Vady svarů

Mezi vady svarových spojů patří různé odchylky od zavedených norem a technických požadavků, které snižují pevnost a provozní spolehlivost svarových spojů a mohou vést k destrukci celé konstrukce.

Nejčastější vady lze rozdělit do těchto hlavních skupin: vady tvaru a velikosti svarů; švy; vady makro- a mikrostruktury; deformace a deformace; svařované konstrukce.

Vady tvaru a velikosti svarových švů

Obvykle jsou tvar a rozměry švů stanoveny normami, pravidly a předpisy, technickými podmínkami a jsou uvedeny na; pracovní výkresy. Hlavní typy svarových spojů a jejich konstrukční prvky při ručním svařování elektrickým obloukem jsou tedy regulovány GOST 5264-69; pro automatické a poloautomatické svařování pod tavidlem – GOST 8713-58*; pro svarové spoje vyrobené stejnými metodami pod ostrým a tupým úhlem se používají GOST 11534-65 a GOST 11533-65.

* Zde a dále tento znak označuje GOST, které byly změněny.

Při tavném svařování jsou nejčastější vady svarových spojů neúplnost svaru, jeho nerovnoměrná šířka a výška (obr. 1), velké okuje, hrbolatost a přítomnost sedel. Při automatickém svařování vznikají defekty vlivem kolísání napětí v síti, prokluzem drátu v podávacích kladkách, nerovnoměrnou rychlostí svařování vůlí v pohybovém mechanismu, nesprávným úhlem elektrody a únikem tekutého kovu do mezery. Při ručním a poloautomatickém svařování mohou být vady způsobeny nedostatečnou kvalifikací svářeče, porušením technologických metod, špatnou kvalitou elektrod a jiných svařovacích materiálů.

Rýže. 1. Vady tvaru a velikosti švu

a – neúplnost švu; b – nerovnoměrnost šířky tupého švu; c — nerovnost po délce ramena koutového svaru; h — požadovaná výška vyztužení švu

Pro tlakové svařování (například bodové svařování) jsou charakteristické vady nerovnoměrné rozmístění bodů, hluboké promáčknutí a posunutí os spojovaných dílů.

Porušení tvaru a velikosti švu často naznačuje přítomnost takových defektů, jako jsou kapky (odtok), podříznutí, popáleniny a nezajištěné krátery.

přílivy

(segmenty) (obr. 2) vznikají nejčastěji při svařování svislých ploch s vodorovnými švy v důsledku tekutého kovu stékajícího na hrany studeného základního kovu. Mohou být místní, ve formě jednotlivých zmrzlých kapek, nebo mají výrazné rozšíření podél švu. Důvody vzniku otřepů jsou: vysoký svařovací proud, dlouhý oblouk, nesprávná poloha elektrody, velký úhel sklonu výrobku při svařování nahoru a dolů. U prstencových svarů se tvoří nánosy, když je elektroda nedostatečně nebo nadměrně posunuta od zenitu. V místech, kde jsou svary, se často vyskytují nekompletní svary, praskliny a jiné vady.

Podříznutí

jsou prohlubně (drážky), které se tvoří v základním kovu podél okraje svaru, když je svařovací proud příliš vysoký a oblouk je dlouhý, protože v tomto případě se šířka svaru zvětší a okraje se nataví silněji. Při svařování rohovými švy dochází zejména v důsledku posunutí elektrody ke svislé stěně k podříznutí, což způsobuje výrazné zahřívání, tavení a vytékání jejího kovu na vodorovnou polici. V důsledku toho se na svislé stěně objevují podříznutí a na vodorovné polici vybouleniny. Při svařování plynem vznikají podřezy v důsledku zvýšeného výkonu svařovacího hořáku a u elektrostruskového svařování v důsledku nesprávné instalace tvářecích jezdců.

Podřezy vedou k zeslabení průřezu základního kovu a mohou způsobit destrukci svarového spoje.

Rýže. 2. Vnější vady ve švech

a – zadek; b – hranatý; 1 – příliv; 2 – podříznutí.

popáleniny

— jedná se o průnik podkladu nebo usazeného kovu s možným vznikem průchozích otvorů. Vznikají v důsledku nedostatečného otupení hran, velké mezery mezi nimi, nadměrného svařovacího proudu nebo výkonu hořáku při nízkých rychlostech svařování. Propálení je zvláště často pozorováno při svařování tenkého kovu a při provádění prvního průchodu vícevrstvého svaru. Kromě toho může dojít k propálení v důsledku špatného stlačení polštáře tavidla nebo měděného podkladu (automatické svařování), jakož i se zvýšením doby svařování, nízkou stlačovací silou a přítomností znečištění na površích svařovaných dílů nebo elektrod (bodové a švové kontaktní svařování).

