Андрей Смирнов
Время чтения: ~13 мин.
Просмотров: 0

Все ли сварочные швы одинаковы: виды, классификация, область применения

Виды дефектов сварного шва. Какие бывают?

Основные виды возможных дефектов сварного шва и околошовной зоны

Существует всего 3 основные группы дефектов сварного шва.

  • Наружные
  • Внутренние
  • Сквозные

Каждая из этих групп дефектов включает в себя ряд видов, о которых мы сейчас расскажем подробно.

Не поленитесь ознакомиться — как настроить сварочный ток новичку

Внутренние

Основные внутренние дефекты в сварном шве и околошовной зоне

Самый неприятный вид дефектов это внутренний. Во-первых, его можно обнаружить только специальными средствами. А так же, такие дефекты не допустимы в конструкциях, которые работаю на излом или под высоким давлением.

  1. Трещины

Трещины могут относится к внутренним дефектам и к внешним. Более того, бывают горячими и холодными. Как правило, горячие трещины возникают во время сварки или сразу после, в то время, когда шов и околошовная зона еще горячие. А холодные, появляются когда металл уже остыл, более того, могут возникать уже во время эксплуатации металлической конструкции или детали.

  1. Поры

Их различают по размеру и месту возникновения. Как правило, возникать они способны в совершенно любом месте сварного шва, с наружи или внутри.

  1. Непровар

Самый распространенный дефект. Встречается как у новичков, так и уже бывалых сварщиков. Чаще конечно у новичков. Как правило встречается при двусторонней сварке, многослойной и при сварке в один проход толстого металла.

  1. Перегрев

Название говорит само за себя. Возникает в следствии неверной технологии сварки. Когда не правильно выставлен ток или скорость сварки. Перегревается и сам шов и околошовная зона. В следствии чего меняется кристаллическая решетка металла, а от сюда и его возможности…

Наружные

Наружные или внешние дефекты сварного шва

Простые дефекты, по способу выявления. Так как их видно не вооруженным глазом. Более того, наружные дефекты прощу устранять. Как правило, исправляются такие недочеты непосредственно в процессе работы.

  1. Трещина

Как я уже сообщал выше, трещины могут относиться и ко внутренним и ко внешним дефектам сварного шва. Данный дефект способствует уменьшению прочности и пластичности шва.

  1. Подрез

Страдает основной металл и теряет свои прочностные свойства

Так же как и непровар, подрез — распространенный дефект. Встречается очень частно. Данный дефект способствует снижению прочности сварного соединения, соответственно конструкции или детали в целом…

  1. Прожог

Дефект чаще совершают неопытные сварщики. При сварке, как правило, тонкого металла.

  1. Свищ

Напоминают воронку и сразу обнаруживаются при возникновении, даже в самом процессе сварки.

  1. Кратер

В следствии данного дефекта, как правило, возникают наружные трещины.

  1. Наплыв

Наплыв при сварке в нижнем положении и угловое соединение

Стекший присадочный металл на основной или на уже сформировавшийся сварочный шов. Как правило, наплыв не связан с основным металлом на молекулярном уровне(не сплавлен в одно целое).

Сквозные

Основной сквозной дефект — прожог

Может допускаться абсолютно всеми сварщиками, не важно, новичок или опытный. Единственное, опытные сварщики гораздо реже его допускают… Такой дефект видео, обычно не вооруженным глазом или при помощи просвета источником света

По протяженности

Классификация сварных швов по протяженности бывает двух видов: сплошные или прерывистые.

  • Прерывистый – это такой шов, который производится определенной длины с синхронным интервалом. Он, в свою очередь, делится на два типа – цепная дорожка и шов в шахматном порядке. Например, двусторонние прерывистые соединения на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой ее стороны. Такие типы сцепления могут быть как односторонними, так и двусторонними. То есть, деталь спаивается с двух сторон. Расстояние между этими сварными отрезками называется «сварочный шаг».
  • Сплошные способы сварки также делятся на короткие и длинные дорожки, и совершаются вдоль всей заготовки.
  • Точечный способ стыковых швов значительно отличается от других, за счет того, что здесь нет сварочной ванны и дорожки. В этом случае заготовки соединяются точками, за счет нахлесточного сварного соединения. Такой способ зачастую применяется для пайки тонкого металла или аккумуляторов.

