Jak se zlepšuje, svařování se stává hlavní metodou spojování kovových dílů ve většině průmyslových odvětví. Včetně: armády, dopravy, stavebnictví a dokonce i vesmíru. Zapojení do těchto kritických průmyslových odvětví vyžadovalo vysokou úroveň kvality a spolehlivosti svařování. To dalo impuls k rozvoji vědy o kvalitě svarů a způsobech její kontroly.
Aby bylo možné vyvinout metody boje proti defektům, je třeba je pečlivě prostudovat, klasifikovat a popsat.
Obsah
- Druhy vad svaru
- Vnější vady
- Trhliny
- Příliv
- Podříznutí
- Kráter
- Vnitřní vady
- Nedostatek penetrace
- Pórovitost
- Zahraniční inkluze
- Prostřednictvím defektů
- hořet
- Metody kontroly kvality
- Naše výrobky
Druhy vad svaru
Celá řada defektů již byla dobře prostudována a popsána. Pro větší pohodlí jsou rozděleny do tří skupin:
vnější (vnější) – prověšení, podřezání, praskliny, krátery;
vnitřní – nedostatek penetrace, pórovitost, cizí inkluze;
skrz – popáleniny, praskliny.
Vnější vady
Trhliny
Existují horké a studené trhliny. Příčinou vzniku horkých trhlin je smrštění kovu během chlazení svarové lázně nebo změna složení kovu během procesu svařování. Různé kovy a slitiny mají větší či menší sklon k tvorbě horkých trhlin. Je to do značné míry dáno přítomností chrómu a uhlíku v jejich složení. Čím méně uhlíku a legujících přísad v oceli, tím lepší je obecně její svařitelnost a tím menší je pravděpodobnost vzniku trhlin za tepla.
Studené trhliny mají odlišný charakter tvorby. Mohou nastat, když se šev ochladí v rozmezí 500 – 700 C 0. Mohou se také objevit po ochlazení produktu na pokojovou teplotu. Mechanismem jejich vzniku jsou zbytková napětí a důvodem je zpevnění chladícího švu a tepelně ovlivněné zóny.
Příliv
Nedodržení základních parametrů svařování vede k takovému jevu, jako je příliv. V tomto případě přebytečný roztavený kov teče na studený okraj, ale nepřipojuje se k němu. Tato nevýhoda není kritická a je povolena u nekritických návrhů. Na kritických strukturách se odstraní brusným nástrojem, čímž se dosáhne hladkého přechodu od švu k základnímu kovu.
Podříznutí
Souvislé nebo střídavé prohlubně podél svaru se nazývají podříznutí. Velmi oslabují šev, takže jsou klasifikovány jako nepřijatelné vady.
Příčinou je vysoká rychlost krystalizace a špatná smáčivost základního kovu. Nejpravděpodobnější příčiny jsou:
nadměrné napětí oblouku;
nadměrná rychlost vedení elektrody;
nepřesné vedení elektrody;
nadměrná síla proudu.
Kromě přísného dodržování svařovacího režimu se doporučuje bezprostředně před svařováním zahřát základní kov, což zlepšuje smáčivost.
Kráter
Existují dva hlavní podtypy kráterů. První vzniká při náhlém přetržení oblouku, nejčastěji na konci švu. Jedná se o velmi častý jev, svářeči jej dobře znají a krátkodobým svařováním jej eliminují. Druhý typ kráterů se vytváří na libovolném místě v důsledku smršťování kovu během ochlazování. Jeho nebezpečí spočívá v tom, že zpravidla není okamžitě detekován.
Vnitřní vady
Nedostatek penetrace
Nedostatek penetrace jsou vizitkou svářečů začátečníků, jedná se o tzv. vnitřní vady svarových spojů, které lze odhalit pouze radiačním nebo ultrazvukovým testováním. Nebezpečí nedostatečné penetrace se projevuje výrazným snížením pevnosti švu, což jej činí nepřijatelným pro jakékoli struktury.
Příčinou nedostatečného průniku může být slabý proud nebo rychlý pohyb elektrody. Oba nedodávají na místo svařování dostatečnou energii potřebnou k úplnému roztavení kovu. Doprovodnými faktory nedostatečné penetrace může být vnikání oxidů nebo strusky do svarové lázně nebo nesprávné řezání hran. Následky se odstraňují odstraněním vadné oblasti a opětovným zavařením.
