ГлавнаяРазноеКонтроль качества сварных соединений и дефекты сварных швов

ДЕФЕКТЫ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА. СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Контроль качества сварных соединений и дефекты сварных швов


Дефекты и контроль качества сварных соединений — Мегаобучалка

К дефектам сварных соединений относятся различные отклонения от установленных норм и технических требований, которые уменьшают прочность и эксплуатационную надежность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции.

Наиболее часто встречающиеся дефекты можно разделить на следующие основные группы: дефекты формы и размеров сварных швов; дефекты макро- и микроструктуры; деформации и коробление сварных конструкций.

Дефекты формы и размеров сварных швов

Обычно форма и размеры швов устанавливаются стандартами, правилами и нормами, техническими условиями и указываются на рабочих чертежах. Так, основные типы швов сварных соединений: и их конструктивные элементы при ручной электродуговой сварке регламентированы ГОСТ 5264-69; при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом - ГОСТ 8713-58; для сварных швов, выполненных теми же способами под острым и тупым углом, руководствуются соответственно ГОСТ 11534-65 и ГОСТ 11533-65.

При сварке плавлением наиболее частыми дефектами сварных соединений являются неполномерность шва, неравномерная его ширина и высота (рис. 5), крупная чешуйчатость, бугристость, наличие седловин. При автоматической сварке дефекты возникают вследствие колебания напряжения в сети, проскальзывания проволоки в подающих роликах, неравномерной скорости сварки из-за люфтов в механизме передвижения, неправильного угла наклона электрода, протекания жидкого металла в зазор. При ручной и полуавтоматической сварках дефекты могут быть вызваны недостаточной квалификацией сварщика, нарушением технологических приемов, плохим качеством электродов и других сварочных материалов.

Рис. 6. Дефекты формы и размеров шва а - неполномерность шва; б - неравномерность ширины стыкового шва; в - неравномерность по длине катета углового шва; h - требуемая высота усиления шва

 

Нарушение формы и размеров шва зачастую свидетельствует о наличии таких дефектов, как наплывы (натеки), подрезы, прожоги и незаверенные кратеры.

Наплывы (натеки) (рис. 6) образуются чаще всего при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей в результате натекания жидкого металла на кромки холодного основного металла. Они могут быть местными, в виде отдельных застывших капель, или же иметь значительную протяженность вдоль шва. Причинами возникновения наплывов являются: большая величина сварочного тока, длинная дуга, неправильное положение электрода, большой угол наклона изделия при сварке на подъем и спуск. В кольцевых швах наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто выявляются непровары, трещины и другие дефекты.

Подрезы представляют собой углубления (канавки), образующиеся в основном металле вдоль края шва при завышенном сварочном токе и длинной дуге, так как в этом случае увеличивается ширина шва и сильнее оплавляются кромки. При сварке угловыми швами подрезы возникают в основном из-за смещения электрода в сторону вертикальной стенки, что вызывает значительный разогрев, плавление и стекание ее металла на горизонтальную полку. В результате на вертикальной стенке появляются подрезы, а на горизонтальной полке - наплывы. При газовой сварке подрезы образуются из-за повышенной мощности сварочной горелки, а при электрошлаковой - из-за неправильной установки формующих ползунов.

Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут явиться причиной разрушения сварного соединения.

Рис. 7. Наружные дефекты в швах а - стыковых; б - угловых; 1 - наплыв; 2 - подрез.

Прожоги - это проплавление основного или наплавленного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Они возникают вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, завышенного сварочного тока или мощности горелки при невысоких скоростях сварки. Особенно часто прожоги наблюдаются в процессе сварки тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва. Кроме того, прожоги могут иметь место в результате плохого поджатия флюсовой подушки или медной подкладки (автоматическая сварка), а также при увеличении продолжительности сварки, малом усилии сжатия и наличии загрязнений на поверхностях свариваемых деталей или электродах (точечная и шовная контактные сварки).

Незаваренные кратеры образуются в случае резкого обрыва дуги в конце сварки. Они уменьшают сечение шва и могут явиться очагами образования трещин.

Дефекты макроструктуры

Относят, выявляемым при увеличении не более чем в 10 раз, относятся газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины (рис. 7).

Рис. 8. Дефекты макроструктуры в швах а - стыковых; б - угловых; в - нахлесточных; 1 - непровар; 2 - трещины; 3 -поры; 4 — шлаковые включения

Газовые поры образуются в сварных швах вследствие быстрого затвердевания газонасыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу.

Как правило, такой дефект встречается при повышенном содержании углерода в основном металле, наличии ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки, использовании влажного или отсыревшего флюса, присутствии вредных примесей в защитных газах, неправильной регулировке пламени сварочной горелки, чрезмерной скорости сварки, нарушающей газовую защиту ванны жидкого металла, неправильном выборе марки сварочной проволоки, в особенности при сварке в среде углекислого газа. Газовые поры могут быть распределены в шве отдельными группами, в виде цепочки вдоль шва или в виде отдельных включений. Иногда образуются сквозные поры, так называемые свищи. Степень пористости шва и размер отдельных пор во многом зависят от того, как долго сварочная ванна находится в жидком состоянии, которое позволяет образующимся газам выйти из шва.

Шлаковые включения являются результатом небрежной очистки кромок деталей и сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи, а также (при многослойной сварке) неполного удаления шлака с предыдущих слоев. Кроме того, они возникают при сварке длинной дугой, неправильном наклоне электрода, недостаточной величине сварочного тока или мощности горелки, завышенной скорости сварки.

Шлаковые включения различны по форме (от сферической до игольчатой) и размерам (от микроскопических до нескольких миллиметров). Они могут быть расположены в корне шва между отдельными слоями, а также внутри наплавленного металла.

Шлаковые включения, так же как и газовые поры, ослабляют сечение шва, уменьшают его прочность и являются зонами концентрации напряжений.

Непроваром называют местное несплавление основного металла с наплавленным, а также несплавление между собой отдельных слоев шва при многослойной сварке из-за наличия тонкой прослойки : окислов, а иногда и грубой шлаковой прослойки внутри швов. Причинами непроваров являются: плохая очистка металла от окалины, ржавчины и грязи, малый зазор в стыке, излишнее притупление и малый угол скоса кромок, недостаточная величина тока или мощности горелки, большая скорость сварки, смещение электрода в сторону от оси шва.

Трещины и непровары являются наиболее опасным дефектом сварных швов. Они возникают в самом шве и в околошовной зоне, располагаясь вдоль и поперек шва в виде несплошностей микро- и макроскопических размеров.

