Дефекти и начини за тяхното отстраняване - Полуавтоматично заваряване в CO2 среда

Дефекти и начини за тяхното отстраняване

Заварените шевове са почти толкова здрави, колкото основния метал. По ред причини обаче в заварените шевове има дефекти, които влошават механичните свойства, херметичността и развалят външния вид на заварените шевове и фуги.

Дефектите в заварените шевове могат да бъдат разделени на следните групи: външни, вътрешни и дефекти при подготовка и монтаж на продукти за заваряване.

Първата причина за намаляването на качеството на заварените шевове и конструкции като цяло са дефекти в подготовката и сглобяването на продуктите за заваряване.

Типични дефекти на детайли и сглобяване на продукти за плавно заваряване:

а) грешен ъгъл на скосяване на ръбовете в челни заварки с U-, X- и K-образни жлебове;

б) несъответствие на ъгъла на скосяване на ръбовете в заваръчни и заварени заварки по дължината на заварените елементи;

в) твърде голяма или малка затъпеност по дължината на съединените ръбове;

г) твърде голяма междина между ръбовете за дадена дебелина на метала;

д) несъответствие на процепа между ръбовете по дължината на свързаните елементи;

е) несъответствие на опорните равнини на ръбовете (изместване на ръбовете).

Причините за появата на тези дефекти могат да бъдат неизправности на машини, на които са обработвани детайли и монтажни приспособления; ниска квалификация на резбар; лошо качество на материала, грешки в чертежите и ниска квалификация на монтажниците.

Те включват неравномерност на размера и формата на заваръчния шев, подрязвания, неразтопени кратери, пукнатини, пори, провисване, изгаряне.

Неравномерност в размера и формата на заваръчния шев Намаляването на основните размери на шева в сравнение с нормалните или проектираните може да доведе до разрушаване на завареното съединение, увеличаване на разхода на електроди и теглото на конструкциите. Типични дефекти са: отслабване на челната връзка, прекомерно укрепване на шева, неравномерна височина и ширина на шева по дължината му.

Причините за тези дефекти са следните: неравномерно движение на електрода, неправилно регулиране на ръбовете, неспазване на режима на заваряване, ниска квалификация на заварчика. Елиминирайте дефектите чрез допълнително зашиване или рязане с последващо заваряване.

Подбиване са вдлъбнатини (канали) в основния метал по краищата на шева. Подрязванията се получават при заваряване при повишен ток, както и от грешен ъгъл на наклон на електрода, горелката. Те намаляват работната дебелина на метала, причиняват концентрация на напрежение и могат да причинят счупване на заварки. Подрязванията се отстраняват чрез заваряване с предварително изчистване на завареното място.

Неразтопени кратери. Те се образуват, когато дъгата се счупи и остане на шева под формата на вдлъбнатини. Кратерът намалява работната част на заваръчния шев и е фокус на концентрация на свиване и температурни напрежения поради вдлъбнатата повърхност, малкия обем стопен метал, увеличената скорост на охлаждане, изобилието от пори и включвания на черупката. В резултат на това кратерите по-често, отколкото на други места, развиват пукнатини, които разрушават заварената фуга. Елиминирайте дефектите чрез старателно обединяване на кратери на фуги.

Пукнатини - най-опасният вид брак, водещ до разрушаване на заварената връзка. Те са надлъжни и напречни. Надлъжните пукнатини в повечето случаи се намират близо до шева, в зоната на топлинно въздействие.

Мерки против напукване:

а) използването на електроди, придаващи пластмасов заваръчен метал;

б) монтаж в тела;

в) метод на заваряване с обратна фаза (когато заварявате многослойни шевове, използвайте метода на заваряване „плъзгане“ или „каскада“);

г) използването на прекъсващи се шевове вместо плътни;

д) предварително загряване до 200-300 ° С;

е) нискотемпературно отгряване.

При коригиране на пукнатини краищата им се пробиват, дефектът се изрязва, изрязва се като краищата на челния шев и се заварява.

Пори се образуват в резултат на пренасищане на банята от разтопен метал с газове, които при охлаждане на заваръчния метал нямат време да се отделят в шлаката и атмосферата. Причините за появата на пори: замърсяване на заварените ръбове, ръжда, влага върху заварените ръбове, влага в покритието на електроди и поток, голяма дължина на дъгата, неправилно регулиране на пламъка и прекомерно охлаждане на заваръчния басейн в резултат на неправилно техника на заваряване, замърсена пълнителна тел. Порите компрометират херметичността и здравината на шевовете. В шева порите могат да бъдат подредени на групи, равномерно по цялата дължина или под формата на верига. Елиминирайте порите чрез рязане с последващо заваряване.

