всего непроваром называют такой дефект при сварке, когда сварочный шов не проникает на всю толщину металла. Вследствие этого нарушаются прочностные характеристики сварного соединения.
Очень часто непровар сварного шва путают с наплывом металла, однако, разница между этими двумя дефектами сварки, более чем колоссальная. Как правило, что непровар, что наплыв металла, образуются вследствие неправильно подобранных значений тока на инверторе.
Тем не менее, в случае с непроваром сварного шва, дело может быть не только в настройках инвертора. Очень часто причиной этому, становится быстрое движение электродом или некачественно подготовленная поверхность металла перед сваркой.
Из-за чего образуется непровар сварного шва
Рассмотрим основные причины, из-за которых может появиться непровар металла при сварке, и как устранить этот дефект в дальнейшем.
Кроме того, настраивая сварочный инвертор нужно убедиться в том, что в вашей электросети нормальные показатели напряжения. Если напряжение будет слишком занижено, то сварочный аппарат не сможет выдать требуемое значение тока при регулировке, и ток придется завышать, чтобы получить достойный результат.
Отсыревшие или некачественные электроды — получить непровар металла можно и в том случае, если для сварки были подобраны некачественные расходные материалы. Также, электроды могут быть отсыревшими, если они долго лежали в открытой упаковке без надобности. В данном случае достаточно будет прокалить электроды в электрической духовке или в термопенале, при температуре свыше 100 градусов.
Неправильная подготовка металла к сварке
Ржавый и грязный металл — также нередко является причиной непровара сварного шва. Грязная и сильно ржавая поверхность металла мешает нормально гореть дуге, а металл начинает разбрызгиваться в стороны, что также является и небезопасно. Поэтому всегда начинать сварочные работы следует с должной подготовки поверхности металла, в особенности, если та, сильно ржавая или на ней имеются следы старой краски, битума, масла.
Отсутствие опыта у сварщика — самая распространенная проблема, которая приводит к непроварам. Здесь и быстрое движение электрода, когда металл просто не успевает расплавляться, и неправильно подобранный режим электросварки. Очень часто неумение выгонять шлак из сварочной ванны, как раз и приводит к непровару шва, поскольку шлак, так и остается между двумя двумя заготовками.
Устранить данный дефект можно либо изменением угла электрода, либо путем повышения мощности сварочной дуги, для чего достаточно будет уменьшить её длину. В любом случае, с приходом опыта, непровар сварного шва, уйдёт, как и различные другие дефекты электросварки. Не бойтесь экспериментировать и больше тренироваться, тогда удача не заставит себя долго ждать.
Непровар сварного шва
В практике сварки металлических деталей имеет место несплавление шва. Самый распространенный случай непровара возникает при односторонней сварке встык, если сварочный ток имеет недостаточную величину и листы металла свариваются не на всю толщину. При сварке с двух сторон может случиться, что сварные швы не будут перекрывать друг друга. В тавровых соединениях непровар проявляется как поверхностный дефект, без достаточного проплавления вглубь металла.
Причины непровара
Самой частой причиной непровара считается неправильный режим сварки. Это может быть либо недостаточный сварочный ток, либо повышенная скорость сварки. Понятно, что и в том, и другом случае имеет место недостаток энергии для качественного расплавления кромок. Такие условия, чаще всего, способствуют не полному проплавлению корня шва.
В случаях, когда электрод смещается с центральной линии стыка, возникает недостаточное сплавление кромки шва. Шов доходит до корня, но одна из кромок не касается его. Случаи непровара между слоями имеют место при недостаточно тщательной очистке каждого слоя. Непровару может способствовать неправильная разделка кромок соединяемых деталей: малый зазор, малый угол скоса, большое притупление.
Пористость сварного шва
Не нужно быть глубоким теоретиком, чтобы понять вредное влияние пористости на механическую прочность сварного соединения. Некоторые изделия кроме механической прочности имеют повышенные требования к непроницаемости. Это всевозможные сосуды, технологические ванны, корпуса судов. Для таких изделий особый подход начинается еще при хранении металла на складах. Там всячески стараются избегать случаев загрязнения или коррозии как листов металла, так и сварочной проволоки. Повлиять на возникновение пористости сварного соединения может качество электродов и наличие сварочных шлаков.
Для исключения влияния электродов на пористость шва их рекомендуется прокаливать перед сваркой. Такая процедура снижает количество влаги в обмазке и способствует обугливанию органики. Качественные электроды должны обладать следующими качествами:
· изготовлены в строгом соблюдении рецептуры;
· изготовлены без нарушения требований технической документации по отношению к составляющим компонентам;
· прокалены перед использованием.
