Анализ дефектов сварочных швов и способы их устранения

1.

Бойков Алексей
Ратов Максим
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // ВВЕДЕНИЕ
Введение: Классификация и
значение качества сварочных
швов
Качество сварного шва определяет надежность и
долговечность всей конструкции.
Классификация дефектов: Наружные (видимые на
поверхности) и внутренние (скрытые в массиве
металла).
Значение контроля: Предотвращение разрушения
металлических конструкций под рабочими
нагрузками.
Нормативная база: Оценка качества производится в
строгом соответствии с ГОСТ и международными
стандартами.
ЭТАЛОН СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Равномерное формирование чешуйчатости и
полное проплавление без наружных
дефектов.

2.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Наружные дефекты: Подрезы, наплывы и прожоги
Нарушения геометрии шва снижают его механическую прочность и вызывают концентрацию напряжений.
ДЕФЕКТ 01
ДЕФЕКТ 02
ДЕФЕКТ 03
Подрезы
Наплывы
Прожоги
Углубления по краям шва в основном
металле. Возникают из-за завышенного
сварочного тока.
Натекание жидкого металла на
холодный основной металл без
сплавления с ним. Причина —
медленная скорость сварки.
Сквозные отверстия в шве, образующиеся
при избыточном тепловложении или
слишком большом зазоре между
кромками.

3.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Наружные дефекты: Трещины и незаваренные кратеры
Трещины — наиболее опасный вид дефектов, требующий немедленного устранения.
ДЕФЕКТ 01
ДЕФЕКТ 02
ДЕФЕКТ 03
Горячие трещины
Холодные трещины
Незаваренные кратеры
Появляются в процессе
кристаллизации металла шва при
высоких температурах.
Образуются после охлаждения шва
из-за высоких внутренних
напряжений или водородного
охрупчивания.
Углубления, остающиеся в конце
шва при резком обрыве дуги. Они
ослабляют рабочее сечение и часто
становятся очагом образования
трещин.

4.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Внутренние дефекты: Поры и газовые раковины
01 // МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ
Поры возникают из-за газов (водород, азот, оксид
углерода), которые не успевают выйти из сварочной
ванны до момента кристаллизации металла.
02 // ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ
Наличие влаги на электродах или флюсе, плохая газовая
защита зоны сварки, а также ржавчина, краска или
масло на свариваемых кромках.
ВЛИЯНИЕ НА СОЕДИНЕНИЕ
03 // ФОРМА ДЕФЕКТОВ
Газовые включения уменьшают рабочее сечение
сварного соединения и нарушают его
герметичность.
Могут быть одиночными, групповыми или образовывать
цепочки.

5.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Внутренние дефекты: Шлаковые включения и непровары
ВНИМАНИЕ: Непровар корня шва критически снижает несущую способность соединения.
Виды дефектов
Шлаковые включения: Остатки шлака внутри
металла шва. Возникают из-за плохой очистки
предыдущих валиков при многопроходной сварке.
Непровар: Местное отсутствие сплавления между
свариваемыми деталями или между отдельными
слоями шва.
Причины непровара
ТЕХНИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ // МАКРОШЛИФ СТЫКОВОГО ШВА
Иллюстрация непровара корня шва, зазора и зоны
термического влияния (HAZ).
Недостаточный сварочный ток
Высокая скорость ведения дуги
Малый угол скоса кромок
Смещение электрода от оси стыка

6.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Методы неразрушающего контроля сварных
соединений
Неразрушающий контроль позволяет выявить скрытые дефекты без повреждения готовой детали.
ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕТОД 01
ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕТОД 02
Ультразвуковая
дефектоскопия
Рентгенографический
снимок
Замер прохождения акустических
волн через толщу металлического
шва.
Фиксация внутренних пор и
непроваров на снимке высокой
точности.
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Визуально-измерительный контроль (ВИК):
Базовый метод для выявления наружных дефектов
с помощью луп и шаблонов.
Ультразвуковой контроль (УЗК): Использование
звуковых волн высокой частоты для обнаружения
непроваров и трещин.
Рентгенографический контроль (РК):
Просвечивание шва рентгеновскими лучами для
получения точного снимка пор и включений.
Капиллярная дефектоскопия: Выявление
микротрещин на поверхности с помощью
проникающих жидкостей.

7.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Методы разрушающего контроля и механические испытания
Механические испытания образцов подтверждают соответствие характеристик шва нормативным требованиям.
Цель: Проверка прочности, пластичности и структуры металла шва на специальных контрольных образцах.
01 / МЕХАНИКА
02 / МЕТАЛЛОГРАФИЯ
Испытания на прочность и
деформацию
Структурный анализ металла
Силовое нагружение контрольных
образцов на разрывных машинах.
• Испытание на растяжение: Определяет предел
прочности и текучести сварного соединения.
• Испытание на изгиб: Оценивает пластичность
металла шва и способность выдерживать деформации.
Исследование микрошлифов зон
BM, HAZ и FZ под микроскопом.
• Макро- и микроструктурный анализ: Изучение
строения металла на шлифах под микроскопом для
оценки качества сплавления.

8.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Технологии устранения и выборки выявленных дефектов
Выявленные недопустимые дефекты подлежат обязательному удалению и последующей заварке.
Локализация
01
Точное определение границ дефекта по результатам
дефектоскопии.
Механическая выборка
02
Удаление дефектного участка с помощью угловых шлифовальных
машин (УШМ) или фрез до появления здорового металла.
Воздушно-дуговая строжка
03
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ
Удаление дефекта выполняется до полного появления
здорового металла с формированием плавных переходов в
зоне заварки.
Применяется для быстрого удаления больших объемов
дефектного металла с последующей механической
зачисткой.
Повторная сварка
04
Заварка подготовленного участка с обязательным
повторным проведением неразрушающего контроля.

9.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Профилактика: Настройка сварочного режима и подготовка металла
Тщательная подготовка и правильный режим — залог бездефектного сварного шва.
ЭТАП 01
ЭТАП 02
Подготовка поверхности
Очистка кромок от ржавчины, окалины, влаги и
масляных пятен на ширину не менее 20 мм от
стыка.
Подготовка материалов
Обязательная сушка и прокалка сварочных
электродов и флюсов перед применением.
ЭТАП 03
ЭТАП 04
Соблюдение режимов
Строгое соответствие силы тока, напряжения на
дуге и скорости сварки требованиям
технологической карты.
Защита от сквозняков
Обеспечение стабильности газовой защиты в зоне
сварки.
КОНТРОЛЬ ПОДГОТОВКИ СТЫКА
Правильная разделка кромок и чистота поверхности металла
непосредственно перед сваркой минимизируют риск
образования пор, шлаковых включений и непроваров.

10.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ // КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
Заключение: Главные правила предотвращения дефектов
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД
Системный подход к технологии сварки исключает появление брака и гарантирует надежность.
01 // ПОДГОТОВКА
02 // РЕЖИМ
Качественная подготовка
Оптимальный режим
Чистый металл и сухие сварочные материалы.
Точный подбор силы тока и скорости ведения
дуги.
03 // КВАЛИФИКАЦИЯ
04 // КОНТРОЛЬ
Квалификация
Своевременный контроль
Соблюдение техники сварки, правильный угол
наклона электрода и длина дуги.
Проверка качества после каждого прохода
(очистка шлака) и итоговая дефектоскопия
готового изделия.