Дефекты сварки и способы их устранения

Дефекты сварных швов появляются в результате либо неправильного выбора, либо нарушения технологии изготовления сварной конструкции, а также в результате использования некачественных сварочных материалов и невысокой квалификации сварщика.
Дефекты подразделяются на внешние и внутренние. Причем внешние дефекты можно выявить путем осмотра невооруженным глазом или с помощью лупы с десятикратным увеличением, в то время как для установления внутренних дефектов требуется использование специальных методов: металлографические исследования, химический анализ, механические испытания, просвечивание рентгеновскими или гамма-лучами, магнитные и ультразвуковые методы контроля. Для выявления дефектов сварное соединение нужно предварительно очистить от шлака, окалины и металлических брызг.
К внешним дефектам относятся: нарушение размеров и формы шва, подрез зоны сплавления, прожог, наплыв, непровар, поверхностное окисление, незаваренные кратеры, поверхностные поры, продольные и поперечные трещины.
К внутренним дефектам относятся следующие: внутренние поры, непровар, неметаллические включения и микротрещины.
Нарушение размеров и форм шва проявляется в чрезмерном усилении и резких переходах от основного металла к наплавленному, а также в неполномерности высоты и ширины шва. При ручной сварке данные дефекты возникают в результате неаккуратной подготовки свариваемых кромок, неправильного выбора сварочного тока, невысокого качества сборки под сварку и низкой квалификации сварщика. Дефекты формы шва могут возникнуть и в результате колебания напряжения в сети при выполнении работы. При автоматизированной сварке нарушения размеров и формы швов могут быть из-за несоблюдения режима сварочного процесса (скорости сварки, скорости подачи электродов, сварочного тока) и неправильной разделки шва.
Подрез зоны сплавления выглядит в виде узкого углубления в основном металле вдоль края сварного шва. Этот дефект возникает при усиленной мощности горелки, при сварке удлиненной дугой, неправильном положении электрода или горелки и присадочного прутка, а также при сварке большим током.
Прожог представляет собой сквозное отверстие в сварном шве. Основные причины его возникновения следующие: малая толщина свариваемого металла, завышенная мощность пламени горелки, большой сварочный ток, незначительное притупление свариваемых кромок и неравномерный зазор между ними по расстоянию.
Наплыв – натекание металла шва на непрогретую поверхность свариваемого металла или прежде выполненного валика без сплавления с ним. Дефект возникает при некачественных электродах и несоответствии скорости сварки и сварочного тока разделке шва, а также при низкой квалификации сварщика.
Непровар проявляется в виде местного несплавления свариваемых кромок основного и наплавленного металлов и может быть результатом плохой подготовки свариваемых кромок (отсутствие зазора, большое притупление, незначительный угол скоса), смещения электрода к одной из кромок, быстрого перемещения электрода по шву.
Поверхностное окисление – окисление металла шва и примыкающего к нему основного металла главным образом из-за сильно окисляющей среды, очень высокой мощности пламени сварочной горелки, большой длины дуги, слишком сильного сварочного тока, медленного перемещения электрода или горелки вдоль шва.
Поверхностные и внутренние поры являются результатом попадания в металлический шов различных газов, образующихся при сварке (азот, водород, углекислый газ и др.). Азот попадает в шов из атмосферного воздуха при недостаточно тщательной защите расплавленного металла в зоне сварки. Из компонентов покрытия электродов, воды и масла образуется водород. Оксид углерода возникает в процессе сварки стали при сгорании содержащегося в ней углерода. Дело в том, что при повышенном содержании углерода в электродах и свариваемой стали, а также при дефиците в сварочной ванне раскислителей и высокой скорости сварки оксид углерода не успевает улетучиться и остается в металле. Итак, пористость – итог неаккуратной подготовки свариваемых кромок (ржавчина, замасленность, загрязненность), недостатка раскислителей, использования влажного флюса, электродов с сырым покрытием и больших скоростей сварки.
Наружные и внутренние трещины (микротрещины) возникают главным образом в результате появляющихся в металле напряжений из-за его неравномерного нагревания, охлаждения и усадки. Легированные и высокоуглеродистые стали при охлаждении после сварки закаливаются; в результате этого могут появиться трещины. Высокое содержание в стали вредных примесей (серы и фосфора) также может вызвать образование трещин. Следует заметить, что наружные и внутренние трещины являются наиболее опасными и недопустимыми дефектами швов.