Основные сварочные дефекты при ручной дуговой сварке

 

Зажигание дуги между покрытым электродом и свариваемым изделием выполняют в два приема: коротким замыканием конца электрода с изделием и отрывом электрода от поверхности изделия на расстояние, равно примерно диаметру покрытого электрода.

Короткое замыкание электрода с изделием необходимо для нагревание металла до соответствующей температуры в катодном пятне, что обеспечивает выход первичных электронов и, следовательно, дуги.

Существует два способа зажигания дуги покрытыми электродами- впритык и скольжением, чирканьем.

По первому способу зажигания дуги, металл нагревается в точке короткого замыкания, по второму в нескольких точках, в результате скольжения торца электрода по поверхности свариваемого изделия.

Используют оба способа зажигания дуги, причем первый чаще применяется при сварке в узких и неудобных местах.

Немедленно после зажигания дуги начинается плавление основного и электродного металлов. На изделии образуется ванна расплавленного металла. Сварщик должен поддерживать горение дуги так, что бы ее длина была постоянной. От правильно выбранной длины дуги зависят производительность сварки и качество сварного шва.

Сварщик должен подавать электрод в дугу со скоростью плавления электрода. Умение поддерживать дугу постоянной длины характеризует квалификацию сварщика. Нормальной считают длину дуги, равную 0,5-1,1 диаметра стержня электрода, в зависимости от типа и марки электрода и положения сварки в пространстве. Увеличение длины дуги снижает ее устойчивое горение, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода, вызывает образование шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздействие окружающей среды и атмосферы на расплавленный металл.

Наклон электрода при сварке зависит от положения сварки в пространстве, толщины и состава свариваемого металла, диаметра электрода, вида и толщины покрытия. Направление сварки может быть слева на право, справа на лево, от себя, на себя.

Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва, так, что бы металл свариваемого изделия проплавлялся на наибольшую глубину и правильно бы формировался металл шва.

Для получения плотного и ровного шва для сварки в нижнем положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть 15-30( от вертикали в сторону ведения шва- углом назад. Обычно дуга сохраняет направление оси электрода: указанным наклоном электрода сварщик добивается не только максимального проплавления металла и лучшего формирования шва, но и так же уменьшается скорость охлаждения металла сварочной ванны, что предотвращает образование горячих трещин в шве.

Для получения валика нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода. Если перемещать электрод только вдоль оси шва без поперечных колебательных движений, то ширина валика определяется лишь сварочным током и скоростью сварки и составляет от 0,8 до 1,5 диаметра электрода.

Такие узкие (ниточные) валики применяют при сварке тонких листов, при наложении первого (корневого) слоя многослойного шва, При сварке по способу опирания и в других случаях. Чаще всего, применяют швы шириной от 1,5 до 4 диаметров электрода, получаемые с помощью поперечных колебательных движений электродов.

Движение треугольником применяют при выполнении угловых швов с катетами шва более 6мм и стыковых со скосом кромок в любом пространственном положении. В этом случае достигается хороший провар корня и удовлетворительное формирование шва.

Швы по длине и сечению выполняют на проход и обратно ступенчатым способом. Сущность способа сварки на проход заключается в том, что шов выполняется до конца в одном направлении. Обратно - ступенчатый способ состоит в том, что длинный предполагаемый к исполнению шов делят на сравнительно короткие ступени.

По способу заполнения швов по сечению различают однопроходные, однослойные швы, многопроходные и многослойные. Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным.

Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные - в угловых и тавровых. Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине выполняют двойным слоем, секциями, каскадом и блоками, причем в основу всех этих способов положен принцип обратноступенчатой сварки.

В конце шва нельзя сразу обрывать дугу и оставлять на поверхности металла шва кратер. Кратер может вызвать появлений трещины в шве в следствии содержания в нем примесей, прежде всего, серы и фосфора. При сварке низкоуглеродистой стали кратер заполняют электродным металлом или выводят его в сторону на основной металл.

