Дефекты при сварке
Нарушения технологического процесса изготовления сварных узлов на любом его этапе могут приводить к образованию дефектов. Дефекты, возникающие при сварке, можно разделить на дефекты сварных узлов и сварных соединений.
К дефектам сварных узлов относятся нарушения их размеров (формы). Причинами этих дефектов могут быть деформации узла, возникающие при сварке в результате термомеханического воздействия на металл; деформации, связанные с работой оборудования, приспособлений и положением узла при сварке; дефекты собственно сварных соединений; нарушения размеров при сборке деталей. Контроль размеров узла после сварки обычно не вызывает затруднений, выполняют его с помощью измерительного инструмента и специальных шаблонов.
Дефекты сварных соединений разделяют на три основные группы:
1) изменения заданных размеров литой зоны соединяемых деталей (для способов сварки с расплавлением металла);
2) нарушения сплошности металла в зоне соединения (внутри и снаружи);
3) изменения свойств металла в зоне соединения.
Возможные дефекты сварных соединений, причины их образования и способы для обнаружения приведены в таблицах. Дефекты соединений, выполненных рельефной сваркой, в основном аналогичны дефектам точечных соединений. При наличии в сварных соединениях дефектов могут изменяться заданные механические и антикоррозионные свойства, качество поверхности н эксплуатационные характеристики сварных узлов и изделий.
| Дефект | Причины образования дефектов | Способы обнаружения дефектов |
|---|---|---|
| Непровар полный или частичный (недостаточные размеры литой зоны) | Сварочный ток мал, усилие сжатия велико. Ковочное усилие прикладывается раньше выключения сварочного тока. Рабочая поверхность электродов изношена. Точка поставлена близко от соседней, ранее сваренной точки. Электрод (ролик) при сварке коснулся вертикальной стенки (профиля). Большие зазоры между деталями. Сильный внутренний выплеск. Велика толщина плакирующего слоя | По образцам технологической пробы, внешний осмотр: контроль щупом; местное приподнимание кромки детали пробником; измерение диаметра отпечатка электрода. Рентгеновское просвечивание. По приборам, контролирующим параметры процесса сварки |
| Наружные трещины | Сварочный ток велик. Мало усилие сжатия. Мало ковочное усилие. Грязная поверхность деталей или электродов. Велико контактное сопротивление деталей | Внешний осмотр невооруженным глазом или через лупу. Рентгеновское просвечивание |
| Темная (окисленная) поверхность точки (шва) | Велик сварочный ток. Велика длительность импульса. Мало усилие сжатия. Грязная поверхность детали или электрода | Внешний осмотр невооруженным глазом |
| Разрыв и наружные трещины металла у кромок нахлестки | Точки (швов) выполнены слишком близко от края шва. Мала нахлестка | Внешний осмотр невооруженным глазом или через лупу |
| Чрезмерные вмятины от электрода | Мал размер рабочей поверхности электродов (роликов). Велики размеры литой зоны. Сильный внутренний выплеск. Велико ковочное усилие. Неправильно установлены электроды | Внешний осмотр и змерение глубины вмятины индикатором |
| Наружный или внутренний выплеск | Мало усилие сжатия. Велик ток или длительность импульса. Грязная поверхность детали или электродов. Неправильно установлены электроды | Внешний осмотр невооруженным глазом. Рентгеновское просвечивание |
| Внутренние трещины и раковины | Мало усилие сжатия. МАло ковочное усилие. Запаздывает включение ковочного усилия. Грязная поверхность деталей или электродов. Велик ток или длительность импульса. Велико контактное сопротивление деталей | Рентгеновское просвечивание. Внешний осмотр соединения после разрушения |
| Большие зазоры между деталями | Большие зазоры при сборке. Велико усилие электродов. Неправильно выбраны электроды. Ковочное усилие прикладывается раньше выключения тока. Был внутренний выплеск | Внешний осмотр, измерение зазоров щупом |
| Выдавливание металла на поверхности точек (швов) | Форсированный режим сварки. Неправильно установлены электроды | Внешний осмотр |
| Неправильная форма литой зоны в плоскости соединения | Плохая подготовка поверхности. Неправильно установлены электроды | По образцам технологической пробы |
| Разрыв и наружные трещины металла у кромок нахлестки | Точки (швов) выполнены слишком близко от края шва. Мала нахлестка | Внешний осмотр невооруженным глазом или через лупу |
| Прожог | Мало или отсутствует усилие сжатия электродов во время прохождения тока. Засох грунт или клей. Оксидирована или сильно загрязнена поверхность деталей. Большие зазоры при сборке | Внешний осмотр невооруженным глазом |
| Вырыв точек | Большие натяги деталей при сварке из-за плохой сборки или в процессе правки | То же |
| Смещение точек шва от намеченной линии | Небрежная работа сварщика | Внешний осмотр с прмиенением мерительного инструмента |
| Непровар (малое количество деформированного металла) | Снижение тока. Выключение тока до начала осадки. Мала осадка под током. Малое оплавление. Большая скорость оплавления. Мала скорость осадки | Внешний осмотр. Механические испытания образцов. Измерение параметров режима |
| Перегрев (наружные трещины, широкая зона цветов побежалости) | Большое оплавление. Малая скорость оплавления. Снижение скорости осадки под током | Внешний осмотр, исследование макрошлифов |
| Внутренние трещины | Большая осадка под током. Деформация зажимов при осадке. Отход пдвижной плиты с зажатыми деталями. Дефекты основного металла | Исследование макрошлифов. Контроль ультразвуком |
| Поджоги на поверхности деталей (подплавленные и окисленные участки металл в местах контакта с губками) | Мало усилие зажатия. Мала рабочая поверхность губок или ее несоответствие форме и размерам деталей. Износ губок. Грязная поверхность деталей или губок | Внешний осмотр |
| Смещение торцов | Плохая подготовка торцов. Недостаточная жесткость губок и зажимных устройств. Мало или велико усилие зажатия. Большая установочная длина | Внешний осмотр. Измерение размеров |
Отсутствие или малые размеры литой зоны при точечной и шовной сварке резко снижают прочность соединений. Наиболее опасным дефектом является отсутствие литой зоны - непровар в виде так называемой склейки (соединения без расплавления металла), которая может иметь нормальную прочность при статических нагрузках и разрушаться при действии переменных нагрузок и ткемператур. Прочность соединения снижается также при наличии больших вмяин от электродов, разрывов и трещин кромки нахлестки, выплеском металла и наружных трещин. Выход литой зоны на поверхность снижает антикоррозионные свойства сварных соединений ряда алюминиевых и особенно магниевых сплавов.
Допустимость дефектов и необходимость их исправления зависит от степени ответственности данного соединения в конструкции сварного узла (изделия) и указывается в ТУ и действующих технологических инструкциях по сварке. В зависимости от вида, расположения и размера дефектов их исправляют повторной точечной или шовной сваркой; обработкой резанием дефектного места и последующей газовой или дуговой электросваркой в среде защитных газов; сверлением отверстий и постановкой заклепок; зачисткой поверхности сварных швов; термической обработкой сварного узла. Дефекты сварных узлов (изменение формы и размеров) исправляют путем местного нагрева, постановки «холостых точек», прокаткой между стальными роликами, а также правкой ударом и обжатием.
Для своевременного предупреждения образования дефектов необходимо контролировать операции технологического процесса, предшествующие сварке: , подготовку формы и поверхности деталей, сборку -и прихватку. Контроль подготовки поверхности особенно важен при точечной и шовной сварке легких сплавов. Его выполняют измерением сопротивления холодных деталей, совмещенных, как при сварке, и сжатых заданным усилием.