Высокие требования к качеству сварных соединений обусловлены необходимостью обеспечить прочность, надежность и безопасность промышленных и строительных конструкций и оборудования. Такие возможности в полной мере предоставляет механизированная дуговая сварка в среде защитных газов – в международной терминологии MIG/MAG.
Преимуществами полуавтоматической электросварки являются: высокое качество швов, возможность ведения процесса в различных пространственных положениях, экономичность процесса.
Классификация дефектов MIG/MAG сварки
Отклонения сварных соединений при полуавтоматической сварке от стандартных требований ГОСТ Р ISO 6520-1-2012 делятся на шесть основных групп:
Трещины
Нарушение цельности металла, вызванное разрывом. Места возникновения дефектов находятся на основном металле, в сварном шве, вокруг шовной зоны, на участке термического воздействия.
Различают:
продольные и поперечные трещины, направленные вдоль или поперек оси;
радиальные трещины, расходящиеся из центра.
Дефекты представляют высокую опасность для прочности сварных соединений.
Газовые полости
Пустоты в металле, образованные застывшими в расплаве газами.
Порами называются полости сферической формы. Поры могут распределяться цепочками или иметь скопление на отдельных участках швов.
Характерные трубчатые полости называют свищами. К полостям также относятся усадочные раковины и кратеры (не заваренные усадочные раковины, расположенные в конце валиков сварных швов).
Твердые включения
Инородные твердые вещества металлического или иного происхождения, оставшиеся в зоне расплава.
Это различные шлаковые, оксидные или металлические включения (например, куски сварочной проволоки или отложения оксидной пленки алюминия). Опасный вид брака, может привести к резкой потере прочности сварного соединения.
Не полные сплавления и провары
Неоднородность в месте сварки основного и наплавленного металла называют несплавлением.
Непровар — плохое сплавление основного металла, возникшее вследствие неспособности расплава заполнить зазор между деталями.
Различают несплавления, расположенные в корне стыкового соединения, боковые или находящиеся между многослойными валиками. Данный тип брака снижает прочность соединений до 70%.
Нарушения формы и размеров
Несоответствия формы профиля, значений ширины и высоты валика от стандартных размеров, а также нарушение геометрических размеров соединения от установленных параметров.
подрезы при сварке: продольные углубления в металле вдоль валика; подрез вдоль корня шва называется усадочной канавкой;
превышение проплава: возникновение избыточного наплавленного металла под стыковым швом;
увеличенная выпуклость: избыток наплавленного металла, возникающий при сварке стыкового или углового соединения;
асимметрия: существенная разница катетов;
наплыв: излишек расплава, застывший на основном металле в стадии кристаллизации;
натек: наплавленный металл, осевший на шве под тяжестью и не сплавленный с поверхностью;
прожог: сквозное отверстие, образованное на месте вытекания металла из сварочной ванны;
линейное или угловое смещение элементов относительно друг друга во время сварки.
Прочие
К прочим дефектам сварки относятся застывшие брызги металла, прилипшие к сварному соединению; местные повреждения металла в местах случайного поджога дуги; поверхностные задиры, оставшиеся после удаления временных прихваток или приспособлений; отклонения от оси валиков двухстороннего стыкового шва.
Причины сварочного брака и способы устранения
Избыточное присутствие водорода, кислорода, азота и углекислого газа в расплаве может возникнуть в результате нарушения газовой защиты, повышенной влажности и состава защитного газа, наличия ржавчины и загрязнений на основном и присадочном металле, повышенного содержания газов в свариваемых кромках.
Устранить причины возникновения газовых полостей поможет:
настройка вылета электрода, соблюдение рекомендуемого расхода защитных газов при сварке;
применение газовых смесей: аргона с кислородом или углекислотой, соединения кислорода и СО2;
использование абсорбционных осушителей для отделения паров воды и машинного масла, находящихся в газовых смесях;
термический нагрев и выдержка при 600°С в течение часа деталей, изготовленных плазменной резкой;
снижение скорости сварки для выхода газов наружу до начала кристаллизации.
Для устранения проблем эффективно применить механическую зачистку металла и правильную разделку кромок, подобрать качественную проволоку, соблюдать режим и технологию процесса. Важное значение имеет состав и химическая однородность металлов. Информацию об этом можно найти в сопроводительных документах производителя о качестве металла или справочниках.
Предотвратить непровары при сварке низкоуглеродистых и углеродистых сталей, алюминиевых и медных сплавов, нержавеющей стали, а также сплавов магния и никеля помогают следующие приемы:
- снижение скорости движения электрода;
увеличение сварочного тока;
позиционирование электрода по оси стыка;
очистка поверхностей от загрязнений;
установление необходимого зазора между деталями;
разделка кромок под необходимым углом.
Причинами нарушения формы шва могут являться:
неравномерная подача проволоки;
неправильный наклон горелки;
отклонения электрода от оси;
протекание расплава в зазоры.
Образование подрезов и прожогов при сварке происходит при высоком токе и напряжении на дуге. Образование наплывов и натеков обычно связаны с низкой скоростью движения электрода.
Как исправить бракованную сварку?
Для устранения дефектов сварных соединений используют механическую обработку с последующим проваром места брака.
Для этого вырезают или вырубают металл на необходимую глубину методом строжки газокислородным резаком, с помощью ручного инструмента или электрических абразивных шлифмашин.
Наплывы удаляют углошлифовальным инструментом.
Заключение
Для получения надежных сварных соединений необходимо придерживаться определенных требований.
Применять только качественные сварочные материалы: проволоку и технические газы приобретать у надежных производителей.
Перед выполнением работ уделить внимание подготовке кромок и очистке поверхности металла.
После установки значений силы тока и напряжения на дуге произвести пробную сварку. В случае отклонений формы или плохого качества, откорректировать параметры и расход газа. В холодное время года рекомендуется применять газовый редуктор с подогревом.
Выбор полуавтомата следует производить, руководствуясь критериями:
бытовое или профессиональное применение;
источник тока: трансформатор или инвертор;
встроенный или переносной механизм подачи проволоки, количество подающих роликов (надежнее 4);
необходимая сила тока и диаметр проволоки;
напряжение питания 220 или 380 в;
длина сварочной горелки (3; 4 или 5 м);
наличие цифровой индикации параметров;
возможность работать сварочным электродом с покрытием.
Конструкции современных сварочных аппаратов позволяют подобрать оборудование под свои потребности, любой материал и условия работы. Наиболее продвинутыми моделями считаются аппараты с синергетическим управлением, особенно рекомендуемые для алюминиевых сплавов. Сварщику достаточно указать материал и состав защитного газа, задать диаметр электрода и скорость подачи проволоки. Все остальные параметры при сварке система устанавливает и поддерживает сама.