Внутренние дефекты

42. Внутренние дефекты сварных швов. Основные виды, причины

К внутренним основным дефектам сварных швов относят трещины (холодные и горячие) и поры.

Горячие трещины Горячие трещины появляются в то время, когда металл сварного шва находится в состоянии между температурами его плавления и затвердевания. Они могут быть в двух направлениях – вдоль и поперек сварного шва. Горячие трещины обычно являются результатом использования неправильного присадочного материала (в частности, алюминиевых и CrNi сплавов) и его химического состава (например, высокое содержание в составе углерода, кремния, никеля и др.)

Горячие трещины могут появиться в результате неправильной заварки кратера, в результате резкого прекращения сварки.

Холодные трещины Трещины, которые возникают после того, как сварочный шов полностью остывает и затвердевает, называются холодными трещины. Эти дефекты также появляются тогда, когда сварочный шов не соответствует действующим на него нагрузкам и разрушается.

Поры Пористость является одним из основных дефектов сварки, с которыми сталкиваются все сварщики при всех сварочных процессах. Пористость может быть вызвана загрязнением, плохой защитой ванны потоком сварочного газа, маслом, краской, сваркой несовместимых сплавов или даже ржавчиной и окислением металла.

Поры могут различаться по размеру и, как правило, распределяются в случайном порядке по сварочному шву. Они могут находиться как внутри шва, так и на его поверхности.

Основные причины появления пористости:

1) Недостаточный поток защитного сварочного газа

2) Чрезмерный поток защитного газа. Это может вызвать подсос воздуха в поток газа.

3) Сквозняк в зоне сварки. Он может сдувать защитный газ.

4) Засорение сварочного сопла или повреждение системы подачи газа (утечка в шлангах, соединениях и т.д.)

Надеюсь, что описанные в этой статье основные виды дефектов сварных швов и соединений, а так же методы их устранения сделают вашу сварку качественной и высокопроизводительной. Помните, что правильный выбор сварочного оборудования и технологии сварки имеет большое влияние как на весь процесс сварки в целом, так и в отдельности на каждые его составляющие.

43. Капиллярные методы дефектоскопии сварных швов

Капиллярный контроль
Основой для этого метода дефектоскопии сварных швов послужила способность жидкостей втягиваться и заполнять даже мельчайшие каналы. Их еще называют капиллярами. К таковым, например, относятся поры и трещины, которые содержатся на поверхности материала. Скорость и глубина проникновения жидкости зависит от радиуса капилляра и смачиваемости жидкости.
Капиллярный контроль подходит для материалов любых форм. Это один из популярных методов дефектоскопии швов и обнаружения поверхностных дефектов. Чаще всего контроль производится с использованием пенетрантов. Это особые вещества, которым свойственно малое поверхностное натяжение и повышенная цветовая и световая индикация. Дефекты, окрашенные пенетрантом, заметить гораздо легче.
Комплект для дефектоскопии сварных швов обычно состоит из следующих материалов:

пенетранта;

очистителя. Перед тем как проводить контроль, нужно тщательно очистить поверхность от загрязнений. Кроме того, данное вещество необходимо для того, чтобы удалить излишки пенетранта;

проявителя. В результате его нанесения пенетрант извлекается из дефекта и создает фон, наиболее благоприятный для распознавания индикаторного рисунка.

44. Магнитные методы дефектоскопии сварных швов.

Магнитная дефектоскопия швов
В основе метода лежит явление электромагнетизма. Дефектоскоп создает в нужном месте магнитное поле. При прохождении через металл поток его линий искривляется в тех местах, где имеются дефекты. Для регистрации этих искажений применяются два способа:

магнитографический. На шов наносят ферромагнитную ленту, после чего ее пропускают через специальный прибор. Имеющиеся дефекты неизбежно проявляются;

магнитопорошковый. Сварное соединение обрабатывают сухим или влажным (в сочетании с мыльным раствором, керосином или маслом) ферромагнитным порошком. Его скопления в отдельных местах указывает на наличие несплошностей.

45. Ультразвуковые методы дефектоскопии сварных швов.

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов
Речь идет об использовании дефектоскопов, подающих ультразвуковые волны. Они проходят через металл и отражаются от его нижней границы. Совместно с дефектоскопом задействуется специальный датчик, фиксирующий искажения волны. Дефекты разных типов отражаются по-разному, что и послужило основанием для их классификации.
Ультразвуковая дефектоскопия швов популярнее магнитного и капиллярного методов. На рынке представлено множество очень удобных и надежных УЗК-дефектоскопов. К недостаткам же этой технологии обычно относят то, что расшифровывать сигнал довольно трудно. Для этого нужна серьезная теоретическая подготовка и немалый

46. Основные вредные факторы при выполнении электрогазосварочных работ.

