Svařované kovové konstrukce se aktivně používají v různých sférách života. Ale v procesu svařování jednotlivých prvků do integrálních konstrukcí se mohou objevit vady svarů a spojů, které negativně ovlivňují pevnost a provozní bezpečnost hotových kovových výrobků.
Co jsou vady svaru
Rozměrové parametry svarového spoje jsou jasně definovány státními normami, přičemž každý typ svařování má svůj vlastní GOST. Jakékoli odchylky od ukazatelů stanovených regulačními a technickými dokumenty jsou považovány za vady. Vznikají jak při svářečských pracích, tak při porušování požadavků v procesu přípravy prvků ke spojení a montáže konstrukcí do jednoho celku.
Druhy vad svaru
Vlivem různých okolností může dojít k poškození svarových spojů, což ovlivňuje jejich pevnostní charakteristiky. Všechny typy vad ve svarových spojích jsou rozděleny do tří hlavních skupin:
- vnější vady. Tato skupina zahrnuje nerovnoměrný tvar tupého spoje, prověšení, praskliny, popáleniny kovu, podříznutí švů, krátery a další vady, které se objevují na povrchu. Mohou být detekovány vizuální kontrolou;
- vnitřní vady. Může to být nekvalitní roztavení kovu, pórovitost a praskliny, cizí vměstky (oxidové, struskové a nekovové) a další umístěné uvnitř švu;
- přes vady. To zahrnuje praskliny, podříznutí, popáleniny a jiná poškození, která se šíří zevnitř na vnější povrch přes spoj švu.
Ve svarových spojích nejsou povoleny žádné vady a musí být odstraněny, to platí zejména pro případy, kdy kovové konstrukce působí jako základní prvky nosných konstrukcí a musí odolávat intenzivnímu zatížení.
Charakteristika a příčiny hlavních vad svařování
Ne v každém případě kvalita svařování odpovídá stanoveným požadavkům. Celá klasifikace vad ve svarových spojích je stanovena v GOST 30242-97. Mezi všemi nedostatky uvedenými v dokumentu jsou však identifikovány ty hlavní, které jsou častěji než obvykle zjištěny při kontrole a kontrole spojovacích spojů.
Trhliny
Pro svarové švy představují největší nebezpečí praskliny. Mohou vyvolat okamžitou destrukci kovových konstrukcí a vést k tragickým následkům.
Příčiny prasklin mohou být:
- nesprávné umístění kloubů;
- náhlé ochlazení místa svařování;
- nesprávná volba materiálů;
- krystalizace kovu v důsledku příliš vysokých teplot.
Mikro- a makrotrhliny se rozlišují podle velikosti a podle typu formace – příčné, podélné a radiální.
Bez ohledu na typ a příčinu trhlin se jedná o nepřijatelné vady kovových svarových spojů.
Podříznutí
Jsou to podélné prohlubně vytvořené na vnějším povrchu šicího válečku. Pokud je na švu podříznutí, pak v místě, kde se objeví, se průřez švu zmenší a vytvoří se ohnisko koncentrace napětí.
Hlavní příčinou těchto vad je nadměrný svařovací proud. Podříznutí ve vodorovných švech jsou zcela běžné.
přílivy
Jedná se o přebytečný kov, který vytekl na povrch a není řádně spojen se spojovaným povrchem. K prověšení často dochází při svařování tupých nebo koutových svarů ve vodorovné poloze. Vzniká při nedostatečném zahřátí základního kovu, přebytek výplňového materiálu nebo přítomnost okují na spojovaných hranách.
popáleniny
Takovými defekty jsou průchozí otvory způsobené únikem roztaveného kovu ze svarové lázně. V tomto případě se obvykle na druhé straně otvoru vytvoří průvěs.
Propálení může být způsobeno příliš pomalým pohybem elektrody po svařovací linii, zvýšeným svařovacím proudem, volným přiléháním těsnění k základnímu kovu nebo jeho nedostatečnou tloušťkou nebo velkou mezerou mezi spojovanými hranami.