Pórovitost
Nejčastější a nejsložitější vada ve svarech. Jeho fyzika není složitá – jde o tvorbu vzduchových bublin v oblasti svarové lázně a jejich fixaci v kovu po jeho vychladnutí a vykrystalizaci. Důvody tohoto jevu jsou velmi rozmanité, což komplikuje boj proti němu:
elektrody vyrobené v rozporu s technologií;
škodlivý účinek některých strusek, vyjádřený v přívodu plynů do svařovací zóny;
zastavení krystalizace kovu;
přítomnost silných deoxidačních činidel v povlaku elektrody.
Existuje tolik způsobů, jak bojovat s nedostatečným pronikáním, kolik je důvodů pro jejich výskyt. Především hlídají nejpřísnější dodržování technologie, a to jak svařování, tak výrobu elektrod. Bezprostředně před započetím práce se doporučuje kalcinovat elektrody při teplotě 150 – 350 C 0 podle druhu povlaku elektrody. Svařování krátkým obloukem pomáhá snížit množství rozpuštěných plynů.
Zahraniční inkluze
Tato vada snižuje pevnost švu. V zásadě se nacházejí vměstky oxidů kovů, strusky a wolframu (při svařování argonovým obloukem wolframovou elektrodou).
Prostřednictvím defektů
hořet
Tvoří se při nízké rychlosti elektrody nebo vysokém svařovacím proudu. Do svarové lázně je přiváděna nadměrná energie. Velké množství kovu se roztaví do své plné hloubky a jednoduše se nalije do vzniklého otvoru. Zvětšená mezera mezi svařovanými díly bude sloužit jako další podmínka pro vytvoření propálení. Způsob odstranění této závady je zřejmý – svaření otvoru.
Metody kontroly kvality
Svařování kovu provázejí různé vady svaru, což je ve většině případů nepřijatelné a je nutné je odstranit. Aby se ale závada odstranila, musí být nejprve odhalena. Existuje mnoho metod pro odhalování defektů. Tady jsou některé z nich:
Nejstarší a nejdostupnější metoda kontroly se nazývá vizuální měření. Sada nástrojů se skládá z několika desítek základních měřících přístrojů (pravítka, lupy, mikroskopy atd.). Metoda má své výhody: jednoduchost, nízkou cenu a možnost dvojí kontroly. Mezi výrazné nevýhody patří nízká spolehlivost a nemožnost odhalit vnitřní vady. Pokud je nutné kontrolovat vnitřní vady, používají se přesnější metody.
Jednou z široce používaných metod monitorování vnitřních defektů je detekce radiačních vad, založená na vlastnostech ionizujícího záření. Nejznámější z nich jsou rentgenové a Y-záření. Pomocí speciálních zářičů jsou tato záření vedena přes předmět studia (v našem případě svar) do detektoru, který zaznamená výsledek. Pro kontrolu švů se jako detektor používá rentgenový film, na kterém je velmi jasně vidět vnitřní struktura spoje.
Ultrazvukové testování je založeno na průchodu zvukových vibrací s frekvencí nad 20 kHz zkoumaným objektem. Pokud takové předměty mají vnitřní zóny s hustotou odlišnou od hustoty hlavního materiálu (nedostatek průniku, póry, praskliny, dutiny), dochází k odrazu ultrazvuku. Charakteristiky odraženého signálu jsou předávány speciálními programy a zobrazovány na monitoru ve formě vizuálního obrázku, který ukazuje zóny výskytu, hloubku a velikost defektů.
Naše výrobky
Článek: Poloautomatický KEDR AlphaMIG-300S (30–300A, 380V) 187 900 rublů.
Prověšení – vzniká jako výsledek tekutého kovu stékajícího na okraje studeného obecného kovu. K tomu dochází z následujících důvodů: velký svařovací proud, dlouhý oblouk, nesprávná poloha elektrody, velký úhel sklonu výrobku při svařování nahoru a dolů.
Podříznutí jsou prohlubně (drážky) vytvořené v základním kovu podél okraje svaru, když je svařovací proud vysoký a oblouk je dlouhý. Vedou k zeslabení průřezu základního kovu a mohou způsobit destrukci svarového spoje.
Propálení je průnik podkladového nebo usazeného kovu s možným vznikem průchozích otvorů. Vznikají nedostatečným otupením hran, velkou mezerou mezi nimi, nadměrným svařovacím proudem nebo výkonem hořáku při nízkých rychlostech svařování.
Nekvalifikované krátery se tvoří, když se oblouk na konci svařování náhle zlomí. Zmenšují průřez spoje a mohou se stát zdrojem tvorby trhlin.
Struskové vměstky jsou výsledkem nešetrného čištění hran dílů a svařovacího drátu od okují, rzi a nečistot, jakož i (u vícevrstvého svařování) neúplného odstranění strusky z předchozích vrstev. Struskové vměstky oslabují průřez svaru, snižují jeho pevnost a působí jako zóny koncentrace napětí.
