Що таке підріз у зварюванні
Підрізи в зварюванні - це різновид дефекту, який є канавкою вздовж зварного шва. Підріз утворюється внаслідок занадто довгої дуги, при невеликій напрузі або внаслідок помилок зварювальника при виконанні зварювальних робіт.
Внаслідок цього шов виходить широким і негарним, з недостатньою кількістю наплавленого металу. Найчастіше метал наплавляється по краях, що призводить до появи такого дефекту як підріз.
У цій статті буде розказано про те, що таке підрізи у зварюванні і через що вони трапляються.
Підрізи у зварюванні - що це таке, через що вони з'являються і як усунути
Будь-який дефект зварних швів неприпустимий, якщо потрібно отримати якісне, міцне та надійне з'єднання. Підрізи, як і непровари, а також інші дефекти, призводять до того, що з'єднання слабшає і має недостатню міцність.
Виникнення підрізів у зварюванні відбувається з наступних причин:
- Через довгу зварювальну дугу. Ця проблема виникає через те, що електрод недостатньо швидко відводиться від металу. Внаслідок найменших уповільнень з'являється довга зварювальна дуга, понад 4-5 мм.
- При недостатній напрузі. Коли напруги недостатньо, температури зварювальної дуги не вистачає. В результаті наплавленого металу утворюється дуже мало і в основному по краях зварного шва.
- Через швидке переміщення електрода. Якщо електрод переміщається надмірно швидко, це також призводить до підрізів у зварюванні. Зменшення швидкості переміщення електрода здатне частково або навіть повністю усунути цей дефект у зварюванні.
- У разі витримування неправильного кута нахилу електрода.Найчастіше підрізи в даному випадку утворюються при зварюванні кутових та таврових з'єднань через те, що електрод спрямований на вертикальну площину більше. В результаті метал прагне донизу. Проблема вирішується укороченням зварювальної дуги або зниженням сили струму.
Досить часто підрізи зварного шва виникають і при зварюванні кутових з'єднань, а також першого шару багатошарових з'єднань. Підрізи в зварюванні сильно знижують міцність зварних з'єднань, особливо тих виробів, які працюватимуть при високих вібраційних навантаженнях.
Як усунути підріз зварного шва
В основному підрізи у зварюванні усуваються шляхом наплавлення металу по лінії дефекту. Також допускається здійснювати надріз зварного з'єднання, для усунення такого роду дефекту в зварюванні.
При цьому слід брати до уваги такі нюанси:
- Розміри зварного шва та габарити металоконструкції, що зварюється;
- Фактична напруга, що виникає на зварне з'єднання;
- Вид підрізу та його механічні параметри;
- Експлуатаційні умови металоконструкції;
- Придатність виробу.
Підрізи у зварюванні – це досить поширений дефект, що призводить до зниження міцності зварних з'єднань. Щоб вони не виникали, важливо розуміти причини появи підрізів, а також знати, як саме можна їх усунути.
Як виправити підріз зварного шва
✅ Зварювальники-початківці часто запитують: «Що таке підріз у зварюванні? Які причини утворення підрізів під час зварювання? Як робити ремонт підрізів зварних швів?» і в цій статті на ці питання є відповіді.
Початківці зварювальники часто запитують: «Що таке підріз у зварюванні? Які причини утворення підрізів під час зварювання? Як робити ремонт підрізів зварних швів?» і в цій статті на ці питання є відповіді.
Підріз зварного шва це дефект, який характеризується утворенням довгастого поглиблення (канавки) гострокутної форми в зоні сплавлення зварного шва та основного металу або металу зварного шва попереднього шару.
Подібні визначення для даного виду дефекту зварного шва вказані і в нормативних документах на зварювання ГОСТ 2601 та ГОСТ 30242:
Підріз - це дефект у вигляді поглиблення по лінії сплавлення зварного шва з основним металом. Підріз це поглиблення поздовжнє на зовнішній поверхні валика зварного шва, що утворилося при зварюванні.
Нагадуємо, що у статті про дефекти зварних швів та у посібнику про дефекти зварних швів Юхіна Н.А. є фотографії, причини та способи усунення всіх дефектів зварювання.
Причини утворення підрізів при зварюванні
Причиною утворення підрізу при зварюванні є виконання зварювання або на підвищених режимах або з великою швидкістю. Також, результатом виникнення може бути вибір неправильного кута нахилу до тоншого краю деталі, що своє чергу викликає її перегрів.
Дослідження показують, що зі зменшенням температури твердої поверхні змочування її рідким металом погіршується та покращується з підвищенням температури. Отже, одним із основних факторів, що впливають на змочування, є температура. На горизонтальних площинах змочування має ключову роль т.к.внаслідок дії сил поверхневого натягу, рідкий метал на холодній поверхні прагнути стискання, скорочуючи свою площу і поверхню, яку він займає, що і призводить до утворення підрізу в зварному шві. вертикальної площині, тобто. при зварюванні кутових та горизонтальних швів, додатковою причиною є стікання рідкого металу під дією сили тяжіння.
