1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дефекты точечной сварки и причины их появления

Дефекты точечной и шовной сварки

Дефектными считаются сварные соединения (точка, стык, шов), а также детали и узлы, имеющие различные недостатки и изъяны. Скопление дефектов в одном соединении и детали приводит к браку. Дефекты могут быть исправимыми и неисправимыми. В технических условиях иногда указываются характер, количество и величина дефектов, допускаемых без исправления; перечисляются дефекты, которые разрешается исправлять, и рекомендуемые способы исправления. Детали или узлы с неисправимыми дефектами бракуются.

Качество соединений, выполненных контактной сваркой, проверяется без их разрушения практически лишь внешним осмотром и пробой на герметичность; эти способы контроля недостаточно надежны. Поэтому для получения изделий высокого качества большое значение имеют точная наладка и правильная эксплуатация контактных машин, выполнение при сварке заданного технологического режима и проверка качества поступающего на сварку металла. Все это может исключить образование дефектов.

При точечной и шовной сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: непровар, пережог, глубокие вмятины, трещины, выплески.
Непровар — наиболее серьезный и опасный дефект; при непроваре литое ядро точки отсутствует или имеет недопустимо малые размеры. При шовной сварке непровар может быть в том случае, если одна точка не перекрывает другую или величина перекрытия очень мала (при достаточных размерах литого ядра каждой отдельной точки).

Непровар может привести к разрушению всего изделия или узла, к появлению местных расслоений, при шовной сварке — к негерметичности соединения.
Непровар не всегда можно обнаружить при контроле сваренного узла; часто он выявляется при эксплуатации готового изделия; например, в бензобаке автомобиля, сваренном на шовной машине из двух штампованных половин, неплотности иногда обнаруживаются лишь после значительного пробега.

Неправильно определять непровар по внешним признакам, т. е. по отсутствию вмятин и недостаточной величине зоны цветов побежалости; по этим признакам можно только предполагать о его существовании. Точно установить непровар можно либо методами контроля без разрушения, либо разрушением точки или участка шва.
Непровар образуется вследствие недостаточного или не концентрированного нагрева, что происходит из-за нарушения режима: малого сварочного тока, чрезмерного усилия сжатия между электродами, недостаточного времени протекания тока и увеличившейся рабочей поверхности электродов.

Непровар возможен также при преждевременном приложении ковочного усилия (при сложном цикле сварки), случайном прикосновении электрода к какой-либо точке изделия (кроме, рабочей поверхности), малом шаге точек (в этом случае ток шунтируется через ранее поставленную соседнюю точку). Кроме того, непровар вызывается сильным внутренним выплеском, при котором в точке образуются пустоты и площадь сварного соединения уменьшается.

При шовной сварке непровар может быть следствием большой скорости перемещения изделия, превышающего допустимую норму падения напряжения в электрической сети и увеличения сопротивления сварочного контура из-за плохого состояния контактов (загрязнения, окисления, слабой затяжки).
Возможность образования непровара при точечной и шовной сварке устраняется правильным подбором указанных параметров режима и поддержанием их в течение сварки всей партии деталей.

Пережог и прожог — часто встречающиеся дефекты, которые можно обнаружить по внешним признакам: большой и глубокой вмятине, сильно окисленной поверхности точки или шва, иногда с губчатым строением. При пережоге, как правило, появляется большая зона цветов побежалости на поверхности детали. Иногда точка или участок шва как бы прорезаны по границе сварки. В точке может образоваться сквозное отверстие (свищ) и произойти наружный выплеск. При прожоге в детали под электродом получается отверстие, диаметр которого равен или даже несколько больше диаметра рабочей поверхности электрода или ширины рабочей части ролика. При этом металл детали наплавляется на электрод. В этом случае электрод необходимо зачистить или сменить.

Причины появления пережога и прожога следующие: чрезмерно большой сварочный ток и излишнее время его протекания, малое усилие сжатия между электродами и недостаточная величина их рабочей поверхности, малая скорость перемещения изделия при шовной сварке, загрязнения поверхностей свариваемых деталей и электродов.
Нередко прожоги образуются вследствие того, что точка или шов расположены слишком близко к кромкам деталей, когда детали неправильно собраны в углах и при больших зазорах в отбортовке. Несогласованность работы механизмов машины, например, включение сварочного тока до получения максимального усилия между электродами или снятие усилия до выключения тока, также приводит к прожогу.

