Как исправить сварочный шов на трубе

Дефекты в сварочном соединении приводят к ухудшению его рабочих и визуальных характеристик. Для обнаружения недочетов соединения существуют разные методики контроля над качеством проведенной работы.

Это может быть простой осмотр сварного соединения. Либо более сложные техники проверки: рентген, аппаратура с применением ультразвуковых волн.

Что можно предпринять в случае обнаружения дефектов шва? Уходит ли деталь в утилизацию? Нет. Если проверка обнаружила у сварочных соединений недоработки, их вполне можно исправить.

В этой статье будут детально рассмотрены варианты сварочных недоработок и как их исправляют.

Разновидности сварочных ошибок

Изъяны сварных швов делятся на два типа: наружный и внутренний. Их названия отражают суть этих понятий. Наружные изъяны находятся на поверхности соединения.

Они обнаруживаются без дополнительных приспособлений, простым осмотром. Внутренний тип недочетов сварки внешне не заметен.

Такие изъяны находятся внутри соединения. Для их обнаружения и исправления нужно дополнительное оборудование.

Наружные изъяны

Непровары

Такие наружные недочеты появляются, когда на сварочном оборудовании установлен низкий уровень силы тока. Когда этот показатель занижен, воздействия тока не хватает для полного проваривания стыка.

Также непровары могут получаться при повышенной скорости сваривания деталей. В таком случае металл просто не успевает качественно провариться. Еще одной причиной может послужить неумелое разделывание кромок будущего соединения.

Для предотвращения этого сварочного недостатка достаточно правильно установленной силы тока и оптимальной длины сварной дуги.

Подрезы

Этот изъян характерен для тавровых швов и работы внахлест. В стыковой сварке он встречается редко. Появляется он при неверной настройке дугового напряжения и нарушении скорости сварки.

Предотвращение подрезов происходит достаточно легко. При сварке уменьшается напряжение сварной дуги, нормализуется скорость работы. Для точного результата стоит варить на короткой длине дуги.

Она формирует достаточно тонкое полотно, благодаря которому нормализуется сварное тепловложение. Это защищает от подрезов.

Наплывы

Если во время сварки образуются наплывы, значит неправильно настроен РДС. Для предотвращения появления этого недостатка нужно зачистить сварочные кромки, провести перенастройку аппарата.

Нормализовать показатели тока, напряжения. Проверить скорость подачи прутка, если работа производится полуавтоматическим оборудованием.

Прожоги

Прожогом называют появление в шовном полотне сквозных отверстий. Они часто встречаются в работах новичков. Их причина – низкая скорость сваривания, из-за которой некоторые раскаленные места прожигаются насквозь.

Второй причиной может служить завышенная сила тока. Швы с такими изъянами непрочные и не герметичные, что будет ключевым моментом в сваривании труб или резервуаров.

Для защиты от прожогов снижается значение силы тока, и увеличивается скорость сварки. Значение также имеет правильность разделки кромок. Начинающему сварщику в этом помогут практические занятия и наработка опыта.

Сварка алюминия требует наиболее точного соблюдения этих показателей.

Кратеры

Кратеры – это углубления в полотне шва, которые появляются в результате резкого обрыва дуги. Несмотря на маленький размер, они могут сильно повлиять на надежность соединения.

Предотвратить их появление можно применением в работе специальных режимов. Они представляют собой функцию понижения силы тока в момент отрыва, что защищает от образования кратера.

У более старых моделей оборудования такой функции нет, поэтому плавность отрыва регулируется вручную.

Внутренние дефекты

Горячие либо холодные трещины

Появлению горячих трещин способствует использование неверного типа присадочного прутка. Металлы детали и электрода должны быть совместимы.

К примеру, нельзя варить алюминиевым прутком нержавеющую сталь. У этих металлов совершенно разные характеристики. Алюминий просто не сможет качественно проварить нержавейку, а потому возникнут трещины.

Второй причиной может стать неправильно проведенная попытка заварить кратер. Если при исправлении этого недочета резко оборвать воздействие, шов может треснуть.

Холодные трещины появляются уже после остывания шва. Если он сделан некачественно, то при затвердевании его полотно может лопнуть. Либо если соединение подвергается механической нагрузке, превышающей уровень его сопротивления.

Этот тип изъянов может проявляться также на поверхности полотна, что частично относит его к внешним дефектам.

Поры

Пористость соединения встречается достаточно часто. Поры внутри тела шва могут образовываться при низкой защите рабочей зоны от кислородного воздействия, игнорировании или неправильном проведении этапа подготовки металла.

Если на кромках стыка осталась ржавчина, какие-либо включения, нарушающие равномерность шва. Подобно трещинам, поры могут быть внутренней или внешней проблемой.

Для избежания появления пористости шва, нужно убедиться, что подача защитного газа настроена правильно и оградить рабочую зону от внешних воздействий, способных нарушить защитный кокон (сквозняки, порывы ветра).

А также правильно провести подготовительный этап.

Варианты исправлений

Теперь разберем варианты исправления дефектных соединений, которые не получилось предотвратить.

Крупные трещины просто завариваются поверх. Для того, чтобы предотвратить разрастание трещины, нужны отверстия у ее концов. Расстояние от конца трещины до отверстия – 0,5 мм.

После этого трещина разделяется так, чтобы было похоже на буквы V или X. Для этого используется резаки или пневматическое зубило. После разделки трещина зачищается и заваривается.

Иногда есть возможность прогрева дефекта до исправления. Тогда поверхность шва и место обработки будут близки по температурам, а с концов трещины уйдет напряжение. Так можно исправить наружный тип трещин.

Когда шов был забракован внутренними трещинами, непроварами или прожогами, то зона недоработки вырубается (выплавляется), шов накладывается по новой. Наплавы удаляются абразивными материалами (наждачной бумагой, напильником).

Если во время корректировки произошла деформация детали, есть два пути решения: механический и термический.

В первом случае деформация убирается путем механического воздействия на деталь. Применяется прессовая правка, точечные удары молота или домкрат.

Это сложная задача, требующая много труда. Нередко такой метод исправлений приводит к появлению других изъянов, таких как новые трещины или сколы.

Чтобы исправить деформирование термическим путем деталь нагревают до состояния пластичности, и позволяют ей снова остыть. Обратное напряжение, которое при этом возникает, нейтрализует деформацию.

Такой способ исправления используется чаще механического в силу простоты и защиты от дополнительных проблем.

Появление недостатков у сварочного шва в основе имеет нарушение процесса обработки металла. Зная, какие нарушения приводят к изъянам соединения, их можно предотвратить. В первую очередь это уровень квалификации сотрудника.

Он должен соответствовать сложности сварки. Во время работы должна быть соблюдена технология сварочного процесса и РДС. Аппарат должен быть правильно настроен, иметь качественные, соответствующе подобранные детали.

Они должны соответствовать химическим и физическим свойствам обрабатываемого металла. Если подобрать правильные инструменты, ответственно подойти к процессу сварки, шов будет без изъянов и недочетов.

Заключение

Испорченные детали стоит забраковать, отправив в утилизацию. Но при необходимости можно прибегнуть к исправлению.

Исправить допущенные во время работы ошибки можно, однако для этого потребуются время, знания и опыт.

Сварочные изъяны швов бывают разного вида и для их исправления проводятся разные действия. Метод исправления подбирается к конкретному случаю. Но если шов имеет много недостатков, деталь стоит просто утилизировать.

На начале сварочного пути новички часто допускают ошибки. Это нормально, потому что сварка – это дело опыта. При старании со временем швы будут улучшаться.

Сварка — популярный способ соединить трубопроводы инженерных сооружений, предназначенных для транспортировки жидкостей и газов. Технологию используют при строительстве зданий, прокладке и ремонте магистралей.