Неправильне використання газового захисту, неправильна техніка зварювання та положення при зварюванні є додатковими причинами утворення підрізу зварного шва.
Підрізи при зварюванні завжди були серйозною проблемою у зварювальному виробництві, тому в останні роки все більше виробників зварювального обладнання та матеріалів роблять спроби вирішити цю проблему.
Наявність підрізів обумовлює суттєву концентрацію напруг поблизу даного дефекту і може спричинити локальну або загальну руйнацію конструкції. Поздовжні поглиблення знижують переріз основного металу у зоні термічного впливу. Внаслідок чого зварні шви погано сприймають динамічне навантаження і в цих місцях можуть виникнути тріщини. При проведенні випробувань зварних швів на розтяг і кут загину руйнування металу починається від підрізу, при значно занижених механічних показниках.
Вісім порад для зменшення ймовірності утворення підрізів у зварному шві
Нижче наведено рекомендації, які допоможуть зменшити ймовірність утворення підрізів при зварюванні виробів із труб, листів, швелерів, куточків тощо.
Правильне тепловкладання
Однією з найголовніших причин утворення підрізів у зварних швах є велика величина нагріву при виконанні зварювання поблизу вільних країв деталі в результаті чого відбувається більш глибоке проплавлення однієї з кромок, що призводить до утворення канавки, яка залишається після затвердіння зварювальної металу ванни. Це може призвести до перегріву та розплавлення довколишнього основного металу або раніше накладеного металу шва. Для запобігання необхідно стежити за теплопокладанням при цьому зменшуючи зварювальний струм при наближенні до більш тонких ділянок деталі або до вільного краю виробу.
Правильний кут електрода
Як відомо, кут електрода відіграє дуже важливу роль для запобігання утворенню дефектів при зварюванні. Якщо виконати зварювання з неправильним кутом, який спрямовуватиме більше тепла до вільних кромок виробу, ймовірність утворення підрізу збільшується в кілька разів. У зв'язку з чим необхідно використовувати правильний кут, щоб спрямовувати більше тепла на товщу частину деталі.
Правильна швидкість зварювання
Зварювання з великою швидкістю є ще однією причиною утворення підрізів на зварних швах. При великій швидкості деяка частина основного металу перетворюється на розплавлений метал зварного шва й у результаті швидкої кристалізації залишаються поглиблення (канавки) з обох боків. Тому рекомендується проводити зварювання в помірному темпі, тому що занадто маленька швидкість зварювання не дає задовільних результатів. Таким чином, конкретним умовам зварювання відповідає певний діапазон швидкості, в межах якого можливе одержання швів без підрізів.
Правильний вибір газового захисту
При зварюванні напівавтоматом неправильний вибір захисних газів також є однією з основних причин підрізування при зварюванні.
Правильна техніка зварювання
Причиною утворення підрізів при зварюванні також є спроба зварювальника виконувати зварювання з надмірними поперечними коливаннями електрода. шві. Для запобігання утворенню даного. дефект зварного шва необхідно або зменшити ширину поперечних коливань електрода, або виконувати багатошаровий шов замість одношарового.
При ручному дуговому зварюванні покритими електродами рекомендований розмах поперечних коливань повинен становити трохи більше 2-3 діаметрів електрода.
Правильне просторове становище під час зварювання
Зварювання в горизонтальному або вертикальному положенні, у свою чергу, збільшує ймовірність утворення підрізу шва.
Використовувати багатошарове зварювання
Це найкращий варіант для запобігання утворенню підрізів при зварюванні.Техніка накладання багатошарового шва має на увазі виконання всіх вищесказаних рекомендацій і допомагає досягти якісних зварних з'єднань з гарантованими механічними властивостями.
Використання попереднього підігріву
Попередній підігрів знижує швидкість кристалізації металу та покращує змочуваність за рахунок меншої різниці температур між сильно нагрітим металом зварювальної ванни та слабо нагрітим основним металом.
Вимірювання глибини підрізу зварного шва
У більшості випадків вимір підрізів зварних швів проводиться за допомогою:
- спеціального приладу (глибиноміру);
- універсального шаблону зварювальника УШС-3, УШС-4.
Прилад для вимірювання глибини підрізу зварного шва
Прилад для вимірювання глибини підрізу зварного шва являє собою опорну основу 1, в якому закріплюється індикатор годинного типу зі спеціальним наконечником індикатора. Шляхом встановлення основи на рівну поверхню необхідно виставити 0 на індикаторі, після чого прилад пересунути до місця вимірювання та встановити наконечник індикатора в канавку. Розмір встановлюється на шкалі індикатора.