Повышение напряжения в электрической сети, происходящее, как правило, в вечерней и ночной сменах, когда нагрузка резко уменьшается, может вызвать пережог, особенно, при шовной сварке.

Для предупреждения появления пережогов и прожогов необходимы правильный выбор и стабилизация основных параметров режима, систематический контроль состояния поверхности свариваемых деталей и их сборки. Перед началом смены или после перерывов в работе следует производить корректировку режима.
Глубокие вмятины в точках и шве уменьшают площадь сечения детали, вследствие чего снижается прочность сварного соединения. При очень большой глубине шва происходит прорезание его; этот дефект не подлежит исправлению. Допустимой следует считать глубину вмятины, которая составляет не более 10% толщины одной из деталей, входящих в соединение.

Читать еще:  Устройство зонтов над трубами вытяжной вентиляции в многоквартирном доме

Глубокие вмятины образуются вследствие больших величин сварочного тока и усилия сжатия между электродами. Односторонняя глубокая вмятина и острый гребешок с противоположной стороны точки могут образоваться при работе электродами с неравномерным износом, а так же при сварке деталей, собранных с зазорами.
Избежать появления глубоких вмятин можно путем тщательной подгонки электродов при их установке и заправке; при этой операции необходимо обеспечить соосность электродов и параллельность их рабочих поверхностей. Сварочный ток и усилие сжатия между электродами должны соответствовать механическим и физическим свойствам свариваемого металла.

Трещины — очень опасный дефект, так как они могут привести, особенно при динамической нагрузке, к разрыву основного металла на пограничном с дефектной точкой участке. В сварной точке трещины располагаются по окружности в радиальном направлении или пересекают ее; при шовной сварке трещины располагаются в поперечном и продольном направлениях в середине шва. Наружные трещины можно обнаружить невооруженным глазом или при помощи лупы; внутренние трещины выявляются неразрушающими способами контроля.

Причины появления трещин, в основном, те же, что и причины пережога. При сварке сталей с повышенным содержанием углерода и легированных сталей трещины возникают вследствие применения жестких режимов.

Сварка сталей, склонных к трещинообра-зованию, в большинстве случаев выполняется на мягких режимах, а также с применением сложных циклов, включающих предварительный нагрев кратковременными импульсами тока и термическую обработку после сварки.
Образования трещин можно избежать путем точного подбора и поддержания основных параметров режима: сварочного тока, времени протекания тока и усилия сжатия между электродами.

Выплески или выбрасывание из свариваемой точки части расплавленного металла ядра бывают наружными и внутренними; наружные выплески обычно сопровождаются сильным искрообразованием. В результате внутреннего выплеска уменьшается объем расплавленного ядра точки, следовательно, снижается ее прочность. При наружном выплеске увеличивается глубина вмятины, происходит сплавление электрода с металлом изделия и портятся поверхности точки и электрода.

Причина выплеска — неправильно выбранный режим: недостаточное усилие сжатия между электродами, большая величина тока и излишняя длительность протекания его. Нередко причиной выплесков бывает плохая очистка поверхностей свариваемых деталей, особенно, при сварке листовой горячекатаной стали или арматуры железобетона.
Гофры на поверхности свариваемого изделия (при хорошем качестве точек или шва) — дефект всего сварного соединения. Причина образования этого дефекта — неправильная последовательность постановки точек (например, от краев к середине). Не следует исправлять гофры постановкой дополнительных точек, так как в этих местах детали получатся прожоги и сквозные отверстия.

Для предупреждения образования гофров, складок и смещений деталей необходима рациональная последовательность сборки и сварки узла. Неравномерный провар — перегрев одной части точки и непровар другой ее части — возможен при рельефной сварке. Причинами возникновения этого дефекта являются различная высота выступов и неудовлетворительное состояние поверхностей контактных плит сварочного пресса. Для устранения причин образования этого дефекта необходим своевременный ремонт штампа, на котором изготовляются детали, и наладка контактных плит сварочного пресса.