По сравнению с резьбовым соединением, сварка обеспечивает более высокую герметичность. Потребитель экономит средства на крепежных изделиях. Сборная конструкция не выделяется на окружающем фоне: аккуратно сделанный шов незаметен.

Сварку применяют при установке опор, создании МАФ, ограждений, инсталляций и других художественных конструкций. Изделия из профильного проката украшают внутреннее и внешнее пространство.

Когда прорабатывают способ соединения, учитывают характеристики рабочей среды. Если через трубу перекачивают легковоспламеняющиеся жидкости или газы, СНиП запрещает использовать термические способы.

Прочность и аккуратность сварного шва зависит от мастерства специалиста. Если работу выполняет новичок, видны непровары, темные пятна, наплывы, свисающие капли остывшего металла.

Сложнее определить качество внутреннего сварного шва. Эксплуатация труб со скрытым браком ведет к авариям, остановке текущих процессов, перерасходу материальных средств, человеческим жертвам.

Почему возникают дефекты при сварке труб?

Соединения, которые не отвечают стандартам качества, возникают из-за объективных и субъективных причин. Вторая группа — дефекты сварки труб, вызванные неопытностью мастера:

• не усвоены навыки управления электродом;
• некачественная подготовка поверхности;
• неисправность инструмента или оборудования;
• невнимательность, спешка или намеренное нарушение технологии: не тот инструмент, неправильный режим;
• несоответствие квалификации специалиста сложности задания.

Объективными считают несоответствия, связанные с характеристиками проката. Согласно стандарту, по свариваемости сталь делят на четыре группы. Характеристику учитывают при разработке сборной конструкции в условиях серийного производства. В чертеже указывают детали с улучшенными параметрами (первой и второй группы свариваемости). Если риск неизбежен, предусматривают дополнительные проверки: в крупных цехах есть оборудование, которое сразу после операция выявляет брак.

В мелкосерийном производстве иногда соединяют конструкции с низшими параметрами свариваемости. Если патрубок, опора или другая деталь относится к третьей или четвертой группе, неизбежен брак. Когда работу поручают опытному сварщику, процент труб с непроваром меньше.

При разработке новых образцов конструктор указывает сплавы с оптимальными характеристиками. Если нельзя исключить материалы из третьей или четвертой группы свариваемости, в технологическую карту закладывают допустимый процент брака.

Внешние и внутренние дефекты сварки труб

К первой категории относят недоработки, которые обнаруживают при внешнем осмотре. Дефекты сварки видны невооруженным глазом. В категорию входят единичные и расположенные группой сквозные отверстия, темные пятна, следы окислов.

Чтобы выявить внутренние проблемы, используют специальные контрольно-измерительные приборы. Без приспособлений изъян увидеть нельзя.

Внешние дефекты

Видимые несовершенства сложно не заметить, например, прерывистый или зигзагообразный сварной шов. Хорошо видна зона термического влияния. Ширина области 1-20 мм, в зависимости от теплопроводности материала, способа сварки, мастерства специалиста. Около шва видны трещины и рыхлая поверхность. Рядом с ЗТВ расположены поры, окислы, темные пятна.

Причины внешнего брака:

• мастер неправильно ведет электрод;
• спешка: металл не успевает достигнуть температуры плавления, в результате получается непровар;
• небрежность: при неаккуратной работе расплавленные капли металла застывают на торцах.

Если трубу сваривают в автоматическом режиме, недостатки возникают из-за неисправности оборудования.

Наплывы свидетельствуют о низкой квалификации мастера. В процессе работы часть стержня сгорает. Если сварщик неопытен, материал электрода плавится, стекает и застывает в виде капель на шве. На стыке не образуется сварной шов.

Причины наплывов при сварке:

• большая длина дуги;
• неправильный угол наклона электрода;
• повышенная величина тока;
• недостаточная подготовка поверхности (окалина);
• неправильное управление электродом (смещение относительно оси).

Непровар — пропущенные участки сварки. Причины такие, как у наплывов. Непровар влияет на прочность сварного шва. Чтобы исправить дефект, повторно сваривают отдельные участки.

Прожог — нарушение целостности стенок труб: видны сквозные отверстия. Причины явления — уменьшение скорости прохождения контура, повышенная сила тока, нарушение зазора между стыками кромок, некачественная подгонка торцов. При сквозном проплавлении жидкий металл просачивается через отверстие на обратную сторону трубы, капли застывают.

Кратеры — углубления на поверхности трубы. Вмятины образуются при резком отрыве электрической дуги. Вокруг незапланированных углублений видно изменение структуры металла: рыхлый рельеф и трещины.

Нарушение геометрии шва. Неровности хорошо заметны. Места стыка имеют разную ширину и высоту. Причины дефекта:

• недостаточная подготовка поверхности: несоответствия размеров стыкуемых деталей, отсутствия подгонки;
• неопытность человека: сварщик перемещает электрод рывками, а не плавно;
• неправильно выбран режим.

Некрасивый шов портит не только внешний вид трубы. Изъян влияет на прочность соединительной линии. В месте сварки металл остывает неравномерно. Из-за разной температуры появляются внутренние напряжения, которые деформируют шов.

Подрез — канавка вокруг линии стыковки. В околошовной области толщина стенки трубы уменьшается. Как следствие, снижается прочность всей конструкции.

Основная причина дефекта — смещение электрода выше оси. Иногда неправильно выбирают режим. Сварщик устанавливает высокое напряжение и слишком быстро перемещает электрод по контуру.

Внутренние дефекты при сварке труб

Невидимые отклонения сложно обнаружить. Целостность шва после сварки контролируют неразрушающими методами. Для определения механических свойств отбирают опытные образцы и проводят испытания.

Основные виды внутренних дефектов:

• Пережог — изменение структуры зерна.

Дефект проявляется в изменении величины кристаллов. Сцепление между окисленными частицами металла слабее, чем у нормальных (неповрежденных) зерен. Когда структура нарушена, сварной шов становится хрупким.

Дефект нельзя исправить.

• Перегрев — нарушение пропорций между зернами: крупных кристаллов больше, чем мелких.

В месте стыка пластичность стали уменьшается. По сравнению с мелкими зернами, площадь соприкосновения больших кристаллов между собой меньше. При перегреве прочность сварного шва ниже.

Чтобы устранить дефект, трубу направляют на термообработку. Операция выравнивает соотношение микроструктур и размеры зерен.

• Поры — пузыри, заполненные газом: окисью углерода, водородом.

Когда процесс протекает нормально, вещества успевают достичь поверхности и уходят в пространство (испаряются).

Если условия нарушены, разогретый металл взаимодействует с газом. Когда сплав остывает, пузыри остаются внутри.

Причины образования пор — хранение электродов в условиях повышенной влажности, ржавчина или окалина на поверхности металла.

• Шлак и включения негативно сказываются на прочности шва. Изъяны возникают при длинной сварочной дуге.

К внутренним дефектам сварки относят трещины, непровар шва и корня. Причины явлений такие, как при внешних изъянах. Отличие заключается в месте обнаружения — не на поверхности, а внутри стенок трубы.

Методы предупреждения и исправления дефектов сварного шва

Мероприятия включают тщательную подготовку кромок, освоение правил работы с электродом и соблюдение режима.

Способы выявления дефектов сварки:

• визуальный осмотр;
• проверка механических свойств стали на отобранных образцах;
• исследование макроструктуры (предварительно бруски шлифуют и полируют);
• контроль структуры под микроскопом;
• испытания отобранных труб на гидравлический удар;
• ультразвуковой контроль дефектоскопом;
• выявление межкристаллитной коррозии (для труб, которые работают с агрессивной средой).

Чтобы устранить трещины, участок сверлят, зачищают и заваривают.

Для ликвидации подрезов используют накладные пластины. Тонкостенный металл приваривают к трубе.

Наплывы удаляют с помощью абразивного инструмента.

