ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПОВЕРХНОСТИ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА

Работа включает варианты графического представления дефектов сварных соединений, фотографии и микроструктуры дефектов основного металла. Приведена информация о причинах образования дефектов, путях их предотвращения и способах устранения. Данная работа развивает раздел «Дефекты поверхности основного металла» РД

1 Дефекты сварных соединений при визуальном и измерительном контроле Под дефектом понимают каждое отдельное несоответствие продукции установленным в НТД требованиям. Если продукция имеет дефект, то это означает, что хотя бы один из показателей качества вышел за предельные значения, установленные НТД.

Классификация дефектов сварных соединений Несплошность - обобщенное наименование трещин, отслоений, прожогов, свищей, пор, непроваров и включений. Трещина сварочного соединения. Трещина - дефект сварного соединения в виде разрыва металла в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах сварного соединения и основного металла.

Трещина сварочного соединения Трещины бывают: продольными поперечными разветвлёнными радиальными кратерными.

Трещина сварочного соединения Причины образования дефекта: - жесткая конструкция изделия; - сварка в жестко закрепленных приспособлениях; - большое время между сваркой и термообработкой; - большая скорость охлаждения; - ошибка в проектировании сварного шва (близко расположенные концентраторы); - нарушение технологии (температура подогрева, порядок наложения швов); - нарушение защиты; - некачественный основной металл.

Трещина сварочного соединения Трещина – это наиболее опасный и недопустимый дефект, как правило, брак. Способ его исправления - подварка с предварительной разделкой или засверловкой концов трещины.

Продольная трещина сварного соединения. Продольная трещина - трещина сварного соединения, ориентированная вдоль оси сварного шва

Поперечная трещина сварного соединения Поперечная трещина - трещина сварного соединения, ориентированная поперек оси сварного шва. Она может возникать в шве, зоне термического влияния, зоне сплавления.

Разветвленная трещина сварного соединения Разветвленная трещина - трещина сварного соединения, имеющая ответвления в различных направлениях или группа соединенных трещин, отходящих от одной общей трещины.

Радиальная трещина Радиальная трещина - несколько трещин разного направления, исходящих из одной точки (могут располагаться в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле).

Кратерная трещина Кратерная трещина - трещина (продольная, поперечная, разветвленная) в кратере валика (слоя) сварного шва.

Включение Включение - полость в металле, заполненная газом, шлаком или инородным металлом; обобщенное наименование пор, шлаковых и вольфрамовых включений. Включения бывают шлаковыми, флюсовыми, вольфрамовыми, оксидными.

Включение Причины образования дефекта: - некачественная подготовка поверхности; - некачественный основной металл; - нарушение технологии сварки; - нарушение защиты. Включения имеют сферическую или продолговатую форму, также могут быть в виде прослоек. Данный дефект является концентратором напряжения. Способ его исправления - подварка с разделкой.

Шлаковое включение сварного шва. Шлаковое включение - полость в металле, в том числе сварном шве, заполненная шлаком.

Флюсовое включение Флюсовое включение - полость в металле сварного шва, заполненная нерасплавившимся флюсом, попавшим в металл шва во время затвердевания.

Вольфрамовое включение Вольфрамовое включение - внедрившаяся в металл шва нерасплавленная частица (осколок) неплавящегося вольфрамового электрода.

Окисное включение Окисное включение - окисел металла, попавший в металл шва во время затвердевания

Пора Пора - заполненная газом полость округлой формы.

Пора Поры могут быть одиночными, а также могут располагаться в виде цепочек и скоплений. Причины образования дефекта: - влажный флюс; - отсыревшие электроды; - некачественная подготовка свариваемых кромок и поверхности сварочной проволоки; - увеличенный диаметр электрода; - длинная дуга; - увеличенная скорость сварки; - некачественная защита; - некачественный основной металл.

Пора Поры возникают при сварке алюминиевых и титановых сплавов, в глубоких стыковых швах, при затруднении дегазации. Единичные поры оставляют без исправлений, в остальных случаях способом исправления является подварка.

Отслоение Отслоение - дефект в виде нарушения сплошности сплавления наплавленного металла с основным металлом.

Кратер Кратер. Усадочная раковина сварного шва - дефект в виде полости или впадины, образовавшийся при усадке расплавленного металла при затвердевании (располагается, как правило, в местах обрыва дуги или окончания сварки).

Кратер Причина образования дефекта - нарушение техники сварки. Кратеры являются концентраторами напряжений, сопровождаются усадкой и трещинами усадочного происхождения Способ исправления дефекта - удаление дефектного участка и заварка. При автоматической сварке используют технологические планки для вывода кратера или плавное отключение тока.

Свищ в сварном шве Свищ в сварном шве - дефект в виде воронкообразного или трубчатого углубления в сварном шве.

Свищ в сварном шве Причины образования дефекта: - некачественный основной металла; - нарушение защиты. Дефект сопровождает поры и трещины, выходящие на поверхность, наиболее часто возникает при сварке в углекислом газе. Способ исправления дефекта - подварка с разделкой.

Подрез Подрез - острые конусообразные углубления на границе поверхности сварного шва с основным металлом.

Подрез Различают односторонний и двусторонний подрезы. Причины образования дефекта: - большой ток; - большая скорость; - длинная дуга; - наклон электрода (неправильное ведение).

Подрез Подрез является концентратором напряжения, возникает при сварке концентрированными источниками в режиме глубокого проплавления, а также при сварке угловых швов. Способ исправления дефекта: при неглубоких подрезах - заглаживание дугой, при глубоких – подварка.

Брызги металла Дефект в виде затвердевших капель расплавленного металла на поверхности сваренных или наплавленных деталей с образованием или без образования кристаллической связи с основным металлом.

Брызги металла Причины образования дефекта: - несоблюдение техники сварки; - длинная дуга. Дефект возникает при сварке толстопокрытыми электродами, при электролучевой сварке с глубоким проплавлением. Способ исправления – вырубка.

Непровар. Неполный провар - дефект в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок основного металла или поверхностей ранее выполненных валиков сварного шва.

Непровар. Дефект наиболее характерен при алюминиевых сплавах и под флюсом, является концентратором напряжения. Непровары трудно выявляются в кольцевых швах. Способ исправления дефекта - подварка с удалением корневой части.

Углубление (западание) между валиками шва Продольная впадина между двумя соседними валиками (слоями) шва (оценивается по максимальной глубине).

Чешуйчатость сварного шва Поперечные или округлые (при автоматической сварке под флюсом - удлиненно-округлые) углубления на поверхности валика, образовавшиеся вследствие неравномерности затвердевания металла сварочной ванны (оценивается по максимальной глубине).

Выпуклость (превышение проплавления) корня шва Часть одностороннего сварного шва со стороны его корня, выступающая над уровнем расположения поверхностей сваренных деталей (оценивается по максимальной высоте расположения поверхности корня шва над указанным уровнем).

Выпуклость (превышение проплавления) корня шва Причины образования дефекта: - большой зазор; - большой угол разделки кромок; - несоблюдение техники сварки. Дефект возникает при сварке алюминивых сплавов. Способ исправления - подварка с использованием присадочной проволоки.

Вогнутость корня шва Дефект в виде углубления на поверхности обратной стороны сварного одностороннего шва (оценивается по максимальной глубине расположения поверхности корня шва от уровня расположения поверхностей сваренных деталей).

Вогнутость корня шва Причины образования дефекта: - большие зазоры; - малое притупление. Дефект возникает в стыковых и угловых швах. Способ исправления – подварка.

Максимальный размер включения наибольшее расстояние между точками внешнего контура включения.

Максимальная ширина включения Наибольшее расстояние в между двумя точками внешнего контура включения, измеренное в направлении, перпендикулярном максимальному размеру включения

Включение одиночное Включение, минимальное расстояние l, от края которого до края любого соседнего включения – не менее максимальной ширины каждого из двух рассматриваемых включений, но не менее трехкратного максимального размера включения с меньшим значением этого показателя (из двух рассматриваемых).

Скопление включений Два или несколько включений (пор, шлаковых и прочих включений), минимальное расстояние между краями которых менее установленных для одиночных включений, но не менее максимальной ширины каждого из любых двух рассматриваемых соседних включений.

Цепочка пор Линейная пористость - группа пор в сварном шве, расположенная в линию, параллельно оси сварного шва

Превышение усиления сварного шва Избыток наплавленного металла на лицевой стороне (сторонах) стыкового шва а б а – нормальный сварной шов; б – превышение усиления сварного шва

Превышение выпуклости Избыток наплавленного металла на лицевой стороне углового шва.

Превышение выпуклости Причины образования дефекта: - несоблюдение техники сварки; - большая скорость подачи присадочной проволоки. Данный дефект возникает в угловых швах, является концентратором напряжения. Способ исправления – зашлифовка или прокатка роликами.

Местное превышение проплава Местный избыточный проплав (с внутренней стороны одностороннего шва).

Неправильный профиль сварного шва слишком малый угол (а) между поверхностью основного металла и плоскостью касательной к поверхности сварного шва. а – правильный профиль сварного шва; б – неправильный профиль сварного шва а б

Наплыв дефект в виде металла, натекшего в процессе сварки (наплавки) на поверхность сваренных (наплавленных) деталей или ранее выполненных валиков несплавившегося с ними. а – наплыв на внутренней стороне сварного шва; б – наплыв на внешней стороне сварного шва а б

Наплыв Причины образования дефекта: - большой ток; - большая скорость сварки; - длинная дуга (повышенное напряжение); - смещение электрода; - большая скорость подачи присадочной проволоки; - наклон электрода (неправильное ведение).

Наплыв Дефект возникает с лицевой стороны соединения или обратной стороны из-за некачественного поджатия к подкладке и, как правило, при сварке в горизонтальном и вертикальном положении, а также на спуск и на подъем. Дефект является концентратором напряжения. Способ исправления – зашлифовка.

