- Причини за възникване на дефекти
- Видове дефекти на заварката
- Методи за контрол
- Начини за отстраняване на дефекти
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Заваряването е един от основните процеси в повечето инженерни индустрии. Освен това в ежедневието често се използва заваряване за свързване на метални конструкции, тъй като има предимства пред другите методи.
Предимствата на метода включват:
- Осигурява по-голяма плътност при свързване на тръбопроводи, отколкото с резбови връзки.
- Намалява материалните разходи за закупуване на хардуер при производството на огради, стълби и други метални конструкции.
- Тя изглежда органична като част от сглобяеми метални изделия, тъй като качествено направената заварка винаги е чиста. Поради това, заваряването се използва широко при производството на високо художествени метални конструкции, включително свързването на елементи, изработени с художествено коване.
Но заваръчните шевове не винаги се правят с високо качество. Това става особено забележимо, ако майстор с богат производствен опит и новак взеха участие в заваряването на един продукт. Професионално направеният шев с визуална инспекция никога няма да предизвика въпроси, за разлика от надвесите или неосветените участъци от шева, направени от новодошлия. Но това е само външна картина. Също така е важно в какво състояние е металът вътре. От това много силно зависи силата на заварената връзка и други характеристики.
Помислете за дефекти, които могат да възникнат в заваръчните шевове, техните причини, начини за предотвратяване на тяхното възникване, както и възможности за елиминиране.
Причини за възникване на дефекти
Има два вида фактори, които влияят върху качеството на заваряването:
Цел - свързана със свойствата на заварените материали, поведението на металите при условията, продиктувани от технологичния процес. Нищо чудно, че една от важните характеристики на всяка сплав е заваряемост. Понякога става необходимо да се заваряват материали с ниска степен на заваряване. Такива задачи понякога се поставят в малка или индивидуална продукция. Дори и при пълно спазване на изискванията на технологичния процес, може да остане определен процент отхвърляния, който трябва официално да се счита за приемлив.- Субективно - в зависимост от изпълнителите. Освен това изпълнителите трябва да включват не само работници, извършващи заваряване, но и технолози, които са отговорни за коректността на параметрите на процеса, правилния избор на оборудване и режими на заваряване.
Основните субективни причини за дефекти в заваряването са:
- грешки при приготвянето на заварени повърхности;
- използване на инструмент, различен от посочения от технолога;
- неизправност на заваръчния инструмент;
- малък опит и ниска квалификация на заварчика;
- отклонение от изискваните режими на заваряване.
Видове дефекти на заварката
Дефектите на заварените съединения могат да се разделят на две групи:
- Външни, присъствието на които става видимо, когато се гледа от шева с просто око.
- Вътрешен, идентификацията на който изисква използването на специални контролни устройства.
В някои източници дефектите от край до край се разграничават в отделна група, но от научна гледна точка те са външни, тъй като са открити по време на инспекцията.
Външни недостатъци
Тъй като външните дефекти са видими, те са свързани с нарушаване на геометрията на шева и съседните области на материала. При ръчното заваряване, в преобладаващата част от случаите, дефектът е свързан с ниска квалификация на заварчика или небрежност при изпълнение на работата. Често можете да наблюдавате грешки в посоката на електрода и неговото движение. При автоматичното заваряване може да възникне дефект при работа с дефектна заваръчна техника.
Най-често срещаните видове външни дефекти са:
- Отклонение по ширина и височина. Основните причини за възникването са обикновено слаба подготовка на заварените ръбове и тяхното незадоволително прилягане, неравномерно изместване на електрода, отклонение от изискваните режими. Този дефект не само разваля външния вид на продукта, но и намалява механичните характеристики, тъй като металът на заварката се охлажда неравномерно, което може да доведе до вътрешно напрежение и дори до пластична деформация.
Възлите. Те са основният проблем на много новодошли, които наскоро са овладели професията на заварчик. Възникват в процеса на прекомерно изтичане на метала на електрода върху съединените повърхности без сливане. Появата на увисване допринася за наличието на скала върху заварените елементи, което показва лоша подготовка на повърхностите. При недостатъчна скорост на движение на електрода се образува излишен разтопен метал, който се втвърдява без връзка с основния материал. Ниско напрежение на дъгата, дълга дъга, висок ток също може да предизвика появата на увисване. Дори изместването на електрода спрямо оста на заваръчния шев може да доведе до този общ дефект. Трябва да се отбележи, че потоците не винаги оказват влияние върху механичните свойства и плътността на връзката. Следователно, в някои случаи е позволено да се задействат заварки с припокривания, ако външният вид на продукта не е от особено значение.- Подкосен - дефект, който може да се счита за противоположен приток. Това е жлеб от двете страни на заварката. В резултат на това се наблюдава локално намаляване на дебелината, което влияе неблагоприятно на якостните характеристики на продукта. При прекалено висока скорост на заваряване, високо напрежение може да се получи подкопаване. Ако по време на изпълнението на ъгловия шев между хоризонталните и вертикалните повърхности да се измести електрода над оста на шва, разтопеният метал бързо ще изтече, а над оста ще се появи подбиване.
- Липсата на проникване е друг често срещан тип дефект, най-често причинен от неопитен заварчик. Липсата на проникване е липсата на сливане между свързващите елементи или между заваръчния метал и основния материал. При многослойно заваряване може да възникне непълно сливане между отделните слоеве. Основните причини за появата на този дефект са слабата подготовка на повърхността, наличието на ръжда или мащаб, подценяването на разстоянието между допиращите се повърхности, увеличената скорост на заваряване, изместването на електрода спрямо изпълнения шев и ниската сила на тока. Липсата на проникване драстично намалява якостта на заварената връзка, а за плътност често е критична.