После исправления дефектов конструкции повторно проверяют.

Найти идеальную сварную трубу практически невозможно. Главное — вовремя обнаружить и исправить дефект.

Повреждения трубопроводов пара и горячен воды происходят как в сварных соединениях, так и в наружных поверхностях трубных элементов. Ремонту подлежат сварные соединения паропроводных труб равной толщины. Его выполняют тремя способами.

1. Удаление поврежденного участка без подварки мест выборки возможно при следующих условиях:

• повреждение развивалось снаружи сварного соединения;
• толщина ремонтируемого участка соединения в зоне выборки равна или больше минимально допустимой толщины трубного элемента;
• на поверхности выборки отсутствуют макродефекты, не допустимые по РД 153-34.1-003-01.

Поверхностный металл удаляют только механическим способом (вышлифовкой). Края выборки следует сглаживать с радиусом скругления не менее 30 мм.

2. Подварка места выборки с термической обработкой возможна при условиях:

• трещины развивались с наружной поверхности сварного соединения:
• протяженность местной выборки составляет не более 1/3 периметра трубы, а глубина — не более 50% расчетной толщины стенки трубы;
• кольцевая выборка по всему периметру стыка имеет глубину до 25% расчетной толщины стенки трубы;
• поверхность металла выборки соответствует требованиям РД 153-34.1-003-01 но макродефектам и микроповреждениям.

Поврежденный металл удаляют механическим способом (вышлифовкой). Заполняют выборку многослойной наплавкой кольцевыми валиками.

Термообработку после подварки ведут по режиму высокого отпуска 720-750 °С с выдержкой 1-5 ч (РД 153-34.1-003-01).

Для сварных соединении трубопроводов с температурой эксплуатации ниже 510°С удалению подлежит только поврежденный металл, а участок подварки может ограничиваться одной-двумя зонами соединения. например, металлом шва или участком шва с одной из прилегающих зон термического влияния (ЗТВ).

3. Переварке подлежат сварные соединения с трещинами, которые развивались с внутренней поверхности. Переварку выполняют в следующей последовательности: вырезают патрубок — устанавливают новый патрубок — выполняют сварку — термическую обработку.

Устранение дефектов

Для паропроводов, эксплуатируемых при температуре ниже 510°С

*Обозначения: СШ — старый шов, ПШ — подварочный шов.

Для сварных тройников паропроводов, эксплуатируемых при температуре ниже 510 °С

Кольцевая трещина в зоне термического влияния

Поврежденный (металл удаляют шлифовкой абразивным инструментом. Многослойная сварка валиками толщиной 5 — 8 мм и шириной 12 — 20 мм

Кольцевая трещина на штуцере

Края выборки допускается оставлять на старом шве. Подварка — электродом диаметром 3 — 4 мм

Поперечные трещины в металле шва

Ширина выборки может быть ограничена размерами поврежденного металла

Ремонт стыковых соединений паропроводов, эксплуатируемых при температуре 510-560°С

Поверхностные трещины в металле шва и в зоне термического влияния

Поврежденный металл удаляют не менее чем на 5 мм глубже вершины самой удаленной трещины. Выборку заполняют кольцевыми валиками толщиной 5-8 мм и шириной 10-20 мм (при любом S/Dн).

Поверхностная трещина глубиной более четверти толщины металла

Выборку делают на глубину более 1/4 толщины стенки и дополнительно вышлифовывают кольцевое углубление глубиной 8-10 мм но периметру шириной, равной ширине выборки.

Сквозная трещина в зоне термического влияния

Перед сваркой в трешиис но концам и длине просверливают отверстия диаметром 2-3 мм для устранения ее развития, проверки глубины дефекта и лучшей переплавки поврежденного металла.

Ремонт участков паропроводных труб

Валиками толщиной 6-10 мм, шириной 20 — 30 мм, длиной 100 — 150 мм обратноступенчатым способом. Заплавленная выборка должна иметь выпуклость 3 — 5 мм с шириной перекрытия 8-10 мм по всему контуру в сторону основного металла наружной поверхности трубы.

• Виды трещин по форме и локации
• Виды трещин по времени появления
• Причины появления горячих трещин
• Причины появления холодных трещин
• Методы контроля сварного шва
• Как устранить трещины
• Как не допустить появления трещин
• Как сварить ГБЦ или блок ДВС без трещин

Виды трещин по форме и локации

Трещины при сварке могут иметь различную форму, ориентацию в материале и локацию. Различают следующие виды трещин:

Порой наружные трещины могут образовываться в кратере, при завершении шва, если резко разорвать электрическую дугу. Тогда они расходятся «паутинкой» от центра и ослабляют «замок» сварного соединения. Если стык выполнялся «под воду», высокая вероятность протекания в этом месте. В конструкциях, где герметичность не важна, трещины ослабляют надежность соединения, влекут разрушение стыка, ускоряют разрыв шва.

Виды трещин по времени появления

Причины появления горячих трещин

Различают несколько причин возникновения горячих трещин при сварке:

1. Жесткая фиксация заготовок. Если детали плотно зафиксированы, то при нагреве от сварки и последующем остывании возникает напряжение, влекущее разрыв материала. Поскольку участки, где велась сварка, наиболее разогреты и мягче других, трещины возникают именно в них.

2. Включения посторонних веществ. В сварочную ванну попадают окислы (пленка с поверхности заготовки), краска, шлак, сера, фосфор, что делает сплав неоднородным. При кристаллизации вещества застывают с разной скоростью. В результате одни элементы уже твердые, а другие – жидкие. Последние рвутся от стягивания и усадки металла, приводя к трещинам. Особенно дефекты возникают из-за наличие кислорода и водорода.

3. Неправильные пропорции дополнительных легирующих элементов. Когда в присадочный металл добавляют хром, молибден, ниобий, бор и другие элементы для компенсации выгоревших, завышенные пропорции делают кристаллическую решетку отличной от основного материала, что вызывает разницу по твердости и температуре остывания, приводя к трещинам.

4. Разная температура плавления соединяемых деталей. При соединении углеродистой и малоуглеродистой стали, у которых температура плавления 1535 и 1300 С, один металл уже твердый, а второй – еще жидкий, поэтому появляются горячие трещины. Еще больше дефект проявляются при соединении чугуна со сталью (температура плавления чугуна 1147-1200 С). Этот же эффект будет, если сваривать две половинки чугуна обычными электродами для углеродистой стали.

Причины появления холодных трещин

Холодные трещины менее заметны, поскольку раскрываются не так сильно, как горячие. У них не широкая «паутина», а тонкие «ниточки». Зачастую образуется дефект из-за включения водорода, накапливающегося в определенных зонах. Он делает металл более хрупким, вызывая разрывы при остывании, когда заготовка достигает температуры 200 С. Среди других причин образования холодных трещин:

1. Малый диаметр электрода. Приводит к недостаточному количеству наплавленного металла. В результате шов получается тонкий и легко рвется от внутренних термических деформаций.

2. Низкая сила тока. Не позволяет достаточно глубоко проплавить место соединения. Шов получается поверхностным и трескается от напряжения.

3. Слишком узкий сварочный шов. Слабо захватывает стороны заготовки, поэтому когда они расходятся при остывании, нередко возникает трещина рядом со швом.

4. Быстрое охлаждение детали после сварки. Если после отрыва дуги сразу полить деталь водой, кристаллическая решетка не успевает полноценно сформироваться и возникает разрушение связей в структуре металла.

5. Внутренние напряжения. Когда деталь многократно нагревалась в одном и том же месте, внутри возникает напряжение. Оно возрастает, если остальные части конструкции были соединены перед сваркой с применением силы, а не сведены без усилий. Тогда, по мере остывания, возможны трещины как самого шва, так и прилегающей зоны.

