В будь-якій роботі бувають свої похибки, і під час зварювання можуть бути допущені різні дефекти зварювальних швів. Тому необхідно бути уважним, і виправляти їх вчасно. Деякі з них не зашкодять зроблену роботу, а решта можуть зробити конструкцію або виріб з металу та його сполуки - неміцними, і привести до поломок або аварій.
Які дефекти зварювальних швів бувають і як їх усувати?
Розподіляють дефекти швів на внутрішні і зовнішні. При огляді зварювального шва можна побачити тільки зовнішні дефекти, а визначити, чи є внутрішні дефекти можна тільки після проведення дефектоскопії, механічної обробки і рентгена.
Залежно від вимог, які пред'являються до зварювальних швах, і фортеці конструкції, дефекти бувають допустимими і неприпустимими, але й в першому і в другому випадку вони є шлюбом, і вимагають усунення або зведення їх кількості та розмірів до мінімуму.
Будь-який різновид дефектів зварювальних швів являє собою загрозу цілісності і стабільності з'єднань і збільшує ризик можливої поломки, і є кілька методів їх усунення.
На кількість дефектів впливають такі чинники:
- кваліфікація зварника і рівень складності і технології зварювання;
- зварюваний метал і матеріал для присадки;
- підготовка поверхні зварювальних частин і якість захисного газу;
- обладнання для зварювання та режими зварювання.
До зовнішніх дефектів відносяться: підрізи і напливи геометричної форми, пропали і непровари, а також кратери, що не були заварені.
Непровари усувають за допомогою підвищення потужності дуги зварювання, збільшенням динаміки дуги, і зменшенням її довжини. Щоб таких дефектів не було багато, потрібно стежити за швидкістю зварювання і добре готувати сполучні кромки для зварювання.
Підрізи або дефекти у вигляді канавки усуваються за допомогою зменшення швидкості зварювання і довгі дуги.
Напливи утворюються при неправильно вибраному режимі для зварювання, а значить правильно обраний режим не дасть утворитися цих дефектів.
Пропали є отвори, які утворюються в зварювальних швах. Усувають їх шляхом підготовки крайок, збільшення швидкості зварювання і зниження показників зварювального струму.
Кратери можуть проявиться при різкому обриві дуги. Заварюється кратер за допомогою спеціальних програм, які є в новому зварювальному обладнанні.
До внутрішніх дефектів зварювальних швів відносять - гарячі і холодні тріщини і пори.
Гарячі тріщини з'являються при застосуванні невідповідного матеріалу для присадки, або неправильного заварювання кратера.
Холодні тріщини виникають, якщо зварювальні шви не створені для тих навантажень, які на них чинять і тому руйнуються.
Пори відносяться до найпоширенішого дефекту зварювальних швів і вони можуть утворюватися через бруд, поганий захисної ванни, масла, фарби або навіть іржі. Усунувши ці причини, кількість цих дефектів буде зменшено в кілька разів.
Контроль якості зварного шва – необхідна процедура для визначення якості металевої конструкції.
Якщо шов недостатньо щільний, з порушеною герметичністю і іншими деформаціями – все це неминуче позначиться на терміні експлуатації металевої конструкції.
Особливо швидко це відбудеться у випадку, якщо конструкція буде перебувати під постійним тиском.
Для контролю якості та перевірки відповідності швів ГОСТ існують спеціальні процедури, види яких (ультразвуковий, візуальних і т. д.) будуть докладно висвітлені в статті.
Призначення процедури і метод візуального огляду
Перед перевіркою металоконструкції на відповідність вимогам ГОСТ, спочатку обов’язково потрібно перевірити, наскільки якісно зроблені шви – на цьому етапі виявляються всі зовнішні і внутрішні недоліки швів, а також виправляються, якщо це можливо.
Ретельному контролю піддається кожна готовий виріб перед тим, як його допустять до експлуатації.