Приток или провисването е резултат от потока на разтопен електроден метал върху основния метал. Провисването може да бъде локално или по цялата дължина на шева.

Причините за образуването им са нарушения в режима на заваряване, прекомерна сила на тока и висока скорост на заваряване на шева. На местата на наплив често липсва проникване. Увисването се отстранява механично или с резачка за газ. Точките на рязане се варят отново, ако е необходимо.

Изгаряния се образуват при заваряване на тънък метал и при заваряване на първия слой в многослойни шевове. Причини: много висока сила на тока и недостатъчна скорост на движение на електрода, голяма междина, малка тъпота, тънък неблагороден метал. Петната от изгаряне се изрязват и заваряват отново.

Те включват липса на проникване, вътрешни пукнатини, пори, включвания на шлака, прегряване, изгаряне.

Липса на проникване - недостатъчно или никакво сливане на ръбовете на основния метал със заварения метал или между шевовете. Чрез намаляване на работния участък на шева и предизвикване на концентрация на напрежение в него, липсата на проникване е много опасен дефект. Причините за липсата на проникване могат да бъдат:

а) неправилно рязане на ръбове (малък ъгъл на скосяване и голяма затъпеност на ръбовете, недостатъчно или никакво разстояние между ръбовете, които трябва да бъдат заварени);

б) значително замърсяване на ръбовете с оксиди;

в) недостатъчна мощност на горелката, нисък заваръчен ток и бързо движение на електрода;

г) дълга дължина на дъгата;

д) изместване и изкривяване на заварените елементи;

е) малък размер на процепа и голям диаметър на електрода за тази подготовка на шева;

ж) шлака, вливаща се в пролуките между заварените ръбове;

з) магнитно издухване;

i) непълно отстраняване на шлаката от отделни ролки при прилагане на многослойно заваряване;

й) ниска квалификация на заварчик и др.

Липсата на проникване се елиминира чрез рязане и последващо заваряване на шева. Причините за появата на вътрешни пукнатини и пори в заваръчния метал са същите като при външните дефекти.

Включвания на шлака - кухини в заваръчния метал, пълни с неметални вещества. Включванията на шлака намаляват работния участък на шева и водят до отслабване на завареното съединение. Обикновено в местата на липса на проникване се наблюдават включвания на шлака. Причината за появата на шлакови включвания е краткосрочното охлаждане на малък обем разтопен метал, което затруднява пълното освобождаване на шлака върху повърхността на заваръчния басейн; нетопяемост; шлака, изтичаща в пролуки; напукване и неравномерно топене на електродното покритие, чиито частици механично запушват заварения метал; дълга дъга; неправилна техника на заваряване; мащаб и ръжда по заварените ръбове.

Прегряване - образуването на крехка грубо-кристална структура в зоната, засегната от топлината на заваръчния или отложен метал, което причинява намаляване на механичните свойства и пластичността на завареното съединение. Прегряване на метала възниква, когато той се нагрява дълго време при ниска скорост на заваряване и относително висока мощност на газова горелка, както и използването на гориво с ниска температура на пламъка, което забавя процеса на заваряване. Последиците от прегряването могат да бъдат коригирани само чрез подходяща термична обработка (отгряване или нормализиране) на завареното съединение или на продукта като цяло.

Преизгаряне характеризира се с окислена повърхност на шева. В този случай шевът придобива сив оттенък, хлабава структура и намалени механични свойства. Изгорелите участъци на шева трябва да бъдат напълно изрязани до здрав метал и отново заварени.

Този дефект е много рядък при електродъгово заваряване, по-често при газово заваряване.

Деформации, предупреждения и средства за отстраняване.

Деформацията е промяната във формата и размера на твърдото тяло под действието на каквато и да било сила. Размерът на деформацията се определя от големината на приложената сила. Колкото по-голямо е усилието, толкова по-голяма е деформацията. Размерът на усилията се оценява по напрежението. Стресът е вътрешната сила на единица площ на напречното сечение на тялото. Следователно има неразривна връзка между стреса и напрежението.

Вътрешни напрежения възникват само когато нещо предотвратява свободното разширяване и свиване на частта (възела). Такова препятствие по време на заваряване са съседните студени зони на метала поради неравномерното му нагряване. Основните причини за напрежения и деформации по време на заваряване: неравномерно нагряване на основния метал, леене свиване и структурни промени в метала.

Неравномерно нагряване на метала. Електрическата дъгова заварка се характеризира с високо и бързо нагряване на малък обем метал, който при разширяване упражнява натиск върху съседния загрят метал. След прекратяване на отоплителния източник, нагретите и отложени обеми метал ще започнат да се охлаждат в обема, т.е. ще събере съседни метални слоеве, причинявайки деформация или изкривяване на продукта.

Свиване на метални заварки - това е намаляване на обема на метала по време на прехода от течно състояние в твърдо състояние. При втвърдяване металът става по-плътен, обемът му намалява. При заваряване се получава надлъжно и напречно свиване.

Надлъжното свиване причинява свиване на дължината на листа при заваряване на надлъжни шевове. Напречното свиване води до изкривяване на листа към по-голям обем заваръчен метал. Количеството на деформация зависи от размера на зоната на нагряване. Ето защо газовото заваряване дава повече деформация, отколкото ръчното заваряване с метална дъга.

Размерът и положението на шевовете също влияят върху размера на деформацията. Най-големите деформации са причинени от дълги шевове, разположени асиметрично спрямо участъка на заварения профил. Колкото повече шевове на възела, толкова по-голяма е деформацията по време на заваряване.

Структурни промени в заваръчния метал. С промяна в структурата на даден метал, размерът и положението на неговите зърна (кристали) се променят и плътността на метала също се променя. Тези промени пораждат вътрешно напрежение. При заваряване на легирани стомани структурната промяна има по-силен ефект, отколкото при заваряване на нисковъглеродна стомана, където тези промени са незначителни и едва ли се вземат предвид.

Мерки за намаляване на напреженията и деформациите по време на заваряване. Заваръчните напрежения и деформации причиняват много трудности при производството и експлоатацията на заварени конструкции, тъй като те могат да причинят:

1. промяна на проектираните размери на заварени части и възли;

2. изкривяване и промяна във формата на отделни заварени възли и конструкции;

3. появата на пукнатини и скъсвания в процеса на производство на заварени конструкции;

4. разрушаване на заварени конструкции по време на работа, особено при ниски температури.

Мерките за намаляване на напрежението при заваряване могат да бъдат разделени на структурни и технологични.

За изпълнението на конструктивни мерки при избора на основния метал и електродите е необходимо да се ръководим от факта, че основният метал не трябва да има тенденция да образува закаляващи структури при охлаждане на въздух; вземете предвид, че електродите трябва да дават отложен метал и да имат пластмасови свойства не по-ниски от тези на основния метал.

Не трябва да се допуска натрупването на шевове в конструкцията; трябва да се избягват техните пресичания. Избягвайте късо съединени шевове, както и ограничавайте използването на ламели и накладки.

Когато поставяте ребра за усилване, те трябва да бъдат поставени така, че едни и същи места на основния метал да бъдат подложени на нагряване по време на заваряване, тъй като това намалява напречното свиване на стената и, следователно, на цялата конструкция.

Необходимо е да се използват главно челни шевове, които са по-малко твърди от възловите.

При проектирането на сложни конструкции е необходимо да се предвиди тяхното производство под формата на отделни единици, които след това ще бъдат обединени в цяла структура.

В сложни заварени конструкции е по-целесъобразно да се използват щамповани и отлити възли. Разположението на шевовете не трябва да възпрепятства механизирането на заваряването. Необходимо е да се предвиди сглобяване и заваряване в тела, които осигуряват точен монтаж и правилна последователност на заваряване.

Технологични мерки. Те, на първо място, осигуряват избора на правилния термичен режим на заваряване по отношение на нагряването на основния метал, както и избора на правилната последователност на шевовете. Редът трябва да бъде такъв, че заваряваните части да са в свободно състояние, особено за челни шевове. На първо място, челните шевове на греди са заварени и след това ъглови.

При заваряване на цилиндрични резервоари или панели, съединенията на всеки колан първо се заваряват, а след това коланите се заваряват заедно. Заваряването трябва да се извършва от средата на продукта до краищата, но никога да не се заварява от ръбовете до средата. Не поставяйте поставки на пресечната точка на шевовете.

Важно условие в работата е намаляването на пролуките, за да се избегне напречното свиване и изпълнението на шевове от големи участъци в няколко слоя, използвайки метода "слайд" или "каскада".

Колкото по-висока е температурата на околната среда, толкова по-равномерно и по-бавно се охлажда фугата. Заваряването при замръзване, силен вятър, течение често води до пукнатини. Мястото на заваряване трябва да бъде защитено от атмосферни валежи, студ и течение.

Прилагане на обратни деформации. Преди заваряване продуктът се огъва.

Обратно стъпково заваряване. Коването запечатва шева, като по този начин намалява ефекта от свиване на шева. Не се препоръчва изковаването на последния слой от него, за да не се получи пукнатина на повърхността на шева.