Методы контроля сварного шва

Как устранить трещины

Как не допустить появления трещин

Важно изначально соблюдать режимы сварки и правильно готовить детали. Ведь устранение трещин ведет к потере времени, перерасходу материалов, удорожанию конечного изделия или снижению получаемой за его изготовление прибыли. Для предупреждения проблемы соблюдайте следующие рекомендации:

1. Подбирайте правильно сварочный ток и диаметр электрода. Сила тока и диаметр проволоки или электрода должны соответствовать сечению металла. Ориентировочная таблица по настройке аппарата в зависимости от пространственного положения шва и диаметра электрода присутствует на каждой упаковке расходных материалов.

2. Используйте присадочные материалы, соответствующие основному металлу заготовки. Для этого вникайте в состав проволоки и стержня электрода, обмазки. Для сварки нержавейки выбирайте электроды и проволоку для легированной стали. Чугун варится отдельными электродами со специальным покрытием. Для медных сплавов выпускают проволоку и прутки из меди. Если хотите сваривать алюминий, задействуйте электроды и проволоку для полуавтомата, рассчитанные для такого применения.

3. Подавайте в зону сварки флюсы с минимальным количеством серы и фосфора. Лучше использовать флюсы на кремниевой основе.

4. Выполняйте предварительный прогрев заготовок. Это уменьшит перепад температур между зонами, где будет вестись сварка и другими участками, предупредит деформацию и напряжение металла.

5. Разделывайте кромки толстых деталей. При сечении от 5 мм и выше снимайте фаску под 45⁰, чтобы стороны имели V или Y-образное соединение. Это увеличит глубину шва и площадь соприкосновения наплавленного и основного металла, повысив прочность стыка.

6. Варите многопроходными швами. Выполните несколько проходов на средней скорости. Это лучше, чем один высокий шов на медленной скорости. Допускается чередование ведения горелки или электрода в разные стороны при многопроходных швах, что только усиливает структуру наплавленного металла.

7. Не охлаждайте детали сразу после сварки водой, не бросайте их в снег или на лед.

Как сварить ГБЦ или блок ДВС без трещин

Используйте присадочную проволоку для алюминия. Необходима разделка трещины отрезным кругом болгарки, чтобы увеличить глубину проплавления. Если повреждение имеет длину 1-2 см, можно сразу вести сварку после расшивки и обезжиривания. При более крупных трещинах ГБЦ необходим предварительный подогрев металла, чтобы снизить напряжение и температурные деформации. Тогда шов не лопнет по мере остывания.

Дождитесь охлаждения металла до 50-60 ⁰С, после чего приступайте к шлифовке, удаляя лишний металл. Обязательно опрессуйте блок, чтобы убедиться в герметичности. В случае ГБЦ некоторые перестраховываются и выполняют гильзовку каналов.

Правильно подготавливая металл под сварку и выбирая соответствующий режим, получится избежать трещин в шве. Используйте присадочные расходные материалы близкие по составу к основному металлу. Если трещина все же возникла, воспользуйтесь советами из этой статьи по ее удалению, а главное проанализируйте, почему образовался дефект, чтобы предупредить его появление в будущем.

Ответы на вопросы: борьба с трещинами в сварочном шве

Ремонт трубопроводов

Повреждения трубопроводов пара и горячен воды происходят как в сварных соединениях, так и в наружных поверхностях трубных элементов. Ремонту подлежат сварные соединения паропроводных труб равной толщины. Его выполняют тремя способами.

1. Удаление поврежденного участка без подварки мест выборки возможно при следующих условиях:

• повреждение развивалось снаружи сварного соединения;
• толщина ремонтируемого участка соединения в зоне выборки равна или больше минимально допустимой толщины трубного элемента;
• на поверхности выборки отсутствуют макродефекты, не допустимые по РД 153-34.1-003-01.

Поверхностный металл удаляют только механическим способом (вышлифовкой). Края выборки следует сглаживать с радиусом скругления не менее 30 мм.

2. Подварка места выборки с термической обработкой возможна при условиях:

• трещины развивались с наружной поверхности сварного соединения:
• протяженность местной выборки составляет не более 1/3 периметра трубы, а глубина — не более 50% расчетной толщины стенки трубы;
• кольцевая выборка по всему периметру стыка имеет глубину до 25% расчетной толщины стенки трубы;
• поверхность металла выборки соответствует требованиям РД 153-34.1-003-01 но макродефектам и микроповреждениям.

Поврежденный металл удаляют механическим способом (вышлифовкой). Заполняют выборку многослойной наплавкой кольцевыми валиками.

Термообработку после подварки ведут по режиму высокого отпуска 720-750 °С с выдержкой 1-5 ч (РД 153-34.1-003-01).

Для сварных соединении трубопроводов с температурой эксплуатации ниже 510°С удалению подлежит только поврежденный металл, а участок подварки может ограничиваться одной-двумя зонами соединения. например, металлом шва или участком шва с одной из прилегающих зон термического влияния (ЗТВ).

3. Переварке подлежат сварные соединения с трещинами, которые развивались с внутренней поверхности. Переварку выполняют в следующей последовательности: вырезают патрубок — устанавливают новый патрубок — выполняют сварку — термическую обработку.

Устранение дефектов

Для паропроводов, эксплуатируемых при температуре ниже 510°С

Несквозные трещины в металле шва

Выборка вышлифовкой с плавными радиусами переходов

Выборку заваривают многослойными швом

Несквозная трещина в зоне термического влияния

Выборка — по шву и в основном металле

Заварка выборки с плавным переходом к металлу старого шва и основному металлу

Сквозная трещина в зоне тремического влияния

Глубина выборки на 2-3 мм меньше толщины стенки

Подварочный шов многослойный, с тщательной зачисткой поверхности предыдущего слоя

*Обозначения: СШ — старый шов, ПШ — подварочный шов.

Для сварных тройников паропроводов, эксплуатируемых при температуре ниже 510 °С

Кольцевая трещина в зоне термического влияния

Поврежденный (металл удаляют шлифовкой абразивным инструментом. Многослойная сварка валиками толщиной 5 — 8 мм и шириной 12 — 20 мм

Кольцевая трещина на штуцере

Края выборки допускается оставлять на старом шве. Подварка — электродом диаметром 3 — 4 мм

Поперечные трещины в металле шва

Ширина выборки может быть ограничена размерами поврежденного металла

Ремонт стыковых соединений паропроводов, эксплуатируемых при температуре 510-560°С

Поверхностные трещины в металле шва и в зоне термического влияния

Поврежденный металл удаляют не менее чем на 5 мм глубже вершины самой удаленной трещины. Выборку заполняют кольцевыми валиками толщиной 5-8 мм и шириной 10-20 мм (при любом S/Dн).

Поверхностная трещина глубиной более четверти толщины металла

Выборку делают на глубину более 1/4 толщины стенки и дополнительно вышлифовывают кольцевое углубление глубиной 8-10 мм но периметру шириной, равной ширине выборки.

Сквозная трещина в зоне термического влияния

Перед сваркой в трешиис но концам и длине просверливают отверстия диаметром 2-3 мм для устранения ее развития, проверки глубины дефекта и лучшей переплавки поврежденного металла.

Ремонт участков паропроводных труб

Валиками толщиной 6-10 мм, шириной 20 — 30 мм, длиной 100 — 150 мм обратноступенчатым способом. Заплавленная выборка должна иметь выпуклость 3 — 5 мм с шириной перекрытия 8-10 мм по всему контуру в сторону основного металла наружной поверхности трубы.

Источник

§ 62. Ремонт трубопроводов

Стальные трубопроводы. Течи в стальных трубопроводах можно временно устранить путем наложения бандажей с резиновыми прокладками. Бандажи стягивают болтами с одной или двух сторон или хомутом. Небольшие течи ликвидируют приваркой к трубопроводу накладки. Отдельные отверстия можно заглушить болтом. Для этого в месте течи высверливают отверстие диаметром, большим диаметра свища, и нарезают метчиком резьбу. Затем в отверстие ввертывают болт с уплотнительной прокладкой. Небольшие свищи и трещины заваривают также газовой сваркой.

Поврежденные участки с большими дефектами (свищи, длинные трещины) заменяют. Для этого ножовкой или труборезом вырезают поврежденный участок трубопровода. От трубы такого же диаметра отрезают вставку длиной, меньшей на 8—10 мм длины вырезанного участка. На концах трубы нарезают две короткие резьбы. На одном из концов вставки нарезают длинную резьбу и на нее сгоняют контргайку и муфту, на другом — короткую резьбу и на нее навертывают другую муфту. Вставку вводят в трубу так, чтобы их оси совпадали, и, вращая вставку, навертывают муфту на конец трубы, затем сгоняют вторую муфту и завертывают контргайку.

Поврежденные участки стальных трубопроводов можно заменять, используя клеевое бандажное соединение, которое представляет собой стеклоткань, пропитанную эпоксидным клеем. Клеевое бандажное соединение трубопровода выполняют в такой последовательности. Сначала приготовляют клеящую ленту. Для этого стеклоткань разрезают на полосы определенных размеров, зависящих от наружного диаметра ремонтируемого трубопровода. Длина ленты должна быть такой, чтобы в намотке уместилось не менее шести слоев, а ширина принимается на 20—30% больше диаметра поврежденного трубопровода. Чтобы на краях ленты не образовывалась бахрома, предварительно перед раскроем места резов пропитывают клеем БФ-2 или БФ-4.

Затем ленты пропитывают эпоксидным клеем. Эпоксидный клей готовят непосредственно на месте проведения работ, так как он пригоден к употреблению в течение 45—60 мин при температуре окружающего воздуха 20°С. Клей с помощью шпателя наносят ровным тонким слоем на одну сторону ленты, которую помещают на ровную поверхность, покрытую полиэтиленовой пленкой. Для того чтобы клей проникал в стеклоткань, к шпателю прикладывают небольшое усилие.

Перед склеиванием наружные поверхности соединяемых труб очищают от загрязнения, окалины и ржавчины. Очистку производят механизированным инструментом или вручную металлическими щетками, шлифовальной бумагой и т. п. на всю длину склеиваемого шва (ширины ленты). После зачистки поверхности концов и торцов стыкуемых труб обезжиривают, протирая тампоном из ветоши, смоченным бензином или ацетоном, с последующей открытой просушкой не менее 10—15 мин. Чтобы стыкуемые трубы не смещались во время производства работ, включая время на затвердевание клея, их необходимо зафиксировать. Для этого стыки труб предварительно прихватывают сваркой в нескольких точках или фиксируют с помощью различных центрирующих устройств и приспособлений. При применении точечной сварки места прихваток должны быть зачищены и выступать над поверхностью не более чем на 2 мм.

Затем на концы стыкуемых труб наматывают ленту из стеклоткани с нанесенным на нее слоем клея. Намотку осуществляют вручную с натягом в радиальном направлении без перекосов. Середина ленты должна располагаться над местом стыка.

Клеевое бандажное соединение выдерживают в неподвижном положении до полного затвердевания клея и приобретения им необходимой прочности.

При выполнении работ по склеиванию рабочие должны пользоваться защитной одеждой: комбинезоном или халатом из плотной ткани, головными уборами, тонкими резиновыми или хлопчатобумажными перчатками, а в некоторых случаях и защитными очками. При попадании на кожу клея или его компонентов их снимают ватой, смоченной ацетоном, а затем смывают водой с мылом.

Чугунные трубопроводы. Способы ремонта чугунных трубопроводов зависят от их типа: напорные или безнапорные. Поврежденные участки напорных трубопроводов ремонтируют путем их замены. Для этого отрубают раструб и удаляют поврежденный участок. Затем отрезают вставку необходимой длины, надевают на нее надвижную муфту и гладкий конец вводят в раструб вставки. Далее центрируют вставку относительно трубы и сдвигают муфту. После этого раструб заделывают смоляной прядью и асбестоцементной смесью или цементом.

Поврежденные чугунные безнапорные трубопроводы ремонтируют, устанавливая металлические пластины и резиновые прокладки, которые прижимают к трубе проволочной скруткой или болтами.

Пластмассовые трубопроводы. Пластмассовые трубопроводы обладают меньшей механической прочностью, чем металлические, при их ремонте следует соблюдать особую осторожность — не прикладывать больших усилий, не перегревать трубы, не подвергать ударам, не царапать. Способ ремонта пластмассовых трубопроводов также выбирают в зависимости от их типа: напорный или безнапорный.

Напорные трубопроводы ремонтируют путем замены поврежденных участков. Устранять дефекты сварных соединений напорных трубопроводов сваркой нагретым газом с применением присадочного прутка не допускается.

При замене поврежденных участков трубопровод освобождают от креплений. Мелом отмечают места отрезки, после чего ножовкой вырезают поврежденный участок. Затем из новой трубы того же диаметра и типа вырезают вставку длиной на девять наружных диаметров трубы больше, чем вырезанный поврежденный участок, и на нем формируют раструб. При формовании раструбов концы труб нагревают паяльной лампой или в специальной ванне.

Вместо раструбов на концы вставки можно приварить контактной сваркой соединительную муфту. При этом длину вставки принимают на 10—12 мм меньше длины вырезанного участка. Вставку приваривают с помощью оправки, разогреваемой открытым пламенем паяльной лампы. Температуру оправки контролируют термокарандашом или кусочком материала трубы, который должен плавиться, но не дымиться. После проверки температуры сварочного инструмента производят сварку.

Можно также использовать сварку в косой стык. Для этого торцы соединяемых труб срезают под углом 45°, а сварку производят под давлением, приложенным перпендикулярно оси трубопровода. При выполнении такого соединения применяют комплект устройств, в который входят кондуктор для выполнения среза, струбцина для прижима по вертикали концов сопрягаемых труб, фиксирующая муфта для временного закрепления концов свариваемых труб и вставки, нагревательный инструмент для оплавления концов свариваемых труб.

Сварку выполняют следующим образом. Вырезают ножовкой поврежденный участок под прямым углом, после чего с помощью кондуктора и ножовки обрезают концы трубопровода под углом 45°. Измеряют расстояние между верхними точками вырезанного участка трубопровода и вырезают из новой трубы заготовку с косыми концами и длиной на 20 мм больше, чем вырезанный участок. Один конец вставки временно соединяют с концом трубопровода фиксирующей муфтой, другой вставляют в струбцину, закрепленную на трубопроводе. Затем между концом трубы и вставкой размещают нагревательный инструмент и струбциной прижимают его к торцам труб. Оплавленный конец вставки приподнимают струбциной, убирают нагревательный инструмент, а заготовку опускают и прижимают с заданным давлением к оплавленной поверхности торца трубопровода. Сваренный стык выдерживают в течение 5—10 мин под нагрузкой. Через 20—30 мин после полного охлаждения сварного шва струбцину снимают и сваривают второй конец аналогичным образом.

Безнапорные пластмассовые трубопроводы ремонтируют путем накладки бандажей, обмотки поврежденных мест липкой поливинилхлоридной или полиэтиленовой лентой, наклейкой накладок на масляную краску или универсальные клеи для склеивания пластмасс. Перед ремонтом края трещины или скола тщательно зачищают, обезжиривают и высушивают.

При ремонте труб из поливинилхлорида (ПВХ) диаметром до 100 мм используют клей, в состав которого входят, мас/ч: перхлорвиниловая смола — 14—16 и метилхлорид — 86—84. Трубы диаметром более 100 мм склеивают с помощью клея, в состав которого входят, мас/ч: перхлорвиниловая смола — 14—16, метилхлорид — 72—76, цикло-гексанат — 10—12.