Сварка относится к работам с повышенной опасностью, что влечет за собой ряд требований, выполнение которых обязательно. Основными опасными факторами при сварочных работах являются:

1. опасность поражения электрическим током при выполнении сварочных работ дуговой сваркой;
2. ожоги кожного покрова и органов зрения излучающей энергией электрической дуги и брызгами расплавленного металла;
3. отрицательное воздействие на организм человека газов, паров ч пыли, выделяющихся в процессе сварочных работ;
4. механический травматизм в процессе сборочных работ и подготовке деталей к сварке;
5. взрывоопасность баллонов с горючим газом и ацетиленовых генераторов;
6. пожарная опасность при всех огневых работах;
7. радиационное поражение при радиационном методе контроля сварных соединений;
8. при монтажных работах появляется опасность, связанная с работой на высоте.

В связи с вышеперечисленным к сварочным работам допускаются только лица, достигшие 18-летнего возраста и прошедшие специальную подготовку и медицинское обследование.

47. Техника безопасности при выполнении электрогазосварочных работ.
Электрогазосварочные работы требуют строго соблюдения следующих правил техники безопасности:

Запрещается производить работы в непосредственной близости от легковоспламеняющихся, горючих материалов, таких как бензин, керосин, стружка, и др.

Сварку внутри резервуаров и в плохо вентилируемых помещениях и ёмкостях следует вести с применением систем принудительной вентиляции и с перерывами в работе. С наружи должен находиться второй человек, который способен оказать помощь в случае необходимости.

При резке металлов больших толщин следует применять резаки с удлинёнными трубками для уменьшения влияния высокой температуры на рабочего.

Выполнение газопламенных работ и применение открытого огня допускается на расстоянии не менее 10 м от перепускных рам и передвижных ацетиленовых генераторов и 5 м от отдельно стоящих баллонов с горючими газами.

При сварке можно применять только редукторы с исправными манометрами.

Кислородные редукторы следует предохранять от попадания на них смазочных материалов.При пуске газа в редуктор нельзя стоять перед редуктором. Все соединения редуктора должны быть герметичны.

Запрещается использование переходников, тройников для одновременного питания нескольких горелок.

48. Основные технологические и технико-экономические параметры РДС.

49. Выбор оптимальных режимов при сварке углеродистых сталей.

Режимы сварки должны обеспечивать минимальное проплавление основного металла и оптимальную скорость охлаждения. Правильность выбора режимов сварки, обеспечивающих оптимальную скорость охлаждения, можно оценить замером твердости металла сварного соединения, которая не должна превышать 350 HV.

Каждый способ сварки регламентируются соответствующим ГОСТом. Сварные соединения для фиксации входящих в них деталей перед сваркой собирают в сборочных приспособлениях или при помощи прихваток. На длину прихваток влияет толщина металла. Площадь сечения прихваток равна примерно 1/3 площади сечения шва, но не более 25... 30 мм2. Прихватки выполняют покрытыми электродами или полуавтоматами в углекислом газе. Их рекомендуется накладывать со стороны, обратной наложению основного однопроходного шва или первого слоя в многопроходных швах.

При сварке прихватки следует переплавлять полностью, так как В прихватках могут образовываться трещины из-за высокой скорости теплоотвода, поэтому при сварке их нужно переплавлять полностью. С этой целью перед сваркой прихватки зачищают и осматривают. При обнаружении в прихватке трещины, ее удаляют (вырубают).

При электрошлаковой сварке детали, как правило, устанавливают с зазором, расширяющимся к концу шва. Взаимное положение деталей фиксируют скобами (на расстоянии 500... 1000 мм друг от друга), удаляемыми по мере наложения шва. При автоматических способах дуговой сварки и электрошлаковой сварке в начале и конце шва устанавливают входные и выходные планки для обеспечения сварки начала шва с установившимся термическим циклом (требуемыми размерами шва) и вывода кратера с основного шва.

Сварку стыковых швов (газовую, вручную покрытыми электродами или полуавтоматами в защитных газах и порошковыми проволоками) выполняют на весу. При автоматической сварке предусматривают применение приемов, обеспечивающих предупреждение прожогов и качественный провар корня шва. Для предупреждения образования в швах пор, трещин, непроваров и других дефектов свариваемые кромки перед сваркой зачищают от шлака, оставшегося после термической резки, ржавчины, масла.

Дуговую сварку ответственных конструкций лучше проводить с двух сторон. Более благоприятные результаты получаются при многослойной сварке. В этом случае, особенно на толстом металле, достигаются более благоприятные структуры в металле шва и околошовной зоне. Однако выбор способа заполнения разделки при многослойной сварке зависит от толщины металла и термообработки стали перед сваркой. При появлении в швах дефектов (пор, трещин, непроваров, подрезов) металл в месте дефекта удаляется механическим путем, газопламенной, воздушно-дуговой или плазменной строжкой и после зачистки подваривается.

На форму провара, долю участия основного металла в формировании шва, на его состав и свойства при сварке низколегированных сталей влияет выбор техники и режима сварки.

50. Многопостовые источники тока.

В некоторых отраслях промышленности, в частности в машиностроении, судостроении, возникает необходимость размещения большого количества сварочных постов на ограниченной производственной- площади, что резко снижает производительность сварочных работ, увеличивает загрузку подъемно-транспортного оборудования и повышает опасность поражения сварщиков электрическим током.

