Vady svarů
Vady svarových spojů - jakékoli odchylky od parametrů spojů stanovených regulačními dokumenty při svařování , vzniklé v důsledku porušení požadavků na přídavné materiály pro svařování , přípravu, montáž a svařování spojovaných prvků, tepelné a mechanické zpracování svařovaného materiálu kloubů a konstrukce jako celku.
Hlavní důvody
Podle Americké společnosti strojních inženýrů (ASME) jsou příčiny vad svařování rozděleny následovně: 45 % - chyby výběru technologie svařování , 32 % - chyby svářečů , 12 % - poruchy svařovacího zařízení, 10 % - nevhodné přídavné materiály pro svařování , 1 % - ostatní [1] .
Klasifikace podle geometrie
Klasifikace vad je stanovena v GOST 30242-97 „Vady spojů při tavném svařování kovů. Klasifikace, označení a definice“ [2] , jakož i v GOST R ISO 6520-1-2012 „Klasifikace vad geometrie a kontinuity v kovových materiálech. Část 1. Tavné svařování“ [3] , které odpovídají ISO 6520 [4] .
Vady spojů při svařování se dělí do šesti skupin:
- Trhliny jsou nespojitosti způsobené místním prasknutím švu, ke kterému může dojít v důsledku ochlazení nebo působení zatížení.
- Dutiny a póry jsou diskontinuity libovolného tvaru, tvořené plyny zachycenými v roztaveném kovu, které nemají rohy.
- Pevné vměstky jsou pevné cizí látky kovového nebo nekovového původu ve svarovém kovu.
- Nedostatek natavení a nedostatek průvaru - chybějící spojení mezi svarovým kovem a základním kovem nebo mezi jednotlivými svarovými housenkami.
- Porušení tvaru švu - odchylka tvaru vnějších ploch svaru nebo geometrie spoje od nastavené hodnoty.
- Jiné vady - všechny vady, které nelze zařadit do výše uvedených skupin.
Trhliny
Trhliny , které se vyskytují ve spojích při svařování, se mohou nacházet ve svarovém kovu, v tepelně ovlivněné zóně, v základním kovu.
V závislosti na orientaci se trhliny dělí na:
- podélné (orientované rovnoběžně s osou svaru). Způsobeno především vysokými napětími při smršťování [5] .
- příčné (orientované přes osu svaru). Zpravidla vznikají v důsledku podélného smršťování kovu s nízkou tažností a jsou obvykle mělké.
- radiální (radiálně se rozbíhající z jednoho bodu)
Kromě toho se samostatně rozlišují následující typy trhlin:
- nachází se ve svarovém kráteru
- skupinové a oddělené
- skupina rozvětvená
- mikrotrhliny detekované fyzikálními metodami při nejméně 50násobném zvětšení.
Metody pro snížení praskání při svařování jsou:
- kalcinace tavidel před svařováním;
- předohřev obrobků z 250 na 450 °C;
- svařování v režimu s optimálními parametry;
- pomalé ochlazování kovu po svařování;
- měkké žíhání po svařování ke zmírnění zbytkového pnutí.
Dutiny a póry
Výskyt těchto vad je způsoben především plyny zachycenými v roztaveném kovu. Podle umístění se dělí na:
- rovnoměrně rozložené po svaru;
- shlukovaný;
- uspořádány v řetězci.
Mezi dutinky patří také píštěle – protáhlé trubicovité dutiny způsobené uvolňováním plynu, a dutinky smršťovací – dutiny, které vznikají v důsledku smršťování při tuhnutí. Speciálním případem smršťovací dutiny je kráter - nesvařená smršťovací dutina na konci svarové housenky.
Pevné vměstky
Existují následující typy pevných inkluzí:
- struskové vměstky - lineární, rozpojené, ostatní;
- inkluze toku - lineární, rozpojené, ostatní;
- oxidové inkluze;
- kovové inkluze - wolfram, měď, z jiného kovu.
Nesplynutí a nedostatek průniku
Mezi svarovým kovem a základním kovem nebo mezi jednotlivými svarovými housenkami existují následující typy nestavení nebo chybějícího spojení [6] :
- podél bočního povrchu;
- mezi válečky;
- u kořene svaru.
Pojem nedostatečná penetrace nebo neúplná penetrace je nestavení základního kovu v oblasti nebo po celé délce švu, které se objevuje v důsledku neschopnosti roztaveného kovu proniknout do kořene spoje a vyplnit mezera mezi díly.
Porušení tvaru švu
Porušení tvaru švu podle GOST 30242-97 zahrnuje:
- podříznutí - podélná vybrání na vnějším povrchu patky švu.
- smršťovací drážky - podříznutí ze strany kořene jednostranného švu v důsledku smrštění podél jeho okraje.
- nadměrná konvexnost tupých a koutových svarů .
- penetrační přebytek - přebytek svarového kovu na rubové straně tupého svaru.
- nesprávný profil svaru - úhel mezi povrchem základního kovu a rovinou tečnou k povrchu svaru je menší než normální hodnota.
- navařování - přebytečný svarový kov, který vytekl na povrch základního kovu.
- lineární a úhlové posunutí svařovaných prvků - posunutí mezi svařovanými prvky, když jsou umístěny paralelně v různých úrovních (lineární) nebo uspořádání hran prvků pod úhlem (úhlové).
- prověšení - svarový kov, který nemá fúzi s povrchem určeným ke spojování a vzniká v důsledku redistribuce usazeného svarového kovu působením gravitace. Při svařování koutových svarů nebo tupých svarů ve vodorovné poloze často dochází k prověšení.
- propálení - únik kovu svarové lázně, což vede k vytvoření průchozího otvoru ve švu.
- neúplně vyplněné drážky.
- nadměrná asymetrie koutového svaru - výrazný přebytek velikosti jedné nohy nad druhou.
- nerovnoměrná šířka švu.
- nerovný povrch.
- konkávnost kořene svaru - mělká drážka na straně kořene svaru v důsledku smrštění.
-
Příčné smrštění
-
Podélné smrštění
-
Úhlové odsazení
-
Úhlové odsazení
-
tvarové zkreslení
Jiné vady
Ostatní v souladu s GOST 30242-97 zahrnují všechny vady, které nejsou zahrnuty ve výše uvedených skupinách. Například:
- místní poškození kovu v důsledku náhodného zapálení oblouku
- kovový postřik
- povrchové škrábance - poškození povrchu v důsledku odstranění dočasně navařeného přípravku
- ředění kovů
Klasifikace podle mechanismu vzdělávání
Studené trhliny
Zbytková pnutí mohou snižovat pevnost základního kovu a vést k jeho prasknutí se vznikem studených trhlin. Ke snížení výskytu takových vad se používají různé technologické metody, například přerušované švové svařování, víceprůchodové svařování [7] .
Mezi hlavní důvody sklonu k praskání za studena patří:
- přirozená tendence struktury kovu, např. martenzitické
- přítomnost vodíku v kovové struktuře ( vodíková křehkost )
- významný (-100 až +100 °С) rozsah provozních teplot
- vysoká tuhost konstrukce spoje
- chyby ve výběru technologie svařování
Horké trhliny
Horké trhliny jsou křehké mezikrystalické lomy svarového kovu a tepelně ovlivněné zóny. Vyskytují se v pevném kapalném stavu při krystalizaci a za vysokých teplot v pevném stavu. umístěné podél hranic zrn.
Horké trhliny vznikají především působením dvou faktorů: přítomností tekutých mezivrstev mezi kovovými zrny během krystalizace a smršťovacími deformacemi. V procesu tuhnutí se do mezikrystalových prostorů přesouvají nečistoty a strusky, což snižuje deformační schopnost svaru a zóny blízkého svaru. Nerovnoměrné smršťování svaru a základního kovu při ochlazování způsobuje vnitřní pnutí a v důsledku toho vznik mikroskopických a makroskopických trhlin.
Následující technologické metody vedou ke snížení tvorby horkých trhlin:
- snížení objemu provokujících nečistot (síra, fosfor atd.) v kovu svařovaných obrobků.
- redukce ve svarovém kovu prvků, které tvoří chemické sloučeniny s nízkou teplotou tuhnutí (chrom, molybden, vanad, wolfram, titan), porušení vazby mezi zrny.
- snížení tuhosti upevnění svařovaných obrobků a strukturální tuhosti svařované sestavy, zabraňující deformaci prvků při ochlazování [7] [8] .
Viz také
Poznámky
- ↑ Matthews, Clifford (2001), ASME engineer's data book , ASME Press, str. 211, ISBN 978-0-7918-0155-0 , < https://books.google.com/books?id=7nIqrfROowQC&pg=PA211 > Archivováno 23. ledna 2022 ve Wayback Machine
- ↑ GOST 30242-97 „Vady spojů při tavném svařování kovů. Klasifikace, označení a definice“ . Získáno 8. července 2017. Archivováno z originálu dne 29. dubna 2017. (neurčitý)
- ↑ GOST R ISO 6520-1-2012 Svařování a související procesy. Klasifikace defektů geometrie a spojitosti v kovových materiálech. Část 1: Tavné svařování . Získáno 9. července 2017. Archivováno z originálu 5. srpna 2017. (neurčitý)
- ↑ BS EN ISO 6520-1: "Svařování a příbuzné procesy - Klasifikace geometrických nedokonalostí v kovových materiálech - Část 1: Tavné svařování" (2007)
- ↑ Raj, Jayakumar & Thavasimuthu, 2002 , str. 128.
- ↑ Rampaul, 2003 , s. 216.
- ↑ 12 Cary & Helzer, 2005 , pp. 404–405
- ↑ Bull, Steve (2000-03-16), Faktory podporující horké praskání , University of Newcastle upon Tyne , < http://www.staff.ncl.ac.uk/sjbull/mmm373/WFAULT/sld013.htm > . Získáno 6. prosince 2009. Archivováno 16. dubna 2009 na Wayback Machine
Bibliografie
- Cary, Howard B. & Helzer, Scott C. (2005), Moderní technologie svařování , Upper Saddle River, New Jersey : Pearson Education, ISBN 0-13-113029-3
- Raj, Baldev; Jayakumar, T. & Thavasimuthu, M. (2002), Praktické nedestruktivní testování (2. vyd.), Woodhead Publishing, ISBN 978-1-85573-600-9 , < https://books.google.com/books ?id=qXcCKsL2IMUC >
- Rampaul, Hoobasar (2003), Postupy svařování trubek (2. vydání), Industrial Press, ISBN 978-0-8311-3141-8 , < https://books.google.com/books?id=cie00sSLFqoC >
- Moreno, Preto (2013), Vady svařování (1. vyd.), Aracne, ISBN 978-88-548-5854-1
- Weman, Klas (2003), Příručka svařovacích procesů , New York, NY: CRC Press, ISBN 0-8493-1773-8
Odkazy