До речі, конструкція приладу передбачає два типи наконечників:
- з кутом 45° - для вимірювання глибини підрізу, заглиблень між валиками та лускатістю, увігнутості кореня шва;
- плоский – для вимірювання висоти посилення зварного шва, опуклості кореня шва, зміщення кромок деталей, що зварюються.
Вимірювання глибини підрізу зварного шва універсальним шаблоном зварювальника (УШС-3; УШС-4)
Вимірювання підрізу за допомогою універсального шаблону зварювальника проводиться шляхом встановлення покажчика 1 канавку. Розмір визначається навпаки ризики 2 за шкалою 3.
Принципової відмінності в методах проведення контролю немає, тому чим виміряти підріз зварного шва залежить тільки від того чи іншого міряльного інструменту.
Допуски на підрізи у зварних швах
Звичайно ж краще виготовляти конструкції без дефектів, але найчастіше це є необґрунтовано дорого чи неможливо, тому завжди є допуски із зазначенням які дефекти, їх кількість та розміри є допустимими в тій чи іншій конструкції та не впливають на її експлуатаційні властивості. Насамперед від призначення конструкції та вимог нормативних документів залежить якого розміру підрізи допускаються у зварних швах:
- у виробах для атомних станцій згідно з ПНАЕГ 7-010-89 підрізи не допускаються.
- для трубопроводів пари та гарячої води теплових станцій та труб у межах котла згідно з РД 2730.940.103 підрізи глибиною 0,2 мм і менше допускається не враховувати.
- для трубопроводів по СНиП 3.05.05 та газопроводів по СНиП 3.05.02 допускаються підрізи глибиною не більше 0,5 мм
- згідно СНиП III-18-75 при виготовленні, монтажі сталевих конструкцій будівель та виробничих споруд допустима глибина підрізів у швах становить не більше 0,5 мм при товщині сталі від 4 до 10 мм і не більше 1 мм при товщині сталі понад 10 мм
Щоб дізнатися про допуски на підрізи в зварних швах, насамперед необхідно знайти цю інформацію в нормативних документах з вимогами до зварних швів.
Ремонт підрізів зварних швів
Залежно від вимог нормативних документів у деяких випадках допускається невеликі підрізи виправляти методом зачистки без зварювання. Якщо потрібно проведення ремонту з наступним зварюванням, процес виправлення складається з наступних етапів:
- Зачистка механічним способом до повного видалення дефекту
- Візуальний контроль місця зачистки. Якщо деталь є відповідальною – необхідно проведення капілярного контролю цього місця, щоб упевнитися у повноті видалення дефекту.
- Повторне зварювання цієї ділянки зварного з'єднання. Бажано, при виправленні застосовувати зварювання аргоном т.к. вона дозволяє більш ювелірно зробити процес накладання зварного шва.
- Візуальний та вимірювальний контроль місця, де проводився ремонт підрізу зварного шва. Необхідно ще раз перевірити ширину та висоту зварного шва, щоб вони відповідали вимогам креслення та нормативних документів.
Що таке підріз у зварюванні та 7 способів його запобігання
Вада, звана підрізом, це поглиблення, що утворюється поруч зі швом. Через зменшення товщини металу дома дефекту знижується міцність зварного з'єднання. Зовні підрізи виглядають як усадкові канавки по всій довжині шва або на окремих ділянках.
- 1 Причини виникнення
- 2 Способи запобігання підрізам зварних швів
- 3 Усунення підрізів
- 4 Чи допускаються підрізи у зварних швах
Причини виникнення
Найчастіше вади, які називаються підрізами, виходять у недосвідчених зварювальників при неправильному виборі струму. Також причиною можуть стати:
- погана змочуваність металу заготовок;
- зміна довжини дуги під час накладання зварного шва;
- значні відхилення електрода від осі стику;
- незручне для зварювання розташування заготовок;
- неякісна підготовка кромок;
- завищення швидкості проведення роботи;
- неправильний кут нахилу електрода.
Способи запобігання підрізам зварних швів
Ризик утворення дефектів зводиться до мінімуму, якщо підготовка стику виконана у повному обсязі, а зварювання проводиться з дотриманням технологічних правил:
- Щоб не було підрізу на зварному шві, заготовки для поліпшення змочування попередньо підігрівають. Це покращує розтікання рідкого металу по ширині стику, знижує можливість утворення вогнищ напруженості.
- При неправильному положенні електрода дефекти виникають через нерівномірне нагрівання кромок. При з'єднанні різних за товщиною деталей більшу частину тепла направляють на товсту кромку. Вуглецеву сталь зварюють, нахиляючи електрод кутом уперед.
- При підвищеній швидкості зварювання метал у центральній частині шва швидко остигає, створюючи по краях усадкові канавки. Однак надмірне зниження швидкості не позбавляє проблеми. Тому оптимальне значення вибирають відповідно до марки заліза, що зварюється.