Nesvařené krátery

se tvoří v případě náhlého přerušení oblouku na konci svařování. Zmenšují průřez švu a mohou se stát zdrojem tvorby trhlin.

Makrostrukturální vady

Mezi makrostrukturální defekty, které lze detekovat při zvětšení nejvýše 10krát, patří plynové póry, struskové vměstky, nedostatečná fúze a trhliny (obr. 3).

Rýže. 3. Makrostrukturní defekty ve švech

a – zadek; b – hranatý; v – překrývající se; 1 – nedostatek fúze; 2 – praskliny; 3 – póry; 4 – struskové vměstky

Mezi makrostrukturální defekty, které lze detekovat při zvětšení nejvýše 10krát, patří plynové póry, struskové vměstky, nedostatečná fúze a trhliny (obr. 3).

Plynové póry

vznikají ve svarových švech v důsledku rychlého tuhnutí plynem nasyceného roztaveného kovu, při kterém uvolněné plyny nemají čas uniknout do atmosféry.

K takové závadě zpravidla dochází při zvýšeném obsahu uhlíku v základním kovu, přítomnosti rzi, oleje a barvy na hranách základního kovu a povrchu svařovacího drátu, použití mokrého nebo vlhkého tavidla, přítomnosti škodlivých nečistot v ochranných plynech, nesprávném nastavení plamene svařovacího hořáku, přílišné rychlosti svařování, která narušuje plynovou ochranu lázně tekutého kovu, nesprávný výběr značky uhlíkového svařovacího drátu svařovacího drátu. Plynové póry mohou být distribuovány ve švu v samostatných skupinách, ve formě řetězu podél švu nebo ve formě samostatných inkluzí. Někdy se tvoří skrz póry, tzv. píštěle. Stupeň pórovitosti svaru a velikost jednotlivých pórů závisí do značné míry na tom, jak dlouho setrvává svarová lázeň v kapalném stavu, což umožňuje únik vzniklých plynů ze svaru.

Struskové inkluze

jsou výsledkem nešetrného čištění hran dílů a svařovacího drátu od okují, rzi a nečistot a také (u vícevrstvého svařování) neúplného odstranění strusky z předchozích vrstev. Navíc k nim dochází při svařování dlouhým obloukem, nesprávně nakloněnou elektrodou, nedostatečným svařovacím proudem nebo výkonem hořáku nebo nadměrnou rychlostí svařování.

Struskové vměstky se liší tvarem (od kulovitého po jehličkovitý) a velikostí (od mikroskopického po několik milimetrů). Mohou se nacházet v kořeni svaru mezi jednotlivými vrstvami i uvnitř naneseného kovu.

Struskové vměstky, stejně jako plynové póry, oslabují průřez svaru, snižují jeho pevnost a jsou oblastmi koncentrace napětí.

Nedovařené

se nazývá lokální nestavení základního kovu s deponovaným kovem, stejně jako nestavení jednotlivých vrstev svaru dohromady při vícevrstvém svařování v důsledku přítomnosti tenké vrstvy oxidů, někdy i hrubé vrstvy strusky uvnitř svarů. Důvody nedostatečného tavení jsou: špatné čištění kovu od okují, rzi a nečistot, malá mezera ve spoji, nadměrné otupení a malý úhel zkosení hran, nedostatečný proud nebo výkon hořáku, vysoká rychlost svařování, posunutí elektrody od osy svaru.

Při automatickém svařování pod tavidlem a elektrostruskovém svařování se nedostatek tavení obvykle vyskytuje na začátku procesu, kdy základní kov ještě není dostatečně zahřátý. Proto se začíná svařovat na vstupních technologických pásech, které se později odstřihnou. Někdy dochází k nedostatečnému natavení napříč průřezem svaru kvůli nuceným přerušením procesu svařování.

Při bodovém a švovém kontaktním svařování jsou příčinami nedostatečného natavení nedostatečný proud, doba svařování a tlak a velká pracovní plocha elektrod. Při svařování natupo se nedostatek tavení nejčastěji vyskytuje v důsledku předčasného vypnutí svařovacího proudu.

Trhliny a nedostatek fúze jsou nejnebezpečnější vady svarových švů. Vznikají ve svaru samotném a ve svarem ovlivněné zóně, umístěné podél a napříč svarem ve formě diskontinuit mikroskopických a makroskopických velikostí.

Trhliny

se dělí na teplé a studené v závislosti na teplotě jejich vzniku.

Horké trhliny se objevují během krystalizace svarového kovu při teplotě 1100-1300

C. Jejich vznik je způsoben přítomností polotekutých vrstev mezi krystaly naneseného svarového kovu na konci jeho tuhnutí a působením tahových smršťovacích napětí v něm. Ke vzniku horkých trhlin přispívá i zvýšený obsah uhlíku, křemíku, vodíku a niklu ve svarovém kovu. Obvykle se nacházejí uvnitř stehu a je obtížné je odhalit.

Studené trhliny vznikají při teplotách 100-300

U legovaných ocelí a za normálních teplot – u uhlíkových ocelí ihned po vychladnutí svaru nebo po dlouhé době. Hlavním důvodem jejich vzniku jsou značná napětí vznikající ve svarové zóně při rozkladu tuhého roztoku a akumulace molekulárního vodíku pod vysokým tlakem v dutinách přítomných ve svarovém kovu. Studené trhliny se objevují na povrchu svaru a jsou jasně viditelné.

Vady mikrostruktury

Mikrostruktura svaru a svarem ovlivněná zóna (obr. 4) do značné míry určuje vlastnosti svarových spojů a charakterizuje jejich kvalitu.

Mezi vady mikrostruktury svarového spoje patří: mikropóry a mikrotrhliny, nitridové, kyslíkové a jiné nekovové vměstky, hrubá zrna, oblasti přehřátí a vyhoření.

V oblasti přehřívání (viz obr. 4) má kov hrubozrnnou strukturu. Čím větší jsou zrna, tím menší je jejich adhezní povrch a tím vyšší je křehkost kovu (přehřátý kov špatně odolává rázovému zatížení).

Nejnebezpečnější vadou je přepálení, při kterém struktura svarového kovu obsahuje mnoho zoxidovaných zrn s malou vzájemnou adhezí. Tento kov je křehký a nelze jej opravit. K hoření dochází, když je teplota svařování vysoká, svarová lázeň je špatně izolována od vzduchu nebo je v plameni hořáku přebytek kyslíku.

Z různých důvodů mohou mít svarové spoje vady, které ovlivňují jejich pevnost. Všechny typy svarových vad se dělí do tří skupin:

• vnější, mezi hlavní patří: praskliny, podřezy, nánosy, krátery;
• vnitřní, mezi nimiž nejčastější patří: pórovitost, nedostatek svarů a cizí vměstky;
• skrz – praskliny, popáleniny.

Příčiny vad mohou být různé okolnosti: nízká kvalita svařovaného kovu, vadné nebo nekvalitní zařízení, nesprávná volba svařovacích materiálů, porušení technologie svařování nebo nesprávná volba režimu, nedostatečná kvalifikace svářeče.

Hlavní vady svařování, jejich charakteristiky, příčiny a metody opravy

TrhlinyJedná se o nejnebezpečnější vady svařování, které mohou vést k téměř okamžitému zničení svařovaných konstrukcí s nejtragičtějšími následky. Trhliny se liší velikostí (mikro- a makrotrhliny) a dobou vzniku (během svařování nebo po něm).

Vada svaru: trhlina

Vady svarů: praskliny

Nejčastěji jsou trhliny způsobeny nedodržením technologie svařování (například nesprávným umístěním svarů, což vede ke vzniku koncentrace napětí), nesprávnou volbou svařovacích materiálů a náhlým ochlazením konstrukce. Jejich výskyt je také usnadněn zvýšeným obsahem uhlíku a různých nečistot ve svaru – křemíku, niklu, síry, vodíku, fosforu.

Oprava trhliny spočívá v odvrtání jejího začátku a konce, aby se zabránilo dalšímu šíření, odstranění švu (vyříznutí nebo vyříznutí) a svaření.

PodříznutíPodřezy jsou prohlubně (drážky) v bodě přechodu „základní kov-svarový šev“. Podřezy jsou poměrně běžné. Jejich negativní vliv se projevuje zmenšením průřezu švu a výskytem centra koncentrace napětí. Obojí oslabuje šev. Podřezy vznikají v důsledku zvýšené hodnoty svařovacího proudu. Nejčastěji se tato vada tvoří u vodorovných švů. Odstraňuje se navařením tenkého švu podél linie podřezu.

Vady svarů: podřezy

přílivyK protékání dochází, když roztavený kov teče na základní kov, ale nevytváří s ním homogenní vazbu. Vady svaru vznikají z různých důvodů – když základní kov není dostatečně zahřátý kvůli nízkému proudu, kvůli okuřům na svařovaných hranách, které brání tavení, nebo kvůli nadměrnému množství přídavného materiálu. Protékání se eliminuje jejich přerušením a kontrolou, zda v dané oblasti nedochází k protavení.

Překrytí svarových housenek

Vady svarů: otřepy

popáleninyPropálení jsou vady svaru, které se projevují protavením a únikem tekutého kovu průchozím otvorem ve švu. V tomto případě se obvykle tvoří stékání na druhé straně. Propálení vzniká v důsledku nadměrně vysokého svařovacího proudu, nedostatečné rychlosti pohybu elektrody, velké mezery mezi okraji kovu, příliš malé tloušťky podkladu nebo jeho volného přilnutí k základnímu kovu. Vada se opraví čištěním a následným svařováním.

Propálení svarového spoje

Nedostatek penetraceNedostatek svaru je lokální nedostatek svaru s základním kovem nebo vrstev svaru navzájem. Tato vada zahrnuje také nevyplnění průřezu svaru. Nedostatek svaru výrazně snižuje pevnost svaru a může způsobit destrukci konstrukce.

Neúplné vyplnění a nedostatečné protavení svaru

K vadě dochází v důsledku nízkého svařovacího proudu, nesprávné přípravy hran, nadměrně vysoké rychlosti svařování, přítomnosti cizích látek (okuje, rez, struska) a kontaminace na hranách svařovaných dílů. Při korekci je nutné vyříznout oblast nesvarů a svařit ji.

KráteryJedná se o vady ve formě prohlubně, která vzniká v důsledku přerušení svařovacího oblouku. Krátery snižují pevnost svaru v důsledku zmenšení jeho průřezu. Mohou obsahovat smršťovací pórovitost, která přispívá ke vzniku trhlin. Krátery by měly být zkráceny až na základní kov a svařeny.

FistulyPíštěle se nazývají defekty švu ve formě dutin. Stejně jako krátery snižují pevnost švu a přispívají ke vzniku trhlin. Způsob korekce je obvyklý – vyříznutí vadného místa a svaření.

Fistule svarových švů

Zahraniční inkluzeVměstky mohou sestávat z různých látek – strusky, wolframu, oxidů kovů atd. Vměstky strusky vznikají, když struska nemá čas vyplavat na povrch kovu a zůstává uvnitř něj. K tomu dochází při nesprávném režimu svařování (například příliš vysoká rychlost) nebo při špatném čištění svařovaného kovu nebo předchozí vrstvy při vícevrstvém svařování.

Cizí vměstky ve svarových spojích

K vměstkům wolframu dochází při svařování wolframovou elektrodou, k vměstkům oxidů dochází v důsledku špatné rozpustnosti oxidů a příliš rychlého ochlazování.

Všechny typy vměstků zmenšují průřez svaru a tvoří centrum koncentrace napětí, čímž snižují pevnost spoje. Vada se odstraňuje řezáním a svařováním.

PórovitostPórovitost je dutina vyplněná plyny. Vznikají v důsledku intenzivní tvorby plynu uvnitř kovu, kdy po ztuhnutí v kovu zůstávají bubliny plynu. Velikost pórů může být mikroskopická nebo dosahovat několika milimetrů. Často se objevuje celý shluk pórů v kombinaci s píštělemi a dutinami.

Pórovitost ve svaru

Pórovitost ve svaru

Výskyt pórů je usnadněn přítomností kontaminantů a cizích látek na povrchu svařovaného kovu, vysokým obsahem uhlíku v přídavném materiálu a základním kovu, příliš vysokou rychlostí svařování, kvůli které plyny nemají čas unikat, a vysokou vlhkostí elektrod. Stejně jako jiné vady snižuje pórovitost pevnost svaru. Oblast s ní musí být vyříznuta až k základnímu kovu a svařena.

Přehřátí a spálení kovuK vyhoření a přehřátí dochází v důsledku nadměrně vysokého svařovacího proudu nebo nízké rychlosti svařování. Při přehřátí se zvětšuje velikost zrn kovu ve svarové a pobřežní zóně, což má za následek snížení pevnostních charakteristik svarového spoje, zejména vlivu na houževnatost. Přehřátí se eliminuje tepelným zpracováním výrobku.

Pálení je nebezpečnější vadou než přehřátí. Pálený kov křehne v důsledku přítomnosti oxidovaných zrn s malou vzájemnou adhezí. Příčiny pálení jsou stejné jako u přehřátí a navíc je nedostatečná ochrana roztaveného kovu před dusíkem a kyslíkem ve vzduchu. Pálený kov je nutné kompletně vyříznout a oblast znovu svařit.

Spálený svarový kov

Při používání obsahu tohoto webu musíte na tento web umístit aktivní odkazy, které budou viditelné pro uživatele a vyhledávací roboty.