ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ СВАРКИ

Дефекты сварки появляются в результате нарушения тех­нологии процесса, низкой квалификации сварщика, плохой 4 подготовки свариваемых кромок, некачественной оборки под сварку и др. В случае появления дефектов, их удаляют, де­фектные места заваривают. Дефекты сварных швов бывают внешние и внутренние.

Внешние дефекты — несоответствие геометрических раз­меров шва или наплавки установленным, подрезы, про­плавы, наплывы, внешняя пористость, шлаковые включения и трещины, выходящие на поверхность шва, незаваренные кра — . теры и глубокая чешуйчатость на поверхности шва.

Внутренние дефекты — непровары, несплавления, поры, внутренние трещины, шлаковые включения, полости и кана­лы гидродинамического происхождения, включения вольф­рама и др.

Несоответствие геометрических размеров шва образуется при нарушении режимов сварки. Подрезы в сварных швах появляются в результате чрезмерно большой скорости сварки, а проплавы — при низкой скорости и излишне большом сва-

image65

Рис. 7.1. Схема расположения сил в сварочной ванне

рочном’токе. Наплывы наблюдаются при сварке на спуск или на подъем с повышенной скоростью подачи электродной проволоки.

Главной причиной образования пор является высокая влажность защитных газов и окружающего дугу воздуха. Кроме того, поры, шлаковые включения и трещины возникают из-за неправильно выбранных и влажных сварочных матери­алов, низкой квалификации сварщика, плохого качества сва­риваемого металла, неправильных режимов сварки и др. В сварных швах помимо названных дефектов в результате на­рушения гидродинамического равновесия в сварочной ванне могут образовываться полости и каналы значительных раз­меров.

Процессы, протекающие в сварочной ванне, определяют характер кристаллизации металла, оказывающей решающее влияние на свойства и качество сварных швов. Дуга, воздей­ствуя на поверхность сварочной ванны, создает в расплавлен­ном металле силу Р’м (рис. 7.1), которая перемещает слой ме­талла из кратерной части по дну ванны вдоль поверхности кристаллизации в хвостовую ее часть.

Вначале объем ванны незначительный, и составляющая веса металла Рв, поступающего в хвостовую часть ванны, меньше силы Рм, наведенной в металле ванны давлением дуги, т. е. Рм > Рв Под действием разности сил Р’к — Р’й— ДР металл ванны вытесняется в хвостовую часть до наступления равенства Рм = Рв, а затем до условия, когда Р„ станет мень­ше РІ,.

Ранее вытесненный металл под дей­ствием разности сил ЛР стекает из хво­стовой части ванны в головную до на­ступления равенства РЙ=Рв и т. д. Та­ким образом, изменение силы Р’я вокруг некоторой точки О под действием давле­ние 7 2 Диаграмма ния дуги вызывает вдоль фронта кри — колебаний металла в сталлизации незатухающие гармониче — хвостовой части ванны Ские колебания (рис. 7.2) прилегающего ко дну ванны слоя расплавленного ме­талла по закону:

image66х — A sin (cot + ф0),

где А — амплитуда колебания; со — круговая частота; t — время; фо— начальная фаза.

Частота колебаний перемещающегося в хвостовую-часть слоя металла составит

v = 4 V(P* — ^т) g sin а/(Рд — Н),

где Рд— давление дуги; Рт — сила трения в расплавленном металле сварочной ванны; g — сила тяготения; а — угол подъема хвостовой части ванны; Н — сумма высоты усиления и глубины провара шва.

Для устойчивого процесса сварки с хорошим формировани­ем шва режим сварки и скорость движения металла в донной части ванны должны быть согласованы. Нарушение этого ус­ловия приводит к отрыву расплавленного металла от донной части ванны, разрыву сплошности и образованию полостей. В дальнейшем металл в полости испаряется, увеличивая ее в размерах.

На образование полостей оказывают влияние свойства свариваемого металла, сила сварочного тока, диаметр электрод­ной проволоки, угол наклона свариваемого металла и электрод­ной проволоки, скорость сварки, напряжение на дуге и т. д. Так, чем меньше плотность свариваемого металла, тем боль­ше вероятность образования в швах полостей.

Предварительный подогрев свариваемого металла, умень­шение скорости сварки и увеличение напряжения на дуге смещают начало образования полостей в сторону больших значений сварочного тока. Таким образом, увеличение глу­бины проплавления и повышение производительности процес­са сварки ограничены параметрами режима сварки.

Дальнейшего улучшения параметров режима сварки и увеличения этим глубины проплавления и производитель­
ности процесса без образования в сварных швах полостей и других дефектов можно достигнуть уменьшением амплитуды колебаний металла в сварочной ванне за счет создания им­пульсного или статического давления на хвостовую часть ван­ны с помощью второго электрода, газового потока или маг­нитного потока, а также изменением формы ванны сваркой расщепленным электродом или электродной проволокой боль­шего диаметра.