Перший і найпростіший рівень контролю якості: візуальний огляд.
Візуальний огляд дозволяє виявити зовнішні і найбільш явні деформації швів, такі як тріщини, непровари та інші недоліки.
Більшість подібних деформацій дозволяє визначити звичайний візуальний огляд без використання додаткового обладнання, однак, в деяких випадках практикується застосування спеціальних пристроїв.
Види контролю зварних швів діляться на руйнівні та неруйнівні.
Перший вид контролю передбачає лише візуальний огляд, всі інші, більш складні техніки перевірки належать до другого типу.
Другий вид контролю може бути капілярним, ультразвуковим, радіаційним, магнітним і перевіркою на проникність.
При будь-якому неразрушающем способі перевірки зовнішній вигляд виробу не деформується, що робить його більш зручним і популярним, ніж руйнує спосіб.
Руйнує – візуальний – спосіб контролю використовується тільки в тому випадку, якщо зварна деталь зварена постійним типом зварювання без зміни умов.
Методи контролю зварних швів також бувають різні. При проведенні контролю за ГОСТ почергово проводяться різні види процедур, які виявляють якість зварного шва.
Відео: https://www.youtube.com/watch?time_continue=2&v=jfgG3vlg2MY&feature=emb_logo
Процедури ділять на хімічні, механічні, фізичні, а також візуальний і ультразвуковий огляд.
Найбільш бюджетним є візуальний огляд, оскільки він не вимагає жодних фінансових витрат.
Проте він використовується не в цілях економії, а через необхідність, оскільки дозволяє виявити найбільш значні порушення швів.
Візуальний огляд необхідний для абсолютно всіх видів металевих з’єднань, незалежно від того, які методи контролю підуть за ним.
Часто візуальний огляд за ГОСТ проводять без застосування будь-яких допоміжних пристроїв, однак у деяких випадках для того, щоб перевірка була більш точною, використовують лупу, яка здатна збільшити осматриваемое простір швів в 10 разів.
У цьому випадку можна помітити навіть найдрібніші непровари, підрізи, напливи та інші дефекти.
Зовнішній контроль швів включає не тільки безпосередньо візуальний огляд, але також обмір зварних швів, заміри крайок і інші процедури.
Якщо вироби для металоконструкцій, які піддаються контролю, випущені масовим тиражем, то в цьому випадку для їх створення використовують спеціальний шаблон, який дозволяє виконувати точні і однакові виміри всіх параметрів зварних швів.
Якщо візуальний перегляд пройшов успішно, то за ним слід фізичний огляд, на якому виявляється якість шовного з’єднання та інші характеристики.
Мета такого контролю у тому, аби переконатися, що за своїми характеристиками зварні шви повністю відповідають ГОСТ.
Перевірка фізичними і хімічними методами проводиться з підключенням спеціального обладнання, наприклад, електромагнітного сердечника, а також інших пристроїв.
Головна мета проведення будь-якого типу контрольної перевірки – виявити не тільки безпосереднє стан швів, але також перевірити, наскільки якісно сама металева деталь, і не було порушень під час зварювальних робіт.
В залежності від типу металу, характеристики швів будуть дещо відрізнятися між собою, проте всі вони повинні відповідати ГОСТу-6996-66, у якому зазначені всі належні до виконання види контрольних робіт.
Інші методи контролю
Контроль якості зварних з’єднань трубопроводів і інших металоконструкцій здійснюється різними методами, проте всі вони необхідні для встановлення того, наскільки продукція відповідає ГОСТ.
Після того як візуальний огляд завершено, слід його просвічування. Ця процедура вимагає використання рентгенівського або гамма-променів.
https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=yCxeMACEoqw&feature=emb_logo
При перевірці рентгеном апарат встановлюють з внутрішньої сторони заготовки.
За допомогою рентгена можна побачити місця, де зварювальне обладнання зробило недостатнє вплив – на плівці вони будуть відзначені плямами більш темних відтінків, ніж основний колір сполук.