В целях повышения эксплуатационных и технико-экономических показателей большого количества сварочных постов, размещаемых на ограниченных производственных площадях, целесообразно применять более мощные источники питания. Они обеспечивают работу нескольких сварочных постов с помощью специального шинопровода и называются многопостовыми источниками питания.

Многопостовой источник питания постоянного тока (рис. 71) для ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом, обслуживающий п сварочных постов (СП1 — СПп), получает питание через шинопровод ШП от выпрямителя В. Сварочный ток /-го поста регулируется постовым (балластным) переменным сопротивлением (ПБПС).

Основное требование, предъявляемое к многопостовым источникам питания,— обеспечение независимой работы /-го поста как в установившемся, так и в переходном режиме при изменении сварочного процесса (обрыв или возбуждение сварочной дуги, короткое замыкание дугового промежутка каплей расплавленного металла и т. д.) на других постах.

Независимая работа сварочных постов от одного источника питания через шинопровод в статическом режиме определяется постоянным напряжением холостого хода вдоль шинопровода для /-го поста, т. е. UxП/, а в динамическом — устойчивостью горения сварочной дуги. Указанные условия работы обеспечивают качественное выполнение сварного соединения.

Напряжение холостого хода для /-го поста в статическом режиме можно определить по формуле, где Uo — выходное напряжение многопостового источника питания постоянного тока; AUwn — падение напряжения вдоль шинопровода.

Для обеспечения Uxtu- = const необходимо, чтобы А ишл-+0, a Uо = const при максимальной нагрузке, т. е. многопостовой источник питания постоянного тока должен иметь жесткую внешнюю характеристику. С достаточной для практики точностью можно сказать, что условие независимости работы i-го поста при максимальной нагрузке будет соблюдаться, если значение А?/ша не превышает' ±5 % UXai в течение длительного времени.

Из выражения (49) следует, что напряжение дуги поста обратно пропорционально сварочному току, причем эта зависимость линейная. Таким образом, внешняя характеристика /-го поста является падающей и линейной, что обеспечивает высокую устойчивость процесса при ручной дуговой сварке и автоматической сварке под флюсом.

Значение балластных сопротивлений /?б/ выбирают очень малым — от десятых до сотых долей ома. Это вызвано тем, что на них выделяется достаточно большая тепловая мощность, которая снижает КПД многопостовых источников питания.

Специфика сварки в среде углекислого газа обусловливает более высокие требования к многопостовым источникам питания постоянного тока, чем при ручной дуговой сварке или автоматической сварке под флюсом. Это вызвано тем, что быстро нарастающие пики сварочного

тока, возникающие при замыкании каплей расплавленного металла межэлектродного промежутка, вызывают снижение устойчивости горения сварочной дуги в среде углекислого газа.

Многопостовой источник питания постоянного тока (рис. 72), предназначенный для обеспечения сварки в среде углекислого газа, имеет несколько шинопроводов (Л — /п), включаемых по схеме распределения энергии постоянного тока в зависимости от удаленности сварочных постов. Такое включение позволяет изменять напряжение на конкретном шинопроводе в заданном диапазоне при постоянстве напряжения на других шинопроводах, а также обеспечивать падение напряжения на шинопроводах в установленных пределах.

Уменьшение приводит к увеличению разбрызгивания металла в процессе сварки, что снижает качество сварных изделий. Снижение напряжения холостого хода /-го поста (/хп/ ухудшает условия возбуждения сварочной дуги (см. гл. 1, § 2) и, следовательно, приводит к снижению качества сварных изделий.

Для линейной электрической цепи, состоящей из двух активных сопротивлений, одно из которых — переменное, стремящееся к нулю, характерно резкое возрастание силы тока. Такой линейной электрической цепью является сварочный контур постоянного тока /-го поста, в котором балластное сопротивление /?б/ имеет малое значение и является постоянным, а сопротивление сварочной дуги — переменным. При кратковременном замыкании каплей расплавленного металла дугового промежутка в рассматриваемом сварочном контуре ток резко возрастает до пикового значения. Сила тока при этом определяется только значением балластного сопротивления при увеличении которого усиливается разбрызгивание металла и ухудшается качество сварных изделий.

Для стабилизации режима сварки в сварочный контур поста вводят индуктивность L, (Снижая при этом величину /?б/ до минимально возможного значения. Тогда при замыкании межэлектродного промежутка в сварочном контуре будет наблюдаться переходный процесс нарастания сварочного тока, длительность пика которого можно определить по формуле.

Для постов при ручной дуговой сварке и автоматической сварке под флюсом е = 0,5~0,6н а для постов при сварке в среде углекислого газа е = 0,7-f-0,9.

При недостаточной мощности многопостовых источников питания или их отсутствии используют параллельное включение однопостовых источников питания, обеспечивая необходимую мощность. При параллельном включении источников питания их положительные полюсы присоединяют к шине положительного потенциала, а отрицательные — к шине отрицательного потенциала.