Nedostatek průvaru je lokální nestavení základního kovu s naneseným kovem a také nestavení jednotlivých vrstev svaru mezi sebou při vícevrstvém svařování. Důvody nedostatečné penetrace jsou: špatné čištění kovu od okují, rzi a nečistot, malá mezera ve spoji, přílišná tupost a malý úhel zkosení hran, nedostatečný proud nebo výkon hořáku, vysoká rychlost svařování, posunutí elektrody směrem od osy svaru.
Trhliny a nedostatek tavení jsou nejnebezpečnější vady svarů.
Trhliny se dělí na horké a studené v závislosti na teplotě jejich vzniku. Přítomnost polotekutých vrstev mezi krystaly naneseného svarového kovu na konci jeho tuhnutí a působení napětí tahového smršťování v něm způsobují vznik trhlin. Ke vzniku horkých trhlin přispívá i zvýšený obsah uhlíku, křemíku, vodíku a niklu ve svarovém kovu. Obvykle se nacházejí uvnitř švu a je obtížné je identifikovat. Studené trhliny se objevují na povrchu švu a jsou jasně viditelné.
Přibližné předpisy k normám pro rozsah kontroly a hodnocení kvality svarových spojů kovových konstrukcí
Kvalita svarových spojů se posuzuje na základě výsledků:
1. Vnější kontrola a měření svarových spojů a kovu.
2. Kontrola kvality svarových spojů a kovu pomocí rentgenové detekce vad.
3. Mechanické zkoušení kovových a svarových spojů.
Vnější kontrola a měření kovových a svarových spojů kovových konstrukcí
Kontrola kvality svarů a kovu externí kontrolou a měřením slouží k:
a) identifikovat pouhým okem nebo pomocí lupy všechny viditelné vady;
b) stanovení odchylek rozměrů svarů od požadavků pracovních výkresů a dále uvedených tolerancí.
Před kontrolou musí být svarový spoj a kov v blízkosti švu očištěny od okují, strusky a dalších nečistot, které ztěžují kontrolu.
Rozměry švu se měří pomocí speciálních šablon. Je povoleno používat šablony jakéhokoli designu, které poskytují potřebnou přesnost měření a snadné použití.
Všechny svarové spoje bez výjimky podléhají vnější kontrole. Vzhledově musí svary splňovat následující požadavky:
– mají hladký nebo jemně šupinovitý povrch (bez prohýbání, spálenin, zúžení a zlomů) a hladký přechod k základnímu kovu;
— nanesený kov musí být hustý po celé délce svaru, bez prasklin, nahromadění a řetězení povrchových pórů (samostatně umístěné povrchové póry jsou povoleny);
— podříznutí základního kovu je povoleno s hloubkou ne větší než 0,5 mm pro tloušťku oceli do 10 mm a ne větší než 1 mm pro tloušťku oceli nad 10 mm; všechny krátery musí být svařeny; Trhliny všech typů a směrů nejsou povoleny. Část švu s trhlinou musí být vyvrtána podél hranic trhliny, poté odstraněna řezáním nebo tavením pomocí speciální frézy, znovu svařena a znovu zkontrolována;
– viditelný nedostatek průvaru u kořene švu, ve spojích bez podložky, přístupné pro svařování pouze na jedné straně, s hloubkou do 15°4 tloušťky kovu, pokud nepřesahuje 20 mm a ne více než 3 mm s tloušťkou ne větší než 20 mm;
— přípustné odchylky ve velikosti nohy: + 1 mm u velikosti nohy do 8 mm a +2 mm u velikosti nohy větší než 8 mm;
— všechny zbytky drátu z poloautomatického svařování, jakož i struska a tavidlo musí být odstraněny.
Vady ve svarech musí být odstraněny následovně: praskliny ve švech a krátery jsou svařeny; švy s trhlinami, stejně jako s nedostatkem průniku a jinými vadami přesahujícími přípustné hodnoty, jsou odstraněny na délku vadné oblasti plus 10 mm na každé straně a znovu svařeny; podřezy základního kovu, které překračují přípustné limity, jsou očištěny a svařeny s následným čištěním, zajišťujícím hladký přechod z usazeného kovu na základní kov.
Opravené vadné švy nebo jejich části musí být znovu zkontrolovány.
Oprava stejného vadného místa svařování je povolena maximálně dvakrát. Svařované spoje je dovoleno svařovat až po kontrole kvality jejich montáže.
