Внутренние дефекты шва. Где искать причины и как избегать

Основная задача сварщика — недопущение дефектов, путем применения соответствующих технологий сварочного процесса. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные внутренние дефекты шва с которыми сталкивается производство, и дадим рекомендации как их избегать.

1. Горячие трещины
       

Горячие трещины могут появиться в результате неправильной заварки кратера, в результате резкого прекращения сварки. Обычно образуются в продольном направлении по оси сварного шва, располагаясь в его центре, однако они могут образовываться и поперек оси шва, в зависимости от направления растягивающего напряжения.
На Рисунке 1 показана продольная горячая трещина на поверхности сварного шва. Еще одна горячая трещина, показанная на Рисунке 2, представляет собой продольную трещину, образовавшуюся внутри сварочного металла.

Горячие трещины появляются в то время, когда металл сварного шва находится в состоянии между температурами его плавления и затвердевания. Зачастую являются результатом использования неправильного присадочного материала (в частности, алюминиевых и CrNi сплавов) и его химического состава (например, высокое содержание в составе углерода, кремния, никеля и др.) Почти все металлы (такие как углеродистая сталь, низколегированная сталь, аустенитная нержавеющая сталь, никелевые и алюминиевые сплавы) могут в той или иной мере быть подвержены этому дефекту.

2. Холодные трещины

Холодное растрескивание — это, как правило, трещины, самопроизвольно образующиеся в при температурах ниже 200°C после полного затвердевания металла по завершении сварки.
Эти дефекты также появляются тогда, когда сварочный шов не соответствует действующим на него нагрузкам. Холодное растрескивание может произойти спустя несколько часов или дней после сварки. Это явление называется замедленным разрушением.
Холодное растрескивание с большой вероятностью происходит во всех ферритных и мартенситных сталях, таких как углеродистые, низколегированные и высоколегированные стали, если не были приняты соответствующие меры для его профилактики, главным образом, предварительный подогрев.
Холодные трещины вызываются сочетанием таких факторов, как низкая пластичность сварного шва, а также остаточное напряжение и присутствие диффузионного водорода в сварном шве.
Пластичность сварного шва может снижаться при высоком углеродном эквиваленте и при быстром остывании после затвердевания. Остаточое напряжение в сварном шве может быть большим, чем предполагается, если в нем присутствуют такие неоднородности, как неполное расплавление, неполная глубина проплавления, захлесты, подрезы, шлаковые включения и пористость. Источником диффузионного водорода в сварных швах является, главным образом, влажность в самом сварном изделии и в воздухе.

Таким образом, холодное растрескивание можно предотвратить путем контролирования трех основных факторов ― низкой пластичности, остаточного напряжения и наличия диффузионного водорода.
Как избежать:
1. Произвести предварительный нагрев основного металла, чтобы замедлить остывание сварного шва. Это позволяет предотвратить охрупчивание сварного шва и удаляет из него растворенный водород.
2. Избежать неоднородностей сварного шва, чтобы не допустить концентрации напряжения.
3. Использовать низководородные сварочные материалы для минимизации содержания диффузного водорода в сварных швах.

3. Поры

Пористость сварочного шва. Пористость является одним из основных дефектов сварки, с которыми сталкиваются все сварщики при всех сварочных процессах. Пористость может быть вызвана загрязнением, плохой защитой ванны потоком сварочного газа, маслом, краской, сваркой несовместимых сплавов или даже ржавчиной и окислением металла. Поры могут различаться по размеру и, как правило, распределяются в случайном порядке по сварочному шву. Они могут находиться как внутри шва, так и на его поверхности.

Основные причины появления пористости связаны с ненадлежащим применением сварочных процессов, неправильным обращение со сварочными материалами, а также загрязнением поверхности основного металла. Для избежания пористости сварочных соединений необходимо соблюдать следующие требования.

1. Использование тщательно просушенных сварочных материалов.
2. Использование основных металлов, свободных от посторонних примесей.
3. Поддержание сварочного оборудования в хорошем рабочем состоянии.
4. Применение правильных технологий сварки.

Надеемся, эти краткие советы помогут сохранять производительность на должном уровне.

И помните, что правильный выбор сварочного оборудования и технологий сварки имеет большое влияние как на весь процесс сварки в целом, так и в отдельности на каждые его составляющие.