Дефекты формы шва

Одним из опаснейших и довольно распространенным внешним дефектом сварного соединения является подрез (см. рис. 5.7,а). Подрезом называют ост-рое углубленне в основном металле вдоль границы сварного шва. Подрез вызы-вает уменьшение рабочего сечения металла и приводит к резкой концентрации напряжений. Для конструкций, работающих на переменные нагрузки, подрез может быть инициатором образования трещин, которые приводят к разруше-нию сварного соединения. Подрез может быть следствием нарушения техники сварки или несоблюдения установленных режимов.

Наиболее часто подрезы возникают при сварке угловых швов или первых слоев стыковых швов (рис. 2.17).

а - двусторонний при сварке таврового соединения; б - двусторонний при сварке первого слоя многослойного стыкового шва; в - одностороннего с наплывом на другую кромку при сварке углового шва

Рисунок 2.17 - Подрезы

Наиболее часто подрезы возникают при сварке угловых швов или первых слоев стыковых швов (рис. 5.44). При сварке угловых швов наклонным электродом нарушение техники сварки приводит к стеканию металла на горизонтальную полку и образованию неза­полненного углубления на вертикальной детали. Такое же положе­ние может наблюдаться и при сварке горизонтальных швов на вер­тикальной плоскости (рис. 5.45).

Рисунок 5.45 -. Формирование горизонтального шва при сварке в вертикальной плоскости

В некоторых случаях подрез мо­жет быть следствием повышенного напря-жения сварки. При увели­чении напряжения увеличивается блуждание дуги и растет ширина расплавляемой зоны. Если в этом случае скорость подачи элек-тро­да выбрана неверно, присадки может не хватить для заполнения расплавлен-ной зоны.

При сварке стыковых соединений без разделки кромок наибо­лее частой

причиной подреза является завышенная скорость сварки или сила сварочного тока. При этом механизм образования подре­зов следующий. С увеличением силы тока растет давление дуги, ко­торое связано с током соотношением

где К - коэффициент про­порциональности;

I_св - сва­рочный ток;

е - ширина шва.

При увеличении скоро­сти сварки уменьшается ши­рина шва, что также приво­дит к росту давления дуги. Под действием давления расплавленный ме-талл из-под дуги вытесняется в хвостовую часть ванны. Стенки свароч­ной ванны в передней ее части оголяются, быстро остывают и не сплавляются с присадочным металлом. Образуется подрез. Суще­ствуют критические значения I_св и V_св, при которых подрез может образоваться. Они определяются из усло-вия уравновешивания силы давления дуги суммой сил от поверхностного на-тяжения, веса металла и шлака, которые препят­ствуют перетеканию металла в хво­стовую часть ванны. Соотношения между V_св и I_св, при которых полу­чаются швы без подрезов, приведе­ны на рис. 5.46. Ниже кривой V_кр подрезов нет. На график также на­несены прямые, указывающие со­отношение между I_св и V_св, обеспе­чивающие одинаковую глубину проплавления.

Рисунок 5.46– Влияние режима сварки при Uд=50 В на характер формирования

и глубину проплавления шва; 1- h_пр= 6 мм; 2-8 мм; 3–10 мм; 4–12 мм;

При сварке под флюсом, когда образование подрезов весьма веро­ятно вследствие больших токов, следует правильно выбирать флюс. Наибольшую стойкость про­тив подрезов обеспечивают флюсы АН-60, АН-65 (рис. 5.47).

Рисунок 5.47- Значения критической скорости образования подрезов для

различных флюсов

При нарушении техники сварки подрезы часто сопровождаются наплы-вами, которые считаются дефектами формы шва (см.рис. 5.44; 5.45). Однако наплывы могут образовываться и без подрезов из-за натекания излишнего ко-личества расплавленного металла на относительно холодный основной металл (рис. 5.48).

Рисунок 5.48- Наплыв при сварке шва: а - стыкового; 6 – углового

К дефектам формы шва относится также отклонение его разме­ров (вы-соты валика и ширины шва) от установленных ГОСТами значений.