При сварке стали, склонной к образованию закалочных микроструктур, вывод кратер в сторону недопустим ввиду возможности образования трещин. Не рекомендуется заваривать кратер за несколько обрывов и зажиганий дуги ввиду образований оксидных загрязнений металла. Лучшим способом окончания шва будет заполнения кратера металлом в следствии прекращения поступательного движения электродов в дугу и медленного удлинения дуги до ее обрыва.

 

8. Контроль качества сварочных соединений (готовых изделий и конструкций)

 

Деформацией называется изменение формы и размеров изделия под действием внутренних и внешних сил. Деформации могут быть упругими и пластическими.

Они подразделяются на деформации растяжения, сжатия, кручения, изгиба, среза. Деформации при сварке возникают при неравномерном нагреве и охлаждении металла. Уменьшение деформаций производят конструктивным и технологическим способом.

Конструктивным - уменьшение количества сварных швов и их сечений, что снижает количество вводимой теплоты.

Между количеством теплоты и деформацией существует прямая зависимость.

Технологический способ- применение силовой обработки металла сварочного изделия в процессе его сварки.

Виды применяемых сил:

1) Внешняя статическая  или пульсирующая сила, приложенная  к собранному под сварку изделию

2) Местная проковка и  обкатывание металла шва, околошовного  металла.

Деформации выражаются в изменении формы и размеров детали по сравнению с намеченными до резки.

Способы борьбы с деформациями при кислородной резке: рациональная технология резки, применение жесткого закрепления концов реза, предварительный подогрев вырезаемой детали, применения искусственного охлаждения и др.

В рациональную технологию резки входят, правильный выбор начала резки, установление правильной последовательности резки, выбор наилучшего режима резки.

Защемлением концов реза можно снизить деформацию по кромкам. Уменьшать деформацию можно предварительным подогревом места вырезки детали, что приводит к более равномерному охлаждению металла.

Уменьшение деформаций достигается также непрерывным охлаждением струей воды по зоне термического влияния у разрезаемой части.

Что бы не образовалось деформаций вне плоскости листа,нельзя допускать провисания его под действием нагрева при резке. Поэтому резку надо выполнять на стеллажах с большим числом опор.

В производстве сварных изделий различают дефекты: наружные, внутренние и сквозные, исправимые и неисправимые, внутрицеховые и внешние.

а) наружные дефекты: трещины, микротрещины, осадочные раковины, утяжины, вогнутости корня, несквозные свищи, пары, брызги металла и.т.д.

б) внутренние дефекты: непровар, внутренняя пора и.т.д.

в) сквозные дефекты: свищи, прожоги, трещины, сплошные непровары.

Исправимые дефекты- дефекты, устранение которых технически возможны и экономически целесообразно.

Основные виды контроля классифицируются по форме воздействия на производство, активный и пассивный. По охвату продукции на сплошной и выборочный. По месту проведения на стационарный и подвижной.

Различают следующие виды контроля за качеством сварки: внешний осмотр - служит для определения наружных дефектов в сварных швах и производится невооруженным глазом или с помощью лупы, увеличивающий в 5-10 раз.

Испытание керосином - применяется для определения плотности сварных швов. Доступную для осмотра сторону шва покрывают водной суспензией мела или каолина и подсушивают. Другую сторону смазывают керосином. Появление жирного пятна на меле выявляет место дефекта.

Испытание обдувом воздуха - состоит в том, что одна сторона обдувается сжатым воздухом, а другая покрывается водным раствором с мылом. Появление пузырей показывает место дефекта шва.

Испытание вакуумом - определенный участок шва покрывают мыльным раствором и устанавливают вакуумную камеру, появление пузырей или пены показывает место дефекта шва.

Испытание водой- под давлением одну сторону шва обливают водой, если с другой стороны появляются течи, капли, это значит, что шов с дефектом.