Nedostatek penetrace
Pokud je na svarovém švu detekován místní nedostatek svaru mezi základním a naneseným kovem, pak se vada tohoto typu nazývá nedostatek průvaru. Výrazně snižuje pevnostní vlastnosti švu a tím i celé konstrukce.
Důvody nedostatečné penetrace jsou následující: příliš vysoká rychlost svařování, špatná příprava hran pro proces svařování, přítomnost rzi, okují a jiných nečistot na spojovaných plochách.
Krátery
Prohlubně vzniklé v důsledku přerušení svařovacího oblouku ve spojovací housence se nazývají krátery. Takové vady výrazně snižují průřez spoje, což negativně ovlivňuje pevnost. Kráter je nebezpečný, protože uvnitř může být smrštění, což vede ke vzniku trhlin.
Fistuly
Povrchové vady ve formě dutiny. Snižují pevnost spojovací spáry a vyvolávají vznik trhlin. Fistuly mají libovolný tvar a mohou se vyskytovat jak na vnějším povrchu, tak uvnitř stehu.
Pórovitost
Póry jsou dutiny naplněné plyny, které se tvoří v důsledku zvýšené tvorby plynu uvnitř kovu. Vyskytují se v přítomnosti různých nečistot na svařovaných površích, při zvýšené rychlosti svařování a také při zvýšené kapacitě uhlíku v použitém přídavném materiálu.
Zahraniční inkluze
Kvalitu svaru výrazně zhoršují vměstky třetích stran – oxid, struska, wolfram, tavidlo a další vměstky. Hlavní chybou vedoucí k jejich přítomnosti je nesprávný režim svařování. Jakákoli z přítomných inkluzí snižuje pevnost a spolehlivost spojení a musí být odstraněna.
Příčiny vad
Každá ze všech závad, se kterými se setkáme, se vyskytuje v důsledku specifických faktorů. Zároveň zvýrazňují Důvody vzniku obecných vad ve svarových spojích:
- použití nekvalitních spotřebních materiálů pro svařovací prvky;
- nedodržení svařovacích technologií;
- nízká kvalita kovu, ze kterého jsou konstrukce vyrobeny;
- špatná kvalita nebo vadné zařízení;
- nesprávný režim svařování;
- technologické chyby způsobené nízkou kvalifikací svářeče.
Aby byly kovové konstrukce vysoce kvalitní a odolné, musíte přísně dodržovat standardy svařování a důvěřovat práci profesionálním svářečům.
Metody detekce defektů
Detekce vad ve svarových spojích se provádí následujícími způsoby:
- vizuální kontrola a měření spojovacích švů;
- testování těsnosti spojů;
- stanovení vad svarového spoje pomocí speciálních přístrojů;
- zkušební vzorky na pevnost v laboratorních podmínkách.
Kontrola svarového švu se provádí až po jeho očištění od strusky, odstranění zmrzlých rozstřiků kovu a jiných typů nečistot. Rozměry a správnost tvaru spojů, přítomnost nebo nepřítomnost popálenin, kráterů, trhlin, píštělí a dalších chyb podléhají ověření.
Testování nepropustnosti umožňuje identifikovat vady ve svarových spojích potrubí, například póry, praskliny a nedostatek průniku. Návrhy se kontrolují několika způsoby:
- foukání nebo plnění švů vzduchem;
- zalévání proudem vody nebo plnění přihrádek vodou pod tlakem;
- mazání švů petrolejem.
Pokud je při kontrole zjištěna závada, je díl vrácen k dodatečnému zpracování.
Metody odstraňování problémů
Jakýkoli proces svařování je doprovázen tvorbou defektů, bez ohledu na to, zda je prováděn s invertorem, poloautomatickým zařízením, transformátorem nebo jiným zařízením. V tomto případě jsou identifikovány nepřijatelné a přijatelné vady svarových spojů, jejichž složitost určuje vhodnost či nevhodnost konstrukce pro další provoz.
