Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка по М и ТКМ (сварка).doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
1.98 Mб
Скачать

Характеристика дефектов сварных швов и методы их устранения

Вид дефекта, его характеристика

Причины появления дефекта и способы его обнаружения

Оценка дефекта, методы его предупреждения

и устранения

Наплыв - натек излишне расплавленного металла на основной.

Большой сварочный ток и малая скорость сварки. Смещение электрода с оси разделки кромок. Сварка длинной дугой.

Обнаруживается внешним осмотром.

Часто сопровождается непроваром основного метал­ла.

Необходимо правильно выбирать режим сварки, пространственное положение шва, не допускать сварку длинной дугой, точно вести электрод по оси разделки кромок.

Устраняется путем снятия части усиления сварного шва в месте наплыва.

Непровар или несплавление, местное несплавление основного и наплавленного металла или отдельных валиков между собой при сварке многослойного шва

Недостаточная величина сварочного тока, большая скорость сварки, большая длина дуги, малый угол раскрытия кромок, смещение и перекос свариваемых элементов, малая величина зазора, большой диа­метр электрода, маг­нитное дутье при сварке, плохая зачист­ка кромок изделия, плохое удаление шла­ка при сварке много­слойного шва, непра­вильная техника сва­рки.

Обнаруживается просвечиванием рент­геновским и гамма-лучами, магнитным, ультразвуковым, металлографическим и другими методами контроля.

Сильно снижает проч­ность сварного соединения, а следовательно, является недопустимым дефектом.

Способы предупреждения непровара вытекают из ана­лиза причин, вызвавших его появление.

Устранение путем выруб­ки дефектного места с по­следующей его заваркой.

Подрез - утонение основного металла в месте перехода к наплавленному металлу.

Чрезмерно большая сила тока, не соответ­ствующая скорости сварки, неравномерное перемещение электрода, сварки длинной дугой.

Обнаруживается внешним осмотром.

Дефект недопустим, соз­дает концентрацию напря­жения.

Необходимо правильно выбирать режим и технику сварки швов.

Устраняется путем зачист­ки дефектного места и по­вторной подварки.

Прожог-сквозное проплавление основного металла с образованием подтеков и свищей.

Большая величина сварочного тока при малой скорости свар­ки, большой зазор; малая величина при­тупления кромок.

Дефект недопустим.

Необходимо правильно выбирать режим сварки, правильно производить раз­делку кромок и выдержи­вать зазоры при сборке.

Устраняется путем выруб­ки дефектного места и по­вторной подварки его.

Поры:

внутренние - близкие к сферической форме, замкнутые полости в металле шва;

поверхностные - отличаются от внут­ренних тем, что их полости сообщаются с атмосферой.

Наличие в расплав­ленном металле сва­рочной ванны газов: водорода, азота, оки­си углерода, погло­щенных из зоны дуги или образовавшихся в процессе химических реакций и не успев­ших выделиться при быстром охлаждении шва.

Обнаруживаются внешним осмотром и дефектоскопией.

Наличие пор уменьшает полезное сечение шва и при­водит к концентрации на­пряжения, а следовательно, снижает прочность шва при статических и особенно ди­намических нагрузках.

Необходимо сварку вести в условиях хорошей газовой и шлаковой защиты; хоро­шо защищать кромки изде­лия; вести сварку короткой дугой.

Дефектные места выруба­ются и завариваются вновь.

Шлаковые включе­ния - полости в ме­талле шва, заполнен­ные твердыми неме­таллическими веществами.

Быстрое охлажде­ние металла шва, за­трудняющее всплывание шлака на поверх­ность;

тугоплавкость, повышенная вязкость или большой удель­ный вес шлаков элек­тродных покрытий и флюсов;

неудовлетво­рительная зачистка кромок или отдель­ных валиков наплав­ленного металла при сварке многослойных швов и т.д.

Обнаруживается дефектоскопией.

Оценка, способы предуп­реждения и методы устра­нения аналогичны приведен­ным для пор.

Трещины (горячие и холодные).

Временные и оста­точные напряжения при сварке;

структур­ные превращения в зоне термического влияния при сварке закаливающихся ста­лей; повышенное со­держание углерода, водорода, серы и фосфора в металле;

не­правильная техника сварки; наличие де­фектов сварки (поры шлаковые включения, подрезы, кратеры и т д.)

Трещины - наиболее опасный и поэтому недопу­стимый дефект сварного со­единения.