Трещины разделяют на горячие и холодные в зависимости от температуры их образования.

Горячие трещины появляются в процессе кристаллизации металла шва при температуре 1100-13000 С. Их образование вызывается наличием полужидких прослоек между кристаллами наплавленного металла шва в конце его затвердевания и действием в нем растягивающих усадочных напряжений. Повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, водорода и никеля также способствует образованию горячих трещин. Они обычно расположены внутри шва и их трудно выявить.

Холодные трещины возникают при температурах 100-3000 С в легированных сталях и при нормальных температурах - в углеродистых сталях сразу после остывания шва или через длительный промежуток времени. Основная причина их образования — значительные напряжения, возникающие в зоне сварки при распаде твердого раствора, и скопление под большим давлением молекулярного водорода в пустотах, имеющихся в металле шва. Холодные трещины выходят на поверхность шва и хорошо заметны.

Дефекты микроструктуры

Микроструктура шва и околошовной зоны (рис. 8) в значительной мере определяет свойства сварных соединений и характеризует их качество.

Дефектами микроструктуры сварного соединения являются: микропоры и микротрещины, нитридные, кислородные и другие неметаллические включения, крупно-зернистость, участки перегрева и пережога.

На участке перегрева (см. рис. 8) металл имеет крупнозернистое строение. Чем крупнее зерна, тем меньше поверхность их сцепления и выше хрупкость металла (перегретый металл плохо сопротивляется ударным нагрузкам).

Наиболее опасным дефектом является пережог, при котором в структуре металла шва много окисленных зерен с малым взаимным сцеплением. Такой металл хрупок и не поддается исправлению. Пережог возникает при высокой температуре сварки, плохой изоляции сварочной ванны от воздуха или избытке кислорода в пламени горелки.

Рис. 9. Схема распределения структур в сварном шве и околошовной зоне (цифрами I, II, III и т.д. обозначены одни и те же участки на разрезе шва, кривой распределения температур и шкале температур на диаграмме железо-углерод) I - неполное расплавление; II - перегрев; III - нормализация; IV - неполная перекристаллизация; V - рекристаллизация; VI - синеломкость

Устранение сварочных дефектов

Крупные трещины в швах ликвидируют путем их заварки. Предварительно сверлят сквозные отверстия на расстоянии 40—50 мм от каждого конца трещины, чтобы предупредить ее дальнейшее распространение. Затем пневматическим зубилом, газовым резаком для поверхностной резки или воздушно-дуговым резаком производят V- или Х-образную разделку трещины, зачищают ее кромки от шлака и заваривают обратно-ступенчатым способом. Иногда перед сваркой металл в конце трещины нагревают газовой горелкой до температуры 150—200° С с тем, чтобы шов и нагретые участки остывали одновременно. Это позволяет избежать появления остаточных напряжений на концах шва.

Швы с внутренними мелкими трещинами, непроварами, газовыми и шлаковыми включениями полностью вырубают или выплавляют и заваривают вновь. Аналогичным образом поступают с пережженными участками.

В сварных конструкциях, изготовленных из углеродистых сталей, применяют как выплавку, так и вырубку швов; в конструкциях же из легированных сталей швы можно только вырубать, так как при выплавке происходит изменение структуры и свойств основного металла.

Неполномерность шва устраняют наплавкой дополнительных слоев, а подрезы заваривают тонкими валиковыми швами.

Наплавы, натеки, а также чрезмерное усиление шва (лишний металл в сечении шва) удаляют пневматическим зубилом или абразивным инструментом.

При перегреве металла выполняют соответствующую термическую обработку.

Исправление деформированных элементов сварных конструкций

В том случае, когда величина деформаций выходит за пределы допустимой, необходимо выправлять элементы или изделия механическим, термическим или термомеханичееким способом.

Уменьшение величины напряжений

Внутренние напряжения в сварных швах снижают послойной проковкой швов, предварительным или сопутствующим подогревом изделий, термической обработкой после сварки.

 

Заключение

В данном курсовом проекте спроектирован чертеж «Стрелы трубоукладчика», а также выбран материал для его изготовления с учетом условий эксплуатации и нагрузок, а также разработан сварочный технологический процесс производства и контроль качества, в котором учитываются способы и режимы для изготовления сварной конструкции; возможные дефекты и их устранение.

Список литературы

1) Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. Под ред. Акад. Б.Е. Патона. М., «Машиностроение», 1974. 768 с.

2) Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1978 – Т.1/ Под ред. Н.А. Ольшанского. 1978. 504 с., ил.

3) Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Редкол.: Г.А. Николаев (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1978 – Т.2/ Под ред. А.И. Акулова. 1978. 462 с., ил.

4) Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций: Учеб. Пособие. – М.: Высш. Школа, 1983. – 344с., ил.

5) Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. М., «Машиностроение», 1974, 240 с.

6) Марочник сталей и сплавов, М.: «Машиностроение», 1989.

7) Акулов А.И., Бельчук Г.А., Деманцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением. Учебник для студентов вузов. М.: «Машиностроение», 1977.

8) «Сварные соединения. Общие технические требования к изготовлению, контролю и приемке» НО 5926-69, Москва, 1970.

9) «Методика и нормативы для определения норм расхода материалов в сварочно-наплавочном производстве» ИН 105-03-004-75, Москва, 1975.

10) ГОСТ 17066-94 «Прокат тонколистовой из стали повышенной прочности. Технические условия»

11) ГОСТ 19281-89 «Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия

12) ГОСТ 2,312-72 «Единая система конструкторской документации. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений»

13) ГОСТ 11534-65 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми углами»

14) ГОСТ 11533-65 «Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Соединения сварные под острыми и тупыми углами»

15) ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначения, определения»

15) Интернет сайт www.svarka-info.ru

16) Контроль качества сварных соединений. Щебеко Л.П., Яковлев А.П. М.-1972

 

megaobuchalka.ru

ДЕФЕКТЫ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА. СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Дефекты сварных соединений, выполненныхс дополнительным порошкообразным присадочнымметаллом

