Дефекты сварных швов: разновидности, причины образования, методы выявления и контроля

Сварные швы это неотъемлемая часть в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности, где требуется надежное соединение металлических деталей. Однако качество сварного соединения напрямую зависит от множества факторов, включая квалификацию сварщика, используемые материалы и условия работы. В процессе сварки могут возникать дефекты, которые снижают прочность соединения и способствуют его разрушению. Поэтому на всех стадиях производства важен контроль сварных швов.

Разновидности дефектов сварных швов

1. Непровар – это изъян, при котором сварной шов не проникает вглубь соединения, оставляя зазоры между свариваемыми деталями. Это приводит к снижению прочности шва и может стать причиной разрушения конструкции.
2. Поры и раковины – вызываются захватом газа или воздуха в процессе сварочных работ. Поры представляют собой небольшие пустоты внутри металла, тогда как раковины – это крупные углубления на поверхности шва.
3. Трещины – один из самых опасных дефектов, возникающий из-за чрезмерных внутренних напряжений в металле. Трещины могут быть как поверхностными, так и внутренними, и они существенно ослабляют соединение.
4. Наплывы – это излишки, которые образуются, когда расплавленный металл стекает с места сварки и не сливается с основным материалом.
5. Шлаковые включения – результат попадания остатков шлака в металл во время сварки. Шлак остается внутри после затвердевания и существенно снижает качество шва.
6. Неправильная форма шва – это один из недостатков, при котором шов получается асимметричным, имеет неровную поверхность или неравномерную ширину. Такой шов может быть слабым и подвержен разрушению при нагрузке.

Причины образования дефектов

1. Нарушение технологии сварки. Неправильный выбор режима (скорость, ток, напряжение) или некачественная подготовка поверхности могут привести к появлению брака.
2. Низкое качество расходных материалов. Использование некачественных электродов, проволоки или защитных газов приводит к таким изъянам, как поры и шлаковые включения.
3. Недостаточная квалификация сварщика. Ошибки в технике выполнения работ, например, слишком быстрое или медленное ведение дуги, неправильный угол наклона электрода, приводят к образованию трещин, наплывов и других недостатков.
4. Нарушение условий сварки. Влияние окружающей среды, например, чрезмерная влажность, сквозняки или низкая температура, может привести к образованию пор или трещин.
5. Структурные изменения в металле. В процессе сваривания металл подвергается термическим воздействиям, что приводит к внутренним напряжениям и появлению трещин.

Методы дефектоскопии

1. Визуальный осмотр. Один из самых простых и быстрых методов, который позволяет обнаружить внешние недостатки, такие как трещины, наплывы, поры и неправильную форму шва.
2. Ультразвуковой контроль. Этот метод позволяет выявить внутренние повреждения, такие как непровар, трещины и шлаковые включения. Ультразвуковые волны проникают через металл и отражаются от границ дефектов, что фиксируется специальными приборами.
3. Рентгенографический контроль. Метод позволяет получать изображение внутренней структуры сварного шва и выявлять такие поры, раковины, шлаковые включения и непровар.
4. Магнитопорошковый контроль. Применяется для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов. На поверхность шва наносится магнитный порошок, который скапливается в местах неровностей.
5. Капиллярный контроль. Используется для обнаружения трещин и других поверхностных нарушений. Специальная проникающая жидкость наносится на шов, и затем её излишки удаляются. Жидкость заполняет трещины, что делает их видимыми при ультрафиолетовом освещении.