Чаще всего пористость провоцируется наличием в металле водорода, оксида углерода и азота. Развитию пористости способствует увеличение растворенного в металле газа, по мере роста температуры расплава. Если количество газа в металле превосходит его количество в равновесном состоянии, то он начнет выделяться в атмосферу. Газовые пузыри из нижних слоев металла не успевают выделиться в атмосферу до затвердевания и остаются в металле шва.
Предупреждение и устранение непровара
Из возможных причин возникновения такого дефекта, как непровар сварного шва, выделяют пять наиболее весомых причин:
· наличие тугоплавких оксидов;
· неправильное положение электрода;
· некачественная разделка кромок;
· несоблюдение поочередности следования технологии сварки.
Для предупреждения таких дефектов необходимо устранить условия, создающие предпосылки для возникновения непровара шва. Рассмотрим их подробнее.
Недостаток тепла
Слабая сеть, допускающая сильные колебания электрического напряжения, может стать причиной плохого провара. В такой сети электрическое напряжение до начала сварки и после, сильно разнится. Напряжение до начала сварки будет выше, и ток, соответствующий этому напряжению, тоже будет выше. Сварщик выбирает этот ток в соответствии с режимом сварки. Но, после начала сварки напряжение в сети падает и уменьшается сварочный ток.
В результате процесс проходит не в соответствии с режимом. В зону сварки доставляется меньшее количество энергии, отчего возникает непровар. Такой же результат может быть получен при правильно подобранном сварочном токе, но повышенной скорости ведения сварки. Случаи разные, а результат один: недостаток подводимой энергии. В первом случае из-за малого тока, во втором случае из-за малого промежутка времени на прогрев.
Тугоплавкие оксиды
Если ошибиться с режимом сварки, можно создать условия, при которых шлаки и оксиды не успеют выйти на поверхность в процессе остывания. В таком случае они остаются внутри металла, создавая неметаллические включения, и по аналогии с газовыми включениями создают недопустимую пористость.
Этим дефектом особенно грешат легированные стали.
Неправильное положение электрода
Большое значение для получения хорошо проваренного шва имеет угол наклона электрода и равномерное ведение его по шву. Кроме этого, элекрод необходимо вести строго по линии шва. В противном случае произойдет уход электрода от оси стыка и неравномерный прогрев свариваемых кромок. Результатом станет непровар одной из кромок.
При сварке угловых швов необходимо также придерживаться рекомендованных углов наклона электрода.
При сварке в симметричную «лодочку» электрод ведут под углом в 45 градусов. Линия электрода как бы становится биссектрисой свариваемого угла. Несимметричная лодочка варится под углами 30 и 60 градусов. Иногда к неправильному углу ведения электрода добавляется увеличенный диаметр электрода или другая полярность, что увеличивает вероятность попадания шлака между кромками.
Некачественная разделка кромок
Под качественной разделкой следует понимать тщательное соблюдение геометрии разделки кромок с последующей зачисткой от ржавчины и грязи. Если плоскости соединения не будут параллельными, то это гарантированно станет причиной непровара. К таким же последствиям приведет перекос или смещение кромок.
Что называют непроваром сварного шва
В местах, куда при проведении сварки расплавленный металл не затекает внутрь соединения, образуются непровары. Такой дефект значительно снижает прочность сварного шва, делая его ненадежным. Непровары становятся местами концентрации внутренних напряжений, что еще больше снижает стойкость соединения к нагрузкам, особенно ударным.
Что такое непровар
В справочниках непроваром называются дефекты в местах, где основной и наплавленный металл не сплавились или сечение шва заполнено не полностью. Изъяны этого вида образуются на кромках, между слоями при сварке широких стыков в несколько проходов, в корне шва. На изломах и вырезанных для контроля участках непровар выглядит как темная полоска между основным и наплавленным металлом. Визуально изъян можно обнаружить по наружным трещинам и порам, которые образуются на внешней поверхности сварного шва. Внутренние трещины и другие нарушения выявляют методом просвечивания сварного соединения рентгеном, гамма-лучами, ультразвуком.
Причины возникновения
Причиной, по которой образуются непровары, может стать:
Посторонние включения из не успевшего всплыть шлака могут быть размером до нескольких сантиметров. Частицы вольфрама попадают в шов при недостаточной защите во время сварки неплавящимся электродом. Прослойки из оксидных пленок с высокой температурой плавления образуются, если кромки были плохо очищены от грязи и ржавчины.