- Імовірність утворення огріхів значно зростає за неправильного вибору захисного газу. Вуглецеву сталь зварюють у середовищі із суміші інертного та вуглекислого газу. Для роботи з іншими матеріалами тип газу вибирають залежно від виду металу, що зварюється.
- У недосвідчених зварювальників дефекти найчастіше виникають у разі порушення правил проведення зварювальних робіт. Коли діаметр електрода менший за ширину шва, доводиться робити поперечні рухи з великою амплітудою. Після такого зварювання утворення підрізів неминуче. Тому, по можливості, потрібно зменшувати ширину з'єднання або зварювати його кількома проходами. Щоб не було перегріву основного металу, робочий струм встановлюють відповідно до товщини заготовок. Зварювання виконують короткою дугою із постійною швидкістю.
- При накладанні вертикальних швів огріхи утворюються через складність заповнення простору стику розплавленим металом. Тому з'єднання заготовок, якщо є така можливість, слід виконувати в горизонтальному положенні з меншою витратою електродів. Щоб унеможливити утворення підрізів, кутові шви накладають способом «в човник».
- Найкращим способом для запобігання підрізам вважається створення зварних з'єднань інверторами з функціями MIG/MAG. Крім усадочних канавок ці апарати дозволяють уникнути появи інших вад на зварних швах.
Усунення підрізів
Для усунення такого дефекту ділянку вади очищають від шлаку та бруду, а потім заварюють тонким швом. Бажано, щоб у електрода був високий показник змочуваності. Однак при цьому збільшується потреба у витратних матеріалах. Щоб уникнути непередбачених витрат, підрізи в зварних швах усувають аргонодуговим зварюванням електродом, що не плавиться. Після нагрівання огріх замазують розплавленим металом. Однак такий метод виправлення не рекомендується, якщо з'єднання було виконано іншим видом зварювання, так як усередині можуть бути пори, сторонні включення та ін. Щоб міцність не зменшувалась, ділянки зварного з'єднання з численними підрізами вирубують або вирізують до основного металу та перетравлюють. Розмір частини, що видаляється, повинен перевищувати довжину вади на 1-2 см з кожної сторони.
Після виправлення зварювальні з'єднання проходять повторну перевірку. При виявленні дефектів вирушають доопрацювання. Одна і та сама ділянка допускається виправляти в залежності від сорту сталі не більше 2 — 3 разів. Це з зміною характеристик металу після повторного зварювання.При виправленні слід враховувати, що з посилення зварного з'єднання знижується стійкість до вібрації.
Чи допускаються підрізи у зварних швах
Змонтовані конструкції приймають в експлуатацію, якщо розміри підрізів у зварних швах не перевищують зазначених у ГОСТ30242-97 норм. Остаточне рішення ухвалюють після розгляду наступних факторів:
- розмір конструкції та довжина шва;
- як дефект впливає на міцність виробу з урахуванням початкової та залишкової напруги;
- вид та параметри вади;
- характеристики підрізу по плинності, опірності, в'язкості, пластичності;
- в яких умовах експлуатуватиметься змонтована конструкція;
- ступінь впливу дефекту на функціональність.
Прилад для виміру вад повинен мати необхідну межу вимірювання. Тому слід уважно вивчити інструкцію, щоб знати її можливості. Приладом з межею до 5 мм не вдасться з необхідною точністю виміряти дефект до 2 мм.
Навіть у досвідчених зварювальників трапляються підрізи, тому новачкам не слід засмучуватися, якщо не всі шви виходять ідеальними. Щоб зменшити кількість огріхів під час навчання зварювання краще виконувати багатофункціональними інверторами. Додаткові опції такого обладнання компенсують нестачу досвіду.
Що таке підріз у зварюванні?
Початківці зварювальники часто запитують: «Що таке підріз у зварюванні? Які причини утворення підрізів під час зварювання? Як робити ремонт підрізів зварних швів?» і в цій статті на ці питання є відповіді.
Підріз зварного шва це дефект, який характеризується утворенням довгастого поглиблення (канавки) гострокутної форми в зоні сплавлення зварного шва та основного металу або металу зварного шва попереднього шару.
Подібні визначення для даного виду дефекту зварного шва вказані і в нормативних документах на зварювання ГОСТ 2601 та ГОСТ 30242:
Підріз - це дефект у вигляді поглиблення по лінії сплавлення зварного шва з основним металом. Підріз це поглиблення поздовжнє на зовнішній поверхні валика зварного шва, що утворилося при зварюванні.
Нагадуємо, що у статті про дефекти зварних швів та у посібнику про дефекти зварних швів Юхіна Н.А. є фотографії, причини та способи усунення всіх дефектів зварювання.
