Дефекты точечной и шовной сварки

Дефекты точечной и шовной сварки

 
             Дефектными считаются сварные  соединения (точка, стык, шов), а также  детали и узлы, имеющие различные  недостатки и изъяны. Скопление  дефектов в одном соединении  и детали приводит к браку. Дефекты могут быть исправимыми и неисправимыми. В технических условиях иногда указываются характер, количество и величина дефектов, допускаемых без исправления; перечисляются дефекты, которые разрешается исправлять, и рекомендуемые способы исправления. Детали или узлы с неисправимыми дефектами бракуются. 
             Качество соединений, выполненных контактной сваркой, проверяется без их разрушения практически лишь внешним осмотром и пробой на герметичность; эти способы контроля недостаточно надежны. Поэтому для получения изделий высокого качества большое значение имеют точная наладка и правильная эксплуатация контактных машин, выполнение при сварке заданного технологического режима и проверка качества поступающего на сварку металла. Все это может исключить образование дефектов. 
             При точечной и шовной сварке в соединениях могут образоваться следующие дефекты: непровар, пережог, глубокие вмятины, трещины, выплески.

 
             Непровар — наиболее серьезный и опасный дефект; при непроваре литое ядро точки отсутствует или имеет недопустимо малые размеры. При шовной сварке непровар может быть в том случае, если одна точка не перекрывает другую или величина перекрытия очень мала (при достаточных размерах литого ядра каждой отдельной точки). 
             Непровар может привести к разрушению всего изделия или узла, к появлению местных расслоений, при шовной сварке — к негерметичности соединения. 
             Непровар не всегда можно обнаружить при контроле сваренного узла; часто он выявляется при эксплуатации готового изделия; например, в бензобаке автомобиля, сваренном на шовной машине из двух штампованных половин, неплотности иногда обнаруживаются лишь после значительного пробега. 
Неправильно определять непровар по внешним признакам, т. е. по отсутствию вмятин и недостаточной величине зоны цветов побежалости; по этим признакам можно только предполагать о его существовании. Точно установить непровар можно либо методами контроля без разрушения, либо разрушением точки или участка шва. 
             Непровар образуется вследствие недостаточного или не концентрированного нагрева, что происходит из-за нарушения режима: малого сварочного тока, чрезмерного усилия сжатия между электродами, недостаточного времени протекания тока и увеличившейся рабочей поверхности электродов. 
Непровар возможен также при преждевременном приложении ковочного усилия (при сложном цикле сварки), случайном прикосновении электрода к какой-либо точке изделия (кроме, рабочей поверхности), малом шаге точек (в этом случае ток шунтируется через ранее поставленную соседнюю точку). Кроме того, непровар вызывается сильным внутренним выплеском, при котором в точке образуются пустоты и площадь сварного соединения уменьшается. 
             При шовной сварке непровар может быть следствием большой скорости перемещения изделия, превышающего допустимую норму падения напряжения в электрической сети и увеличения сопротивления сварочного контура из-за плохого состояния контактов (загрязнения, окисления, слабой затяжки). 
Возможность образования непровара при точечной и шовной сварке устраняется правильным подбором указанных параметров режима и поддержанием их в течение сварки всей партии деталей. 

 
             Пережог и  прожог — часто встречающиеся дефекты, которые можно обнаружить по внешним признакам: большой и глубокой вмятине, сильно окисленной поверхности точки или шва, иногда с губчатым строением. При пережоге, как правило, появляется большая зона цветов побежалости на поверхности детали. Иногда точка или участок шва как бы прорезаны по границе сварки. В точке может образоваться сквозное отверстие (свищ) и произойти наружный выплеск. При прожоге в детали под электродом получается отверстие, диаметр которого равен или даже несколько больше диаметра рабочей поверхности электрода или ширины рабочей части ролика. При этом металл детали наплавляется на электрод. В этом случае электрод необходимо зачистить или сменить. 
             Причины появления пережога и прожога следующие: чрезмерно большой сварочный ток и излишнее время его протекания, малое усилие сжатия между электродами и недостаточная величина их рабочей поверхности, малая скорость перемещения изделия при шовной сварке, загрязнения поверхностей свариваемых деталей и электродов. 
             Нередко прожоги образуются вследствие того, что точка или шов расположены слишком близко к кромкам деталей, когда детали неправильно собраны в углах и при больших зазорах в отбортовке. Несогласованность работы механизмов машины, например, включение сварочного тока до получения максимального усилия между электродами или снятие усилия до выключения тока, также приводит к прожогу. 
             Повышение напряжения в электрической сети, происходящее, как правило, в вечерней и ночной сменах, когда нагрузка резко уменьшается, может вызвать пережог, особенно, при шовной сварке. 
             Для предупреждения появления пережогов и прожогов необходимы правильный выбор и стабилизация основных параметров режима, систематический контроль состояния поверхности свариваемых деталей и их сборки. Перед началом смены или после перерывов в работе следует производить корректировку режима.