Наличие в сварных соединениях дефектов, т. е. несоответствия соединений требованиям нормативной документации, может привести к их разрушению, разрушению всей конструкции, аварии на производстве. Поэтому увеличение затрат на вспомогательные и основные технологические операции с целью сниже­ния вероятности образования дефектов экономически оправдывается. В зависимости от характера, располо­жения дефектов, способа их воздействия на сварное соединение они подразделяются на группы. По месту расположения дефекты бывают наружные (прожоги, подрезы, наплывы, неравномерность шва, усиленные и ослабленные швы, крупная чешуйчатость, кратеры, непровары по кромке, наружные поры и трещины) и внутренние (шлаковые включения, непровар в корне шва, внутренние трещины и поры, пережог металла). Сварке с порошкообразным присадочным металлом присущи дефекты, встречающиеся как при обычных способах сварки, так и некоторые специфические. Несплавление в вершине шва (рис. 64, а) обра­зуется из-за недостаточного напряжения на дуге. Отсутствие проплавления (рис. 64,6) появляется из-за недостаточной силы сварочного тока. Смещение шва с одной из кромок (рис. 64, в) происходит в результате неправильного направления электрода, при этом противоположная кромка оплавляется чрез­мерно. В тавровых соединениях с большой раз-

Рис. 64 Дефекты сварных соединений, характерные для сварки с порошкообразным присадочным металлом

а — несплавление в вершине шва; б — отсутствие проплавления: в — смешение шва с одной из кромок; г — несплавление в середине шва

носїью толщин элементов увеличивается опасность перегрева вертикальной стенки. Несплавление в сере­дине шва (рис. 64, г)—дефект наиболее серьезный, так как его можно выявить только с помощью физических методов контроля. Этот дефект указывает на недостаточную мощность сварочной дуги (свароч­ного тока) или на слишком большое количество порошкообразного присадочного металла. При электро — шлаковой сварке смещение электрода от оси зазора может вызвать несплавление по одной из кромок.

Этот же дефект образуется при подаче большего ко­личества, чем это требуется, порошкообразного при­садочного металла. Непровар у поверхности свари­ваемых элементов наблюдается при смещении электро­да от оси сварного соединения к одному из медных ползунов.

По степени влияния на сварное изделие дефекты бывают критические, значительные и малозначитель­ные. Наличие критического дефекта исключает приме­нение сварной конструкции. Значительный дефект существенно влияет на качество сварной конструкции, но не является критическим. Малозначительный дефект не оказывает заметного влияния на качество конструк­ции. Рассмотрим основные дефекты сварных соеди­нений и причины их образования.

Непровар — местное несплавление между основным и наплавленным металлами или отдельными слоями при многослойной сварке резко снижает механические показатели сварного соединения, отри­цательно влияет на его пластичность и может, являясь концентратором напряжений, привести к об­разованию трещин. Причиной непровара может быть отсутствие зазора, большое притупление, небольшой угол разделки кромок, неправильный режим сварки или его нарушение, неточное направление конца электродной проволоки, отсутствие в конце и начале сварки технологических пластин, неправильное во­зобновление процесса сварки после перерыва. При электрошлаковой сварке встречается непровар трех видов: у поверхности свариваемого металла, по се­редине шва, по одной или обеим кромкам, В первом случае непровар образуется при недостаточном вре­мени остановки у ползунов или снижении напряжения на одном из электродов, увеличении расстояния между крайним положением электрода и ползуном. Непро­вар по середине шва при сварке 2—3 электродами появляется при чрезмерном расстоянии между сосед­ними электродами. Непровар по одной из кромок образуется при смещении электрода от оси зазора, по двум — из-за малой ширины шва, большой скорости подачи электродной проволоки, резкого увеличения глубины шлаковой ванны и большой толщины электродного металла.

Поры — заполненные газом полости круглой, вы­тянутой или другой формы в металле сварного шва, располагающиеся цепочкой по оси шва или отдельными группками, образуются по ряду причин, которые можно разделить на две группы. К первой относятся причины, непосредственно зависящие от сварщика,— окалина, ржавчина, масло, краска на свариваемых кромках, влажный флюс или электрод с влажным покрытием, большая скорость сварки, при которой нарушается газовая защита металла сварочной ванны. Ко второй относятся причины, заложенные в технологии сварки,— азот, водород и окись углерода, образую — щиеся в результате отклонения химического состава металла шва от заданного из-за снижения в нем кремния и марганца по причине применения несо­ответствующей электродной проволоки или уменьшения глубины проплавления. При электрошлаковой сварке металл шва более стоек против порообразования по сравнению с электродуговой сваркой. Поры в этом случае не выходят на поверхность и располагаются по сечению шва без определенного порядка или скапли­ваются в отдельные группы. В случае применения порошкообразного присадочного металла при автома­тизированной сварке под флюсом существенно умень­шается порообразование и появление несплошностей. Поры не допустимы в сварных швах аппаратуры, работающей под давлением и вакуумом, или пред­назначенной для транспортировки и хранения жидких и газообразных продуктов.

Трещины — наиболее опасные и недопустимые дефекты в сварных соединениях. Трещины бывают горячие и холодные. Горячие трещины зарождаются в процессе первичной кристаллизации и развиваются при остывании металла. На их появление влияет химический состав металла шва, величина и скорость действующих в процессе кристаллизации металла шва растягивающих напряжений, форма сварочной ванны, величина первичных кристаллитов. Элементы, входящие в металл шва, по-разному влияют на стойкость против горячих трещин. Сера и фосфор являются вредными примесями. Сера переходит в ме­талл шва из основного металла и сварочных материалов. Поэтому практический интерес представля­ет применение флюсов, способствующих переходу серы из сварочной ванны в шлак. Фосфор является причиной образования горячих трещин в сварных швах некоторых среднелегированных сталей, а наибо­лее опасен —для швов с чисто аустенитной структу­рой. В большой степени способствует образованию горячих трещин углерод, попадая в металл шва из основного металла и сварочных материалов. Поэтому уменьшение доли основного металла и применение электродной проволоки с низким содержанием углерода позволяет снизить его содержание в металле шва. Кремний способствует образованию трещин в сварных швах из углеродистой стали и особенно опасен в швах из аустенитной хромоникелевой стали. При сварке углеродистых и низколегированных сталей никель не оказывает отрицательного влияния, а у других сталей, усиливая вредное влияние серы при его содержании более 1—2%, способствует образованию горячих тре­щин. Кислород повышает стойкость металла шва про­тив образования горячих трещин, вызываемых серой, и снижает ударную вязкость металла шва при сварке углеродистых и низколегированных сталей. Повышение скорости сварки, снижение сварочного тока, увеличе­ние числа слоев в шве, колебание электрода и металла сварочной ванны приводят к увеличению скорости кристаллизации и образованию мелкозернистой струк­туры, что увеличивает стойкость металла шва против образования горячих трещин. Этому же способствует применяемый технологический прием — изменение фор­мы провара (отношение ширины шва к глубине его проплавления). При автоматизированной сварке под флюсом коэффициент формы провара должен быть равен 1—2, электрошлаковой — 2,5—5. Для предотвра­щения образования горячих трещин рекомендуется использовать способы и режимы сварки, обеспе­чивающие минимальное тепловложение. С этой точки зрения большими возможностями обладает сварка с дополнительным порошкообразным присадочным металлом, позволяющая уменьшить удельное тепло — вложение, что приводит к улучшению термического цикла сварки. Это, в свою очередь, улучшает структуру металла сварного соединения, условия кри­сталлизации и механические свойства. Уменьшение тепловложения способствует также снижению сва­рочных деформаций. В итоге повышается сопротивляе­мость образованию горячих и холодных трещин.

