Классификация сварочных дефектов

В зависимости от месторасположения различают внутренние и внешние дефекты. А отличие от внутренних внешние дефекты можно обнаружить при помощи наружного осмотра.

Внешние дефекты: наплывы, шлаковые включения, нарушение размеров шва и установленной формы, прожоги, шлаковые включения, подрезы, внешняя пористость, трещины на поверхности шва, незаваренные кратеры.

Внутренние дефекты: неметаллические включения, перегрев металла шва, пережог металла шва, поры, внутренние трещины.

Непровар – изъян в форме несплавления в сварном соединении из-за неполного расплавления поверхностей ранее сделанных валиков сварного шва или кромок (рис. 1, а). Такой дефект, как непровар, является концентратором напряжения, ведущего к возникновению и развитию трещин, а также уменьшает рабочее сечение сварного шва.

Подрез зоны сплавления – это изъян в форме углубления, проходящего по линии сплавления сварного шва с основным металлом (рис. 1, б). Данный дефект появляется вследствие смещения электрода от оси шва, завышенного сварочного тока и напряжения на дуге и т. п. Подрезы зоны сплавления уменьшают сечение основного металла около линии сплавления, из-за чего существенно снижается прочность сварного соединения. Значительную опасность подрезы несут в объектах из высокопрочных сталей, обладающих чувствительностью к концентраторам напряжений.

Наплыв – это недостаток в форме натекания металла шва на поверхность основного металла, либо ранее выполненного валика без сплавления с ним (рис. 1, в). Наибольшую опасность наплывы представляют в конструкциях, работающих при знакопеременных или пульсирующих нагрузках, так как в таких изделиях именно наплывы становятся местами зарождения усталостных трещин.

Нарушение размеров и формы сварного шва. На размеры и формы швов чаще всего влияет толщина свариваемого металла. Формы и размеры задают техническими условиями и указывают на чертежах. Так, при сварке плавлением регламентируют:

· для угловых – высоту рабочего сечения и катет шва;

· для стыковых швов – высоту выпуклости, ширину шва, глубину проплавления;

Вогнутость или избыточная выпуклость шва. Стыковые швы для нормальной работы конструкции должны иметь небольшую выпуклость (1-3 мм) с плавными очертаниями (рис. 1, г). Чрезмерная выпуклость ведет к концентрации напряжений и приводит к снижению работоспособности сварного соединения.

Неравномерность ширины шва и грубая чешуйчатость (рис. 1, д, е). Данные дефекты обычно наблюдаются при сварке в монтажных условиях и происходят из-за нестабильности горения дуги, стекания жидкого металла под действием сил тяжести. Среди дефектов геометрической формы можно выделить несимметричность и неполномерность сварных швов.

Дефекты формы швов появляются вследствие нарушения скорости подачи проволоки при автоматической сварке, неточного направления электрода относительно зазора, неравномерности зазора и угла скоса кромок, низкой квалификации сварщиков.

Рис. 1. Дефекты сварных соединений: а – непровары; б – подрезы; в – наплывы; г – усиление шва; д – грубая чешуйчатость; е – неравномерная ширина шва

Трещина сварного соединения – это изъян в виде разрыва в сварном шве и (или) смежных с ним зонах.

Кристаллизационные (горячие) трещины. Данный вид дефектов зарождается в процессе первичной кристаллизации и продолжает развитие при остывании металла. Горячие трещины могут быть продольными и поперечными по отношению к оси шва. На возникновение этих трещин влияют форма сварочной ванны, химический состав металла шва, ширина температурного интервала хрупкости, размеры первичных кристаллов, темп и величина нарастания сварочных растягивающих напряжений во время кристаллизации металла.

Холодные трещины. Они появляются в сварных соединениях при остывании металла ниже 200 °С. К главным причинам их зарождения относят наличие водорода в металле шва и образование закалочных структур.

Такие дефекты, как трещины, – наиболее опасны и недопустимы. Их острые края при определенных условиях способствуют развитию трещин, что ведет к разрушению конструкций.

Пора в сварном шве – это недостаток шва в форме полости округлой формы, заполненной газом. Появляются поры в процессе кристаллизации металла сварочной ванны из-за выделения газов из жидкого металла.

По сравнению с трещинами поры представляют собой меньшую опасность, но они не должны быть допущены в сварных швах изделий, работающих в вакууме или под давлением, а также используемых для хранения и транспортировки жидких и газообразных веществ.

Шлаковое включение представляет собой дефект в форме вкрапления шлака в сварном шве. Так же как и поры шлаковые включения ухудшают сечение шва, уменьшая его прочность и являясь концентраторами напряжений. Шлаковые включения появляются из-за использования некачественных материалов, а также причинами их появления могут быть неполное удаление шлака при многослойной сварке, незачищенные кромки свариваемого металла.

Прожог сварного шва – дефект в форме сквозного отверстия в сварном шве, появившийся вследствие вытекания части металла сварочной ванны. Причины прожогов - неравномерная скорость сварки, чрезмерно высокая погонная энергия и др.

Свищ в сварном шве – это недостаток в форме воронкообразного углубления в сварном шве.