За допомогою подібного методу відбувається виявлення тріщин, непроваров, шлакових включень та інших деформацій, непомітних при зовнішньому огляді.
З допомогою просвічування можна оцінити металеві з’єднання завтовшки не більш 6 см, при виявленні дефектів просвічується в два рази більше стиків.
Магнитографический спосіб перевірки якості необхідний, щоб виявити поле розсіювання, що утворюється там, де є дефекти.
Спосіб полягає в намагнічуванні поверхні деталі, після чого область полів з’являється зверху магнітної стрічки, яку притискають на поверхню швів.
Весь процес перевірки фіксується з допомогою дефектоскопа, а після інформація зчитується і, таким чином, встановлюється, чи є на швах дефекти.
Подібний метод дозволяє виявляти наявність тріщин, пор, непроваров, шлакових включень та інших дефектів, що виникають в процесі зварювання.
Також з допомогою магнитографического методу можна визначити наявність на поверхні швів поперечних тріщин, широких непроваров або округлих пір, однак з пошуком дефектів подібного роду даний метод справляється дещо гірше.
Використовувати його можна лише для металевих заготовок, товщина яких не перевищує 1.2 див.
Ультразвуковий спосіб перевірки якості часто використовується для оцінки на відповідність ГОСТ сталі і виробів з кольорового металу.
Ультразвуковий спосіб полягає у напрямку звукового коливань на поверхню металу та подальшого відображення, щоб виявити можливі дефекти.
Відео:https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=Arm3xm5GH_Y&feature=emb_logo
Для отримання ультразвукової хвилі використовують кілька п’єзоелектричних кварцових пластин, які фіксуються в щупі.
Після коливання ультразвукової хвилі, які відбиваються від металу, уловлюються спеціальним пристроєм – шукачем, який перетворює ультразвуковий промінь в заряджений електрикою імпульс, переходить до підсилювача, а потім відтворюється з допомогою індикатора.
Для того щоб ультразвуковий спосіб був ефективний, перед тим, як ультразвуковий промінь спрямовують на метал, його поверхня попередньо покривають автолом або компресорним маслом.
Розкриття швів – більш радикальний метод перевірки, коли ймовірність дефектів досить висока, але при цьому ні ультразвуковий, ні інші методи не можуть її виявити.
Шви розкриваються спеціальним пристроєм лише у тій ділянці, де висока ймовірність наявності дефекту.
Розтин відбувається шляхом просвердлювання поглиблення, діаметр якого повинен трохи перевищувати розмір шва, а потім поверхня піддається шліфовці і обробляють розведеною азотною кислотою.
Цей метод помітно деформує металеву заготовку, і після нього межа проходження швів проступає дуже явно, тому без потреби цей спосіб контролю не використовують.
Хімічний метод контролю на відповідність ГОСТ полягає в обробці поверхні швів фенолфталеиновым розчином, перед цим поверхню необхідно ретельно зачистити, видаливши всі шлаки і забруднення.
Після нанесення розчину місце обробки накривається тканиною, яка просочується азотнокислим сріблом (розчин 5%).
Цей метод дозволяє виявити наявність локальних течій: на цих місцях срібло придбає сріблясто-чорний вид, а фенолфталеїн – червоний.
Для того щоб визначити, наскільки щільність зварного шва відповідає ГОСТ, застосовують метод проби гасом.
Завдяки йому можна знайти найменші дефекти, розмір яких може бути близько 0.1 мм
Для виявлення дефектів якості шви покриваються каоліном або крейдою з одного боку, і змочується гасом з іншого.
При наявності проникнення в шві, на поверхні каоліну або крейди з’являться жирні плями жовтого кольору.
З’являються вони не відразу, тому перевірка на ГОСТ цим методом проводиться не менше 4 годин.
.jpg)
