Контроль качества сварки - Основные виды внутренних дефектов

Подробности

Опубликовано 25.05.2012 15:57

Просмотров: 31759

Основные виды внутренних дефектов: трещины, непровары, поры, шлаковые включения.

Трещин а - дефект сварного соединения в виде разрыва в сварном шве и (или) прилегающих к нему зонах. Трещины бывают горячие и холодные, о причинах появления и мерах предотвращения горячих и холодных трещин см. в гл. 1. Горячие трещины извилистые, в их изломе видны цвета побежалости, они могут быть только в шве или в около шовной зоне. Холодные трещины ровные, их излом имеет металлический блеск, они могут располагаться как в шве, так и во всей зоне термического влияния.

Непрова р - дефект в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных валиков сварного шва. Возможны непровары по толщине, в вершине угла (для угловых швов), по кромке и между слоями многослойного шва.

Пор ы - заполненные газом полости в швах, имеющие округлую, вытянутую или более сложную форму. Поры могут располагаться по оси шва, по сечению шва, а такие вблизи от границы сплавления, могут быть различных размеров, от микроскопических до крупных, 4...6 мм в поперечном сечении.

Шлаковые включения - видимые невооруженным глазом округлые или вытянутые включения шлака в металле шва, наблюдаются у границы сплавления, в вершине провара или между отдельными слоями многослойного шва. Шлаковые включения обычно возникают в результате заполнения сварочным шлаком непроваров или подрезов, иногда в случае недостаточно тщательной очистки предыдущего слоя от шлаковой корки. В однослойном шве шлаковые включения редки.

При контактной сварке непровар - это отсутствие или малые размеры области металлической связи, например литого ядра при точечной сварке. Иногда значения прочности или пластичности соединений ниже требуемого уровня также расцениваются как непровар. Наиболее трудно выявляемый и поэтому наиболее опасный вид непровара, типичный для многих способов сварки давлением, - это несплавление (остатки оксидной пленки в стыке, "слипание", "склейка"). В этом случае литая зона отсутствует, прочность на срез удовлетворительная, но при действии отрывающих или знакопеременных нагрузок происходит разрушение.

Специфическими дефектами контактной сварки являются выплески - выбросы части металла из зоны соединения. Выплески разделяются на наружные - из зоны контакта электрод-деталь, внутренние между деталями. Иногда возникают трещины, рыхлоты и усадочные раковины, возможны также нежелательные изменения структуры и свойств в зоне сварки и другие дефекты. При пайке в отличие от сварки плавлением не происходит плавления

основного металла, а расплавляется припой, который при кристаллизации и соединяет паяемые заготовки. Поэтому состав паяного шва обычно в большей степени отличается от состава основного металла, чем при сварке, и наряду с такими дефектами, как трещины, поры, остатки флюсов и продуктов флюсования, непропаи и неспаи (аналогично непроварам), наблюдаются такие дефекты, как прослойки хрупких химических

соединений (если такие соединения образуются между компонентами припоя и паяемого материала) и локальная химическая эрозия - частичное растворение основного материала в припое, приводящее к уменьшению рабочего сечения шва аналогично подрезу при сварке. Дефекты могут ухудшать механические свойства сварных соединений вследствие ослабления рабочего сечения, концентрации напряжений и возможного перехода от одноосного к многоосному напряженному состоянию, герметичность, коррозионную стойкость, электропроводность, теплопроводность и другие показатели. Влияние дефектов на качество различно в зависимости от условий работы изделия, конструкции и применяемых материалов.

При статическом нагружении дефекты увеличивают опасность хрупкого разрушения. Как и в других случаях, наиболее опасны острые трещиноподобные дефекты: трещины, непровары, подрезы. Опасность дефектов усиливается при пониженной температуре (особенно ниже -60 °С), при предварительном нагружении материала детали внешними или сварочными напряжениями, при повышенном содержании углерода и при увеличенном поглощении водорода. Когда материал соединения обладает большим запасом вязкости, основное влияние на прочность оказывает относительная величина дефекта. В ряде случаев (для сравнительно малонагруженных соединений из пластичных материалов) безопасное ослабление стыкового шва может достигать 30 %.

При переменной нагрузке Дефекты снижают усталостную прочность сварных соединений. Наиболее опасны острые дефекты, но даже поры и шлаковые включения, не опасные при статическом нагружении, могут вызвать усталостные разрушения. Размеры пор играют меньшую роль в изменении долговечности соединений, чем их месторасположение. При сварке внутренние поры опаснее выходящих на поверхность, при пайке, наоборот, опаснее поверхностные дефекты. Опасность дефектов усиливается при наличии остаточных напряжений. Если в соединении имеются концентраторы напряжений (резкое усиление шва или несовпадение кромок в стыковом соединении, нахлесточные соединения), то усталостная прочность таких соединений низка и дефекты - включения площадью до 5...10 % от площади сечения шва не приводят к дальнейшему ее снижению.

Исправлять дефекты надо не всегда. Нужно учитывать требования к изделию, условия его эксплуатации, оценивать, как данный дефект влияет на работоспособность конструкции и не вызовет ли его исправление новых, более опасных дефектов, например трещин при исправлении пор. Острые дефекты, особенно трещины, исправлять надо обязательно. При этом дефект удаляют механической обработкой или термической резкой, зачищают поверхность металла, а затем заваривают исправляемый участок шва. Аналогично поступают при пайке с местным нагревом. При пайке с общим нагревом иногда перед повторной пайкой дополнительно размещают припой на всех участках соединения, в том числе и бездефектных.