Способы протяженных швов: а) сплошной б) прерывистый, в) точечный, г) прерывистый шахматный, д) прерывистый сплошной (цепной)

Это интересно: Сварочная проволока СВ-08Г2С — особенности и разновидности

ОЦЕНКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КАЧЕСТВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Комплексная оценка в баллах эксплуатационных качеств сварных соединений (прочность, пластичность, ударная вязкость, металлографические факторы и др.) в зависимости от типа соединения и способа сварки, марки стали и диаметра арматуры, а также температуры эксплуатации (изготовления) при статических нагрузках приведена в табл. 31. При оценке эксплуатационных качеств при многократно повторяемых нагрузках значения баллов следует ориентировочно снижать на один по сравнению с принятыми значениями при статических нагрузках. При этом дополнительно следует пользоваться нормативными документами на проектирование железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения.

Баллы для сварных соединений арматуры назначены из условия соблюдения регламентированной технологии изготовления арматурных и закладных изделий. Для сварных соединений горячекатаной арматурной стали:

5 — гарантируется равнопрочность исходному металлу и пластичное разрушение;

4 — сварное соединение удовлетворяет требованиям ГОСТ 5781, предъявляемым к стали в исходном состоянии;

3 — сварное соединение удовлетворяет требованиям ГОСТ 10922, предъявляемым к сварным соединениям.

Для сварных соединений термомеханически упрочненной арматурной стали:

5 — сварное соединение удовлетворяет требованиям ГОСТ 10884, предъявляемым к стали в исходном состоянии, и характеризуется пластичным разрушением;

4 — временное сопротивление разрыву сварного соединения может быть ниже нормируемого по ГОСТ 10884 до 5 %;

3 — временное сопротивление разрыву сварного соединения может быть ниже нормируемого по ГОСТ 10884 до 10 %.

Оценка эксплуатационных качеств сварных соединений при статической нагрузке

Таблица 31

Обозна­чение соеди­нения Температура эксплуатации (изготовления),
°С
Арматурные стали, классы, марки, диаметры, мм
А-II A-III Ат-IIIC A-IV Ат-IVC A-V Ат-V A-VI Ат-VIC
Ст5сп Ст5пс, Ст5Гпс 10ГТ, до 32 35ГС 25Г2С Ст5сп, Ст5пс 20ХГ2Ц, 20ХГ2Т 25Г2С, 27ГС, 28С 23Х2Г2Т 20ГС, 20ГС2 22Х2Г2С, до 22 20ГС, 20ГС2, до 32
До 28 До 40 До 28 До 40 До 18 До 28 До 40 До 18 До 28 До 40 До 32
K1 — Кт
К2 — Кт
Выше 0 5 4 4 5 5 4 5 5 4 5 НД 5 НД 4 НД 4
До -30 3 4 4
До -40 4 3 НД 3 4 3 4 4 3 3
До -55 НД НД 3 НД НД
К3 — Рр Выше 0 3 НД 3 НД 5 НД 3 НД 4 НД 4 НД 3 НД
Ниже 0 НД
С1 — Ко
С2 — Кн
С3 — Км
С4 — Кп
Выше 0 5 4 5 5 4 5 4 5 4 5 4 НД 3 НД
До -30 3
До -40 4 НД 4 3 4 3 4 3 4 3 НД
До -55 НД НД 3 НД 3 НД 3
С5 — Мф
С6 — Мп
С7 — Рв
С8 — Мф
С9 — Мп
C10 — Рв
Выше 0 5 4 4 5 ТН 5 4 ТН 5 4 НД
До -30 4 3 4 3 4 3
До -40 3 НД 3
До -55 НД НД 3
С11 — Мф
С12 — Мп
С13 — Рв
Выше 0 НЦ 3 НЦ 4 НЦ
До -30 3
До -40
До -55 НД
С14 — Мп
С15 — Рс
С16 — Мо
С17 — Мп
С18 — Мо
C19 — Рм
Выше 0 5 4 4 5 ТН 5 4 ТН 5 4 5 НД
До -30 4 3 4 3 4 3
До -40 3 НД 3 4
До -55 НД НД 3 3
С20 — Рм Выше 0 5 5 4 4 5 ТН 5 4 ТН 5 5 НД
До -30 4 3 4 4
До -40 4 3 3 3 4
До -55 НД 4 НД 3 3
С21 — Рн Выше 0 5 5 5 4 5 5 4 5 5 5 4 5 4 4
До -30 4 4 4 3 3 3
До -40 4 3 4 3 4 4 3 4
До -55 3 3 3 НД НД НД НД
С22 — Ру Выше 0 НЦ 4 НД 4
До -30 3 3
До -40
До -55 НД