Поры образуются из газа (преимущественно водорода) выделяющегося при сварке, который не успел выйти при остывании шва. Полости сферической или цилиндрической формы достигают размера до нескольких миллиметров. Отдельно расположенные поры не опасны, но при образовании цепочек или групп ослабляют сварное соединение. Газовые пузырьки образуются при недостаточной защите сварной ванны, завышенной скорости наложения шва. Количество пор возрастает, если сварку выполнять плавящимся электродом с отсыревшей обмазкой.
Трещины, сопровождающие непровары, образуются на шве и прилегающих к нему участках внутри или снаружи. Дефекты могут располагаться в продольном и поперечном направлении. Трещины опасны тем, что имея микроскопические начальные размеры, под действием остаточного напряжения с высокой скоростью увеличиваются до больших размеров. Риск образования трещин возрастает при сварке жестко закрепленных заготовок, металлов с высоким содержанием серы, фосфора, углерода. Выполнение монтажа на морозе и наложение близко расположенных швов также чревато появлением трещин.
Группы непровара по ГОСТ
В ГОСТ 30242-97 дефекты сварных швов связанные с непроваром представлены в 6 группах:
Непровар сварного шва — распространённый дефект сварных соединений
Часто при сварке металлов сварщики сталкиваются с непроваром сварного шва. Это процесс, когда расплавленный металл не до конца проникает внутрь соединения. Дефект в виде несплавления вызывает непрочность сварного участка. Он же — причина развития трещин. Когда присутствует непровар, конструкция становится некачественной, которая впоследствии может подпортить имидж мастера в глазах заказчика.
Описание дефекта
Многие начинающие сварщики задаются вопросом, что называют непроваром. Несплавления и непровары — идентичное явление, образующееся при сваривании в корне или в сечении шва. Заметить его можно при изломе свариваемого изделия или вырезании участков для контроля. Дефект проявляется в виде чёрной полоски между металлическими соединениями.
Наружные трещины и поры на внешней поверхности сварного шва визуально подскажут о наличии изъяна. А рентген, гамма-лучи, ультразвук помогут обнаружить внутренние трещины.
Причины непровара
Распространённые причины образования непровара при ручной дуговой сварке:
Непровар сварного участка — это опасный дефект, возникающий в виде несплавления деталей.
Виды и причины несплавления
Дефект проявляется в разном виде. Бывает непровар корня сварного шва (первый вид) и кромок (второй вид).
Непровар в сварном соединении первого вида характеризуется несплавлением металлов в корне шва. Нагрузки, особенно ударные, уменьшают сопротивляемость участка деформации. Причины непровара в корне шва:
Существует такое понятие, как местный непровар кромок. Это попадание расплавленной детали на поверхность нерасплавленной. Между металлами не образуется прочной связи, а шовный валик способен даже отделиться от кромки. Причинами становятся:
В случае, когда жидкий металл натекает на кромки основного непрогретого материала, образуются наплывы. Чаще всего они встречаются во время сварки горизонтальных швов. Их легко увидеть и ощутить на гладкой поверхности.
Наплывы формируются ввиду того, что:
Под наплывами обычно скрываются непровары. Есть и другие дефекты, которые могут испортить конструкцию.
Пористость сопряжения
При несваривании сварочного шва возникают различные изъяны. Пористость — один из них. Причиной такого дефекта является возникновение «пор».
Стимулирует появление маленьких газовых пузырей высокая концентрация углерода, водорода и азота. Также значение имеют физические показатели сварочных шлаков. Формируются «поры» в процессе перехода от жидкой фазы к кристаллизации.
Примечательно то, что сам металл кристаллизуется значительно быстрее, чем пузыри газа, поэтому при создании шва может образоваться внутренняя пористость изделия. Если внешняя пористость не всегда ведет к необратимым разрушениям материала конструкции, то внутренняя — требует обязательной реставрации.
Необходимо внимательно подходить к процессу и учитывать все особенности используемых деталей. Это поможет добиться ожидаемых результатов в любимом деле и при организации сварочного бизнеса.
Устранение и предотвращение сварочного дефекта
Устраняя сварочный дефект в виде несплавления, очищают корень в месте изъяна и проводят сварку ещё раз. Во время установок важных конструкций дефектный участок срубают или вырезают, а затем сваривают заново.