При больших трещинах в трубах (до 0,6 мм) применяют клей ГИПК-127, состоящий из тетрагидрофурана (растворитель ПВХ), поливинилхлоридной смолы, оксида кремния.

Трубы склеивают при температуре окружающего воздуха не ниже 5°С. Склеенные стыки в течение 5 мин не должны подвергаться механическим воздействиям. Склеенные узлы и трубы перед монтажом выдерживают в течение 2 ч.

В некоторых случаях проколы и небольшие пробоины устраняют с помощью прутковой сварки. Для этого используют специальные газовые горелки или электрический пистолет. При отсутствии сварочного прутка можно использовать полоску шириной 5—8 мм, вырезанную из свариваемой трубы.

Сильно поврежденные участки и раструбы пластмассовых трубопроводов заменяют так же, как чугунных раструбных. При замене используют трубы из тех же материалов, что и поврежденная труба.

Резьбовые соединения стальных труб. При подтекании резьбового соединения в результате некачественного уплотнения соединение разбирают, тщательно удаляют старое уплотнение, заменяя его новым, и вновь собирают соединение. В качестве уплотнительного материала используют льняную прядь, пропитанную суриком, ленту ФУМ или силиконовый уплотнительный материал KЛT-30.

Резьбовые соединения, находящиеся в длительной эксплуатации, очень сложно демонтировать из-за коррозии и засыхания краски, используемой в качестве уплотнителя. Чтобы облегчить разборку резьбового соединения, его прогревают паяльной лампой, газовой горелкой или обливают кипятком. В результате этих действий уплотнитель выгорает или размягчается и соединение можно разобрать.

Подтягивать при ремонте резьбовые соединения, находившиеся в эксплуатации, недопустимо, так как подсохшая льняная прядь или сдавленная лента не сможет надежно герметизировать соединение на длительное время.

Утечки из-под контргаек происходят при отсутствии желобка с внутренней стороны муфты или наличии неровностей на торце муфты, что приводит к выдавливанию и разрыву уплотнительного материала. При разборке соединения такую муфту заменяют новой. После отворачивания контргайки удаляют старый уплотнительный материал и очищают место соединения от краски.

При утечке из-под муфты или другой соединительной части после разборки и очистки соединения резьбу покрывают белилами. Прядь наматывают на резьбу по ходу ее от начала резьбы до конца. Началом резьбы считают первую нитку, на которую будет навернута муфта. Намотку производят ровно, без утолщений.

При срыве витков на длинной резьбе сгона или на контргайке последняя, свободно вращаясь на трубе, не затягивает уплотнительный материал. В этом случае гайку или сгон заменяют; кроме того, контргайка может быть заменена муфтой. Для этого плашкой на длинной резьбе сгона нарезают дополнительную резьбу, на которую навертывают муфту. Дополнительная муфта упирается в целые нитки резьбы и при наличии уплотнительного материала надежно герметизирует зазор между муфтами.

При срыве резьбы на конце трубы отрезают кусок длиной не менее. 100 мм с дефектной резьбой и приваривают новый отрезок трубы с резьбой. Если труба расположена близко к стене и поэтому невозможно поворачивать трубу для качественной сварки всего шва, то газовой сваркой вырезают отверстие в трубе. В отверстие вводят горелку и сваривают часть шва, расположенную у стены. Затем отверстие, боковые и передние части шва заваривают.

Короткую резьбу на конце трубы можно удлинить на 4—5 витков с помощью плашки, а длинную — на 8—10 витков. После этого устанавливают компенсационную муфту, которая проходит дефектный участок резьбы, опираясь на вновь нарезанные витки.

Резьбовые соединения пластмассовых труб. Ремонт таких соединений, выполняемых в виде накидных гаек, производят путем подтягивания их специальными ключами. Запрещается применять для этих работ трубные ключи и прикладывать большие усилия, чтобы не повредить детали. Если подтягиванием гайки течь не устраняется, соединение разбирают и заменяют прокладку новой, которую изготовляют из мягкой резины.

При течи в резьбовом соединении пластмассовой детали с металлической арматурой соединение разбирают, очищают деталь от старого уплотнительного материала и вновь собирают соединение, применив в качестве уплотнительного материала ленту ФУМ.

Сварные соединения трубопроводов. При ремонте сварных соединений используют тот же вид сварки, с помощью которого было выполнено соединение. Дефектный сварной шов подчеканивать нельзя.

Фланцевые соединения трубопроводов. При ремонте фланцевых соединений подтягивают болты, заменяют прокладки, устраняют перекосы фланцев. Подтягивают болты равномерно по периметру фланца, начиная с болтов, ближних к месту течи.

В том случае, если подтяжкой болтов не удается устранить течь, заменяют уплотнительную прокладку.

При температуре среды до 105°С в качестве прокладки применяют термостойкую резину, при большей температуре — паронит толщиной 2—3 мм.

Фланцевое соединение собирают следующим образом. Прокладку смазывают графитовой смазкой и устанавливают в зазор между фланцами. Затем в отверстия вводят болты так, чтобы головки болтов располагались с одной стороны соединения. На болты навертывают гайки без натяга, которые после выравнивания прокладки затягивают гаечным ключом.

Раструбные соединения трубопроводов. Такие соединения ремонтируют различными способами в зависимости от давления внутри трубы (напорные или безнапорные) и материала, из которого она изготовлена.

При ремонте раструбных соединений чугунных напорных трубопроводов удаляют старый уплотнительный материал и зачищают раструбную щель, после чего вновь заделывают раструб просмоленной пеньковой прядью, скрученной в жгут диаметром 7—8 мм, и зачеканивают асбестоцементной смесью на глубину 25—30 мм. Асбестоцементную смесь приготовляют из асбестового волокна не ниже IV группы (30% по массе) и портландцемента марки не ниже 400 (70% по массе). При обнаружении трещин на раструбе его заменяют.

Ремонт раструбных соединений чугунных безнапорных трубопроводов выполняют аналогично ремонту напорных трубопроводов, но при заделке стыка просмоленная прядь должна заполнять 2/3 глубины раструба. Остальную часть раструба заполняют цементом марки не ниже 400, который увлажняют, добавляя 10—12% воды от сухой массы, и зачеканивают.

Для заделки раструба применяют также водонепроницаемый расширяющийся цемент.

Раструбные соединения с резиновым кольцом пластмассовых безнапорных трубопроводов. При ремонте таких соединений щели в раструбе заделывают льняной прядью или штапельной вискозой, пропитанной раствором полиизобутилена в бензине. Раствор до применения выдерживается в течение суток.

При невозможности устранить течь или повреждение раструба его заменяют аналогично замене раструба чугунных труб. При этом обрезанный конец трубы, чтобы он не повредил резиновое уплотнительное кольцо, следует хорошо подготовить: срез трубы должен быть перпендикулярен ее оси, на наружной поверхности трубы снята напильником фаска под углом 15° на длину 7—8 мм.

Раструбные сварные соединения ремонтируют с использованием прутковой сварки.

Стык полиэтиленовых трубопроводов иногда восстанавливают введением разогретого до 250—300°С паяльника в зазор между раструбом и стенкой трубы в месте течи. После оплавления материала паяльник удаляют, а свариваемые поверхности выдерживают 2—3 мин в прижатом состоянии.

Гибкие пластмассовые подводки. При утечке воды в месте соединения гибких подводок с водопроводной сетью или арматурой ремонт производят путем замены уплотнительной прокладки. Для этого специальным ключом отвертывают пластмассовую накидную гайку и вынимают прокладку. Новую изготовляют из мягкой резины толщиной 3—5 мм. Перед сборкой соединения осматривают резьбу на трубе, присоединительном патрубке арматуры и накидной гайке.