 
             Глубокие вмятины в точках и шве уменьшают площадь сечения детали, вследствие чего снижается прочность сварного соединения. При очень большой глубине шва происходит прорезание его; этот дефект не подлежит исправлению. Допустимой следует считать глубину вмятины, которая составляет не более 10% толщины одной из деталей, входящих в соединение. 
             Глубокие вмятины образуются вследствие больших величин сварочного тока и усилия сжатия между электродами. Односторонняя глубокая вмятина и острый гребешок с противоположной стороны точки могут образоваться при работе электродами с неравномерным износом, а так же при сварке деталей, собранных с зазорами. 
             Избежать появления глубоких вмятин можно путем тщательной подгонки электродов при их установке и заправке; при этой операции необходимо обеспечить соосность электродов и параллельность их рабочих поверхностей. Сварочный ток и усилие сжатия между электродами должны соответствовать механическим и физическим свойствам свариваемого металла.

 
            Трещины — очень опасный дефект, так как они могут привести, особенно при динамической нагрузке, к разрыву основного металла на пограничном с дефектной точкой участке. В сварной точке трещины располагаются по окружности в радиальном направлении или пересекают ее; при шовной сварке трещины располагаются в поперечном и продольном направлениях в середине шва. Наружные трещины можно обнаружить невооруженным глазом или при помощи лупы; внутренние трещины выявляются неразрушающими способами контроля. 
             Причины появления трещин, в основном, те же, что и причины пережога. При сварке сталей с повышенным содержанием углерода и легированных сталей трещины возникают вследствие применения жестких режимов. 
             Сварка сталей, склонных к трещинообразованию, в большинстве случаев выполняется на мягких режимах, а также с применением сложных циклов, включающих предварительный нагрев кратковременными импульсами тока и термическую обработку после сварки. 
             Образования трещин можно избежать путем точного подбора и поддержания основных параметров режима: сварочного тока, времени протекания тока и усилия сжатия между электродами.

 
            Выплески или выбрасывание из свариваемой точки части расплавленного металла ядра бывают наружными и внутренними; наружные выплески обычно сопровождаются сильным искрообразованием. В результате внутреннего выплеска уменьшается объем расплавленного ядра точки, следовательно, снижается ее прочность. При наружном выплеске увеличивается глубина вмятины, происходит сплавление электрода с металлом изделия и портятся поверхности точки и электрода. 
             Причина выплеска — неправильно выбранный режим: недостаточное усилие сжатия между электродами, большая величина тока и излишняя длительность протекания его. Нередко причиной выплесков бывает плохая очистка поверхностей свариваемых деталей, особенно, при сварке листовой горячекатаной стали или арматуры железобетона.

 
            Гофры на поверхности свариваемого изделия (при хорошем качестве точек или шва) — дефект всего сварного соединения. Причина образования этого дефекта — неправильная последовательность постановки точек (например, от краев к середине). Не следует исправлять гофры постановкой дополнительных точек, так как в этих местах детали получатся прожоги и сквозные отверстия. 
 Для предупреждения образования гофров, складок и смещений деталей необходима рациональная последовательность сборки и сварки узла.   

            Неравномерный провар — перегрев одной части точки и непровар другой ее части — возможен при рельефной сварке. Причинами возникновения этого дефекта являются различная высота выступов и неудовлетворительное состояние поверхностей контактных плит сварочного пресса. Для устранения причин образования этого дефекта необходим своевременный ремонт штампа, на котором изготовляются детали, и наладка контактных плит сварочного пресса.                                                                                                                                    

                                                                                                                                                                  
           Здесь рассмотрены основные и наиболее часто встречающиеся дефекты точечной и шовной сварки. Правильный выбор технологического процесса сварки, поддержание требуемого режима, хорошая подготовка поверхностей деталей и выполнение необходимой технологии сборки — все это, как правило, исключает возможность появления дефектов. Отдельные дефектные точки или очень небольшие участки шва могут появляться в результате случайных неполадок в работе узлов сварочной машины.