Дать характеристику дефекта

«НЕПРОВАР и ПОЛНЫЙ НЕПРОВАР, НЕСПЛАВЛЕНИЕ»,

причина их образования и метод устранения.

1.Непровар и полный непровар – это несплошность по всей длине шва или на его отдельном участке, возникающая из-за неспособности расплавленного металла проникнуть внутрь соединения. Бывает в корне шва или в сечении шва. При V – образной разделке кромок могут быть непровары в корне стыковых швов, а при Х – образной разделке – в центре шва.

2.Несплавление – это отсутствие соединения между металлом сварного шва и основным металлом или между отдельными валиками сварного шва. Различают несплавления: по боковой стороне, между валиками, в корне шва.

При непроваре, полном непроваре и несплавлении сварочная дуга не может расплавить часть кромки или нижнюю кромку разделки и сформировать шов с её участием. Расплавленный металл не проникает к корню соединения.

Причины возникновения и способы предупреждения непроваров и несплавлений:

- плохая зачистка свариваемых кромок;

- неправильная подготовка кромок под сварку (форма и угол разделки);

- плохая подготовка валиков при многослойной сварке;

- химическая неоднородность металла;

- недостаточная сила тока;

- завышенная скорость сварки;

- низкая квалификация сварщика;

- правильно выбрать вид разделки кромок;

- собрать кромки с соблюдением их геометрических размеров;

- строго соблюдать режимы сварки, в частности, по сварочному току;

- вести сварку в нижнем положении и в положении «в лодочку»;

- вести сварку на короткой дуге;

- использовать кантователи для удобного расположения шва.

Недопустимы, так как являются концентраторами напряжений, вызывающие развитие трещин.

Метод устранения -корень шва в месте дефекта вычищают и заваривают повторно.

7.ДАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДЕФЕКТА «ТРЕЩИНА»,

причина его образования и метод устранения.

1.Трещины являются наиболее опасными дефектами – это несплошность, вызванная местным разрушением шва и его охлаждением, либо действием нагрузок.

Возникновение трещин связано с химическим составом основного и наплавленного металла, а также со скоростью охлаждения и с жесткостью свариваемого контура.

Внешние признаки: разрывы металла по границам кристаллических зерен или по самим кристаллам металла сварного соединения. Дефект виден невооруженным глазом или через лупу небольшого (2-4-х) увеличения при визуальном контроле. Процесс возникновения: Горячие трещины возникают в результате растягивающих напряжений, появляющихся во время охлаждения сварного соединения. Трещины в околошовной зоне или в основном металле относятся к холодным трещинам и имеют закалочное, водородное или смешанное происхождение.

Причины взникновения:

- высокие сварочные напряжения, возникающие при кристаллизации;

- повышенная жесткость свариваемой конструкции;

- неправильная форма шва из-за несоблюдения режима сварки;

- повышенное содержание углерода в основном металле;

- резкое охлаждение конструкции.

Способы предупреждения появления трещин:

Перед сваркой:

- правильно выбрать основной металл и сварочные материалы;

- выбрать оптимальный режим;

- использовать приспособления для снижения напряжений, возникающих при сварке.

Во время сварки:

- применять технику сварки, обеспечивающую оптимальный термический цикл и геометрию сварочной ванны;

- по возможности обеспечить измельчение зерен материала сварочной ванны в период её кристаллизации.

Недопустимы, так как являются концентратором напряжения и очагом разрушения.

2.Микротрещина – это трещина микроскопических размеров, которую обнаруживают физическими методами не менее, чем при 10-ти кратном увеличении.

Внешние признаки: микроскопические разрывы по границам зерен металла.

Процесс возникновения: легкоплавкие соединения, присутствующие в металле шва, влекут за собой возникновение кристаллизационных трещин. В период, когда сварочная ванна находится в твёрдо – жидком состоянии, под действием сварочных напряжений происходит разрыв кристаллов.