Следующие методы помогут предотвратить появление непровара в сварных швах:
Разделка кромок
Метод, когда заранее разделывают кромки под определённым углом. При этом оставляют свободный контакт электрода к корню шва и притупление. В нужном месте очищают грязь, окисел, ржавчину и обезжиривают поверхность. Подготовленные детали ровно помещают в одной плоскости, оставляя между кромками зазор.
Более подробно про подготовку металла под сварку вы можете прочитать тут.
Тепловая подача
Способ, когда скорость проведения сварки устанавливают так, чтобы металл кромок успевал плавиться, поскольку во время быстрого перемещения электрода теплоты хватит лишь для шовного образования. Сваривая неоднократно детали, удаляют шлак после всех проходов, так как он помешает плавлению предшествующего шва.
Поочерёдное следование режимам сварки
Установка среднего или высокого значения тока, которая будет соответствовать толщине и металлу подготовленных деталей. Для избегания непроваров на концах шва и при замене электрода у инверторов регулируют функцию повышения напряжения на недолгое время. Для предотвращения несплавления на старом сварочном устройстве без регулирования параметров дуги выбирают время для того, чтобы выявить минимальные колебания сетевого напряжения.
Правильное положение электрода
При сваривании дугу проводят по оси стыка для одинакового прогревания обеих кромок. Не соблюдая этого, кромка не сплавится со швом. Под углом 5-20 градусов электрод перемещают вперёд. При сварке угловых швов «лодочкой» электрод держат на одинаковом расстоянии от поверхности деталей. Когда заготовки соединяют в несимметричную «лодочку», электрод располагают под углом 30 градусов к одной из плоскостей деталей.
Сваривают детали на высоком токе, имеющим прямую или обратную полярность. Во время сварки током с обратной полярностью используют короткую дугу, из-за чего могут появиться подрезы. А из-за большого диаметра электрода частицы шлака могут попасть в кромочный промежуток.
Тугоплавкие оксиды
Теперь преодоление местного непровара не должно пугать начинающих сварщиков. Главное — не создать причин, способствующих его образованию. В случае, если его избежать не удалось, можно устранить дефект, но лучше попытаться предотвратить возникновение несплавления.
5 эффективных способов предотвращения непровара — Svarcom
Непровар (неполный провар) — это дефект сварки, характеризующий как полное или частичное отсутствие сплавления на границе основного и наплавленного металла, а также на границе сечения сварочных валиков при многослойной сварке.
Проблема возникает, когда нарушается технология самой сварки или на этапе подготовительных работ. Как правило, есть три места, где могут возникать непровары.
Ниже мы опишем 5 проблемных моментов, при которых возможно появление непровара на разных этапах работ, его причины и практически осуществимые способы борьбы с ним.
Подача тепла
Низкое напряжение и неправильно выставленные параметры сварочного аппарата часто служат причиной появления непровара, когда не обеспечивается образование достаточного количества тепла для полноценного проплавления. Если такой дефект сварки возникает в конце сварного шва или в его начале, то это свидетельствует о снижении глубины провара и о нестабильности теплового процесса.
Вызвать непровар может чрезмерно быстрое перемещение электрода. Кромки, при высокой скорости сварки не успевают расплавиться. В конечном итоге форма и очертания шва не будут полностью совпадать с формой разделки.
Неправильная последовательность сварки при многослойном наложении сварочных швов также провоцирует непровар. Если полностью не убрать шлак между отдельными слоями, Вы гарантированно получите такой дефект и непрочный сварной шов.
Тугоплавкие оксиды
Вероятность образования непровара возрастает при сварке легированных сталей и сплавов, содержащих элементы, образующие тугоплавкие оксиды, которые в момент осадки находятся в твердом состоянии и по тем или другим причинам остались в соединении.
При неправильно выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неметаллических включений.
На пластичность сварных соединений очень влияют характеристики оксидных включений. Для дефектных соединений, состоящих из низкоуглеродистой стали, в местах излома оксидные включения (например, Fe3O4) обладают округлыми очертаниями (см. рис.) благодаря сравнительно незначительной температуре плавления. При испытании на изгиб соединений с такими оксидными включениями (темные участки на рис.) наблюдается резкое снижение угла изгиба.
Рис. Электронные микрофрактограммы изломов соединений, сваренных непрерывным оплавлением. Сталь 20. Видны сплошные темные участки оксидов
Кроме того, сварные швы могут быть подвергнуты атмосферному загрязнению. Попадание влаги, или наличие оксидной пленки могут препятствовать процессу слияния металлов и способны сильно ухудшить качество сварного шва. Поэтому рекомендуется полноценная подготовка кромок перед сваркой.
