Металлоконструкции, сваренные из металла, востребованы в разных сферах жизнедеятельности. Однако во время выполнения сварочных работ могут возникать разного рода дефекты сварных швов. Они сокращают возможный срок службы соединения и снижают уровень безопасности готового изделия. В статье мастер сантехник расскажет, о причинах возникновения дефектов сварных швов и способах их устранения.
Что такое дефекты сварных соединений
![](https://r.mt.ru/r10/photoE347/20288768591-0/png/bp.jpeg)
Размерные параметры сварного соединения четко определены государственными стандартами, при этом свой ГОСТ есть у каждого вида сварки. Любые отклонения от установленных нормативно-техническими документами показателей считаются дефектами. Возникают они как при проведении сварочных работ, так и при нарушении требований в процессе подготовки соединяемых элементов и сборке конструкций в единое целое.
Виды дефектов сварочных швов
![](https://r.mt.ru/r10/photoB160/20511841440-0/png/bp.jpeg)
В силу разных обстоятельств сварочные стыки могут иметь повреждения, влияющие на их прочностные характеристики. Все виды дефектов сварных соединений разделяются на три основные группы:
- Наружные дефекты. К данной группе относят неравномерность формы стыкового соединения, наплывы, трещины, прожоги металла, подрезы шва, кратеры и другие изъяны, возникающие на поверхности. Обнаружить их можно при визуальном осмотре;
- Внутренние дефекты. Это может быть некачественное сплавление металла, пористость и трещины, сторонние включения (оксидные, шлаковые и неметаллические) и другие, находящиеся внутри шовного соединения;
- Сквозные дефекты. Сюда относят трещины, подрезы, прожоги и другие повреждения, которые изнутри проходят на внешнюю поверхность сквозь шовное соединение.
Дефекты любого вида не допускаются в сварных соединениях и подлежат устранению, особенно касается это случаев, когда металлоконструкции выступают составляющими элементами несущих конструкций и должны выдерживать интенсивные нагрузки.
Характеристики и причины основных дефектов сварки
![](https://r1.mt.ru/r10/photo1817/20734914289-0/png/bp.jpeg)
Не в каждом случае качество сварки соответствует установленным требованиям. Классификация дефектов сварных соединений в полном составе изложена в ГОСТ 30242-97. Но среди всех обозначенных в документе изъянов выделяют основные, которые чаще обычного выявляются при контроле и обследовании соединительных стыков.
Нарушение формы
![](https://r3.mt.ru/r10/photo7971/20957987138-0/png/bp.jpeg)
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.
Трещины
![](https://r1.mt.ru/r10/photo5EB4/20181059987-0/png/bp.jpeg)
Для сварочных швов наибольшую опасность представляют трещины. Они способны спровоцировать мгновенное разрушение металлических конструкций и привести к трагическим последствиям.
![](https://r3.mt.ru/r10/photo1A7F/20404132836-0/png/bp.jpeg)
Причинами появления трещин могут быть:
- Неправильное расположение стыков;
- Резкое охлаждение места сварки;
- Неправильный выбор материалов;
- Кристаллизация металла вследствие чрезмерно высоких температур.
По размеру различают микро- и макротрещины, по типу образования – поперечные, продольные и радиальные.
Вне зависимости от видов и причин возникновения трещины – это недопустимые дефекты сварных соединений металла.
Подрезы
![](https://r2.mt.ru/r10/photoEE90/20627205685-0/png/bp.jpeg)
Это образующиеся на наружной поверхности шовного валика продольные углубления. Если на шве есть подрез, то в месте его появления уменьшается сечение шва, а также образуется очаг концентрации напряжения.
![](https://r4.mt.ru/r10/photo6498/20850278534-0/png/bp.jpeg)
Превышенная величина сварочного тока – основная причина появления таких дефектов. Довольно часто наблюдаются подрезы в горизонтальных швах.
Наплывы
![](https://r.mt.ru/r10/photoE5B2/20073351383-0/png/bp.jpeg)
Это натекший на поверхность избыток металла, который не имеет должного сплавления с соединяемой поверхностью.
![](https://r1.mt.ru/r10/photoC775/20296424232-0/png/bp.jpeg)
Часто наплыв возникает при сварке стыковых или угловых швов в горизонтальном положении. Образуется при недостаточном прогреве основного металла, избытка присадочного материала, наличия окалин на соединяемых кромках.
Прожоги
![](https://r5.mt.ru/r10/photoAC02/20519497081-0/png/bp.jpeg)
Такие дефекты являют собой сквозное отверстие, возникшее вследствие вытекания из сварочной ванны расплавленного металла. В данном случае с другой стороны отверстия как правило образуется натек.
![](https://r1.mt.ru/r10/photo0723/20742569930-0/png/bp.jpeg)
Прожог может быть вызван слишком медленным передвижением электрода по линии сваривания, повышенным сварочным током, неплотным прилеганием к основному металлу прокладки или же недостаточной ее толщиной, большим зазором между соединяемыми кромками.
Пережог
![](https://r.mt.ru/r10/photoFBC4/20965642779-0/png/bp.jpeg)
Эти дефекты появляются в результате большого сварочного тока или недостаточной скорости сварки. Из-за этого готовое изделие становится очень хрупким. Пережженный метал можно лишь вырезать, а металлы заново заварить.
Непровары
![](https://r.mt.ru/r10/photo4295/20188715628-0/png/bp.jpeg)
Если на сварочном шве обнаружены локальные несплавления между основным и наплавленным металлом, то дефект такого типа называют непровар. Он существенно понижает прочностные свойства шва и соответственно всей конструкции.
![](https://r2.mt.ru/r10/photoA43B/20411788477-0/png/bp.jpeg)
![](https://r2.mt.ru/r10/photoC8DB/20634861326-0/png/bp.jpeg)
Причины непроваров состоят в следующем: чрезмерно высокая скорость сваривания, некачественная подготовка кромок к сварному процессу, наличие ржавчины, окалин и других загрязнений на соединяемых поверхностях.
Кратеры
![](https://r4.mt.ru/r10/photo03B1/20857934175-0/png/bp.jpeg)
Образующиеся вследствие обрыва сварочной дуги углубления в соединительном валике называют кратерами. Такие изъяны существенно уменьшают сечение стыка, что негативно сказывается на прочности.
![](https://r4.mt.ru/r10/photo832D/20081007024-0/png/bp.jpeg)
Кратер опасен тем, что внутри него могут находиться усадочные рыхлости, приводящие к появлению трещин.
Свищи
![](https://r3.mt.ru/r10/photo23FD/20304079873-0/png/bp.jpeg)
Поверхностные дефекты в виде полости. Понижают прочность соединительного стыка и провоцируют образование трещин.
![](https://r4.mt.ru/r10/photoB547/20527152722-0/png/bp.jpeg)
Свищи имеют произвольную форму, могут возникать как на внешней поверхности, так и внутри шва.
Пористость
![](https://r4.mt.ru/r10/photo1AC0/20750225571-0/png/bp.jpeg)
Поры – это заполненные газами полости, образующиеся при повышенном газообразовании внутри металла.
![](https://r3.mt.ru/r10/photo6AB5/20973298420-0/png/bp.jpeg)
Возникают при наличии разнообразных загрязнений на свариваемых поверхностях, при повышенной скорости сварки, а также повышенной вместительности углерода в используемом присадочном материале.
Посторонние включения
![](https://r3.mt.ru/r10/photo31E9/20196371269-0/png/bp.jpeg)
Качество шва существенно ухудшают сторонние включения – оксидные, шлаковые, вольфрамовые, флюсовые и другие включения.
![](https://r1.mt.ru/r10/photo76CA/20419444118-0/png/bp.jpeg)
Главная ошибка, приводящая к их наличию – неправильный режим сварки. Любое из присутствующих включений понижает прочность и надежность соединения и подлежит устранению.
Причины появления дефектов
Каждый из всех встречающихся дефектов возникает вследствие конкретных факторов. При этом выделяют причины образования дефектов сварных соединений общего характера:
- Использование некачественных расходных материалов для сваривания элементов;
- Несоблюдение сварочных технологий;
- Низкое качество металла, из которого создаются конструкции;
- Некачественное или неисправное оборудование;
- Неправильный режим сварки;
- Технологические ошибки, вызванные низкой квалификацией сварщика.
Чтобы металлоконструкции получались качественными и выносливыми, следует строго соблюдать нормы сваривания и доверять работы профессиональным сварщикам.
Методы выявления дефектов
![](https://r5.mt.ru/r10/photo1B4F/20642516967-0/png/bp.jpeg)
Выявление дефектов сварных соединений осуществляется следующими способами:
- Визуальный осмотр и обмер стыковочных швов;
- Испытания стыков на непроницаемость;
- Определение дефекта сварного соединения специальными приборами;
- Испытания образцов на прочность в лабораторных условиях.
Осмотр сварочного шва осуществляется только после очистки его от шлака, устранения застывших брызг металла и других типов загрязнений.
![](https://r2.mt.ru/r10/photo48FF/20865589816-0/png/bp.jpeg)
Проверке подлежат размеры и правильность формы соединений, наличие или отсутствие прожогов, кратеров, трещин, свищей и других погрешностей.
![](https://r3.mt.ru/r10/photo6144/20088662665-0/png/bp.jpeg)
Испытание непроницаемости позволяет выявить дефекты сварных соединений трубопроводов, например, поры, трещины, сквозные непровары. Проверяются конструкции несколькими способами:
- Обдуванием или заполнением швов воздухом;
- Поливом струей воды или наполнение отсеков водой под давлением;
- Смазыванием швов керосином.
Если в ходе проверки обнаружен дефект, то деталь возвращается на дополнительную обработку.
Способы устранения дефектов
![](https://r1.mt.ru/r10/photoD20F/20311735514-0/png/bp.jpeg)
Любой сварочный процесс сопровождается образованием дефектов, вне зависимости выполняется он инвертором, полуавтоматом, трансформатором или другим оборудованием. При этом выделяют недопустимые и допустимые дефекты сварных соединений, по сложности которых определяется пригодность или непригодность конструкции к дальнейшей эксплуатации.
Способы устранения дефектов сварных соединений выбираются с учетом типа обнаруженного повреждения:
- Прожоги исправляют тщательной зачисткой стыка с последующей его заваркой;
- Для устранения подрезов выполняется наплавка тонкого соединения по всей линии дефекта;
- Исправление трещины осуществляется методом ее полного рассверливания, вырубкой шва на проблемном участке, очисткой поверхностей и повторным завариванием с соблюдением сварочной технологии и действующих нормативов;
- Непровары удаляются путем их вырезания и повторного сваривания;
- Свищи и кратеры вырезаются до достижения основного металла, после чего по-новому завариваются;
- Наплывы аккуратно срезаются, но при этом обязательно следует проверить срез на предмет наличия непровара;
- Деформация при сварке устраняется термическим или термомеханическим способом;
- Все типы дефектов с посторонними включениями устраняют вырезкой и завариванием.
Если в ходе обследования обнаружены технологические дефекты сварных соединений труб, то устранять их следует строго в соответствии нормативных требований одним из методов:
- Механическим без последующей заварки;
- Механическим с завариванием места выборки;
- Вырезкой участка трубы, на котором присутствует дефект;
- Полным удалением шовного соединения и выполнением нового.
При проверке на прочность и герметичность газораспределительных сетей разрешается исправлять дефекты сварных соединений газопроводов в случае, когда сварочный процесс выполнялся дуговой сваркой и не допускается при сваривании газовой сваркой.
Методы контроля сварных соединений
![](https://r1.mt.ru/r10/photoAC9A/20534808363-0/png/bp.jpeg)
Тот факт, что влияние дефектов на качество сварной металлоконструкции максимизирует риски разрушения изделий доказывать не нужно. Чтобы в процессе сваривания получать действительно надежные, прочные и выносливые конструкции, после завершения работ должен проводиться контроль качества сварных соединений.
Осуществляется контроль сварочных швов поэтапно:
- Предварительный. Включает проверку марки металла, качества заготовок, кислорода, присадочной проволоки и других расходных материалов;
- Контроль в ходе сварочных работ. Подразумевает постоянные проверки режима сварки, исправности оборудования, осмотр швов и измерение их специальными шаблонами. При выявлении отклонений от установленных стандартов сразу же можно провести удаление дефектов сварных соединений;
- Контроль готовой конструкции. Внешние дефекты можно увидеть при обычном осмотре. При необходимости стыки проверяются на плотность, а также подвергаются другим испытаниям.
Все методы контроля сварных соединений разделяются на две группы – разрушающие и неразрушающие. Как правило для выявления дефектов применяются неразрушающие методы, к которым принадлежат:
Внешний осмотр:
- Ультразвуковая дефектоскопия;
- Магнитный контроль;
- Цветная дефектоскопия;
- Радиационная дефектоскопия;
- Капиллярная дефектоскопия;
- Контроль стыков на проницаемость и другие методы обнаружения дефектов сварных соединений.
Методы разрушающего контроля подразумевают испытания отобранных образцов и применяются в основном при необходимости получить параметры сварного шва и зоны термического влияния. Контроль осуществляется химическим анализом, механическими и металлографическими испытаниями.
Заключение
Чтобы сварочный шов по всем параметрам соответствовал стандартам качества и заданным требованиям, то начиная с подготовки подлежащих соединению элементов и до окончания сварочного процесса необходимо осуществлять контроль. Это позволит предотвратить основные дефекты сварных соединений или же оперативно их устранить.
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Сварка труб «на просвет»
Свежие комментарии