Перелом осей деталей Угловое смещение - смещение между двумя свариваемыми деталями, при котором их плоские поверхности не параллельны (или не направлены под определенным углом).

Прожог сварного шва дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшийся вследствие вытекания части жидкого металла сварочной ванны в процессе выполнения сварки.

Прожог сварного шва Прожоги бывают одиночными, протяженными, дискретными. Причины образования дефекта: - большая погонная энергия; - увеличенный зазор; - малая величина притупления; - большое смещение кромок; - коробление кромок и отставание их от подкладки при сварке.

Прожог сварного шва Дефект характерен при сварке тонкостенных элементов, а так же первого (корневого) шва при многослойной сварке. Обычно изделие бракуется, если возможно – выполняют подварку.

Неполностью заполненная разделка кромок продольная непрерывная или прерывистая вогнутость на поверхности сварного шва из-за недостаточности присадочного металла.

Асимметрия углового шва Несоответствие фактического значения катета шва проектному значению.

Неравномерная ширина шва Чрезмерное колебание ширины шва. Причины образования дефекта: - неустойчивый режим сварки; - неточное направление электрода.

Неравномерная поверхность шва Чрезмерная неровность наружной поверхности шва.

Плохое возобновление шва Местная неровность поверхности в месте возобновления сварки.

2 Дефекты поверхности основного металла Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки Отдельные пузыри (вздутия) и скопления пузырей на поверхности

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – разорвавшийся пузырь на поверхности горячекатаной заготовки; б – поперечное сечение пузыря Раскатанный подкорковый пузырь

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – пузырь сильно загрязненный окислами алюминия; б – пузырь на поверхности толстого листа Разорванный (вскрытый) пузырь

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки Схематическое изображение заворота корки на деформированном прутке

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки Внешний вид слитка стали 12Х18Н10Т с заворотами корок на поверхности

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – загрязнения; б – волосовины Схематичное изображение дефекта

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – пруток стали ШХ15; б – блюм стали 4 Внешний вид прутков с грубыми раскатанными загрязнениями

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – волосовины в местах зачистки сутунки из стали Х25Т б – грубая волосовина в продольном микрошлифе стали 12Х18Н10Т Внешний вид волосовин

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – травление в 50 -ном растворе соляной кислоты; б – травление в реактиве Обергоффера Продольная угловая трещина в поперечном макрошлифе слитка стали 20

Дефекты поверхности, обусловленные качеством слитка и литой заготовки а б а – поперечная трещина на блюме из стали 20; б – косая трещина на блюме из стали 20 Внешний вид раскатанных горячих трещин на прутках деформированного металла

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Внешний вид блюма с дефектом от вдавливания в слиток кернов клещей крана

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации а – единичная трещина; б – прерывистая продольная трещина Схемы трещин напряжения на прутках стали

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации б а – слиток обычной разливки; б – слиток электрошлакового переплава Трещины напряжения на слитках стали 37ХН3А

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схема рванин на прутке стали

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Слиток с грубыми рванинами после первых обжатий при прокате

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Слиток сплава 20НГ с грубыми рванинами, образовавшимися при первых ударах молота

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схема прокатных плен на прутке

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематичное изображение чешуйчатости Внешний вид заготовки с чешуйчатостью

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Внешний вид прижогов

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематическое изображение двустороннего уса Внешний вид и макроструктура прутка с усом

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схема подреза на прутке Прикатанный подрез на заготовке Внешний вид прутка с подрезом

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематическое изображение прутка с морщинами Морщины на поверхности заготовки

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематическое изображение прутка с риской а б а – тонкая риска; б – широкая риска Риски в прокатанных прутках

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Отпечатки на прутках от насечки в виде сетки на прокатных валках Отпечатки на прутке от выработанных валков

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематическое изображение прутка с рябизной Поверхность прутка с рябизной

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематическое изображение заусенца Заусенцы от резки на холоднокатаной полосе

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Схематичное изображение раковин от вдавленной окалины Пруток с раковинами от окалины Микрошлиф прутка с вдавленной окалиной

Дефекты поверхности, образовавшиеся в процессе деформации Пруток стали 40ХНМАШ с вкатанным инородным куском металла Макрошлиф прутка

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях Остатки поджога от резки (сплав ХН73МВТЮ)

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях а б а – излом; б – макрошлиф Вырывы в центре прутка из стали 20, образовавшиеся при рубке

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях Схема прутка стали с сеткой шлифовочных трещин Микрошлиф сплава ХН68ВКТЮ с шлифовочной трещиной

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях Схема прутка стали с сеткой травильных трещин Внешний вид прутка с травильными трещинами

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях Внешний вид прутка с перетравленной поверхностью

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях Схематическое изображение остатков окалины на прутке Внешний вид прутка с остатками окалины

Дефекты поверхности, образовавшиеся при отделочных операциях Схематичное изображение царапин на прутке Поперечное сечение прямошовной трубы с царапинами на внешней и внутренней поверхностях