Правильные углы
Угол наклона электрода и горелки играют важную роль для достижения хорошего качества сварного шва. Во время работы убедитесь, что электрод имеет правильный наклон, а движение горелки идет умеренным темпом. Это важные составляющие успеха. В противоположном случае большое смещение края электрода с оси стыка кромок в ту или иную сторону вызовет неравномерное распределение расплавленного металла. В таком случае одна из кромок не плавится, а лишь покрывается сверху расплавом.
Часто приходится иметь дело с угловыми швами. Чтобы избежать непровара при сварке кромки свариваемого изделия сваривают «в лодочку», а при наклоне под углом 30 или 60° — в несимметричную «лодочку». Сварка производится на повышенных значениях сварочного тока, как на прямой, так и на обратной полярности тока. Сварка на обратной полярности производится короткой дугой, при этом возможно появление подрезов. Положение электрода при сварке должно соответствовать изображенному на рисунке ниже.
Рис. Положение электрода при сварке «в лодочку»: a — сварка в симметричную «лодочку»; б — сварка в несимметричную «лодочку»; в — пространственное положение электрода
Важный момент, электрод большого диаметра, а также неправильно подобранная полярность очень часто сопутствуют тому, что шлак попадет в зазоры между кромками.
Подготовка стыков
Хорошо подготовленные, очищенные края свариваемых деталей являются неотъемлемой частью совершенной сварки. Если соединимые части детали не выровнять в одной плоскости, в корневой зоне сварного шва происходят негативные изменения в виде непровара. Слишком малый зазор между свариваемыми кромками, перекосы и банальное смещение провоцируют такой дефект. Поэтому требуется понимать какой тип разделки использовать, соблюдать геометрические размеры кромок, делать соответствующее притупление (при надобности). Не забывайте о необходимости обезжиривать и удалять следы от загрязнений, краску, ржавчину, окалину.
Правильное напряжение и индуктивность
Одной из самых главных причин, из-за которой появляется непровар является неправильный режим сварки. Неопытность сварщика, нарушения и ошибки при настройке сварочного оборудования проявляются в маленькой силе сварочного тока для этой толщины или вида свариваемого металла.
Сварка постоянным током может сопровождаться нестабильностью и отклонениями дуги впоследствии влияния магнитных полей, возникающих из-за неумеренной индукции. Кроме того, под воздействием электромагнитного давления, окисные пленки частично остаются на поверхности кромок, препятствуя их полноценному провару.
Для уменьшения вероятности возникновения непровара и разбрызгивания расплавленного металла необходимо сжимающее усилие. Оно появляется в проводнике во время короткого замыкания при MIG / MAG сварке. Для минимизации таких дефектов требуется соответствующая корректировка параметров напряжения и введение регулируемой индуктивности в источник сварочного тока.
Кроме того, работа старого или неисправного сварочного оборудования ведет к перепадам силы тока и напряжения сварочной дуги при сварке.
Устранение дефектов этого вида обычно происходит путем повышения мощности сварочной дуги, уменьшением длины дуги и увеличением её динамики. Чтобы выявить и устранить дефект сначала проводят предварительный осмотр, а после внутренний контроль. При необходимости возможно полное удаление дефектных участков швов с непроваром. Их вырубают или выстрагивают, делают зачистку и подготавливают к повторной сварке
Непровар сварного шва
В технологическом процессе сварочных работ появляется непровар сварного шва, который ухудшает технологические свойства материала. Оценка приёмки работы требует проверки сварных соединений, где необходимо высокое качество обработки поверхности соединяемых плоскостей. Все образования на поверхности, имеющие неоднородную структуру и форму, именуются как дефект сварного шва непровар. В свою очередь существует разделение степени и уровни непровара, которые имеют следующие характеристики дефектов:
В целом, сварочные работы, в независимости от уровня и сложности, допускают появление непроваров, но при этом, необходимо устранить имеющиеся дефекты доступными средствами и технологиями.
Пример непровара сварного шва
Способы проверки появления дефектов 
Визуально определить место можно только в том случае, если сварщик имеет достаточный опыт работы в данной сфере и знает причины непровара сварного шва. Появление дефектов возможно в любом месте, и мастеру необходимо своевременно устранить проблему, используя разрешённые методы для сварочной технологии. Наличие дефекта может в дальнейшем вызвать разрушение, снизить сопряжение сварных участков, а также привести к выходу из строя конструкционного элемента.
Основные причины непровара сварного шва возникшей проблемы, выглядят следующими критериями:
Таким образом, непровар сварного шва это дефект который представляет особую угрозу и опасность при проведении дальнейших работ с конструкционными изделиями.
Терминология непровара
В среде специалистов существует особые трактования, указывающее на что это такое непровар сварного шва – это видимый или скрытый участок места соединения, где отсутствует эффект сплавления, который обязателен в данной ситуации. Чаще всего конструктивный непровар сварного шва можно встретить в корневой части места соединения, в кромках между соединениями, между смежными параметрами слоёв наплавляемого шва по кромке.
Видимый непровар на детали
Далее, определение непровара сварного шва указывает на то, что значительно уменьшается рабочее сечение конструкционного соединения шва. В свою очередь это приводит к естественному снижению работоспособности имеющегося сварного соединения.
Технологическая просветка сварных швов, признана своеобразным концентратором напряжений, вследствие чего появляются трещины различной глубины и жёсткости. Выявляется снижение коррозийной стойкости готового сварного соединения.
Пористость, основные моменты дефектов
Не менее важным элементом дефекта допуска непровара сварного шва является выявление ее пористости. Появление этой структуры вызвано маленькими пузырьками, которые образуются в виде газов в металле. Как правило, структура имеет сферическую, или близкую к этой форме круглую структуру. Для углеродистых сталей непровары в этих местах имеют не сферическую, а трубчатую форму исполнения. Первоначально, сферические образования появляются в жидком металле во время проведения сварочных работ. В течение определённого времени сварки, а точнее интенсивного газообразования, не все задействованные пузырьки технологического процесса успевают выйти на поверхность. Какая-то часть остаётся внутри конструкции сварного соединения. Габаритные объёмы и размеры таких «шариков» колеблются в различных диапазонах, начиная с микроскопических, и заканчивая полноценными большими сферами в диаметре 2-3 мм. Если проходит диффузия газов, сферы начинают еще больше расти внутри сварного соединения до момента полного затвердевания.
Такие дефектные явления могут образовывать цепочки, группы и прочие фактуры. В целом, чтобы правильно использовать рекомендуемый метод устранения непровар сварного шва, обращаем внимание на следующие причины возникновения проблемы:
Появление трещин
Это дополнительный дефект непровара, критерий связан, прежде всего, с образованием микроскопических или макроскопических компонентов межкристаллического разрушения, вследствие чего образуются малые полости с микроскопическими параметрами раскрытия. Наличие остаточных явлений напряжений на соединяемых участках приводит к тому, что в дальнейшем трещины с небывалой скоростью могут расширяться до невиданных размеров. Это процесс очень опасный, и в ряде случаев может привести к печальным последствиям эксплуатации значимых металлических узлов и компонентов. Причины возникновения трещин:
Группы непровара по ГОСТ
Существует единая классификация стандартов непровара дефектов сварных швов которые отражены в действующем регламентом положении ГОСТ 30242-97, где определено 6 основных групп или зон, характерные для каждого процесса и металла
Какие бывают дефекты сварных швов, классификация по группам
При проведении сварочных работ необходимо предпринимать все меры по увеличению качества сформированного шва. От степени качества зависит длительность эксплуатации изделия. Дефекты сварочных швов могут проявляться под действием ряда факторов, среди которых такие, как несоблюдение технологии, отсутствие необходимой квалификации сварщика, халатность, некорректная работа оборудования. В зависимости от степени отклонения параметров от нормы выделяют допустимые и недопустимые дефекты. Все нормы определены ГОСТ 30242-97.
Указанный документ носит название «Дефекты соединений при сварке металлов». В нем, прежде всего, определено понятие дефекта. Под этим термином подразумевается отклонение от показателей, определенных ГОСТом, техническими условиями и чертежами проектов.
Дефекты сварочных швов разделены по группам.
Согласно указанному стандарту каждый дефект обозначается трехзначным кодом или четырехзначным числом, показывающим его разновидность.
К примеру, если натек маркируется числом 509, то натек в горизонтальной плоскости, как его разновидность – 5091.
Некоторые дефекты имеют буквенное обозначение. Порядок их использования согласована с международным институтом сварки. В такой стандартизации трещина обозначается литерой «Е», а полость – «А».