Предупреждаются приме­нением электродов с покры­тием основного типа, подо­гревом металла перед свар­кой, многослойной сваркой, снижением углерода, серы и фосфора в металле шва, прокаливанием электродов, очисткой кромок от ржав­чины

2. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

  1. Микроскоп.

  2. Прибор для испытания на твердость.

  3. Набор шлифов для исследования микроструктуры и макроструктуры.

  4. Реактивы.

5. Плакаты: диаграмма состояния; фотографии микроструктуры; схемы изображения макроструктуры и дефектов сварных швов.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

  1. Изучить и описать микроструктуру сварного шва.

  2. То же околошовной зоны.

  3. Определить твердость металла шва, околошовной зоны и основного металла. Построить графики распределения твердости металла в зоне сварки сталей различного химического состава.

  1. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

  1. Описание и схематическое изображение микрострукту­ры металла шва и околошовной зоны.

  2. Графики изменения твердости и зоне дуговой наплавки на стали марок Ст. 3 и 40Х.

  1. Эскизы и описание дефектов сварных швов.

РАБОТА № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ НАПЛАВКЕ ВАЛИКА НА КРОМКУ ПЛАСТИНЫ

Цель - ознакомиться с некоторыми способами измерения сварочных деформаций; изучить характер распределения ос­таточных продольных деформаций по ширине пластины по­сле наплавки валика на кромку и характер изменения де­формаций изгиба по времени в процессе наплавки валика на кромку пластины.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основной причиной возникновения напряжений и дефор­мации в сварных элементах конструкций является неравно­мерный нагрев этих элементов в направлении вдоль и попе­рек шва и тепловое расширение металла.

В толстостенных конструкциях на образование на­пряжений при сварке влияет также неравномерный нагрев по толщине.

При наплавке валика на кромку пластины наиболее на­гретыми являются шов и участки металла, непосредственно приле­гающие к шву. На противоположной от шва стороне пласти­ны температура в процессе сварки при достаточной их ширине незначительно отличается от температуры окру­жающей среды.

Если выделить некоторый наиболее нагретый участок пластины, считая, что средняя температура нагрева по шири­не этого участка Т, то при отсутствии связи с менее нагре­тым участком пластины он получил бы удлинение

, (32)

где - приращение длины наиболее нагретого участка при свободном деформировании, мм; - коэффициент температурного расширения, 1/град; - первоначальная длина пластины, мм; - средняя температура нагрева по ширине выделен­ного участка, град.

Рис. 20. Образование остаточных напряжений

В действительности нагретый участок пластины связан с остальной частью пластины и, стремясь расшириться в соот­ветствии с температурой нагрева, вызывает растяжение в ме­нее нагретой части. Одновременно сам нагретый участок ис­пытывает сжатие (рис. 20).

Растягивающие усилия приложены к пла­стине эксцентрично, что приводит к возникновению при на­греве временных деформаций изгиба, величина которых за­висит от жесткости пластины и ширины нагретого участка.

Прогиб пластины, а также деформации и напряжения в ней в процессе нагрева и охлаждения непрерывно изменяются во времени и поэтому называются временными.

Противодействие расширению со стороны более холодных участков металла вызывает при нагреве в зоне высоких тем­ператур образование не только упругих ( ), но и пластиче­ских ( ) деформаций укорочения.

При остывании после свар­ки слои металла, получившие при нагреве пластические де­формации укорочения ( ), стремятся сократиться на вели­чину этих деформаций, чему препятствуют соседние участки, не получившие при нагреве пластического укорочения.

В результате этого после остывания пластина приобрета­ет прогиб, обратный тому, который имел место при нагреве пластины, и в зоне сварного шва возникают напряжения рас­тяжения, а в периферийных участках - напряжения сжатия.

Этот прогиб, возникающий после полного остывания пла­стины, а также соответствующие ему деформации волокон и напряжения остаются неизменными во времени и называют­ся остаточными.

Исследование продольных деформаций и прогиба осуществляется на пластине имеющую длину 450 мм, ширину 100 мм и толщину 10 мм. На торцевых поверхностях пластины через каждые 10 мм наносятся базы, длину которых в процессе эксперимента определяют с помощью индикатора. Схема измерения продольных деформаций и прогиба представлены на рис. 21.

Рис. 21. Схема проведения эксперимента

а) измерения продольных деформаций, б) прогиба