Кроме того, уменьшение доли основного металла в ме — халле сварного шва позволяет снизить в нем содер жание углерода, что, в свою очередь, повышает стойкость металла шва против образования горячих трещин. Применение порошкообразного, присадочного металла при электрошлаковон сварке, создавая благо­приятный тепловой режим, уменьшает склонность швов к горячим и усадочным трещинам.* К образованию усадочных дефектов могут привести вынужденные остановки сварочного автомата. В таких случаях до возобновления сварки конец ранее выполненного шва на длину 100 мм необходимо обязательно удалить.

Холодные трещины образуются при остывании металла сварных соединений ниже 200 °С. Основным видом холодных трещин являются околошовные тре­щины. Появлению холодных трещин способствует по­вышенное содержание углерода и водорода в металле шва, а причиной их образования являются сварочные напряжения, внешние нагрузки и закалочные явления.

Шлаковые включения — заполнение шла­ком несплошности в металле шва,— являясь кон­центраторами напряжений и ослабляя сечение шва. уменьшают его прочность. Они образуются из-за наличия грязи, окалины и ржавчины на свариваемых кромках, из-за неполного удаления шлака при много­слойной сварке, некачественных электродов, когда кусочки электродного покрытия попадают в сварочную ванну. При электрошлаковой сварке шлаковые вклю­чения образуются по кромке соединений в местах резкого изменения ширины провара или в виде прослойки между основным металлом и металлом шва. При несплавлении шлаковые включения образу­ются из-за большой глубины шлаковой ванны, повы­шенной теплопроводности основного металла или при­менения тугоплавкого флюса.

Рассмотрим теперь дефекты формирования сварных швов.

Прожоги — сквозные отверстия в сварном шве из-за вытекания металла сварочной ванны — являются недопустимыми дефектами. Они образуются при нали­чии большого зазора, отсутствия притупления, пло­хого поджатия флюсовой подушки, заниженной ско­рости сварки или завышенного сварочного тока.

Кратеры — углубления в металле сварочной

ванны, образующиеся после резкого обрыва дуги,— уменьшают сечение шва и могут явиться очагами образования трещин. Для предупреждения появления кратеров необходимо применять технологические пластины, а при их отсутствии при ручной сварке кратер следует тщательно заварить, обрывая дугу на уже заваренном участке сварного шва.

Подрез — углубление в основном металле вдоль сварного шва. с одной или двух сторон — существенно снижает прочность сварного соединения у конструкций с вибрационными нагрузками. Суммарное влияние подреза и увеличение растягивающих остаточных напряжений может привести к снижению предела выносливости сварной конструкции вдвое. Глубина подреза может достичь нескольких миллиметров. Устра­нить подрезы можно, уменьшив скорость кристаллиза­ции или увеличив скорость заполнения углубления металлом. Обычно снижают скорость кристаллизации за счет уменьшения скорости сварки, предваритель­ного подогрева деталей или применения многоэлектрод­ной сварки. Причиной подрезов может быть большая сила сварочного тока, повышенное напряжение на дуге, смещение электрода относительно оси шва, неудобное пространственное положение при сварке, небрежность или недостаточная квалификация сварщика. Устране­ние этих недостатков предотвратит появление подрезов. При элекгрошлаковой сварке подрезы образуются из-за плохого охлаждения ползунов, увеличения про­должительности их остановки в конечном положении.

Неравномерность ширины шва при автоматизированной сварке появляется из-за наруше­ния скорости подачи электродной проволоки или ско­рости сварки. Значительные изменения ширины свар­ного шва могут привести к непровару, так как они сопровождаются изменением глубины провара.

Наплывы — натекания жидкого металла на кромки нерасплавленного основного металла — об­разуются при неправильном режиме сварки или большом слое окалины на свариваемых кромках. Наплывы могут сопровождаться скрытыми непрова­рами кромок, поэтому их следует срубать, а места эти подваривать.

Деформация сварной конструкци и—

это один из видов дефектов. Расширение и сжатие металла при сварке затруднено, так как нагреваемый участок со всех сторон окружен холодным металлом, размеры которого не изменяются. Это вызывает воз­никновение в конструкции остаточных напряжений. Когда значения сварочных напряжений достигнут предела текучести, они вызовут пластическую де­формацию, что приведет к изменению размеров и формы сварной конструкции, т. е. произойдет коробление — деформация конструкции. Если оста­точные деформации достигнут заметной величины, то они могут привести к неисправимому браку. Когда деформация конструкции выходит за допускаемые пре­делы, применяют ее правку.

Наличие дефектов в сварных соединениях еще не определяет потерю их работоспособности. Однако дефекты могут существенно снижать ее, и даже при определенных условиях приводят к разрушению сварных конструкций. В конструкциях, эксплуатируе­мых при статических и динамических нагрузках, одни и те же дефекты по-разному влияют на сварное соединение. При статической нагрузке основное влияние на прочность конструкции оказывает отно­сительная величина дефекта, если материал сварного соединения имеет большой запас пластичности. При температурах ниже —60 °С прочность определяется уже интенсивностью напряжений в зоне дефекта. При динамических нагрузках прочность сварных соеди­нений определяется их сопротивлением усталостным напряжениям. Различные дефекты по-разному влияют на прочность сварных конструкций. Как правило, наличие трещин любой величины, являющихся кон­центраторами внутренних напряжений, легко распро­страняющихся в глубь металла и ослабляющих сече­ние швов, и тем самым уменьшающих статическую прочность соединений, не допускается в сварных кон­струкциях. Трещины опасны еще и тем, что, являясь дефектами плоского типа, трудно обнаруживаются рентгенографическими методами контроля. Непровары, поры, шлаковые включения, подрезы, создавая кон­центрацию напряжений, снижают срок эксплуатации конструкций. Виды, количество и размеры допускаемых дефектов зависят от назначения конструкции.

