Дефекты сварных швов

Дефектами в сварных швах называют отклонения от норм, предусмотренных ГОСТами и техническими условиями на сварные соединения. Основные причины образования дефектов – нарушения технологии сборки и сварки, неправильный выбор сварочных материалов и режима сварки, низкая квалификация сварщика. К наружным относятся дефекты формы и размеров сварных швов, к внутренним – дефекты макро- и микроструктуры.

Внешним осмотром сварного соединения можно выявить наружные дефекты – непровары, напрывы, прожоги, незаваренные кратеры, подрезы, наружные трещины, поверхностные поры, смещение сваренных элементов (рис. 31.1). Перед осмотром сварной шов и прилегающую к нему поверхность основного металла на 15 – 20 мм по обе стороны от шва очищают от металлических брызг, окалины, шлака и других загрязнений. Осмотр производят невооруженным глазом или с применением лупы.

Контроль качества (внутренних дефектов) сварных соединений производят в основном рентгеновским и гамма-излучением без разрушения контролируемых мест. Выпускаются портативные переносные рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, РУП-200-5, МИРА-1Д, МИРА-2Д, МИРА-3Д и др. Большое распространение получили переносные гамма-аппараты ГУП-1г-5-2, ГУП-Тм2-6-2, РИД-21 и др. Эти методы применяют для контроля ответственных металлоконструкций, трубопроводов, сосудов, различных емкостей и других изделий. Существуют также другие методы такого контроля.

Организация рабочего места при сварке и резке металла. Рабочее место сварщика – сварочный пост – должно обеспечивать удобное и безопасное выполнение работ.

Сварочный пост для дуговой сварки оборудуется источниками тока (сварочными трансформаторами, преобразователями), которые должны быть заземлены, подключены к сети через рубильник и предохранители или автоматический выключатель. Источники питания устанавливаются на минимальном расстоянии от сварщика. Сварочные провода должны иметь надежную изоляцию. При сварке используются два провода 9: один присоединяется к электрододержателю 12; второй – к свариваемой детали 11 (см. рис. 29), при этом зажим вторичной обмотки трансформатора 8 должен быть заземлен.

Использование в качестве обратного провода сети заземления, трубопроводов санитарно-технических систем, металлических конструкций, технологического оборудования не допускается.

Электрододержатель, рукоятка которого изготовляется из фибры или твердых сухих пород дерева, должен прочно зажимать электрод. Электроды хранят в сухом помещении, а на рабочем месте защищают от увлажнения.

Сварочный пост для газовой сварки (см. рис. 35) оборудуется: кислородным баллоном 4 с редуктором 3, ацетиленовым баллоном 1 с редуктором 2 или ацетиленовым генератором, резиновыми рукавами 5 (шлангами) для подачи кислорода и ацетилена в горелку, сварочными горелками 7 с набором наконечников, присадочной проволокой для сварки и наплавки, набором ключей, молотком, зубилом, стальными щетками т т.д. Шланги должны быть прочно закреплены на горелке и резаке специальными хомутами, длина шлангов не должна превышать 20 м. Баллоны следует устанавливать на расстоянии не менее 5 м от очагов с открытым огнем и закреплять для предотвращения их падения. Запрещается устанавливать баллоны с газами в проходах, подвалах, в проездах, в местах скопления людей, около действующих компрессоров и вентиляторов.

На заготовительных предприятиях сварочный пост оборудуется сварочным столом, приспособлениями для сборки, отсосом для удаления вредных газов и аэрозолей, образующихся при сварке.

Контактная сварка

Контактная сварка выполняется с применением давления, при котором нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части. Машины для контактной сварки состоят из двух основных частей: электрической (однофазный трансформатор, переключатель ступеней, регулятор времени, прерыватель тока и токоподводящие провода и устройства) и механической (станина в механизмы, обеспечивающие точную фиксацию и необходимое давление для сжатия свариваемых деталей).

При стыковой контактной сварке свариваемые части соединяются по всей поверхности стыкуемых торцов. Сварка может быть выполнена двумя способами: сопротивлением и оплавлением (непрерывным и прерывистым). При сварке сопротивлением после нагрева стыкуемых обработанных поверхностей до пластического состояния производят осадку (сжатие) и одновременно выключают ток. Таким способом сваривают детали круглого или прямоугольного сечения.

Сварка непрерывным оплавлением деталей, закрепленных в зажимах машины, выполняется путем плавного перемещения подвижного зажима до соприкосновения и оплавления торцов деталей при включенном сварочном токе. Такой способ применяют при сварке тонкостенных труб, листов, рельсов и др.

Сварка прерывистым оплавлением производится чередованием плотного и неплотного контакта свариваемых поверхностей деталей при включенном токе путем возвратно-поступательного движения подвижного зажима. При этом периодически замыкается и размыкается сварочная цепь в месте контакта деталей до тех пор, пока торцы их не нагреются до температуры 800 – 900 ⁰С. Затем производят оплавление и осадку. Таким способом сваривают изделия из низкоуглеродистой стали, когда мощность машины недостаточна для сварки непрерывным оплавлением.

При точечной машинной контактной сварке элементы соединяются на участках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и сжимающих изделие. Нагрев металла происходит при замыкании сварочной цепи, т.е. в зоне соединения свариваемых листов, накладываемых друг на друга, а также стержней арматуры, сеток и различных каркасов. Здесь металл расплавляется, а после выключения тока и осадки сварочная ванна кристаллизуется и образуется сварная точка.

Шовная контактная сварка – это машинная сварка, при которой элементы соединяются внахлестку в виде непрерывного или прерывистого шва вращающимися дисковыми электродами, к которым подведен ток и приложена сила сжатия. Шовная сварка может быть непрерывной (сплошным швом), прерывистой с непрерывным и периодическим вращением дисков. Для непрерывной шовной сварки требуется очень тщательная подготовка свариваемых участков, а также равномерная толщина листов и однородность химического состава металла. При небольших нарушениях этих требований получается шов низкого качества, поэтому этот метод сварки не получил широкого распространения.

Для стыковой сварки в строительстве применяются универсальные машины типов АСИФ, МСР, МСМ и МСГ. Для точечной контактной сварки используются универсальная точечная машина АТП-60 и машины других типов в зависимости от назначения, отличающиеся конструктивными особенностями. Для шовной контактной сварки применяют машины универсальные и специализированные различной конструкции. Универсальная машина МШ-20П-1 предназначена для сварки прочно-плотных швов из низкоуглеродистых и легированных сталей.