При обнаружении дефектов (заусенцев, срывов первых витков) на резьбе труб или патрубках ее исправляют путем навертывания на резьбу плашки («прогонка» резьбы). Заусенцы на торце трубы удаляют напильником так, чтобы плоскость торца была равной и перпендикулярной оси трубы. При повреждении резьбы на накидной гайке ее заменяют. Вместо пластмассовой накидной гайки используют металлическую, которая обеспечивает более надежное соединение. Для установки новой накидной гайки срезают бурт, снимают поврежденную пластмассовую гайку и надевают новую так, чтобы ее резьба была обращена к концу гибкой подводки. Паяльной лампой нагревают конец подводки до температуры 100°С и надригают его на оправку, зажатую в тиски. Подводку продвигают вдоль оправки до тех пор, пока кромки трубы, находящиеся в пластичном состоянии, не заполнят кольцевой желоб оправки. Кромку отформованного бурта выравнивают разъемным молотком. Таким способом можно изготовить новую подводку из полиэтиленовой трубы низкой плотности типа Т наружным диаметром 12 мм.

Источник

Дефекты сварных швов – нередкое явление, приводящее к снижению качественных характеристик изделия вплоть до полного несоответствия заявленным нормам. Допустить ошибки могут как опытные, так и начинающие сварщики, поэтому необходимо понимать природу возникновения отклонений.

Не все дефекты можно считать фатальными: часть легко исправляется, некоторые вообще могут не требовать доработки. В нашей статье мы расскажем, что считается дефектом сварного шва, каким он бывает, а также поговорим про способы выявления и устранения разных видов изъянов.

Причины появления дефектов швов после сварки

Сварными дефектами называются такие поверхностные или внутренние изъяны, которые возникли в результате соединения деталей при помощи сварочного оборудования.

По степени выраженности они различаются по форме, размерам, и практически всегда негативно отражаются на сроке эксплуатации металлоконструкции, поэтому при выполнении сварочных работ следует избегать их возникновения.

Наиболее частыми причинами дефектов сварных швов могут быть следующие:

• Низкое качество соединения может быть причиной невысокого уровня опыта сварщика: при нарушении технологии лучевой, аргоновой, электродуговой сварки, пренебрежении к подготовительной операции техпроцесса, термической обработки узлов, а также в случаях, когда выбирается неверная схема соединения заготовок или применяются неправильные технологические режимы сварочного лазерного оборудования и т. п.
• Плохое качество сварного соединения может стать следствием использования неисправного или кустарно изготовленного оборудования при электродуговой или ручной сварке, применения дешевых расходных материалов или металла низкого качества.

Виды дефектов сварных швов

С полным перечнем возможных скрытых и наружных дефектов сварных швов можно ознакомиться в ГОСТ 30242-97. Видимые наружные изъяны обычно становятся причиной глубинных нарушений структуры сплава. Они могут возникнуть при любой технологии сварки и подразделяются на сквозные, внутренние (скрытые) и наружные (видимые). Рассмотрим их более подробно.

Наружные дефекты сварных швов.

Легко обнаруживаются при помощи визуального осмотра, и в большинстве случаев устраняются в процессе выполнения работы.

Главной причиной появления трещин является нарушение температурного режима. Холодные дефекты формируются из-за недостаточно разогретой поверхности (до +200 °С). Горячие же возникают при использовании температуры свыше +1100 °С. Трещины приводят к снижению пластичности металла, что ведет к разрушению под действием нагрузки.

Наиболее часто встречающимся дефектом сварных швов являются подрезы: между деталью и наплавленной частью можно обнаружить углубления. Причинами их появления могут быть:

• использование электрической дуги со слишком высоким напряжением, что приводит к истончению сварных заготовок;
• если одна деталь проваривается сильнее другой, то происходит смещение ванны расплава от середины зазора.

Подрезы оказывают отрицательное влияние на прочность соединения, поэтому такой дефект необходимо устранить методом повторного нанесения сварного шва.

Появление прожогов чаще всего можно обнаружить при сваривании тонкостенных заготовок или при неуверенном управлении электродом. Только опытный сварщик-специалист может избежать появления изъянов такого рода. Еще одной причиной может стать использование слишком высокого тока.

Свищи – раковины большого размера, внешним видом напоминающие воронку. Их сразу можно увидеть, так как сильно ухудшается внешний вид сварного соединения. Устраняются методом повторного нанесения шва.

Металлическая структура кратера характеризуется усадкой и рыхлостью. От свищей чаще всего расходятся по поверхности трещины. Появляются в зоне непровара в случаях отрыва электродуги от поверхности детали или ее отключении.

Еще одним наружным дефектом сварных швов является наплыв, по сути, представляющий собой вылившийся лишний металл: происходит наполнение сварной ванны наплавкой без образования прочного диффузного слоя, что снижает надежность сварного соединения. Из-за недостаточного напряжения электродуга не успевает проплавить соединяемые поверхности заготовок. Еще одной причиной может быть плохая зачистка кромочных поверхностей, в результате остаточная окалина не может расплавиться.

Внутренние дефекты сварных швов.

Считаются самыми коварными, так как визуально их не определить, а структура металла нарушена. Не допускается использование сборных конструкций с любой формой скрытых дефектов в трубопроводах, деталях, работающих на излом, и в сосудах, предназначенных для эксплуатации с высоким давлением.

Растрескивания или отпотины могут быть двух видов:

• горячие – поперечные или продольные трещины, образующиеся в металле на границе формирующегося зерна;
• холодные – появляющиеся после остывания диффузного слоя и наплавки из-за остаточных напряжений в зоне разогревания.

На этапе зарождения кристаллической решетки в легированных сплавах горячие трещины могут возникнуть:

• при нарушении технологии сварочного процесса (выбран не тот вид электродов или неправильно выставлены параметры рабочего тока);
• когда падающая расплавленная капля становится причиной замыкания и внезапного отключения сварочного оборудования.

Характер таких трещин можно легко определить. Горячие отпотины возникают сразу же, они характерны для области термовлияния, массива шва, при перегревании или же, наоборот, при более низких точках плавления. Формирование холодных происходит не сразу, а по мере фазовых превращений расплавленной массы в кристаллическую решетку. Существуют следующие вероятные причины их появления:

• используется недостаточная экранизация расплава защитной атмосферой;
• повышенная влажность воздуха в пределах рабочего места;
• при недостаточном разогревании молекулы водорода не успевают отделиться.

Поры классифицируются по месту расположения и их размеру. Причины возникновения:

• газовые пузыри – могут возникнуть из-за попадания в сварочную ванну инородных тел, вольфрамовых частиц от неплавящегося электрода, влаги, чешуйчатости ржавчины, шлаковых включений и окислов;
• недостаточная защита расплавленной ванны (обмазка выделяет немного шлака, тонкий флюсовый слой флюса сдувает защитное газовое облако);
• нарушение технологического процесса (неправильно выставлен сварочный ток, нарушение температурного режима при предварительном прогревании заготовок, некачественная подготовка электродов).

При нарушении технологии сварки шлак остается в порах. При недостаточном экранировании инертным газом происходит попадание вольфрама в ванну. Плохая зачистка свариваемых кромок является причиной появления оксидных пленок.

Непровар – такой вид дефекта сварных швов чаще всего характерен для новичков из-за недостаточного заполнения стыка между заготовками, неравномерности толщины диффузного слоя. Преимущественно возникает при многослойной проварке глубоких кромок в тех случаях, когда не выполняется удаление окалины и промежуточная проковка.

Пережоги, которые также называют перегревами, появляются при несоблюдении технологии сварки: при завышенном токе и низкой скорости. Такие режимы приводят к нарушению структурной решетки: в соединении происходит формирование слишком крупного зерна, что приводит к хрупкости металла по причине критического уровня ударной вязкости. Такой дефект нельзя устранить при помощи термообработки, оказывающей влияние на микроструктуру, в таких случаях требуется глубокая зачистка, а после этого заделка области пережога.