Наряду с трещинами наиболее опасными де­фектами являются непровары. Исследованиями уста­новлено, что при статической нагрузке для пластичных материалов влияние величины непровара на уменьше­ние прочности прямо пропорционально относительной глубине непровара или его площади. По данным института электросварки им. Е. О. Патона, непровар в 10% толщины свариваемого металла может снизить усталостную прочность наполовину, а непровар в 40—50% снижает предел выносливости стали в 2,5 раза. В сварных соединениях стальных конструкций про­мышленных и гражданских зданий и сооружений допускаются непровары по сечению шва в соеди­нениях: доступных сварке с двух сторон глубиной до 5% толщины металла, но не более 2 мм при длине непровара не более 50 мм и общей длине участков непровара не более 200 мм на 1 м шва; доступных сварке с одной стороны (без подкладок) глубиной до 15% толщины металла, если она не превышает 20 мм, и не свыше 3 мм при толщине более 20 мм.

Поры, снижая статическую прочность сварного соединения, являются концентраторами напряжений и могут вызвать снижение предела выносливости свар­ного соединения. Поры становятся очагами усталост­ных разрушений в первую очередь в угловых, стыко­вых и поперечных шаах с высокими растягивающими остаточными напряжениями. Однако многие иссле­дователи считают, что до некоторого предела наличие пор в металле сварного шва практически не снижает его статическую прочность. Для низкоуглеродистых сталей этот предел составляет около 10% площади поперечного сечения шва, для перлитных сталей 6—8%, для алюминиевых сплавов 3,6%. Заметное влияние на механические свойства сварного соедине­ния оказывают шлаковые включения, степень влияния которых зависит от формы, величины и места распо­ложения включений и обусловливается тем, что вклю­чения становятся концентраторами напряжений. Счи­тается, что шлаковые включения площадью до 10% площади поперечного сечения шва почти не изменяют предел прочности металла шва. Однако шлаковые включения могут способствовать появлению трещин и увеличивать склонность металла шва к старению, а также снижают долговечность конструкций при ра­боте в агрессивных средах. В сварных соединениях стальных конструкций промышленных и гражданских сооружений допускается суммарная величина неррова — ра, пор и шлаковых включений, расположенных отдель­но или цепочкой, не превышающая в рассматриваемом сечении 10% толщины свариваемого металла, но не бо­лее 2 мм, и при односторонней сварке без подкладок — 15%, но не более 3 мм.

Существенное влияние на работоспособность свар­ных конструкций оказывают также наружные де­фекты. Подрезы небольшой протяженности, ослабляю­щие сечение конструкции, работающей под действием статических нагрузок. не’более 5%, заметного влияния на прочность конструкций не оказывают. Однако они являются опасным дефектом и не допускаются в кон­струкциях, работающих на выносливость. Суммарное влияние подреза и увеличение растягивающих оста­точных напряжений может привести к снижению предела выносливости вдвое. Наплывы также снижают выносливость конструкций, являясь концентраторами напряжений. Наплывы большой протяженности нередко сопровождаются непроварами.

В основном, как показывает эксплуатация сварных конструкций, сварочные напряжения и деформации не снижают несущей способности конструкций. Однако в некоторых случаях изменение размеров и формы конструкций снижает их работоспособность и портит внешний вид. Искривление продольной оси элементов конструкций, работающих на сжатие, местное выпучи­вание, грибовидность полок колонн и балок могут привести к потере устойчивости и разрушению всей конструкции.

Наряду с размерами дефектов и местом их распо­ложения на работоспособность сварной конструкции влияет способ устранения дефектов и число исправле­ний одного и того же участка. Поэтому устранение дефектов производится в строгом соответствии с назна чением конструкции. Чем ответственнее конструкция, тем более жесткие требования к удалению дефектных участков сварных швов.

В сварных швах конструкций промышленных и гражданских сооружений при устранении дефектов сле­дует придерживаться следующих правил:

перерывы швов и кратеры завариваются;

швы с трещинами, а также с непроварами и

другими дефектами, превышающими допустимые нор­мы, удаляются на длину дефектного места с припуском в 10 мм е каждой стороны и завариваются вновь;

при удалении трещин концы их засверливаются;

подрезы основного металла, превышающие до­пустимые размеры, зачищаются и завариваются с по­следующей зачисткой, обеспечивающей плавный пере­ход от наплавленного металла к основному.

Для устранения деформаций, величины которых выходят за пределы допустимых, применяют терми­ческий, механический или термомеханический способы. При термическом способе производят нагрев газовыми горелками деформированных участков, при механи­ческом — прикладывают усилия к дефектным участкам с помощью домкратов, винтовых прессов или других механизмов, создающих статическую или ударную на­грузки. Термомеханический способ сочетает в себе местный нагрев с приложением статической нагрузки. Внутренние напряжения r сварных соединениях умень­шают при помощи предварительного, сопутствующего нагрева места сварки, последующей термической обра­ботки, проковки или обкатки сварных швов.

hssco.ru

Дефекты и контроль качества сварных соединений | Москва

Дефекты и контроль качества сварных соединений

Общие сведения и организация контроля

По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетво­рять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала тех­ническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правиль­ности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатацион­ные свойства изделий можно только при условии точного выпол­нения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как про­изводственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

Сварные конструкции контролируют на всех этапах их изготов­ления. Кроме того, систематически проверяют приспособления и оборудование. При предварительном контроле подвергаются про­верке основные и вспомогательные материалы, устанавливается их соответствие чертежу и техническим условиям.

После заготовительных работ детали подвергают чаще всего наружному осмотру, т.е. проверяют внешний вид детали, качество поверхности, наличие заусенцев, трещин, забоин и т.п., а также измеряют универсальными и специальными инструментами, шаб­лонами, с помощью контрольных приспособлений. Особенно тща­тельно контролируют участки, подвергающиеся сварке. Профиль кромок, подготовленных под сварку плавлением, проверяют спе­циальными шаблонами, а качество подготовки поверхности - с помощью оптических приборов или специальными микрометрами.

Во время сборки и прихватки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов в местах прихваток и т.д. Качество сборки и прихватки определяют главным образом наружным осмотром и обмером.

Наиболее ответственным моментом является текущий контроль выполнения сварки. Организация контроля сварочных работ может производиться в двух направлениях: контролируют сами процессы сварки либо полученные изделия.