Причины возникновения:

- повышенное содержание в основном металле примесей, искажающих кристаллическую решетку:

- повышенная деформация при сварке;

- избыток в сварочной ванне сульфидных и оксисульфидных включений;

- чрезмерная скорость охлаждения, приводящая к укрупнению кристаллов.

Способы предупреждения:

Перед сваркой:

-выбрать сварочные материалы, компенсирующие вредное влияние химических элементов;

- применять фиксирующие приспособления, исключающие дополнительные напряжения;

- выбрать режим сварки с минимальной погонной энергией.

Во время сварки:

- вести сварку с оптимальной скоростью;

- применять перемешивание сварочной ванны;

После сварки:

- исключить внешние факторы, ускоряющие охлаждение сварочной ванны.

Недопустима - так как является очагом развития макротрещины.

3.Продольная трещина - это трещина, ориентирована вдоль сварного шва. Может располагаться в металле сварного шва, на границе сплавления, в зоне термического влияния, в основном металле.

Внешние признаки: продольные горячие трещины (1011, 1012) имеют на изломе желтовато – оранжевый оттенок; холодные трещины (1013)– чистый блестящий вид кристаллов; трещины в основном металле (1014) – цвет металла.

Процесс возникновения:

- горячие трещины образуются под действием напряжений по границам кристаллов, когда металл шва находится в твёрдо – жидком состоянии;

- холодные трещины образуются по местам, где возникают закалочные структуры, не выдержавшие внутренних напряжений;

- трещины в основном металле раскрываются под действием сварочных напряжений.

Причины возникновения:

- в металле шва и на границе сплавления - горячие трещины, возникающие под действием высоких поперечных сварочных напряжений;

- в зоне термического влияния - холодные трещины, вызванные появлением хрупких закалочных структур;

- в основном металле – трещины, образовавшиеся в процессе изготовления металла.

Способы предупреждения:

Перед сваркой:

- выбрать способ и режимы сварки, обеспечивающие минимальные сварочные напряжения;

- использовать сварочные материалы, исключающие появление легкоплавких эвтетик;

- применять металлы с пониженным содержанием серы, фосфора, углерода;

- применять сборочные приспособления, исключающие поперечные деформации.

Во время сварки:

- вести сварку на минимальной погонной энергии ниточными швами;

- применять способы и приемы, способствующие перемешиванию металла в сварочной ванне;

- следует формировать шов оптимальных размеров с плавным переходом к основному металлу.

После сварки:

- дать остыть металлу сварочных швов конструкции, не вынимая её из сборочного приспособления.

Недопустимо – так как является очагом концентрации напряжений и развития разрушения.

4.Поперечная трещина – это трещина, ориентированная поперёк оси сварного шва. Может располагаться в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.

5.Радиальные трещины – это трещины радиально расходящиеся из одной точки. Могут располагаться в металле сварного шва, на границе сплавления, в зоне термического влияния. Трещины этого типа, расходящиеся в разные стороны, известны как «звездоподобные».

Недопустимы, так как под действием рабочих нагрузок, являются очагом развития разрушения конструкции.

6.Трещина в кратере сварного шва может быть продольной, поперечной, звездообразной.

Недопустима, так как при заварке может остаться не заваренная часть трещины.

7.Раздельные трещины - группа трещин, которая может находиться в металле сварного шва, в зоне термического влияния, в основном металле.

Недопустимы, так как под действием рабочих нагрузок, являются очагом развития разрушения конструкции.

Метод устранения – концы трещины накернить, засверлить, место образования трещины удалить шлифовальным инструментом. Образовавшуюся полость заварить от середины к краям.

8.ДАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДЕФЕКТОВ «ГАЗОВАЯ ПОЛОСТЬ, ГАЗОВЫЕ ПОРЫ, СКОПЛЕНИЕ ПОР, ЦЕПОЧКА ПОР, СВИЩ, ПОВЕРХНОСТРАЯ ПОРА»,

причина их образования и метод устранения.