НД

С23 — Рэ
Выше 0
4
НД
4
НД
5
4
НД
4
НД
4
НД
4
НД

До -30
3

До -40
3
НД
4
3
3
3
3

До -55
НД
НД

С24 — Мф
С25 — Мп
С26 — Рс
С27 — Мф
С28 — Мп
C29 — Рс
Выше 0
5
5
5
5
5
ТН
5
4
ТН
5
4
5
НД

До -30
4
4

До -40
4
3
4
3
4
4

До -55
3
3
3

С30 — Мф
С31 — Мп
С32 — Рс
Выше 0
НЦ
4
НЦ
4
НД

До -30
3
3

До -40

До -55
НД
НД

Н1 — Рш
Выше 0
4
3
4
3
5
5
4
3
5
4
4
5
4
5
4

До -30
3
3
3
3

До -40
3
НД
4
3
4
3
4
4

До -55
4
НД
3
НД
3
НД
3
НД

Н2 — Кр
Н3 — Кп
Н4 — Ка
Выше 0
5
НД
5
НД
5
5
НД
5
НД
5
НД

До -30

До -40
4
4
4
4
4

До -55
3
3
3

Т1 — Мф
Т2 -Рф
Т3 — Мж
Выше 0
5
4
5
4
3
5
4
4
НД

До -30
4
3
НД
4
3

До -40
3
3

До -55
НД
4
НД
НД

Т6 — Кс
Выше 0
5
НД
4
НД
5
4
НД
5
4
НД

До -30

До -40
4
3
3
4
3

До -55
3
4
3

Т7 — Ко
Выше 0
5
4
5
4
5
4
4
5
4
4
5
НД

До -30
4
3
3

До -40
4
3
3
3
4
3
4

До -55
3
НД
3
НД
4
НД
3
НД

Т8 — Мв
Т9 — Рв
Выше 0
5
4
5
4
5
5
4
5
4
3
НД

До -30
4

До -40
4
3
4
3
3
4
3

До -55
3
3
4
3
3

Т10 — Мс
Т11 — Мц
Т12 — Рз
Выше 0
5
4
4
5
4
5
4
3
НД

До -30
4
3
4

До -40
3
3
НД
3
3

До -55
НД
НД
4
НД
3
НД

Т13 — Рн
Выше 0
5
4
4
5
НЦ
5
4
НЦ
5
4
НД

До -30
4
3
4
4

До -40
3
НД
4
3
3
3

До -55
3
НД
НД
3

Примечания:

1. Эксплуатационные качества всех типов сварных соединений арматуры класса А-I марок Ст3сп и Ст3пс должны оцениваться также, как арматуры класса А-II марки 10ГТ, а класса А-I марки Ст3кп — как арматуры класса А-II марки Ст5сп и Ст5пс.

2. Эксплуатационные качества крестообразных соединений проволочной арматуры классов Вр-I и Вр-600 настоящим приложением не регламентируют в связи с отсутствием требований к химическому составу стали. Требования к качеству таких соединений приведены в ГОСТ 10922.

3. Арматура класса А-II марки 10ГТ может применяться до температуры минус 70 °С включ.

4. Сварные соединения арматуры класса aт-vck оценивают на один балл ниже соединений из арматуры класса aт-v при температуре эксплуатации до минус 40 °С включ.

5. Сварные соединения С16 — Мо, С18 — Мо и Н4 — Ка оценивают на один балл ниже соединений, приведенных в той же группе.

6. Буквы НД, ТН и НЦ соответственно обозначают, что соединения к применению не допускаются, соединения технологически невыполнимы и соединения, применение которых нецелесообразно.

Дефекты сварочных соединений

Сварочные работы относят к особо ответственным. И это понятно. Сварку используют и при изготовлении емкостей, работающих под давлением, и трубопроводов и котлов. И от качества выполненного соединения зависит работоспособность и, главное, безопасность работы оборудования. Практически на всех производствах и строительных площадках. Где используют сварку, применяют различные методы контроля качества. В соответствии с требованиями ГОСТ 3242-79 для контроля сварочных соединений предусмотрено несколько способов контроля. Среди них такие, как:

  • Визуальный, его применяют при контроле неответственных соединений.
  • Ультразвуковой — его применяют для контроля разных типов соединений.

На особо ответственные, например, на мостовых конструкциях или трубопроводах высокого давления, сварщик должен оставить отпечаток личного клейма.

Возможные изъяны

Дефекты во время сварочных работ могут возникать по причине чрезмерно большой силы тока и напряжений на дуге. Также это может быть результатом неправильных манипуляций с электродами. Классификация дефектов сварных швов по месту их расположения:

  • Внутренние. Для их выявления применяется методика, заключающаяся в контроле: не разрушающем конструкцию, разрушающем полностью или частично.
  • Наружные. Они легко выявляются при внешнем осмотре.

По причине нарушения режима сварки, вызванного отсутствием необходимого опыта, недостаточной подготовительной работой, проведением неправильных замеров, дефекты делятся на:

  • Непровар. Проявляется в локальном отсутствии сплавлений между соединяемыми элементами. Дефект приводит к увеличению концентрации напряжения и уменьшению сечения шва. Конструкция с таким изъяном характеризуется пониженной прочностью и надежностью. Причиной непровара могут быть как недостаточная сила тока, так и сварка в быстром режиме.
  • Подрез. Дефект заключается в локальном уменьшении толщины основного металла. Данная проблема наблюдается возле границ сварных швов.
  • Прожог. Изъян имеет вид полости в сварном шве. Она возникает по причине утечки расплавленного металла из ванны сварки. Прожог — это недопустимый дефект, его нужно срочно исправить.
  • Незаваренный кратер или углубление. Возникает по причине обрывов дуги во время подхода к концу шва.
  • Наплыв. Дефект проявляется в затекании металла сварного шва на основной металл без их сплавления.

Причины дефектов могут быть самыми разными, но они одинаково способны снизить прочность сцепления, эксплуатационную надежность, точность и испортить внешний вид изделия.

Восемь советов для уменьшения вероятности образования подрезов в сварном шве

Ниже приведены рекомендации, которые помогут уменьшить вероятность образования подрезов при сварке изделий из труб, листов, швеллеров, уголков и т.д.

Правильное тепловложение

Одной из самых главных причин образования подрезов в сварных швах является большая величина нагрева при выполнении сварки вблизи свободных краев детали в результате чего происходит более глубокое проплавление одной из кромок, что приводит к образованию канавки, которая остается после затвердевания металла сварочной ванны. Это может привести к перегреву и расплавлению близлежащего основного металла или ранее наложенного металла шва. Для предотвращения необходимо следить за тепловложением при этом уменьшая сварочный ток при приближении к более тонким участкам детали или к свободному краю изделия.

Правильный угол электрода

Как известно угол электрода играет очень важную роль для предотвращения образования дефектов при сварке. Если выполнить сварку с неправильным углом, который будет направлять больше тепла к свободным кромкам изделия, вероятность образования подреза увеличивается в несколько раз. В связи с чем необходимо использовать правильный угол, чтобы направлять больше тепла на более толстую часть детали.

Правильная скорость сварки

Сварка с большой скоростью является еще одной причиной образования подрезов на сварных швах. При большой скорости некоторая часть основного метала переходит в расплавленный металл сварного шва и в результате быстрой кристаллизации остаются углубления (канавки) по краям. Поэтому рекомендуется производить сварку в умеренном темпе потому что слишком маленькая скорость сварки не дает удовлетворительных результатов. Таким образом, конкретным условиям сварки соответствует определенный диапазон скорости, в пределах которого возможно получение швов без подрезов.

Правильный выбор газовой защиты

При сварке полуавтоматом неправильный выбор защитных газов также является одной из основных причин подрезов при сварке. Сварщик должен быть уверен, что использует правильную сварочную смесь, которая подходит именно для сварки этого металла. Применение смесей углекислоты с инертными газами обеспечивает качественные результаты при сварке углеродистых сталей.

Правильная техника сварки

Причиной образования подрезов при сварке также является попытка сварщика выполнять сварку с чрезмерными поперечными колебаниями электрода. Рекомендуется выполнять сварку с минимальными поперечными колебаниями – так называемым «ниточным швом». Размер колебаний не должен превышать допустимых значений, потому что это значительно увеличивает вероятность образования подреза в сварном шве. Для предотвращения образования данного дефекта сварного шва необходимо либо уменьшить ширину поперечных колебаний электрода, либо выполнять многослойный шов вместо однослойного.

При ручной дуговой сварке покрытыми электродами рекомендуемый размах поперечных колебаний должен составлять не более 2-3 диаметров электрода.

Правильное пространственное положение при сварке

Сварка в горизонтальном или вертикальном положении в свою очередь увеличивает вероятность образования подреза шва. В данном случае, канавка образуется из-за недостаточного заполнения вдоль зоны сплавления шва. Если есть возможность, сварку необходимо выполнять в нижнем положении.

Использовать многослойную сварку

Это самый лучший вариант для предотвращения образования подрезов при сварке. Техника наложения многослойного шва подразумевает выполнение всех вышесказанных рекомендаций и помогает добиться качественных сварных соединений с гарантированными механическими свойствами.

Использование предварительного подогрева

Предварительный подогрев снижает скорость кристаллизации металла и улучшает смачиваемость за счет меньшей разности температур между сильно нагретым металлом сварочной ванны и слабо нагретым основным металлом.

Разбираем квадраты №2 и 3, виды швов по ГОСТам

Вариантами соединений вплотную занимаются два стандарта: уже знакомый нам ГОСТ 14771-76 и знаменитый ГОСТ 5264-80 о ручной дуговой сварке.

Пример чертежа сварных швов по ГОСТ.

Виды сварочных соединений следующие:

С – стыковой шов. Свариваемые металлические поверхности соединяются смежными торцами, находятся на одной поверхности или в одной плоскости. Это один из самых распространенных вариантов, так как механические параметры стыковых конструкций очень высокие. Вместе с тем этот способ достаточно сложный с технической точки зрения, он по силам опытным мастерам.

Т – тавровый шов. Поверхность одной металлической заготовки соединяется с торцом другой заготовки. Это самая жесткая конструкция из всех возможных, но за счет этого тавровый способ не любит и не предназначен для нагрузок с изгибаниями.

Н – нахлесточный шов. Свариваемые поверхности параллельно смещены и немного перекрывают друг друга. Способ довольно прочный. Но нагрузки переносит меньше, чем стыковые варианты.

У – угловой шов. Плавление идет по торцам заготовок, поверхности деталей держат под углом друг к другу.

О – особые типы. Если способа нет в ГОСТе, в чертеже обозначается особый тип сварки.

Оба стандарта в рамках ЕКСД хорошо перекликаются друг с другом и справедливо делят ответственность по видам:

Варианты изображения сварных швов на чертежах.

Соединения ручного дугового способа по ГОСТу 5264-80:

  • С1 – С40 стыковые
  • Т1 – Т9 тавровые
  • Н1 – Н2 нахлесточные
  • У1 – У10 угловые

Соединения сварки в защитных газах по ГОСТу 14771-76:

  • С1 – С27 стыковые
  • Т1 – Т10 тавровые
  • Н1 – Н4 нахлесточные
  • У1 – У10 угловые

В нашей аббревиатуре во втором квадрате указан ГОСТ 14771-76, а в третьем Т3 – тавровый способ без скоса кромок двусторонний, который как раз указан в этом стандарте.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации