Дефекты формы швов.

Форму и размеры сварных швов обычно задают техническими условиями или стандартами и указывают на чертежах. Конструктивными элементами для стыковых соединений, выполняемых без разделки кромок, являются зазор с (рис. 4.2, а), угол скоса кромки ос, ширина шва Ь, высоты усиления (выпуклость) q и подварки qy Для стыковых соединений, выполняемых с разделкой кромок, кроме указанных элементов, указывают угол скоса кромки а (рис. 4.2, б). Для угловых швов тавровых и нахлесточных соединений без скоса кромок указывают катет К и толщину шва а (рис. 4.3).

Для нормальных угловых швов а * 0,7ЛГ, для выпуклых а « К, для вогнутых а « 0,5А^.

Размеры швов зависят от толщины S свариваемых элементов и условий эксплуатации конструкции. Причинами отклонений размеров швов от нормативных значений чаще всего являются плохое качество электродов и низкая квалификация сварщиков.

Для обеспечения надежной работы изделия стыковые швы должны иметь небольшое усиление (1...2 мм). Излишнее усиление

Основные конструктивные элементы угловых швов

Рис. 4.3. Основные конструктивные элементы угловых швов: а — нормальный; б — выпуклый; в — вогнутый

(свыше 4 мм) в швах изделий, работающих при динамических нагрузках, приводит к концентрации напряжений и снижению работоспособности сварного соединения.

Дефекты сварных соединений.

Дефекты сварных соединений (рис. 4.4) можно разделить на три группы: наружные, внутренние и сквозные.

Виды дефектов сварных швов

Рис. 4.4. Виды дефектов сварных швов:

а — связанные с металлургическими процессами: / — трещины; 2 — поры и свищи; 3 — шлаковые включения;

б — связанные с нарушениями режима сварки: / — непровары; 2 — подрезы; 3 — наплывы; 4 — вогнутость шва; 5 — прожоги

К наружным дефектам относятся подрезы, наплывы, смещения швов от оси, усадочные раковины, незаплавленные кратеры и трещины. Внутренними дефектами являются непровары, трещины, шлаковые, оксидные и металлические включения, пористость. К сквозным дефектам относятся сквозные трещины, прожоги и свищи.

Подрезами называют углубления в местах перехода от основного металла к металлу шва. Это наиболее часто встречающиеся наружные дефекты. Наличие подрезов приводит к ослаблению рабочего сечения сварной конструкции, местной концентрации напряжений и, как следствие, к снижению несущей способности конструкции. Причинами подрезов являются чрезмерно высокий сварочный ток и напряжение дуги.

Наплывами называют дефекты соединений, когда жидкий металл шва натекает на основной, но с ним не соединяется. Причинами появления наплывов могут быть заниженное напряжение дуги, излишнее количество наплавленного металла, недостаточный прогрев основного металла, окалина на кромках свариваемых элементов, плохое качество электродов и низкая квалификация сварщиков. Наплывы часто сопровождаются крупной чешуйчатос- тью швов, которые имеют неравномерную ширину.

Непроварами называют локальные несплавления основного металла с наплавленным; непроваром также считают неполное заполнение металлом расчетного сечения шва. При односторонней сварке стыковых соединений со скосом кромок или без нее непровары возникают в корне шва (такой дефект называют вогнутостью корня шва), а при сварке с Х-образным скосом кромок — в середине шва.

Непровары значительно снижают прочность сварной конструкции, особенно при динамических нагрузках, и могут быть причиной разрушения конструкции. Причинами появления непроваров могут быть неправильная подготовка кромок и сборка стыков под сварку, загрязнения кромок, заниженное значение сварочного тока, слишком высокая скорость сварки.

Прожогами называют дефекты, проявляющиеся в том, что жидкий металл вытекает сквозь отверстие в сварном шве; при этом с обратной стороны шва возникают натеки металла. Причинами прожогов являются завышенный сварочный ток, недостаточная скорость сварки, внезапная остановка сварочного автомата или полуавтомата, слишком большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, неплотное прилегание подкладки к основному металлу при сварке на подкладке.

Свищами называют дефекты в виде несплошностей, выходящих на поверхность шва. Такие дефекты могут инициировать появление трещин в соединении.

Кратерами называют углубления в металле шва, возникающие при обрыве дуги. Кратеры снижают прочность сварной конструкции, приводят к местной концентрации напряжений и могут привести к появлению трещин.

Шлаковые включения образуются вследствие того, что в шве остаются шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла шва. Их появление может быть связано с низким качеством зачистки основного металла и присадочной проволоки, завышенной скоростью сварки. При многослойной сварке шлаковые включения могут возникать при плохой зачистке предыдущего слоя. Шлаковые включения могут быть одиночными, а также образовывать цепочки или скопления.

Оксидные включения возникают в металле шва из-за их слабой растворимости или вследствие слишком быстрого охлаждения шва. Такие дефекты характерны для сварки алюминиево-магниевых и титановых сплавов. Оксидные включения ослабляют рабочее сечение шва и являются зонами повышенной концентрации напряжений, что приводит к снижению несущей способности конструкции.

Металлические (вольфрамовые) включения могут возникать при аргонодуговой сварке изделий. Причиной таких дефектов может быть слишком высокий сварочный ток или низкая скорость сварки.

Пористостью называют полости в сварном шве, заполненные газами. Она возникает в жидком металле шва вследствие интенсивного газообразования, когда не все газовые пузырьки успевают выйти наружу до затвердевания металла шва. Поры могут быть одиночными, а также образовывать цепочки или скопления. Причинами появления пористости являются низкое качество зачистки кромок и присадочной проволоки от загрязнений, слишком высокая скорость сварки, повышенная влажность присадочных материалов (электродов, флюсов). Чрезмерная пористость может снизить механические характеристики сварного соединения.

При слишком большой погонной энергии при сварке могут возникнуть перегрев и пережог металла, что существенно ухудшает механические характеристики сварного соединения.

Наиболее опасными дефектами сварных соединений являются трещины (возникают в металле шва или околошовной зоне). Появление трещин чаще всего связано с несоблюдением технологии и режимов сварки и может привести к быстрому разрушению конструкции, особенно при динамических нагрузках.

Влияние дефектов на работоспособность сварной конструкции зависит от их формы и расположения по отношению к направлению действующих нагрузок. Более опасными считают дефекты вытянутой формы, менее опасными — дефекты округлой формы. Поры и шлаковые включения при их относительной суммарной площади в сечении шва 5... 10 % мало влияют на статическую прочность сварных соединений. Изделия с порами или шлаковыми включениями в ряде случаев допускают к эксплуатации без исправлений, особенно если конструкция выполнена из материала с высокой пластичностью и работает при статических нагрузках.

Изделия с трещинами, непроварами, подрезами, прожогами, свищами подлежат исправлению. Удаление наружных дефектов производят вышлифовкой дефектного участка с его последующей заваркой. При удалении внутренних дефектов также применяют вышлифовку, но чаще выполняют вырубку или вырезание дефектов. Перед вырубкой трещины ее необходимо засверлить по концам, иначе возможно увеличение ее длины. Длина удаляемого участка должна быть равна длине дефектного места плюс 5... 15 мм с каждой стороны. При заварке дефектного участка обеспечивают перекрытие прилегающих к нему участков основного металла.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >