Дефекты сварных соединений

К дефектам сварных соединений относятся:

• усадочные трещины,
• поры,
• инородные включения,
• непровар,
• вогнутость,
• подрез,
• превышение верхней выпуклости шва,
• смещение кромок шва,
• прожог,
• сварочные трещины в шве и в основном материале,
• слипание.

Неразъемные соединения материалов часто выполняют сваркой. Все способы сварки разделяют на две группы: сварку плавлением и давлением.

В первом случае свариваемые заготовки располагают на некотором расстоянии друг от друга и осуществляют расплавление кромок заготовок, а затем - заполнение разделки присадочным или оплавленным основным металлом. Примерами этого типа сварки выступают такие способы сварки, как газовая, электродуговая, плазменная, лазерная, электродуговая под флюсом, аргонно-дуговая, электрошлаковая.

При сварке давлением также возможно расплавление кромок, но сварку осуществляют при сдавливании свариваемых заготовок. Примерами этого типа сварки выступают такие способы сварки, как точечная, роликовая, сварка трением, диффузионная, индукционная, кузнечная, газопрессовая, ультразвуковая.

Каждому виду сварки свойственны свои характерные дефекты для сварки плавлением свойственны некоторые дефекты, характерные для литого металла: усадочная раковина, поры (иногда поры располагаются цепочками, группами), включения (шлаковые, флюсовые, оксидные, сульфидные, металлические).

Специфическими дефектами сварки являются:

• непровар - местное несоединение вследствие неполного расплавления кромок основного металла или поверхности ранее выполненных валиков;
• вогнутость или превышение проплава корня сварного шва;
• подрез - углубление в основном металле вдоль линии сплавления;
• превышение валика усиления шва;
• смещение кромок сварного шва из-за некачественной сборки;
• прожог в виде сквозного отверстия, образовавшегося в результате вытекания сварочной ванны.

Особенно опасный дефект - сварочные трещины, возникающие обычно в процессе остывания сварного соединения. Они могут появиться не только в наплавленном металле, но также в основном металле и в зоне термического влияния. Различают трещины продольные и поперечные относительно оси шва, разветвленные (паукообразные), образующие сетку.

Причиной возникновения перечисленных дефектов сварки являются неправильный состав сварочных материалов (электродов, флюсов), неправильная подготовка к сварке (неверная форма разделки, неверно выбранное расстояние между свариваемыми заготовками), нарушение режима сварки или охлаждения свариваемого соединения.

Образование горячих трещин при сварке может быть обусловлено низкой деформационной способностью (пластичностью) и межкристаллитной прочностью металла шва или околошовной зоны при высоких температурах и возникновением растягивающих напряжений в сварном соединении в момент минимальной прочности и пластичности. Холодные трещины образуются при температуре ниже 200 °С, когда металл приобретает высокую прочность. Их появление связано с местным увеличением объема металла при образовании мартенсита и возникновением достаточно больших объемных сварочных напряжений. Образованию и развитию холодных трещин способствуют насыщение металла водородом или кремнием и отсутствие предварительного и сопутствующего подогрева свариваемых изделий и последующего медленного их охлаждения либо отпуска.

Трещины могут возникать также в результате неправильной конструкции сварного изделия, неправильного термического режима сварки, наличия включений, расслоений и других дефектов в основном металле.

В сварке давлением встречаются некоторые дефекты, характерные для сварки плавлением, например поры, шлаковые включения, смещение кромок и др. Специфическим дефектом сварки давлением является слипание. Это хрупкое и непрочное соединение свариваемых заготовок, окисленное в большей или меньшей степени. Оно возникает при недостаточно хорошей очистке свариваемых поверхностей, недостаточном расплавлении металла кромок.