Группа 1. Трещины
Дефекты типа 100 или «Е» считаются недопустимыми. В зоне образования трещины непременно произойдет разрушение конструкции. Разрыв происходит в самом шве или в зоне непосредственной близости. При возникновении трещины раскрытие может быть минимальным, однако действие нагрузок приводит к стремительному разрушению. По статистике данный вид дефектов проявляется при сварке легированных и углеродистых сталей. Повышается риск возникновения трещины при быстром охлаждении шва.
Причиной образования трещин является наличие в металле углерода, кремния, серы, никеля или водорода. При несоблюдении технологии в области шва возникают излишние напряжения. Чтобы устранить уже образовавшиеся трещины следует сначала засверлить их концы. Затем трещина удаляется строжкой, а место ее локализации зачищается и заваривается заново.
Трещины можно классифицировать по происхождению, они делятся на холодные и горячие.
Трещины можно разделить по размерам. Макроскопические трещины (100; Е) оцениваются визуально. Микротрещины (1001) проявляются только при использовании увеличительных приборов. Зачастую приходится применять пятидесятикратное увеличение для наблюдения дефекта.
Группа 2. Поры
Поры в металле представляют собой полости, которые заполнены газом. Они начинают образовываться, когда металл находится в жидком состоянии. В это время наблюдается процесс газообразования, но только часть пузырьков выходят наружу. Размер полости варьируется от микрометров до нескольких миллиметров. Иногда наблюдаются целые скопления пор, образующие раковины. Обычно полость имеет округлую форму.
Поры могут появляться по ряду причин. Первая из них – низкое качество очистки поверхностей от загрязнений. На кромках могут оставаться частички ржавчины, окалины, масла. При большой скорости сварки газ просто не успевает выйти из жидкой субстанции, оставаясь в ней в виде пузырьков. Как было уже отмечено, тенденция к образованию пор особенно выражена при работе с углеродистыми сталями.
Нарушение технологии сварки приведет к негативным последствиям. Особое внимание следует обратить на климатические условия. Повышенная влажность влияет на состояние флюса. Возникновение пор приводит к тому, что после предварительной строжки поверхности приходится зачищать и сварку повторять.
Полость (200; А) может быть произвольной формы со скругленными углами. Внутри пузырька содержится водород, азот или окись углерода. Постепенно металл застывает и образуется пора. Зачастую разделяют эти два понятия, так как пора имеет сферическую форму, а полость – неправильную. Но в данной классификации эти дефекты идентичны. Серия пор, распределенных равномерно (2012) – дефект, наблюдаемый при работе с цветными металлами. Его разновидностью является цепочка (2014) и скопление пор (2013).
Частным случаем поры выступает свищ (2016; Ab). По индексу видно, что это дефект того же типа, однако свищ представлен трубчатой полостью, пронизывающей шов насквозь. Причина его возникновения заключается в повышенной влажности. Форма свища зависит от выделившегося газа. Иногда свищ возникает при перегреве металла или случайном КЗ, вызванном соприкосновением вольфрамового электрода с поверхностью. Исправлять такой дефект приходится полным удалением металла с последующей переваркой.
Кратер, маркирующийся, как дефект 2024 или «К», образует раковину с одного края валика шва. Обычно появляется в результате резкого отрыва электрода. Если с виду кратер не имеет трещин, то при детальном рассмотрении они чаще всего проявляются, поэтому такой дефект приходится устранять.
Группа 3. Твердые включения
Инородные частицы снижают показатели прочности шва и выступают местами локализации чрезмерных напряжений. При обнаружении твердых включений проводят строжку до тех пор, пока не появится здоровый металл, а затем повторяют процесс сварки. Дефект 300, заключающийся в попадании металлических частиц в зону шва, при наличии хотя бы одного острого угла называется остроугольным включением. Примером такого дефекта выступает шлаковое включение (301; Ba), флюсовое включение (302; G), оксидное включение (303; J) и металлическое включение (304 H).
Шлаковое включение разделяется на линейное (3011), разобщенное (3012) и прочие (3013). Шлак, который образуется в результате плавления присадки или флюса, всегда всплывает вверх. Но при нарушении технологии ведения электрода или при высокой скорости сварки он зачастую остается внутри расплавленного металла. Для работы в среде защитного газа явление шлаковых включений встречается редко. Существуют установленные нормы размеров частиц, при которых допускается эксплуатация детали. Если эта норма превышена, то шов вырубается и переваривается.
Флюсовые включения подразделяются на те же самые типы (3021, 3022 и 3023 соответственно). Они возникают из остатков флюса, который не успел прореагировать с металлом. Обычно он всплывает на поверхность, но могут оставаться части внутри, образуя дефект.
Подобная ситуация возникает при неправильном подборе флюса. Например, если он представлен в виде крупных гранул. Провоцировать возникновение включений может также и завышенная скорость сварки.
Оксидное включение – это попавший в металл шва оксид. Он образуется в результате реакции металла с кислородом. Оксидная пленка тугоплавкая и труднорастворимая, поэтому при ее появлении обязательно образуется дефект. Чтобы избежать возникновения пленки, нужно обеспечить защиту сварной зоны активными или инертными газами. Следует также особое внимание уделить подготовке поверхностей. Оксидные включения обычно располагаются в виде прослойки в массиве, что приводит к разрушению шва.
Металлические включения вольфрама (3041), меди (3042) и других элементов (3043) могут возникнуть при недостаточной защите сварочной ванны. В большинстве случаев подобные дефекты можно наблюдать при случайном КЗ вольфрамового электрода. Распознать ситуацию можно по характерному треску и резким вспышкам дуги. Вольфрам имеет высокую температуру плавления, поэтому не растворяется в жидком металле.
Группа 4. Несплавление и непровар
Для несплавления характерным признаком является плохое соединение между элементами шва и металлом заготовки. Разновидностями дефекта являются несплавления по боковой стороне (4011), между валиками (4012) и на окончании шва (4013). Такие дефекты, как несплавления, характерны для дуговой сварки. Суть его заключается в том, что металл кромки не расплавился полностью, поэтому стык получился некачественным.
Нередко тому предшествует неправильная разделка кромок или ошибки в выборе положения электрода. Усугубляет ситуацию химическая неоднородность металлов. Сварщик обязан точно установить все параметры сварки (силу тока, скорость формирования шва).
Дефект 402 или «D» — неполный провар. Непровар технически похож на несплавление. Отличием является то, что в данном виде нарушения технологии наблюдаются участки, где металл не смог проникнуть в корень соединения. Непровар может наблюдаться между основным материалом и металлом шва, а также между слоями шва при многослойной сварке. Наблюдается непровар при двусторонней сварке в середине сечения. Заметить дефект можно визуально, ведь в окончании зоны наблюдается трещина.
Непровар может привести к снижению прочности конструкций. Особенно чувствительны швы с непроваром при вибрационных нагрузках. Даже мелкие участки с дефектом снижают показатели на 40%. Непровар корня ухудшает прочность соединения на 70%. Как и при несплавлении, в данном случае причина кроется в неправильном выборе режима сварки. Дефект между слоями возникает при плохой обработке поверхностей. Дефект исправляется путем удаления шва и повторного сваривания.
Группа 5. Нарушение формы шва
Перед выполнением сварочных работ происходит предварительное проектирование, в результате которого устанавливается геометрия будущего шва. Отклонение формы от установленных норм квалифицируется, как дефект 500. Нарушение формы шва не только негативно влияет на его прочность, но и ухудшает эстетический вид. К причинам относят возможные скачки напряжения сети, неравномерная подача проволоки или неверный угол наклона электрода.
К наиболее часто встречающимся дефектам данного вида относят различные подрезы. Они ослабляют устойчивость конструкции к нагрузкам. Подрез возникает при превышении силы тока или при увеличении пламени газовой горелки.
Современные полуавтоматы позволяют контролировать режим сварки, поэтому в последнее время подрезы стали значительно реже встречаться, однако при недостаточной квалификации сварщика данный дефект имеет место быть.
Исправляются подрезы повторным наложением ниточного шва. Если при этом эстетика теряется, то прочность соединения приходит в норму. В работе с тонкими листами металлов возникают прожоги. Наличие прожога (510). Он визуально определяется в виде сквозных отверстий и свидетельствует о том, что на инверторе установлена слишком большая сила сварочного тока. Устранение прожогов связано с зачисткой мест их локализации и повторным провариванием.
Группа 6
Все остальные дефекты, не попавшие в предыдущие группы, позиционируются, как дефекты 600. К ним относится случайная дуга, разбрызгивание, задиры и уменьшение толщины металла. Несмотря на большое разнообразие дефектов сварочных швов, разработаны вполне определенные рекомендации по их недопущению.
Начинающему сварщику трудно будет соблюдать все требования, однако профессиональные мастера без проблем могут избежать некачественного результата. Необходимо изначально выработать методику ведения сварки. Для этого предстоит решить такие вопросы, как выбор оборудования, выбор расходных материалов, правильная обработка поверхностей, техника ведения сварки.