Дефекты стыковой сварки

При стыковой сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: пережог и перегрев металла в стыке, непровар, подгар и подплавление деталей вне зоны сварки, трещины, смещения осей деталей, искривление соединения, отклонение размера длины сваренного изделия от заданного чертежом. Пережог и перегрев стыка выявляются внешним осмотром, эти дефекты имеют следующие признаки: в выдавленном при осадке металле много трещин с окисленной поверхностью, раковины и поры на поверхности стыка. Если стык перегрет, то при разрушении его обнаруживается в стыке крупное зерно. При пережоге в изломе стыка обнаруживается большое количество окисных включений.

Причины перегрева и пережога стыков: слишком большая величина сварочного тока и большая длительность сварки, а следовательно, слишком малая скорость оплавления, чрезмерная длительность предварительного нагрева (например, при сварке оплавлением с подогревом), малое усилие осадки и непараллельность торцовых поверхностей деталей.

Прочность сварного соединения, выполненного с перегревом, низкая; этот дефект до некоторой степени можно исправить отжигом или нормализацией. Стыки с частичным или сплошным пережогом исправить нельзя, поэтому изделия с такими дефектами бракуются.

Причины непровара: недостаточный нагрев концов свариваемых деталей вследствие плохих контактов во вторичном контуре, загрязнения рабочих поверхностей электродов (губок) и деталей; малая величина сварочного тока и продолжительность сварки; большое (или, наоборот, слишком малое) усилие осадки; большая скорость оплавления; несвоевременное (до начала осадки) выключение тока из-за неправильной установки выключающего устройства. Значительная толщина слоя грязи, ржавчины и окалины может стать препятствием для возбуждения процесса оплавления; в этом случае сварка не произойдет.

Во избежание образования непровара необходимо правильно подбирать параметры режима, не допускать сварки грязных заготовок и систематически очищать электроды машины.

Подгар и подплавление — это дефекты, появляющиеся на поверхности деталей, в пределах зоны соприкосновения их с электродами (губками). Глубина подгаров и подплавлений иногда настолько значительна, что детали бракуются, так как механической обработкой устранить их нельзя. Указанные дефекты можно обнаружить при внешнем осмотре невооруженным глазом.

Подгары и подплавления происходят в результате загрязнения поверхностей свариваемых деталей и электродов, попадания частиц грата, шлака или окалины между деталью и электродом, малой контактной поверхности электродов, недостаточного усилия зажатия, перекоса детали при установке ее на электрод. Подгар и подплавление возможны также при несоответствии формы и размеров электродов форме и размерам деталей, при низких тепло-электрических свойствах материала электродов и плохом их охлаждении.

Для предупреждения появления описанных дефектов необходимо в процессе сварки систематически очищать детали и электроды. Трещины в стыке и прилегающей к нему зоне, обычно, образуются на поверхности детали и располагаются в продольном направлении. Поверхностные трещины обнаруживаются при внешнем осмотре, а внутренние — неразрушающими способами контроля.

Трещины возникают при быстром охлаждении изделий после сварки и неправильно выбранном режиме: большом усилии осадки и малом припуске на осадку под током, большой величине сварочного тока и недостаточной продолжительности его протекания, малой установочной длине.

На возникновение в стыке трещин влияют как режим сварки, так и свойства свариваемого металла. Трещинообразованию способствует повышенное содержание в сталях углерода, серы и фосфора. К образованию трещин склонны конструкционные легированные стали (например, хромистые или типа ХГС), особенно при сварке без предварительного подогрева.
Стали, у которых резко снижается пластичность при высокой температуре нагрева, обладают повышенной склонностью к тре-щинообразованию при изменении параметров режима.

Чтобы при сварке в стыке не появлялись трещины, необходимо точно подбирать и проверять заданный режим.

Смещение осей свариваемых деталей является дефектом в тех случаях, когда изделие после сварки должно подвергаться механической, обработке. Допускается смещение осей деталей в зависимости от диаметра и толщины их в пределах 0,5—1,5 мм. В некоторых случаях возможно увеличение допуска, например, при сварке арматуры железобетона или заготовок, имеющих большие припуски на обработку.

Основная причина смещения поверхностей свариваемых деталей заключается в износе и слабом креплении направляющих плит и зажимных устройств стыковой машины. Смещение осей деталей неизбежно при очень больших усилиях осадки на стыковой машине, когда жесткость станины этой машины недостаточна. Кроме того, оси могут сместиться вследствие кривизны заготовок, а также перегрева концов деталей, которые выступают из электродов. Если в электродах (губках) отсутствуют центрирующие ручьи или канавки, то это также может привести к смещению осей.

Отклонения размеров длины сваренного изделия от чертежных являются дефектом, часто неисправимым. Допуски по длине не устанавливаются, когда стыковая сварка, например, применяется для использования отходов стального прутка, полосы и листа или при сварке заготовки, разрезаемой в дальнейшем на много частей.
При стыковой сварке без применения упоров возможны отклонения размеров длины сваренного изделия в пределах 1—2 мм. Проскальзывание деталей при сварке вследствие недостаточного усилия зажатия электродов — основная причина возникновения указанного дефекта.

Упоры, установленные на машине или предусмотренные конструкцией электродов, исключают возможность появления этого дефекта или позволяют получить длину свариваемого изделия в пределах допусков, установленных техническими условиями.