На любом производстве соблюдаются ГОСТы, это обеспечивает качество продукции и технологии производства. В сварке, также неотъемлемы ГОСТы, обязательно требуется соблюдение технологии сварочных работ.
При нарушении правил сварки образуются дефекты, на любом этапе. Дефекты бывают разные, это прожоги и недовары, подрезы и свищи, поры и твердые включения, несплавление и нарушающее изменение формы соединения, остатки разбрызгивания металла и горячие трещины. Ниже поговорим о причинах формирования горячих трещин.
Все работы обязательно выполняются с соблюдением технологий сварки, любое нарушение ведет к получению дефектов. Например, трещины могут быть как большие, видимые невооруженным взглядом, так и микроскопические, что бы их увидеть обязательно используют лупу или микроскоп.
Формирование трещины может произойти при любом способе сварки. Поэтому их делят на горячие и холодные, соответственно температурному режиму, при котором проходит сварка.
К горячим швам относятся сваренные при температуре от 1000 градусов, те, что создаются при низких температурах, от 200 градусов, относятся к холодным. Не любой род трещин, возможно, исправить, поэтому деталь отбраковывается обязательно для переработки дефективных участков или самой заготовки.
Каждая трещина – это рассеянность внимания мастера, не должное соблюдение технологии сварочных работ, не точное определение состава металла, который предстоит сварить. Природу формирования трещины можно во время сварки, если известен механизм затвердевания сплава и метод становления металлоструктуры.
Какие бывают трещины
Кроме холодных и горячих трещин, ведется подразделение по положению трещины относительно шва. Продольная, радиальная и поперечная.
Горячие трещины появляются в местах воздействия температуры, это межкристаллические расслоения, они формируются непосредственно на этапе кристаллизации или при остывании шва, они более темные и извилистые, выглядят как расслоение или надреза.
Холодные трещины могут появиться во время остывания заготовки, если сварочные работы проводились с температурой от 200 градусов. Они выглядят как небольшие поры, формируются непосредственно около шва и по краям наблюдается светлый оттенок.
Они образовываются при технологии дуговой сварки, когда варятся толстые детали из сталей. Горячие трещины различают по факторам их появления: ликвиационные, от низкого относительного удлинения, кристаллизационные, деформационные и другие.
Ликвиационные трещины возникают при работе со сталями, содержащей большое количество сульфидов. Многие из них плавятся и образуют пленку на границе зерен металла, соответственно соединение становится рыхлым.
Образуются при многопроходных швах, когда металл требуется плавить не один раз. Их формированию способствует большое содержание фосфора и серы, чем их больше, тем более хрупкий металл.
Такие трещины однозначно отправляют в брак. Если сталь низколегированная, то трещины появляются из-за содержания в составе металла ниобия и титана. Ликвиационные можно определить по признакам, они более раскрытые, у них нет ответвлений, они длинные.
Во время работы с аустенитными сталями, могут возникнуть трещины от низкого относительного удлинения. Такие дефекты характерны только для этих сталей, формируются при жесткой фиксации заготовок, затрудняющего структурную деформацию.
Кристаллизационные трещины имеют вид коротких мелких трещин и микротрещин. Появляются во время остывания металла шва.
Они бывают наружные и глубинные, глубинные выявляют неразрушающим контролем, наружные, при осмотре. Деформационные трещины появляются, если шов усаживается неоднородно.
Меры по предотвращению возникновения холодных трещин
Соблюдение технологии поможет избежать ошибок, кроме того некоторые нюансы тоже следует соблюдать. Перед началом непосредственно сварки металл нужно разогревать до 250-450 градусов, во избежание резкого перегрева.
Проволока или электроды обязательно нужно прокалить. Соблюдение технологии и нормативов используемого метода сварки и правильный подбор температуры для определенного состава металла, так же поможет избежать последствий.
Сварочные швы применяются относительно целей его дальнейшей эксплуатации, от положения относительно горизонтали и состава сплава. Требуется постоянно контролировать и остывание сварочного шва, оно не может быть быстрым, обязательно проходит постепенно и одинаково на всех участках шва.
По завершению остывания проводится смягчающий отжиг. Причины определяющие возникновение горячих трещин могут быть наружные и глубинные. Наружные причины – это оксиды и примеси, появляются на стадии сварки.
Глубинные – обусловлены воздействием присадочных материалов на металл. Для воздействия внешних факторов необязательно расплавление сегрегирующего материала, он просто может образовать пленку, которая уменьшает добротность шва.
Как уменьшить вероятность появления горячих трещин
Во избежание или уменьшения количества дефектов образования трещин, требуется контроль металлургии, в процессе расплавления металла. Должно быть обеспечено хорошее раскисление сплава, то есть удаление растворенного кислорода из металла.
Для уменьшения воздействия серы, нужно следить во время работы, чтобы она располагалась слева от точки химической реакции, это позволяет выделяться высокотемпературной модификации феррита, она растворяет серу.
Причины образования горячих трещин
Горячие трещины могут сформироваться при условии незастывших слоев металла, когда выполняется многопроходный шов, при изменении формы детали, во время резки металла или при усадке шва.
Фиксация деталей во время остывания не должна быть жесткой, иначе трещины неизбежны, из-за того что нет возможности снять напряжение со шва. Если нарушаются химические связи, так же гарантировано возникают трещины.
Нарушение таковых возможно при воздействии вольфрама, ванадия, титана и молибдена на металл. Легирующие металлы имеют низкую температуру застывания, на этапе кристаллизации, они образуют дендриты различной формы.
Легкоплавкие составляющие металла кристаллизуются уже на стыках этих дендритов в последнюю очередь. Это нарушает межкристаллические связи и возникает структурное напряжение.
Присутствие фосфора и серы, как вредные примеси, влияют на вероятность образования дефектов.
Во время остывания, из-за усадки шва может возникнуть избыточное напряжение, что приведет к горячим трещинам.
Способы предотвращения их появления
Для избегания появления дефектов нужно фиксировать заготовки не жестко. Нужно правильно подобрать площадь шва, относительно толщины свариваемых деталей, если металл толстый, а шов задевает лишь края, трещины неизбежны.
Подбор правильного режима сварки и температуры, относительно свойств металла, который предстоит сварить. Соблюдать угол наклона стержня относительно заготовки, согласно нормативным показателям.
Следить за режимом температуры, во избежание перегрева, контролируя мощность сварочного тока. Поэтому учитывайте особенности состава и работы с определенным материалом.
Увеличивайте размер шва, если детали имеют большую толщину. Нельзя допускать формирование ниточных валиков. Старайтесь формировать сплошные швы, они имеют большую площадь покрытия и предотвратят ослабленность шва.
Заварка трещин
Несомненно, многие дефекты можно исправить заварить, и трещины тоже. Для этой процедуры существует свой ГОСТ 5264 и 1153. Прежде чем заняться непосредственно заваркой трещины, ее нужно подготовить.
Обязательно требуется визуальный осмотр и обозначение точек ее окончаний, проверка производится нагреванием трещины до 100-150 градусов. Концы трещины расширяют, сверло располагается в самый край трещины, либо с отступом на не дефектную площадь на 3-5 миллиметров.
Если высверливание невозможно, то трещину разогревают горелкой, перед началом непосредственно сварки, так же требуется разогрев газовой горелкой. Если трещина большая более 300 миллиметров, то заваривают ее шаг за шагом в обратном направлении.
Мы рассмотрели, из-за чего могут образовываться горячие и холодные трещины. Определили, что избежать их можно, соблюдая технологию и ГОСТы сварочных работ.
Конечно большинство их можно исправить и заварить, но не все. Просто будьте внимательны при выборе режимов и расходных материалов, соблюдайте технику и повышайте свой профессионализм.
Удачи!