Здесь рассмотрены основные и наиболее часто встречающиеся дефекты точечной и шовной сварки. Правильный выбор технологического процесса сварки, поддержание требуемого режима, хорошая подготовка поверхностей деталей и выполнение необходимой технологии сборки — все это, как правило, исключает возможность появления дефектов. Отдельные дефектные точки или очень небольшие участки шва могут появляться в результате случайных неполадок в работе узлов сварочной машины.

Дефекты контактной точечной сварки

При качественном исполнении, точечная сварка обладает высокой прочностью и способна обеспечить эксплуатацию изделия в течение длительного срока службы. При разрушениях конструкций, соединенных многоточечной многорядной точечной сваркой, разрушение происходит, как правило, по основному металлу, а не по сварным точкам.


Разрушение соединения по основному металлу

Качество сварки зависит от приобретенного опыта, который сводится в основном к выдерживанию необходимой продолжительности токового импульса на основании визуального наблюдения (по цвету) за сварной точкой.

Правильно выполненная сварная точка расположена по центру стыка, имеет оптимальный размер литого ядра, не содержит пор и включений, не имеет наружных и внутренних выплесков и трещин, не создает больших концентраций напряжения. При приложении усилия на разрыв, разрушение конструкции происходит не по литому ядру, а по основному металлу.

Дефекты точечной сварки подразделяются на три типа:

  • отклонения размеров литой зоны от оптимальных, смещение ядра относительно стыка деталей или положения электродов;
  • нарушение сплошности металла в зоне соединения;
  • изменение свойств (механических, антикоррозионных и др.) металла сварной точки или прилегающих к ней областей.
Читать еще:  Эксплуатация систем холодного и горячего водоснабжения многоквартирных домов

Наиболее опасным дефектом считается отсутствие литой зоны (непровар в виде «склейки»), при котором изделие может выдерживать нагрузку при невысокой статической нагрузке, но разрушается при действии переменной нагрузки и колебаниях температуры.

Прочность соединения оказывается сниженной и при больших вмятинах от электродов, разрывах и трещинах кромки нахлестки, выплеске металла. В результате выхода литой зоны на поверхность, снижаются антикоррозионные свойства изделий (если они были).

Непровар полный или частичный, недостаточные размеры литого ядра. Возможные причины: мал сварочный ток, слишком велико усилие сжатия, изношена рабочая поверхность электродов. Недостаточность сварочного тока может вызываться не только его малым значением во вторичном контуре машины, но и касанием электрода вертикальных стенок профиля или слишком близким расстоянием между сварными точками, приводящим к большому шунтирующему току.

Дефект обнаруживается внешним осмотром, приподниманием кромки деталей пробойником, ультразвуковыми и радиационными приборами для контроля качества сварки.

Наружные трещины. Причины: слишком большой сварочный ток, недостаточная сила сжатия, отсутствие усилия проковки, загрязненная поверхность деталей и/или электродов, приводящая к увеличению контактного сопротивления деталей и нарушению температурного режима сварки. Дефект можно обнаружить невооруженным глазом или с помощью лупы. Эффективна капиллярная диагностика.

Разрывы у кромок нахлестки. Причина этого дефекта обычно одна — сварная точка расположена слишком близко от края детали (недостаточна нахлестка). Обнаруживается внешним осмотром — через лупу или невооруженным глазом.

Глубокие вмятины от электрода. Возможные причины: слишком малый размер (диаметр или радиус) рабочей части электрода, чрезмерно большое ковочное усилие, неправильно установленные электроды, слишком большие размеры литой зоны. Последнее может являться следствием превышения сварочного тока или длительности импульса. Определяется внешним осмотром.

Внутренний выплеск (выход расплавленного металла в зазор между деталями). Причины: превышены допустимые значения тока или длительности сварочного импульса — образовалась слишком большая зона расплавленного металла. Мало усилие сжатия — не создался надежный уплотняющий пояс вокруг ядра или образовалась воздушная раковина в ядре, вызвавшая вытекание расплавленного металла в зазор. Неправильно (несоосно или с перекосом) установлены электроды.