Metody odstraňování vad ve svarových spojích se vybírají s ohledem na typ zjištěného poškození:
- popáleniny se napravují důkladným očištěním spoje a následným svařením;
- pro odstranění podříznutí je podél celé linie defektu svařen tenký spoj;
- korekce trhliny se provádí jejím úplným odvrtáním, vyříznutím švu v problémové oblasti, vyčištěním povrchů a převařením v souladu se svařovací technologií a platnými normami;
- nedostatek fúze je odstraněn jejich vyříznutím a opětovným svařením;
- píštěle a krátery se vyříznou, dokud se nedosáhne základního kovu, poté se znovu svaří;
- prověšení je pečlivě odříznuto, ale nezapomeňte zkontrolovat, zda řez neproniká;
- deformace při svařování je eliminována tepelnými nebo termomechanickými metodami;
- Všechny typy vad s cizími vměstky jsou eliminovány řezáním a vařením.
Pokud se během kontroly objeví technologické závady ve svařovaných potrubních spojích, měly by být odstraněny přísně v souladu s regulačními požadavky jedním z následujících způsobů:
- mechanické bez následného svařování;
- mechanické se svařováním místa odběru;
- vyříznutí části potrubí, kde je defekt;
- úplné odstranění švu a vytvoření nového.
Při kontrole pevnosti a těsnosti rozvodů plynu je povoleno opravovat vady svarových spojů plynovodů v případě, kdy byl proces svařování prováděn obloukovým svařováním a není povolen při svařování plynovým svařováním.
Metody sledování svarových spojů
Skutečnost, že vliv vad na kvalitu svařované kovové konstrukce maximalizuje rizika destrukce výrobku, není třeba dokazovat. Pro získání skutečně spolehlivých, pevných a odolných struktur během procesu svařování, po dokončení práce Musí být provedena kontrola kvality svarových spojů.
Svarové švy jsou řízeny ve stupních:
- předběžný. Zahrnuje kontrolu jakosti kovu, kvality obrobků, kyslíku, plnicího drátu a dalšího spotřebního materiálu;
- kontrola při svářečských pracích. Jedná se o neustálou kontrolu svařovacího režimu, provozuschopnosti zařízení, kontrolu švů a jejich měření pomocí speciálních šablon. Pokud jsou zjištěny odchylky od zavedených norem, mohou být okamžitě odstraněny vady svarových spojů;
- kontrola hotové konstrukce. Vnější vady lze vidět při běžné kontrole. V případě potřeby jsou spoje zkontrolovány na těsnost a také podrobeny dalším testům.
Všechny metody sledování svarových spojů jsou rozděleny do dvou skupin – destruktivní a nedestruktivní. K identifikaci defektů se zpravidla používají nedestruktivní metody, které zahrnují:
- vizuální kontrola: ;
- magnetické ovládání;
- detekce barevných vad;
- detekce radiačních vad;
- penetrační defektoskopie;
- testování spojů na propustnost a další metody zjišťování vad ve svarových spojích.
Metody destruktivního zkoušení zahrnují zkoušení vybraných vzorků a používají se především tehdy, když je potřeba získat parametry svaru a tepelně ovlivněné zóny. Kontrola se provádí chemickou analýzou, mechanickými a metalografickými zkouškami.
Závěr
Aby svarový šev ve všech ohledech vyhovoval všem normám kvality a specifikovaným požadavkům, je třeba provádět kontrolu od přípravy spojovaných prvků až po konec svařovacího procesu. Předejdete tak velkým vadám svarových spojů nebo je rychle odstraníte.
Vady svarových spojů vznikají v důsledku nesprávně přiřazených režimů svařovacího procesu a nedodržení technologie svařování. Hlavní vady svarových spojů jsou uvedeny v tabulce. 3C
FÚZNÍ SVAŘOVÁNÍ
podřezat – vada ve formě prohlubně podél linie svaru s obecným kovem.
Příčiny závady:
– nadhodnocená hodnota výkonu zdroje tepla (vysoký svařovací proud, vysoká teplota plamene);
– nadměrné posunutí elektrody směrem ke svislé stěně (při svařování koutových svarů).
JE ČAS SVAŘOVAT
Je čas ve sváru – defekt svaru ve formě kulaté dutiny vyplněné plynem.
Příčiny závady:
– rychlé tuhnutí plynem nasyceného roztaveného kovu, při kterém uvolněné plyny nestihnou uniknout do atmosféry (rychlé ochlazení svarového spoje);
– nadměrná rychlost svařování, která narušuje ochranu proti plynu v lázni tekutého kovu;
– zvýšený obsah vlhkosti v povlaku elektrody, tavidlech a ochranných plynech;
– přítomnost znečištění (okují, rez, olej, barva) na hranách základního kovu a povrchu svařovacího drátu
FISTULA VE SVARU
Fistule ve svaru – vada v podobě trychtýřovité prohlubně ve svaru.
Příčiny závady:
– velká amplituda vibrací elektrod;
– přehřátí základního kovu;
– zvýšený obsah vlhkosti v povlaku elektrody, tavidlech a ochranných plynech.
Nefúze – nedostatek spojení mezi svarovým kovem a základním kovem nebo mezi jednotlivými svarovými housenkami.
Příčiny závady:
– špatné čištění kovu od nečistot (okují, rez, olej, barva);
– dlouhá délka oblouku;
– nedostatečný výkon zdroje tepla (nízký svařovací proud, nízká teplota plamene);
– vysoká rychlost svařování.
Nedostatek fúze – vada ve formě nedostatečného natavení ve svarovém spoji v důsledku neúplného natavení hran nebo povrchů dříve vyrobených svarových housenek.
Příčiny závady:
– špatné čištění kovu od nečistot (okují, rez, olej, barva);
– nedostatečný výkon zdroje tepla (nízký svařovací proud, nízká teplota plamene);
– vysoká rychlost svařování;
– dlouhá délka oblouku;
– malý úhel zkosení hran;
– velké množství tuposti;
– malá mezera mezi okraji;
– posunutí a deformace svařovaných hran;
– nesprávná volba polarity pro danou značku elektrod.
ZAHRNUTÍ STRUSKY VE SVARU
Začlenění strusky do svaru – vada v podobě vměstku strusky do svaru
Příčiny závady:
— špatné čištění povrchu kuliček od strusky při vícevrstvém svařování;
– nerovnoměrné natavení povlaku elektrody;
– nízký svařovací proud;
– vysoká rychlost svařování.
Prověšení na svarovém spoji – vada ve formě úniku svarového kovu na povrch základního kovu nebo dříve vyrobené housenky, aniž by se s ní spojil.
Prověšení se nejčastěji tvoří při svařování vodorovných švů na svislé rovině a svařování ve svislé poloze.
Příčiny závady:
-nafouknutá hodnota výkonu zdroje tepla (vysoký svařovací proud, vysoká teplota plamene);
– nesprávný sklon elektrody k obrobku při svařování „do kopce“ a „z kopce“ ve svislé poloze;
– nesprávná příprava hran při svařování vodorovných švů ve svislé rovině.
Zlomenina svařovaný spoj
– defekt ve svarovém spoji ve formě prasknutí ve svaru a (nebo) přilehlých oblastech.
Studené praskliny – křehký mezikrystalický lom ve svaru a tepelně ovlivněné oblasti svarového spoje při nízkých teplotách (obvykle po úplném vychladnutí svarového spoje).
Příčiny závady:
– tvorba tuhnoucích struktur v důsledku příliš vysokých rychlostí ochlazování svarového spoje;
– zvýšený obsah difúzně mobilního vodíku ve svaru v důsledku špatného čištění svařovacích materiálů od znečištění a špatné ochrany svarového spoje před atmosférickými vlivy;
– vysoká svařovací napětí
Horké trhliny – křehký mezikrystalický lom svarového kovu a tepelně ovlivněné zóny, ke kterému dochází ve stavu pevná látka-kapalina po dokončení krystalizace, a také v pevném stavu za vysokých teplot v důsledku mezikrystalových deformací.
Příčiny závady:
– velké množství škodlivých nečistot (síra a fosfor) ve svaru a kovu svařovaných obrobků;
– vysoká svařovací napětí
PŘEPÁLENÍ A PŘEHŘÁTÍ
Vyhořet – oxidace a tavení hranic zrn, které narušují spojení mezi nimi. Je to nenapravitelný typ manželství.
Přehřátí vyznačující se prudkým nárůstem velikosti zrna, což způsobuje snížení tažnosti kovu.
Příčiny závady:
– nadhodnocená hodnota výkonu zdroje tepla (vysoký svařovací proud, vysoká teplota plamene);
– příliš pomalý pohyb zdroje tepla (nízká rychlost svařování);
VYPÁLENÍ SVARU
Svar propálit – defekt v podobě průchozího otvoru ve svaru, vzniklý v důsledku úniku části kovu svarové lázně.
Příčiny závady:
– nadhodnocená hodnota výkonu zdroje tepla (vysoký svařovací proud, vysoká teplota plamene);
– příliš pomalý pohyb zdroje tepla (nízká rychlost svařování);
– velká mezera mezi svařovanými hranami;
– malé množství otupení hran;
– špatné přitlačení tavidla nebo měděného obložení ke kořeni švu.
TLAKOVÉ SVAŘOVÁNÍ
Kontaktní bodové a švové svařování
Nedostatek fúze – absence nebo malý průměr litého jádra.
Příčiny závady:
– pokles napětí v síti;
– posun proudu přes sousední body nebo náhodné kontakty;
– krátká doba svařování.
Kovový šplouch – uvolnění části roztaveného kovu ze svařovací zóny
Příčiny závady:
– špatné čištění dílů nebo elektrod;
– vysoký svařovací proud;
– dlouhá doba svařování.
Příčiny závady:
– výrazná povrchová kontaminace;
– znečištění povrchu elektrod;
Příčiny závady:
– nevolná deformace dílů;
– nízký kovací tlak.
Skořápky a pórovitost
Příčiny závady:
– znečištění kovového povrchu;
– rozstřikování při přehřátí jádra.
Odporové svařování na tupo
Nedostatek penetrace, praskliny, skořápky
Příčiny závady:
– nedostatečné zahřívání během přetavování;
– nestabilní tání před pěchováním
Přehřátí, vyhoření
Příčiny závady:
– nízká rychlost tání.
Kontrola svarových spojů.
Kontrolují se svarové spoje, aby se zjistily možné odchylky od technických specifikací pro tento typ výrobku. Vnější vady se zjišťují vnější kontrolou, vnitřní vady se zjišťují ultrazvukovým nebo rentgenovým vyšetřením. Produkt je považován za vysoce kvalitní, pokud odchylky nepřekračují přijatelné normy.
Odstranění vad svařování
Vady svařování zjištěné při procesu kontroly, které neodpovídají technickým specifikacím, musí být odstraněny, a pokud to není možné, je výrobek zamítnut.
U ocelových konstrukcí se odstranění vadných svarů provádí řezáním plazmovým obloukem nebo dlabáním s následným opracováním brusnými kotouči. Poté se vady svaří. Všechny korekce svarových spojů musí být provedeny stejnou technologií a stejnými materiály, které byly použity při aplikaci hlavního švu.
Prověšení a jiné nepravidelnosti ve tvaru švu jsou korigovány mechanickým opracováním švu po celé délce, čímž nedochází k podcenění celkového průřezu.
Opravené švy jsou podrobeny opětovné kontrole pomocí metod, které splňují požadavky na tento typ svarového spoje.