Процесс возникновения, причины возникновения способы предупреждения и способы устранения таких дефектов, как газовая полость, газовая пора, продолговатая газовая полость, цепочка пор, скопление пор, свищ аналогичны, а именно:

Внешние признаки – отсутствуют, так как дефект находятся внутри сварного шва. Обнаруживают методом неразрушающего контроля.

Процесс возникновения:

В сварочной ванне образуются пузырьки водорода, азота, окиси углерода и других газов. Эти пузырьки фиксируются в металле шва при его кристаллизации.

Причины возникновения:

- плохая защита сварочной ванны от влияния воздуха;

- некачественная зачистка, свариваемых кромок от ржавчины и грязи;

- неправильный выбор режима сварки;

- сварка с большой длиной дуги;

- плохая прокалка электродов;

- высокая вязкость металла сварочной ванны при сварке;

- низкая пластичность металла шва;

- сварка с глубоким проплавлением;

- однопроходная сварка толстостенных конструкций с большой скоростью.

Способы предупреждения:

Перед сваркой:

- тщательно зачищать кромки от ржавчины и грязи;

- прокаливать покрытые электроды, согласно режимам для каждого типа и марки;

- выбирать оптимальные режимы сварки;

- электроды не должны иметь окисленную поверхность стержня;

- правильный выбор основного металла и сварочных материалов.

- при сварке толстостенных конструкций применять многопроходную и многослойную сварку;

- использовать плавящиеся электроды, образующие металл шва с низкой вязкостью;

- очистить сварочную проволоку.

Во время сварки:

- сварка короткой дугой;

- применять технику сварки с перемешиванием жидкого металла сварочной ванны;

- вести сварку швами с увеличенной шириной;

- вести сварку с минимальной погонной энергией;

- исключать воздействие сквозняка, ветра и повышенной влажности на сварочную дугу;

- сваривать швы в нижнем положении или в положении «в лодочку».

Способ устранения - дефектный участок вырубают или вычищают и вновь заваривают.

1.Газовая полость - это полостьпроизвольной формы, без углов, образованная газами, задержанными в расплавленном металле.

Допустимо в виде одиночного дефекта в неответственных конструкциях.

Недопустимо в сварных швах ответственных конструкций повышенной опасности.

2.Газовая пора – это несплошность, образованная газами, задержанными в расплавленном металле. Имеет, как правило, сферическую форму. Могут быть внутренними, не выходящими на поверхность сварного шва, и наружными, выходящими на поверхность шва, могут быть одиночными, групповыми, либо располагаться цепочкой.

Допустимо в виде одиночного дефекта в неответственных конструкциях.

Недопустимо в сварных швах ответственных конструкций повышенной опасности,

работающих в сложных условиях нагружения.

3.Равномерно распределённая пористость – это группа газовых пор равномерно распределённых в металле сварного шва.

Недопустимо – снижает прочностные характеристики металла шва.

4.Скопление пор – группа газовых полостей, расположенных кучно, с шагом менее трех максимальных размеров наибольшей из них.

Недопустимо - так как является местным участком провала прочности шва и концентратором напряжений.

5.Цепочка пор – это ряд газовых пор, расположенных в линию, обычно параллельно оси шва, с шагом менее трёх максимальных размеров наибольшей из пор.

Недопустимо - так как может стать причиной развития других опасных дефектов, например, трещин.

6.Продолговатая газовая полость - это несплошность, вытянутая вдоль оси сварного шва. Длина несплошности не менее, чем в 2 раза превышает высоту шва.

Недопустимо - так как при действии малоцикловых рабочих нагрузок, полость может стать причиной образования трещин.

7.Свищ – трубчатая полость в металле сварного шва из-за выделений газа. Форма и положение свища зависят от режима затвердевания и вида газа. Обычно свищи скапливаются и распределяются «ёлочкой».