Определяется методами ультразвукового или рентгенографического контроля или внешним осмотром (из-за выплеска может образоваться зазор между деталями).

Наружный выплеск (выход металла на поверхность детали). Возможные причины: включение токового импульса при несжатых электродах, слишком большое значение сварочного тока или продолжительности импульса, недостаточное усилие сжатия, перекос электродов относительно деталей, загрязнение поверхности металла. Две последние причины приводят к неравномерной плотности тока и расплавлению поверхности детали. Определяется внешним осмотром.

Внутренние трещины и раковины. Причины: слишком велики ток или продолжительность импульса. Загрязнена поверхность электродов или деталей. Мала сила сжатия. Отсутствует, опаздывает или недостаточно ковочное усилие. Усадочные раковины могут возникать во время охлаждения и кристаллизации металла. Чтобы воспрепятствовать их возникновению, необходимо повышать силу сжатия и применять проковывающее сжатие в момент охлаждения ядра. Дефекты обнаруживаются методами рентгенографического или ультразвукового контроля.

Смещение литого ядра или его неправильная форма. Возможные причины: неправильно установлены электроды, не очищена поверхность деталей. Дефекты обнаруживаются методами рентгенографического или ультразвукового контроля.

Прожог. Причины: наличие зазора в собранных деталях, загрязнение поверхности деталей или электродов, отсутствие или малое усилие сжатия электродов во время токового импульса. Во избежание прожогов ток должен подаваться только после приложения полного усилия сжатия. Определяется внешним осмотром.

Исправление дефектов. Способ исправления дефектов зависит от их характера. Самым простым является повторная точечная или иная сварка. Дефектное место рекомендуется вырезать или высверлить.При невозможности сварки (из-за нежелательности или недопустимости нагрева детали), вместо дефектной сварной точки можно поставить заклепку, высверлив место сварки. Применяются и другие способы исправления — зачистка поверхности в случае наружных выплесков, термическая обработка для снятия напряжений, правка и проковка при деформации всего изделия.

ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ СВАРКИ

Отклонения швов по высоте и ширине является одним из самых распространенных изъянов в сварочной работе. Несоответствие швов предусмотренным нормам является результатом небрежной подготовки кромок сварных соединений. Это приводит к тому, что расстояние между кромками разное и его необходимо заполнить наплавленным металлом. Параметры шва могут меняться из-за неравномерного перемещения электрода по всей свариваемой площади, невыполнения установленных правил процесса сварки. Швы и само сварное соединение в этом случае будут неровными и непрочными.

Трещины могут возникать как в основном металле, так и в сварочном. Они вызваны непроварами, кристаллизацией металла в процессе сварки, напряжением, возникшим из-за несоблюдения температурного режима и слишком быстрого охлаждения деталей, изменением структуры металла в ходе сварочных работ, повышенным содержанием фосфора, серы и пр.

Читать еще:  Аргонодуговая сварка стали 09г2с

Сварное соединение может содержать поры, заполненные газом округлые полости, которые возникают, когда поглощенный металлом водород, в результате нарушений в работе с горелкой, не успевает выделиться наружу и образует в металле газовые пузырьки. Поводом к появлению пор может стать влажное электродное покрытие, несоответствие химических составов сварных соединений, незачищенные края свариваемых металлов, наличие шлаков. Если в шве имеются поры, то конструкция не прослужит долго, будет уязвима для влияния окружающих факторов. С целью выявления пор используют проверку с помощью давления воды, смазыванием керосином, рентгеновскими лучами.

Подрезы представляют собой углубление по линии сварного соединения, спаивающего основной металл и наплавленный. Появляются из-за применения слишком большого тока или мощного сварочного устройства.

Непровар возникает, когда кромки многослойного сварного шва, соединяющего наплавленный и основной металлы, не полностью расплавились, вследствие недостаточной зачистки металлов от ржавчины, окалины, недостаточной мощности, неправильного выбора температуры сварочного аппарата, слишком высокой скорости сварки. Такое изделие становится непрочным, легко подверженным внешним воздействиям, ударам и деформациям.