Контроль процессов позволяет предотвратить появление систе­матических дефектов и особенно эффективен при автоматизиро­ванной сварке (автоматическая и механизированная дуговая, электрошлаковая и др.). Существуют следующие способы контроля сварочных процессов.

Контроль по образцам технологических проб. В этом случае периодически изготовляют образцы соединений из материала той же марки и толщины, что и свариваемое изделие, и подвергают их всесторонней проверке: внешнему осмотру, испытаниям на проч­ность соединений, просвечиванию рентгеновскими лучами, метал­лографическому исследованию и т.д. К недостаткам такого способа контроля следует отнести некоторое различие между образцом и изделием, а также возможность изменения сварочных условий с момента изготовления одного образца до момента изготовления следующего.

Контроль с использованием обобщающих параметров, имеющих прямую связь с качеством сварки, например использование дила­тометрического эффекта в условиях точечной контактной сварки. Однако в большинстве случаев сварки плавлением трудно или не всегда удается выявить наличие обобщающего параметра, позволя­ющего достаточно надежно контролировать качество соединений.

Контроль параметров режима сварки. Так как в большинстве случаев определенных обобщающих параметров для процессов сварки плавлением нет, то на практике контролируют параметры, непосредственно определяющие режим сварки. При дуговой сварке такими параметрами в первую очередь являются сила тока, дуговое напряжение, скорость сварки, скорость подачи проволоки и др. Недостаток такого подхода заключается в необходимости контро­лирования многих параметров, каждый из которых в отдельности не может характеризовать непосредственно уровень качества полу­чаемых соединений.

Контроль изделий производят пооперационно или после окон­чания изготовления. Последним способом обычно контролируют несложные изделия. Качество выполнения сварки на изделии оце­нивают по наличию наружных или внутренних дефектов. Развитие физики открыло большие возможности для создания высокоэффек­тивных методов дефектоскопии с высокой разрешающей способ­ностью, позволяющих проверять без разрушения качество сварных соединений в ответственных конструкциях.

В зависимости от того, нарушается или не нарушается це­лостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.

Дефекты сварных соединений и причины их возникновения

В процессе образования сварных соединений в металле шва и зоне термического влияния могут возникать различные отклонения от установленных норм и технических требований, приводящие к ухудшению работоспособности сварных конструкций, снижению их эксплуатационной надежности, ухудшению внешнего вида из­делия. Такие отклонения называют дефектами. Дефекты сварных соединений различают по причинам возникновения и месту их расположения (наружные и внутренние). В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой   группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения (горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния).

Ко второй группе дефектов, которые называют дефектами фор­мирования швов, относят дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготов­кой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, недостаточной квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относ

verhnyaya-pyshma.shtorm-its.ru

1.Дефекты и контроль качества сварных соединений. Общие сведения и организация контроля. Методы контроля сварных соединений

Похожие главы из других работ:

Анализ жидкого топлива

-общие сведения о методах контроля качества жидкого топлива

- сущность квалификационных методов оценки качества жидкого топлива...

Анализ жидкого топлива

Общие сведения о методах контроля качества жидкого топлива

Важными характеристиками метода являются его продолжительность, удобство аппаратуры, ее доступность и стоимость, объем топлива, требуемый для оценки определенного свойства, токсичность...

Дефекты сварочных соединений

1. Дефекты сварных соединений

Дефекты сварных швов и соединений, выполненных сваркой плавлением, возникают из-за нарушения требований нормативных документов к подготовке, сборке и сварке соединяемых узлов...

Испытания смонтированного оборудования трубопроводов

Методы неразрушающего контроля качества сварных соединений.

Рентгеновский контроль. Рентгеновские лучи обладают свойством проникать через непрозрачные тела. Пронизывая сварной шов и встречая на своём пути дефекты, они изменяют интенсивность, что фиксируется на рентгеновской плёнке...

Разработка технологии изготовления колонны коробчатого сечения

3.1 Выбор метода контроля качества сварных соединений, колонны коробчатого сечения

Для проверки качества сварных соединений колонны коробчатого сечения был выбран приемочный контроль сварочных соединений. Проводится с целью предупреждения несоответствия качества сварного шва (наплавки) и сварного соединения...

Разработка технологии сооружения поселковых газопроводов из полиэтиленовых труб на давление p = 0,003 МПа, диаметр 110 мм, глубина заложения 1,5 м, трубопроводы подвода газа к дому диметром 25 мм (28 домов)

3.3 Контроль качества сварных соединений в стык

При строительстве полиэтиленовых газопроводов для обеспечения требуемого уровня качества сварных стыков выполняют следующие операции: 1. проверку квалификации сварщиков; 2...

Расчет и проектирование сварной балки двутаврового сечения

2.1 Выбор способа сварки и методов контроля качества сварных соединений

Для изготовления балки выбираем механизированный способ сварки в углекислом газе и применяем проволоку Св08Г2С. Так как данная проволока является универсальной и гарантирует высокие сварочно-технологические свойства...

Сварка конструкций: виды и режимы

Дефекты сварных соединений

В силу разных причин сварные соединения могут иметь дефекты, влияющие на их прочность. Все виды дефектов швов подразделяют на три группы: · наружные, к основным из которых относятся: трещины, подрезы, наплывы, кратеры; · внутренние...

Совершенствование технологического процесса изготовления конструкции металлургической промышленности на ОАО "ЗСМК"

2.6 Контроль качества сварных соединений

...

Технологические процессы сборки и сварки трубопровода диаметром 50 мм в поворотном положении в базовых условиях

1.3 Дефекты сварных соединений

Согласно ГОСТ 23055 - 78* для соединений, выполненных сваркой плавлением, возможно образование шести видов дефектов: · пористость шва: сферическая, канальная, цепь пор, группа пор, линейная (протяжённая)...

Технологический процесс изготовления корпуса аппарата

8. Контроль качества сварных соединений

Качество сварных соединений в значительной мере определяет эксплуатационную надежность и экономичность конструкций. Наличие в сварных соединениях дефектов -- отклонений от заданных свойств, формы и сплошности шва...

Технологический процесс изготовления ригеля сварного

1.9 Контроль качества сварных соединений

...

Технология сборки и сварки подпятника

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Работоспособность сварных соединений и конструкций во многом определяется качеством сварных швов. При обработке материалов, в том числе и при сварке, практически всегда образуются различные дефекты...

Технология сварки низколегированной конструкционной марганцово-ванадиевой стали 16Г2АФ

8.5 Контроль качества сварных соединений

Задача контроля сварки заключается в выявлении причин возникновения дефектов и разработке мероприятий, направленных на устранение этих причин...

Эксплуатация газонефтехранилищ

3. Дефекты сварных швов и способы контроля качества швов и сварных соединений

Учитывая особенности работы, к листовым конструкциям предъявляются определенные требования: швы должны быть прочными и плотными. Дефектами сварных швов называют различные отклонения от установленных норм и технических требований...

prod.bobrodobro.ru

Дефекты и контроль качества сварных соединений | Москва

Дефекты и контроль качества сварных соединений

Общие сведения и организация контроля

По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетво­рять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала тех­ническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правиль­ности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатацион­ные свойства изделий можно только при условии точного выпол­нения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как про­изводственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

Сварные конструкции контролируют на всех этапах их изготов­ления. Кроме того, систематически проверяют приспособления и оборудование. При предварительном контроле подвергаются про­верке основные и вспомогательные материалы, устанавливается их соответствие чертежу и техническим условиям.

После заготовительных работ детали подвергают чаще всего наружному осмотру, т.е. проверяют внешний вид детали, качество поверхности, наличие заусенцев, трещин, забоин и т.п., а также измеряют универсальными и специальными инструментами, шаб­лонами, с помощью контрольных приспособлений. Особенно тща­тельно контролируют участки, подвергающиеся сварке. Профиль кромок, подготовленных под сварку плавлением, проверяют спе­циальными шаблонами, а качество подготовки поверхности - с помощью оптических приборов или специальными микрометрами.

Во время сборки и прихватки проверяют расположение деталей друг относительно друга, величину зазоров, расположение и размер прихваток, отсутствие трещин, прожогов и других дефектов в местах прихваток и т.д. Качество сборки и прихватки определяют главным образом наружным осмотром и обмером.

Наиболее ответственным моментом является текущий контроль выполнения сварки. Организация контроля сварочных работ может производиться в двух направлениях: контролируют сами процессы сварки либо полученные изделия.

Контроль процессов позволяет предотвратить появление систе­матических дефектов и особенно эффективен при автоматизиро­ванной сварке (автоматическая и механизированная дуговая, электрошлаковая и др.). Существуют следующие способы контроля сварочных процессов.

Контроль по образцам технологических проб. В этом случае периодически изготовляют образцы соединений из материала той же марки и толщины, что и свариваемое изделие, и подвергают их всесторонней проверке: внешнему осмотру, испытаниям на проч­ность соединений, просвечиванию рентгеновскими лучами, метал­лографическому исследованию и т.д. К недостаткам такого способа контроля следует отнести некоторое различие между образцом и изделием, а также возможность изменения сварочных условий с момента изготовления одного образца до момента изготовления следующего.

Контроль с использованием обобщающих параметров, имеющих прямую связь с качеством сварки, например использование дила­тометрического эффекта в условиях точечной контактной сварки. Однако в большинстве случаев сварки плавлением трудно или не всегда удается выявить наличие обобщающего параметра, позволя­ющего достаточно надежно контролировать качество соединений.

Контроль параметров режима сварки. Так как в большинстве случаев определенных обобщающих параметров для процессов сварки плавлением нет, то на практике контролируют параметры, непосредственно определяющие режим сварки. При дуговой сварке такими параметрами в первую очередь являются сила тока, дуговое напряжение, скорость сварки, скорость подачи проволоки и др. Недостаток такого подхода заключается в необходимости контро­лирования многих параметров, каждый из которых в отдельности не может характеризовать непосредственно уровень качества полу­чаемых соединений.

Контроль изделий производят пооперационно или после окон­чания изготовления. Последним способом обычно контролируют несложные изделия. Качество выполнения сварки на изделии оце­нивают по наличию наружных или внутренних дефектов. Развитие физики открыло большие возможности для создания высокоэффек­тивных методов дефектоскопии с высокой разрешающей способ­ностью, позволяющих проверять без разрушения качество сварных соединений в ответственных конструкциях.

В зависимости от того, нарушается или не нарушается це­лостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.

Дефекты сварных соединений и причины их возникновения

В процессе образования сварных соединений в металле шва и зоне термического влияния могут возникать различные отклонения от установленных норм и технических требований, приводящие к ухудшению работоспособности сварных конструкций, снижению их эксплуатационной надежности, ухудшению внешнего вида из­делия. Такие отклонения называют дефектами. Дефекты сварных соединений различают по причинам возникновения и месту их расположения (наружные и внутренние). В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой   группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения (горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния).

Ко второй группе дефектов, которые называют дефектами фор­мирования швов, относят дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготов­кой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, недостаточной квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся несоответствия швов расчетным размерам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренные кратеры и др. Виды дефектов приведены на рис. 1. Дефектами формы и размеров сварных швов являются их неполномерность, неравномерные ши­рина и высота, бугристость, седловины, перетяжки и т.п.

Рисунок 1 - Виды дефектов сварных швов:

а - ослабление шва. б - неравномерность ширины, в - наплыв, г - подрез, с - непровар, с - трещины и поры, ж - внутренние трещины и поры, з - внутренний непровар, и - шлаковые включения

Эти дефекты 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.

Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на поверхность холодного основного металла без сплавления с ним. Они могут быть местными - в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Чаще всего наплывы образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования наплы­вов - большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправиль­ный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск. При выполнении кольцевых швов наплывы образуют­ся при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.

Подрезы представляют собой продолговатые углубления (канав­ки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги. Основной причиной подрезов при выполнении угловых швов яв­ляется смещение электрода в сторону вертикальной стенки. Это вызывает значительный разогрев металла вертикальной стенки и его стекание при оплавлении на горизонтальную стенку. Подрезы приводят к ослаблению сечения сварного соединения и концент­рации в нем напряжений, что может явиться причиной разрушения.

Прожоги - это сквозные отверстия в шве, образованные в результате вытекания части металла ванны. Причинами их образо­вания могут быть большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, чрезмерный сварочный ток, недостаточная скорость сварки. Наиболее часто прожоги образуют­ся при сварке тонкого металла и выполнении первого прохода многослойного шва. Прожоги могут также образовываться в резуль­тате недостаточно плотного поджатая сварочной подкладки или флюсовой подушки.

Непроваром называют местное несплавление кромок основного металла или несплавление между собой отдельных валиков при многослойной сварке. Непровары уменьшают сечение шва и вызы­вают концентрацию напряжений в соединении, что может резко снизить прочность конструкции. Причины образования непроваров - плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязне­ний, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка. Непровары выше допустимой величины подлежат удалению и последующей заварке.

Трещины, также как и непровары, являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне и располагаться вдоль или поперек шва. По своим размерам трещины могут быть макро- и микроскопиче­скими. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, а также примеси серы и фосфора.

Шлаковые включения, представляющие собой вкрапления шла­ка в шве, образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от оксидов и загрязнений. Они возникают при сварке длинной дугой, недостаточном сварочном токе и чрезмерно большой скорости сварки, а при многослойной сварке — недостаточной зачистке шлаков с предыдущих слоев. Шлаковые включения ослабляют сечение шва и его прочность.

Газовые поры появляются в сварных швах при недостаточной полноте удаления газов при кристаллизации металла шва. Причины пор — повышенное содержание углерода при сварке сталей, загряз­нени

msk.shtorm-its.ru

Контроль качества сварных швов

Федеральное агентство по образованию

Филиал Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Московский энергетический институт (технический университет)» в г.Смоленске

Кафедра пищевой инженерии

Реферат по Теории конструкционных материалов

на тему

Контроль качества сварных швов

Группа: ПИ-06

Преподаватель: Даниленко Е.А.

Студент: Поточкина А. Н

Смоленск

2008 г.

По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как производственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

В процессе образования сварного соединения в металле шва в зоне термического влияния могут возникать дефекты, т. е. отклонения от установленных норм и требований, приводящие к снижению прочности, эксплуатационной надежности, точности, а также ухудшению внешнего вида изделия.

Дефекты сварных швов являются следствием неправильного выбора или нарушения технологического процесса, применения некачественных сварочных материалов и низкой квалификации сварщика. Дефекты сварных соединений классифицируют по причинам возникновения и месту их расположения.

Выделяют следующие виды дефектов в сварных соединениях: наплыв; подрез; непровар; наружные трещины и поры; внутренние трещины и поры; внутренний непровар; шлаковые включения.

В зависимости от того, нарушается или не нарушается целостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.

К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относят внешний осмотр, контроль на непроницаемость (или герметичность) конструкций, контроль для обнаружения дефектов, выходящих на поверхность, контроль скрытых и внутренних дефектов.

К разрушающим методам контроля относятся способы испытания контрольных образцов с целью получения необходимых характеристик сварного соединения.

Дефекты сварных соединений различают по причинам возникновения и месту их расположения. В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения: горячие и холодный трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния. Ко второй группе дефектов, которые называют дефектами формирования швов, относят дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся несоответствие швов расчетным размерам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренныс кратеры и др.

Дефекты по месту расположения подразделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся: нарушение установленных размеров и формы шва, непровар, подрез зоны сплавления, поверхностное окисление, прожог, наплыв, поверхностные поры, незаваренные кратеры и трещины на поверхности шва. К внутренним дефектам относятся следующие: внутренние поры, неметаллические включения, непровар и внутренние трещины. Нарушение установленных размеров и формы шва выражается в неполномерности ширины и высоты шва, в чрезмерном усилении и резких переходах от основного металла к наплавленному. Эти дефекты при ручной сварке являются результатом низкой квалификации сварщика, плохой подготовки свариваемых кромок, неправильного выбора сварочного тока, низкого качества сборки под сварку. Дефекты формы шва могут быть и следствием колебания напряжения в сети.

Виды дефектов приведены на рис. 1. Дефектами формы и размеров сварных швов являются их неполномерность, неравномерные ширина и высота, бугристость, седловины, перетяжки и т.п.

Эти дефекты 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.

Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на поверхность холодного основного металла без сплавления с ним. Они могут быть местными - в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Чаще всего наплывы образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования наплывов - большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск. При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.

Подрезы представляют собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги. Основной причиной подрезов при выполнении угловых швов является смещение электрода в сторону вертикальной стенки. Это вызывает значительный разогрев металла вертикальной стенки и его стекание при оплавлении на горизонтальную стенку. Подрезы приводят к ослаблению сечения сварного соединения и концентрации в нем напряжений, что может явиться причиной разрушения.

Прожоги - это сквозные отверстия в шве, образованные в результате вытекания части металла ванны. Причинами их образования могут быть большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, чрезмерный сварочный ток, недостаточная скорость сварки. Наиболее часто прожоги образуются при сварке тонкого металла и выполнении первого прохода многослойного шва. Прожоги могут также образовываться в результате недостаточно плотного поджатая сварочной подкладки или флюсовой подушки.

Непроваром называют местное несплавление кромок основного металла или несплавление между собой отдельных валиков при многослойной сварке. Непровары уменьшают сечение шва и вызывают концентрацию напряжений в соединении, что может резко снизить прочность конструкции. Причины образования непроваров - плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка. Непровары выше допустимой величины подлежат удалению и последующей заварке.

Трещины , также как и непровары, являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне и располагаться вдоль или поперек шва. По своим размерам трещины могут быть макро- и микроскопическими. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, а также примеси серы и фосфора.

Шлаковые включения , представляющие собой вкрапления шлака в шве, образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от оксидов и загрязнений. Они возникают при сварке длинной дугой, недостаточном сварочном токе и чрезмерно большой скорости сварки, а при многослойной сварке - недостаточной зачистке шлаков с предыдущих слоев. Шлаковые включения ослабляют сечение шва и его прочность.

Неметаллические включения образуются при сварке малым сварочным током, при применении недоброкачественных электродов, сварочной проволоки, флюса, загрязненных кромок и плохой очистке шва от шлака при многослой ной сварке. При неправильно выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неметаллических включений. Трещины, наружные и внутренние, являются опасными и недопустимыми дефектами сварных швов. Они образуются вследствие напряжении, возникающих в металле от его неравномерного нагрева, охлаждения и усадки.

Высокоуглеродистые и легированные стали после сварки при охлаждении закаливаются, в результате чего могут образоваться трещины. Причина возникновения трещин повышенное содержание в стали вредных примесей (серы и фосфора).

Газовые поры появляются в сварных швах при недостаточной полноте удаления газов при кристаллизации металла шва. Причины пор - повышенное содержание углерода при сварке сталей, загрязнения на кромках, использование влажных флюсов, защитных газов, высокая скорость сварки, неправильный выбор присадочной проволоки. Поры могут располагаться в шве отдельными группами, в виде цепочек или единичных пустот. Иногда они выходят на поверхность шва в виде воронкообразных углублений, образуя так называемые свищи. Поры также ослабляют сечение шва и его прочность, сквозные поры приводят к нарушению герметичности соединений.

mirznanii.com