Также проводятся испытания воздушным давлением, гидравлическим давлением, просвечиванием сварных соединений, ультразвуком, магнитографическим методом, технологические, химические и механические испытания.

 

9. Техника безопасности и пожарные  мероприятия при выполнении сварочных работ

 

1. Сварочные работы должны  производиться в электросварочных  цехах или на специально оборудованных  площадках.

2. Сварочный пост находящийся  как в помещении, так и на  открытом воздухе, должен быть  огражден щитами либо ширмами  для защиты окружающих от вредного  действия электрической дуги.

3. При сварке изделий  массой более 20 кг., должны быть  установлены подъемно-транспортные  механизмы.

4. В электросварочном  цехе должен быть предусмотрен  проход, обеспечивающий удобство  и безопасность производства  сварочных работ и передвижения. При всех условиях ширина прохода  должна быть не менее одного  метра.

5. Сварочный цех должен  иметь отопление и температура  в помещение должна быть не  ниже +16С.

6. В сварочном цехе  должна быть вентиляционная система.

7. В сварочном цехе  должна быть система общего  или комбинированного освещения.

8. Сварочные работы должны  выполняться в специальной одежде  и обуви, в рукавицах, берете. Для  защиты глаз и лица применяются  щитки или маски, а газорезчики  и вспомогательные рабочие - очками. Корпус маски должен быть изготовлен  из несгораемого материала, а  прорезь для глаз защищена  светофильтром (стеклом) различной  плотности.

9. Корпус трансформатора, рабочий стол, и все металлические  нетоковедущие части устройства, должны быть заземлены.

10. Провода и кабели  сварочного аппарата должны быть  хорошо заизолированы и защищены  от механических повреждений  и высокой температуры.

11. Рукоятка электродержателя  должна быть из токонепроводящего  и огнестойкого материала.

12. Исправлять электрическую  цепь может только электрик  и при выключенном рубильнике.

13. После окончания работы  или при временной отлучке  с рабочего места сварщик обязан  отключить оборудование от сети.

 

 

Заключение

 

В процессе сварки в металле шва и зоне термического влияния могут возникать дефекты, которые снижают прочность соединения, приводят к негерметичности швов, снижают эксплуатационную надежность изделия.             Причины возникновения дефектов различны, поэтому и меры по их предупреждению и устранению также различны.

Возникновение дефектов при ручной дуговой сварке достаточно разнообразно, и сам принцип сильной термической обработки делает их появление неизбежным.

         Основные причины возникновения  дефектов в сварочных швах  можно разделить на три группы:

1. Качество и хранение  основных и вспомогательных материалов;

2. Подготовка к сварке  основных и вспомогательных материалов;

3. Квалификация сварщика.

         Наличие дефектов в сварных швах не всегда является основанием для брака. Дефекты могут быть допустимыми и недопустимыми.

При сварке брак может быть исправимым и неисправимым. В большинстве случаев брак при сварке можно исправить. Для этого дефектный участок вырубают и заваривают снова. Но исправление брака требует дополнительного времени, рабочей силы и материалов, что вызывает удорожание продукции. Лучше не допускать дефекты в сварных швах, чем потом их исправлять.

        Дефекты могут быть поверхностными и внутренними.

        К поверхностным дефектам относят: непровары, подрезы, наплывы, кратеры, вогнутость корня шва, смещение сварных кромок, резкий переход к основному металлу, поры, брызги металла, поверхностные трещины.

        К внутренним дефектам сварного шва относят: внутренние поры, газовые каналы, шлаковые и оксидные включения, непровары между слоями, внутренние трещины.

       Практически  в любом случае возникновения  вышеперечисленных, проблем самым  действенным и надежным способом  их исправления станет удаление  участка сварного соединения  с изъяном и заваривание деталей  заново (при наплывах, свищах, прожогах, шлаковых включениях). Это даст  возможность избежать в дальнейшем  проблем с перегниванием, коррозией, ломкостью изделия.