Наплыв на сварном соединении образуется, если плавление электрода происходит слишком быстро, и жидкий металл натекает на недостаточно прогретый основной металл. Бывают случаи, когда наплывы сопровождаются непроварами, поэтому следует проверить участок и на наличие последних.

Свищи представляют собой дефект сварки углубления в виде воронки. Это сквозные поры, вызванные выделением газа, они видны при внешнем осмотре.

Шлаковые включения появляются при недостаточной очистке краев шва от грязи, напылений, отложений, ржавчины. Из технических причин возникновения шлаковых вкраплений выделяют сварку электродом с несоблюдением угла его наклона, мощности горелки, при слабом токе. Для выявления участков с подобным дефектом используют просвечивание рентгеновскими лучами или ультразвуком, магнитографическими приборами.

Кратеры, а именно незаплавленные углубления в шве, образуются, если сварка спонтанно прекращается. В таких местах существует высокая вероятность образования трещин, поэтому сварку нельзя прекращать внезапно.

Перегрев металла является изъяном микроструктуры сварного соединения, вызванным сваркой на большой мощности. Строение такого металла крупнозернистое, что влечет за собой его хрупкость и ломкость.

Пережог металла возникает, если в пламени не хватает кислорода, характеризуется наличием окислительных зерен в металле. Последствием пережога считается хрупкость металла, такой изъян не устраняется.Вернуться к оглавлению

6)Основные наружные дефекты швов сварных соединений, выполненных точечной сваркой:

· наружные трещины (рис. 1);

· выход на поверхность литой структуры;

· разрыв металла у кромки соединения;

· поверхностное нарушение сплошности металла во вмятине от электрода;

· чрезмерная вмятина и неправильная форма вмятины от электродов;

· темная поверхность сварных точек.

Образованию этих дефектов контактной сварки способствуют:

· большая величина или длительность импульса сварочного тока;

· малое усилие сжатия электродов или отсутствие его;

· плохая подготовка поверхностей свариваемых деталей;

· малое ковочное усилие;

· позднее приложение последнего;

· недостаточное охлаждение электродов;

· неисправное сварочное оборудование;

· неправильная форма контактных поверхностей электродов;

· большие натяги деталей при сварке и в процессе правки;

· неверное установление электродов и т.д.;

· близость сварной точки к краю соединения;

· малая величина нахлестки и др.;

· небольшой размер рабочей поверхности электродов;

· перекос деталей или электродов;

· износ рабочей поверхности электродов;

· перекос свариваемых электродов конструкции.

7)Основные внутренние дефекты точечной контактной сварки:

· непровар (рис. 2) — отсутствие взаимной литой зоны соединяемых элементов сварной конструкции

· внутренние трещины, поры и раковины;

· внутренний выплеск металла (рис. 16.] 4);

· несимметричное расположение ядра точки;

· чрезмерное проплавление — проплавление >80 % толщины свариваемого листа.

Причины, по которым образуются внутренние дефекты контактной сварки:

· недостаточная величина или импульс сварочного тока;

· большое усилие сжатия электродов;

· шунтирование сварочного тока;

· увеличение рабочей поверхности электродов;

· нестабильность контактного сопротивления, вызванная плохой подготовкой поверхностей деталей;

· большой плакирующий слой;

· раннее приложение ковочного усилия;

· малое усилие сжатия электродов;

· малое ковочное усилие;

· запаздывание включения ковочного усилия;

· большой сварочный ток;

· продолжительное время сварки;

· большое контактное сопротивление деталей;

· плохая зачистка электродов;

· большая величина сварочного тока или его импульса;

· плохая подготовка поверхностей деталей;

· малое усилие сжатия электродов;

· перекос свариваемых элементов конструкции;

· смешение сварной точки к краю нахлестки;

· неправильный подбор размеров контактных поверхностей электродов;

· сварка различных по химическому составу материалов;

Источники:

http://www.drevniymir.ru/dug57.html
http://mylektsii.ru/9-3302.html
http://megaobuchalka.ru/9/802.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector