§ 61. Классификация дефектов

В процессе образования сварного соединения в метал­ле шва и 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 соединений (рис. 77) 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 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, небреж­ностью и низкой квалификацией сварщика и другими на­рушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся несоответствие швов расчетным разме­рам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаварен - ные кратеры и др.

Дефекты сварных швов являются следствием непра­вильного выбора или нарушения технологического процес­са, применения некачественных сварочных материалов и низкой квалификации сварщика.

Дефекты 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. При автоматической сварке нарушения формы и размеров шва являются следствием неправиль­ной разделки шва или нарушения режима в процессе свар­ки — скорости сварки, скорости подачи электродной про­волоки, сварочного тока.

Непровар (местное несплавление свариваемых кромок основного и наплавленного металла) — следствие низкой квалификации сварщика, некачественной подготовки сва­риваемых кромок (малый угол скоса, отсутствие зазора, большое притупление), смещения электрода к одной из кромок, быстрого перемещения электрода по шву.

Подрез зоны (узкие углубления в основном металле вдоль края сварного шва) образуется при сварке большим током или удлиненной дугой, при завышенной мощности горелки, неправильном положении электрода или горелки и присадочного прутка.

Поверхностное окисление — окисление металла шва и прилегающего к нему основного металла. Причины: силь­но окисляющая среда, большая длина дуги, чрезмерно боль­шая мощность сварочной горелки или слишком большой сварочный ток, замедленное перемещение электрода или горелки вдоль шва.

Прожог — сквозное отверстие в сварном шве. Основ­ные причины прожога: большой сварочный ток, завышен­ная мощность сварочной горелки, малая толщина основно­го металла, малое притупление свариваемых кромок и не­равномерный зазор между ними по длине.

Наплывы — результат натекания наплавленного метал­ла на непрогретую поверхность основного металла или ра­нее выполненного валика без сплавления с ним. Такие де­фекты могут быть при низкой квалификации сварщика, недоброкачественных электродах и несоответствии скоро­сти сварки и сварочного тока разделке шва.

Поверхностные и внутренние поры возникают вслед­ствие попадания в металл шва газов (водород, азот, угле­кислый газ и др.), образовавшихся при сварке. Водород образуется из влаги, масла и компонентов покрытия элек­тродов. Азот в металл шва попадает из атмосферного воз­духа при недостаточно качественной защите расплавленно­го металла шва. Оксид углерода образуется в процессе свар­ки стали при выгорании углерода, содержащегося в метал­ле. Если свариваемая сталь и электроды имеют повышен­ное содержание углерода, то при недостатке в сварочной ванне раскислителей и при большой скорости сварки оксид углерода не успевает выделиться и остается в металле шва. Таким образом, пористость является результатом плохой подготовки свариваемых кромок (загрязненность, ржавчи­на, замасленность), применения электродов с сырым по­крытием, влажного флюса, недостатка раскислителей, боль­ших скоростей сварки.

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 напряжений, 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).