Недопустимо – так как свищ является концентратором напряжения.

8.Поверхностная пора - это газовая пора, нарушающая сплошность поверхности сварного шва.

Дефект виден невооруженным глазом или через лупу небольшого (2 – 4-х) увеличения при визуальном контроле.

Поры чаще всего представляют собой не успевшие выделиться до затвердения металла пузырьки водорода, азота, водяного пара и окиси углерода. Из–за высокой вязкости шлака на поверхности сварочной ванны газовый пузырек не может всплыть и кристаллизуется в виде полости на поверхности сварного шва.

Способы предупреждения: прокалить электроды, удалить загрязнения со сварочной проволоки, применять сварочные материалы, дающие низкую вязкость шлака, использовать режимы сварки, соответствующие нормативно – технической документации.

Допустимо после зачистки поверхности шва, не приводящей к изменению его геометрии.

9.ДАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДЕФЕКТОВ «НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ и МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ, УСАДОЧНАЯ РАКОВИНА, КРАТЕР» ипричины их образования и метод устранения.

1.Неметаллические и металлические включения – представляют собой загрязнения металла. Это чаще всего шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла в процессе кристаллизации. Неметаллические включения уменьшают рабочее сечение шва и являются зонами концентрации напряжений, приводит к понижению прочности сварного соединения.

а). Шлаковое включение – шлак, попавший в металл сварного шва. В зависимости от условий образования включения бывают: линейные, разобщенные и прочие.

Дефект находится внутри сварного шва, обнаруживают методом неразрушающего контроля.

Металлургические реакции раскисления образуют элементы шлака в виде оксидов марганца (MnO) и силиция (SiO₂), которые всплывают на поверхность жидкой сварочной ванны. При медленном всплытии шлаковые включения кристаллизуются в металле шва.

Причины возникновения:

- сложные физико – химические процессы, протекающие в сварочной ванне при сварке покрытыми электродами;

- грязь на кромках;

- малый сварочный ток;

- большая скорость сварки.

Способы предупреждения:

- применять электроды с покрытиями, обеспечивающими низкую вязкость и хорошую смачиваемость;

- перемешивать жидкий металл сварочной ванны;

- формировать шов минимальной ширины.

Недопустимо при сварке конструкций, работающих при малоцикловом нагружении и ответственных конструкций.

б). Флюсовое включение - это флюс, попавший в металл сварного шва. В разных условиях образования включения бывают: линейные, разобщенные и прочие.

Дефект находится внутри сварного шва, обнаруживают методом неразрушающего контроля.

Гранула флюса, не успев вступить в реакцию с расплавленным металлом и всплыть на поверхность жидкой сварочной ванны, быстро кристаллизуется в ней.

Причины возникновения:

- низкое качество флюса;

- завышенная скорость сварки;

- недостаточная сила сварочного тока;

- случайное попадание гранул флюса в жидкий металл сварочной ванны.

Недопустимо - в конструкциях, работающих в сложных условиях эксплуатации и поднадзорных Гостехнадзору.

в). Оксидное включение – оксидметалла, попавший в металл сварного шва вовремя затвердевания.

Дефект находится внутри сварного шва, обнаруживают методом неразрушающего контроля.

В сварочной ванне происходит взаимодействие жидкого металла и электродного покрытия. В результате этих металлургических реакций и появляется большинство оксидных включений: силиция – марганца - железа (SiO₂ – MnO - FeO), силиция – марганца – алюминия (SiO₂-MnO-Al₂ O₃ ), силиция – железа – алюминия (SiO₂-FeO - Al₂ O₃ ).

Причины возникновения:

- наличие в металле шва атомарного кислорода;

- образовпание в расплавленном металле сварочной ванны зародышей оксидов SiO₂ , MnO, FeO, СаО, MgO, TiO₂ и других.

Способы предупреждения :