- Разтопени канали. Те се наричат кратери. Представляват дълбините, които се образуват обикновено на места с рязко разделяне на арката. Може да се съпровожда от разхлабване при свиване, което причинява напукване.
Външни пукнатини. Те могат да бъдат разположени както надлъжно, така и напречно. Образува се не само в заварката, но и в основния метал. В последния случай те се намират в зоната на заваряване, която е засегната от топлина, т.е. близо до шва. Причината за образуването на пукнатини може да бъде напрежението, произтичащо от неравномерно нагряване и охлаждане. Наличието на пори и липсата на проникване могат да предизвикат напукване.- Изгаряне - чрез проникване, придружено от изтичане на течен метал от грешната страна на провежданата заварка. Изгарянията обикновено възникват поради големи стойности на тока, увеличен пропуск между свързващите ръбове или лошо прилягане и ниска скорост на движение на електрода.
Вътрешни дефекти
Наличието на вътрешни дефекти в заварката не винаги е очевидно. Скритият брак е особено опасен, така че всички заварени съединения трябва да бъдат внимателно наблюдавани.
Помислете за основните видове вътрешни дефекти:
Пори. Те се появяват по време на абсорбцията на водород, въглероден оксид и други газове от разтопения метал, който не е имал време да се открои на повърхността на метала, когато се втвърди. Порите са мехурчета, пълни с газ. Обикновено се появяват при неправилно подбрани електроди или тяхното съхранение във влажна среда, присъствието на мястото на свързване на ръжда или скала.- Оксиди и шлакови включвания. Образува се при прекомерно дълга дъга. Значително намаляване на характеристиките на якост на шева. В критични конструкции се допускат само единични включвания.
- Изтичане на ръба на корена или шева. По своята същност е подобна на външната липса на проникване, но визуално незабележима, тъй като се намира в дебелината на метала.
- Вътрешни пукнатини. Механизмът на външен вид е подобен на външните пукнатини.
- Прегряване. Същността на дефекта е в груба структура. Големите зърна имат по-малка адхезионна повърхност между тях, в резултат на което се намалява якостта и еластичността. Понякога този дефект се поддава на топлинна обработка.
- Изгарянето е появата на окислени зърна, чието сцепление помежду си значително отслабва, което драстично увеличава крехкостта. Изгарянето, за разлика от прегряването, е невъзстановим брак.
Методи за контрол
За да се предотврати появата на дефекти, трябва да се извършва систематична проверка на всички етапи на производството: преди, по време на процеса на заваряване и след края.
- Преди заваряване, подготовката на съединените повърхности, тяхната геометрия се проверява.
- В процеса - спазването на всички параметри на процеса, включително режимите на заваряване, се следи внимателно.
- След заваряването следва контрол на крайния продукт.
Основните начини за откриване на дефекти в заваръчните шевове:
- Визуална проверка и проверка на геометрията. Предполага се, че лупата се използва за откриване на малки повърхностни пукнатини и пори. Металът се почиства с шкурка и се ецва с разтвор на азотна киселина. Образува матова повърхност, върху която пукнатините са по-забележими. След проверка, киселинните остатъци се отстраняват.
Изпитване на механични свойства. Заедно с продукта, пробите са заварени, които се изпращат в лабораторията за определяне на временното съпротивление, относителното удължение, якостта на удара.- Макроструктурен контрол. Извършва се върху проби, които са полирани и ецвани.
- Управление на микроструктурата. Извършва се върху проби с помощта на микроскоп. Този изследователски метод позволява откриване на прогаряне, оксидни граници на зърната, промени в металната конструкция, микротрещини.
- Хидравлични и пневматични изпитвания. Използва се за контрол на съдове и тръбопроводи.
- Рентгенов контрол. Рентгеновото предаване позволява да се разкрият пори, непълно проникване, пукнатини, шлакови включвания.
- Ултразвуков контрол. Произвежда се с ултразвуков дефектоскоп. Високочестотните вибрации проникват в метала и се отразяват от пукнатини, пори и други дефекти.
- Проверете за междукристална корозия. Извършва се само за продукти, изложени на корозивни среди.
Начини за отстраняване на дефекти
Често дефектите в заваръчните шевове не подлежат на отстраняване и водят до отхвърляне на продукта. Разбира се, никой няма да изхвърли надвисналата част на оградата, но за важни части контролът винаги е необходим.
Някои дефекти могат да бъдат отстранени:
Нодулите се отстраняват механично с помощта на абразивен инструмент.- Големите пукнатини са обект на заваряване. Местоположението на пукнатината се пробива и почиства с абразив.
- Малките пукнатини и некомпетентността да се елиминират по-трудно. Обикновено изисква пълно разрушаване на заваръчния шев, ново цялостно отстраняване и повторно заваряване.
- Подметките премахват заваряването на тънки слоеве от метал.
- Прегряването може да бъде премахнато при определени условия на топлинна обработка.
След отстраняване на всички недостатъци, частта подлежи на многократен, дори по-внимателен контрол, който ще гарантира, че няма дефекти. В случай на повторно откриване на дефекти се разрешава извършването на допълнителни корекции. Тези процедури обаче могат да се повторят не повече от три пъти, в противен случай има голяма вероятност за рязко намаляване на механичните свойства на материала.
Често е трудно да се заварява без никакви дефекти. Но постоянната практика и стриктното спазване на технологиите ще намалят броя им до минимум . А познаването на теоретичната основа ще помогне за правилното организиране на технологичния процес, за да се получат висококачествени продукти.