Сквозной вид дефектов сварных швов.

Просветы обнаруживаются при визуальном осмотре или методом проверки изделия на герметичность. Основной причиной появления дефектов сквозного характера являются прожоги. Чаще всего происходят при обработке деталей с тонкими стенками, электродом насквозь прожигается металл рядом с наплавленным швом. Причина кроется в нарушении технологического процесса:

• между свариваемыми заготовками устанавливается завышенный зазор;
• сварка проводится на повышенном токе;
• перемещение электрода производится на низкой скорости;
• прерывается подача защитного газа.

При появлении сквозного отверстия отсутствует формирование ванны расплава – расплавленный металл протекает сквозь него.

Методы выявления дефектов сварных швов

На этапе предварительного контроля основного и сварочных материалов определяют соответствие сертификатных данных заводов-поставщиков тем требованиям, которые должны предъявляться к материалам согласно их назначению для выполнения ответственных сварных конструкций и узлов. Перед сборкой и сваркой деталей их габаритные размеры и формы проверяют на соответствие чертежам, а также контролируют качество подготовки кромочных свариваемых поверхностей.

При изготовлении конструкций с повышенными требованиями на прочность и качество соединения производят сваривание контрольных образцов. Вырезанные из них пробные экземпляры отправляются на механические испытания, которые не только дадут оценку качества материалов (как основного, так и сварочных), но и покажут уровень квалификации сварщика, допущенного к работе с данной конструкцией.

Текущий контроль предусматривает проверку исправности работы сварочного оборудования и точности установки сварщиками требуемых режимов сварки. Для обнаружения внешних дефектов сварных швов производят визуальный осмотр и замеры геометрических параметров. Все обнаруженные погрешности устраняются непосредственно при изготовлении изделия.

В зависимости от уровня ответственности и назначения конструкции все готовые сварные изделия должны пройти следующие этапы приемочного контроля:

• визуальный осмотр для обнаружения наружных дефектов сварных швов;
• замер геометрических параметров соединений;
• магнитный контроль;
• испытания на плотность;
• просвечивание гамма- или рентгеновским излучением, ультразвуковое воздействие с целью выявления внутренних дефектов.

Испытание на плотность должны проходить такие изделия, как резервуары для хранения жидкостей, трубопроводы и емкости, эксплуатируемые при повышенном давлении, методом наполнения воздухом или жидкостью с использованием керосина или других определителей утечек.

Существуют следующие способы обнаружения дефектов сварных швов:

• Визуальный осмотр. Используется увеличительный прибор, благодаря чему можно увидеть довольно маленькие изъяны точечной сварки.
• Дефектоскопия. Является методом диагностики качества сварного соединения, в основе которого лежит способность специальных реагентов изменять свой цвет при взаимодействии с материалом повышенной текучести, например, с керосином.
• Магнитный способ обнаружения дефектов сварных швов. Основан на определении искажений магнитных волн.
• Метод УЗК. Проверка соединений при помощи ультразвука проводится на специальных ультразвуковых дефектоскопах, измеряющих уровень отражения звуковых колебаний.
• Радиационный метод. В основе такого способа заложено просвечивание сварного шва при помощи рентгеновского излучения с последующим получением фотоснимка, который полностью описывает все дефекты проблемного соединения.

Методика ультразвукового контроля и цветная дефектоскопия являются самыми эффективными способами обнаружения дефектов сварных швов, но их применяемость в бытовых условиях практически невозможна.

Оценка критичности дефектов шва

Кроме информации о видах дефектов сварных швов и причинах их появления, следует знать о том, какое они оказывают влияние на всю конструкцию при дальнейшей ее эксплуатации. Наибольшая часть всей классификации изъянов состоит из сведений, отражающих уровень их критичности. Это слово подразумевает, насколько безопасна эксплуатация конструкции с таким видом дефекта, допускается ли предварительное исправление изъяна или пускать в эксплуатацию категорически нельзя.

Многое будет зависеть от тех условий, в которых планируется использование конструкции. К примеру, один и тот же вид дефекта не окажет существенного влияния на все изделие при его эксплуатации в помещении, но приведет к серьезному разрушению при применении на улице, где неблагоприятное воздействие будут оказывать погодные условия. По этой причине ответ на вопрос о том, можно ли допускать подрезы на сварных соединениях, будет не совсем корректным. Следует всегда учитывать место и условия эксплуатации конструкции с таким дефектом сварного шва.

Допустимые виды дефектов сварных соединений в большинстве случаев означают возможность их устранения. Есть масса способов их исправления. А под недопустимыми изъянами рассматриваются такие, которые исправить уже нельзя. В требованиях довольно часто можно встретит термин «ответственность». Он означает, что определенный вид дефекта не может использоваться только в ответственных конструкциях, в то время как в остальных случаях его применение вполне допустимо.

По степени важности все виды дефектов сварных швов подразделяются на:

• малозначительные;
• значительные;
• критические.

Такое разделение в данном случае будет влиять на определение метода контроля. Для выявления дефектов, попадающих в категорию малозначительных, использовать дорогостоящее оборудование экономически нецелесообразно. А материальные затраты на обнаружение критических окупятся довольно быстро. Большое значение имеет и уровень квалификации контролера. Недавно начавшим работать в этой сфере целесообразно доверять выявление только малозначительных изъянов.

Дефекты сварных швов скажутся на работоспособности всей конструкции. По этой причине, рассматривая вопрос о важности сварного соединения, необходимо учитывать все факторы, которые связаны с допустимостью его применения. Следует принять во внимание функциональность изделия, условия его эксплуатации, физические характеристики материалов и общие напряжения всей конструкции. Основные виды дефектов сварных швов, относящиеся к допустимым, следует измерить, чтобы правильно выбрать оборудование и установить соответствующие режимы.

Устранение дефектов сварных швов

Выбор метода устранения дефектов сварных швов производится с учетом характера выявленного повреждения:

• любые дефекты, включающие в себя посторонние примеси, устраняются методом вырезки и заваривания;
• для устранения сварочных деформаций применяют термический или термомеханический способы;
• наплывы необходимо срезать аккуратно, обязательно проверив при этом срез на отсутствие непроваров;
• глубина вырезки свищей и кратеров производится до основного металла, после этого их надо заново переварить;
• непровары следует удалять методом повторного сваривания, предварительно их вырезав;
• исправление трещин производится следующими действиями: сначала их необходимо полностью рассверлить, затем вырубить шов проблемного участка, после этого зачистить поверхности и заварить их повторно, соблюдая технологию сварки и действующие технические требования;
• подрезы устраняются с помощью наплавки тонкого слоя вдоль линии дефекта;
• при исправлении прожогов стык тщательно зачищают, затем обваривают.

Если при обследовании обнаруживаются технологические дефекты сварных швов труб, то их устранение производится в строгом в соответствии с нормативными требованиями с помощью одного из следующих способов:

• полного удаления шва и выполнения нового;
• выреза участка трубы с дефектом;
• механического с завариванием зоны выборки;
• механическим воздействием без последующей заварки.

Во время проверки на герметичность и прочность газораспределительных сетей допускается устранять дефекты сварных швов газопроводов только с помощью дуговой сварки, а не газовой.

Итак, любые дефекты сварочных швов могут возникнуть только при несоблюдении технологического процесса сварки, отражаются на прочности сварного соединения и общей функциональности металлоконструкции. Именно поэтому уважающий себя мастер должен знать обо всех основных изъянах такого рода и причинах их появления ‒ порах, наплывах, прогарах и т. п. Обладая такими знаниями, мастер сможет максимально эффективно определить способ их устранения при использовании аргона, электрической дуги, лазера, точечной сварки и т. п.