Как заварить трещину в металле?

Заварка трещин и усиление поврежденных мест. 1.25.1. Длина трещин, допускаемая для их заварки, в каждом случае устанавливается в зависимости от места ее расположения, характера эксплуатационной

Как заварить трещину в металле?

Заварка трещин и усиление поврежденных мест.

1.25.1. Длина трещин, допускаемая для их заварки, в каждом случае устанавливается в зависимости от места ее расположения, характера эксплуатационной нагрузки данной детали или узла и возможности качественного выполнения сварочных работ.

1.25.2. Перед разделкой необходимо тщательно осмотреть трещину, точно определить ее концы, затем засверлить их сверлом диаметром 6-12 мм. Засверловку производят так, чтобы центр отверстия совпадал с концами трещины или был на 3—5 мм дальше трещины. Границы трещины выявляются при нагреве ее газовой горелкой до температуры 100-150 °С. Отверстия засверловки концов трещины для лучшего провара следует раззенковать на
1/2—1/3 толщины стенки. Допускается разделка трещин воздушно-дуговой строжкой в соответствии с указаниями, изложенными в п. 1.17, или электродуговой резкой электродами типа ОЗР.

1.25.3. Подготовку кромок под сварку и наложение сварных швов при заварке трещин выполняют аналогично сварке встык. Перед заваркой производят зачистку до металлического блеска прилегающего к трещине металла на ширину 25 мм с каждой стороны. Подготовленные к заварке места должны быть проверены ОТК или мастером.

Трещины в конструкциях и деталях, изготовленных из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой или низколегированной стали, необходимо заваривать электродами типа Э42А или Э50А, при механизированной сварке — сварочными материалами, обеспечивающими свойства металла шва не ниже получаемых при сварке указанными типами сварочных электродов. Перед заваркой трещины сварочные электроды и проволоки следует прокалить.

Заварку трещин в деталях с толщиной стенки более 8 мм выполняют в несколько слоев, перед наложением очередного слоя поверхность предыдущего должна быть очищена от шлаковой корки.

1.25.4. При ремонте замкнутых трещин рекомендуется перед сваркой произвести подогрев до температуры 200-250 °С разделки трещины и прилегающего к ней металла шириной не менее 50 мм с каждой стороны трещины.

1.25.5. При длине трещины более 300 мм ее следует заваривать обратноступенчатым способом с длиною ступени 150-200 мм. После заварки дефекта производят подварку корня шва с обратной стороны, предварительно удалив наплывы и шлак.

Для обеспечения полного провара сквозной трещины необходимо, где это возможно, производить двустороннюю сварку или сварку на остающейся подкладке.

1.25.6. При заварке трещины на одной из полок коробчатой конструкции рекомендуется предварительно удалить прилегающие к концам трещины участки угловых швов 1 (рис. 1.36) длиной 100-150 мм, затем заварить стыковой шов 2, после чего заварить удаленные участки углового шва.

Заварку трещин рекомендуется выполнять в нижнем и вертикальном положениях. В первом случае шов имеет ровную поверхность, вероятность образования подрезов мала. Сварка в вертикальном положении дает возможность получить лучшее проплавление кромок, особенно в вершине разделки.

Заварка трещин в горизонтальном положении на вертикальной плоскости и в потолочном положении, как правило, не рекомендуется.

Рис. 1.36. Схема подготовки к заварке трещины в элементах типа сварных балок коробчатого сечения

1.25.7. Первый слой шва и обратный валик при двусторонней сварке сквозной трещины рекомендуется выполнять электродами диаметром 3 мм, остальные валики — электродами диаметром 4 и 5 мм.

Несквозные трещины с U-образной разделкой можно заварить во всех слоях электродами диаметром 4 и 5 мм.

1.25.8. Место с заваренной сквозной трещиной подлежит усилению путем постановки накладки, если этому не препятствует конструкция узла или детали.

1.25.9. В зависимости от сечения соединяемых элементов накладки могут быть плоскими, угловыми или коробчатыми. Примеры усиления после заварки сквозной трещины показаны на рис. 1.37. Толщина односторонней накладки должна быть не менее
0,8-1,0 толщины основного металла детали, двусторонней — не менее половины. При постановке накладки выпуклость валика заваренной трещины должна быть полностью удалена.

Плоские накладки должны перекрывать заваренный стык или трещину не менее чем на 100 мм, при невозможности этого перекрытие может быть уменьшено до 50 мм. При приварке двусторонних плоских накладок необходимо, чтобы противоположные швы были смещены не менее чем на 30 мм (рис. 1.38).

1.25.10. Если накладка имеет размер по одной из осей более 300 мм, то для плотного прилегания ее вначале приваривают дуговой точечной сваркой швами, расположенными на расстоянии 150— 200мм друг от друга. Отверстия для швов при необходимости сверлят только в накладке до постановки на место. Накладка с обеих сторон в зоне отверстий и основной металл в местах приварки накладки предварительно следует зачистить до металлического блеска на участке 15—20 мм от кромки отверстия.

Рис. 1.37.Схемы конструктивных усилений после заварки трещин:

а — простое уси нии дает возможность получить лучшее проплавление кромок, особенно в вершине разделки.ение; б — сложное усиление, состоящее из нескольких деталей: 1 — заваренная трещина; 2—накладка

Рис. 1.38. Приварка двусторонних накладок со смешением противоположных швов

1.25,11. Накладки рекомендуется приваривать по всему контуру. Угловые швы должны иметь вогнутую поверхность с плавным переходом к основному металлу. Лобовые и косые угловые швы рекомендуется выполнять с отношением большего катета к меньшему от 1,5 до 2. Большой катет должен быть направлен вдоль линии действия усилия, воспринимаемого этими швами.

В случае необходимости производят обработку швов механическим, аргонодуговым или комбинированным способом.

1.25.12. Усиливающие накладки должны быть изготовлены из сталей тех же марок, что и вагонные детали или конструкции, или из других сталей, приведенных в чертежах и инструктивных указаниях. Для усиления элементов вагонных конструкций рекомендуется также использовать низколегированные стали марок 09Г2Д, 09Г2СД и 10Г2БД.

Направление прокатки в накладках при их приварке должно совпадать с направлением действия основного силового потока при эксплуатации конструкции.

1.25.13. Перед приваркой накладку необходимо очистить, прилегание к усиливаемому элементу должно быть плотным, допускаются местные зазоры до 1,5мм для угловых и коробчатых накладок и не более 1 мм для плоских.

1.25.14. Угловые швы накладок выполняют ручной сваркой электродами типов Э42А и Э50А, а также в смеси СО2 + О2 в процентном соотношении 80:20. Допускается сварка в СО2 проволокой диаметром 1,2 мм.

Рекомендуется, в первую очередь, сваривать в свободном состоянии стыковые швы ремонтируемой сваркой конструкции, расположенные перпендикулярно силовому потоку, затем остальные стыковые швы и, в последнюю очередь, угловые швы — вначале поперечные, затем продольные. Зажигать дугу на основном металле и выводить Кратер на основной металл запрещается.

1.25.15. Отремонтированные сваркой поврежденные детали и конструкции Должны иметь достаточную прочность и надежность на весь последующий срок их эксплуатации.

Подрезы, расположенные поперек направления действующей силы, не допускаются и должны быть исправлены с последующей зачисткой. Запрещается правка усиленных элементов ударами или наложением ложных валиков.

Контроль качества сварных швов и соединений осуществляют в соответствии с рекомендациями, приведенными в настоящей Инструкции.

Приемка выполненных работ

1.26.1. Все вагонные детали, отремонтированные с применением сварки и наплавки, должны осматриваться контролером ОТК на ремонтных заводах, приемщиком вагонов и мастером цеха вагонного депо (ВЧД) и вагонных колесных мастерских (ВКМ).

1.26.2. На детали, отремонтированные сваркой и наплавкой и подлежащие испытанию на растяжение и неразрушающему контролю, следует наносить личные клейма сварщиков после приемки деталей в соответствии с Технологической инструкцией по испытанию на растяжение и неразрушающему контролю деталей вагонов 637-96 ПКБ ЦВ и другими инструкциями, утвержденными ЦВ МПС.

1.26.3. Для сварщиков всех видов сварки (дуговой, газовой и контактной) устанавливается нумерация клейм единого образца. Нумерация для каждого депо или завода порядковая по количеству сварщиков на предприятии, при этом номера, содержащие цифры 1 и 4, применять запрещается. Присвоенный сварщику номер указывается на клейме арабской цифрой высотой 5 мм, ниже этой цифры помещается сокращенное обозначение депо или завода буквами высотой 2,5—3 мм; клеймо размещается в квадрате размером 12х12 или 14х14 мм. Регистрация номеров клейм сварщиков осуществляется непосредственно ремонтным предприятием.

1.26.4. На всех усиливающих планках или накладках, приваренных к хребтовым, концевым, шкворневым, продольным, поперечным балкам рам и стойкам вагонов, должны ставиться клейма с указанием условного номера ремонтного предприятия, месяца и двух последних цифр года выполнения работ. Условный номер вагонного депо или завода должен быть помещен в рамке размерами 12х14 или 14х14 мм.

Читайте также  Как заварить дырку в тонком металле?

Каталог

  • Новинки
  • Скидки
  • Полезная информация
  • Новости
  • Вакансии

Заварка трещин

Рекомендации

При выполнении ремонтных работ ручной дуговой сваркой приходится заваривать различные виды трещин, а также всевозможные технологические отверстия, в том числе резьбовые. Посоветуйте, пожалуйста, как это делать правильно и эффективно?

Заварка трещин. Как показывает опыт, заварка (ремонт) трещин без соответствующей подготовки может вызвать их мгновенное распространение даже при незначительных нагрузках и снижении температуры. Поэтому подготовку кромок под сварку и наложение сварных швов при заварке ручной дуговой сваркой проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 5264 и ГОСТ 11534. Если форма и размеры ремонтных швов не вписываются в стандартные, то в каждом конкретном случае их вычерчивают с учетом особенностей и размеров элементов, а затем заносят в КТД и паспорт изделия.

Перед разделкой необходимо тщательно осмотреть трещину, точно определить ее концы (границы трещины хорошо проявляются при нагреве их газовой горелкой до температуры 100-150°С), накернить их, затем засверлить сверлом диаметром 6-10 мм, а при толщине детали более 100-125 мм — сверлом диаметром 20-25 мм. Сверление выполнять так, чтобы центр отверстия совпадал с концом трещины или был на 3-5 мм дальше трещины. Когда отверстия на концах трещины высверлить невозможно (дрель не помещается в конструкции), по согласованию с технологами, на полностью разгруженных или сжатых элементах отверстия прожигают газокислородным пламенем, отступив от конца трещины на 50-80 мм. Для лучшего провара отверстия в конце трещины следует раззенковать на 1/2-1/3 толщины стенки. Разделку трещин и выборку металла можно производить как механически, так и дуговым способом — специализированными электродами марки АНР-2 без зачистки кромок разделки или воздушно-дуговой строжкой угольными электродами, что требует обязательной абразивной зачистки. Несквозные трещины необходимо разделывать на глубину, превышающую глубину их залегания не менее чем на 3 мм.

При заварке защемленных трещин (не выходящих на кромку) даже в конструкциях из низкоуглеродистых сталей рекомендуют перед сваркой произвести подогрев газовой горелкой мест, расположенных непосредственно за концами трещин. В отдельных случаях при высокой жесткости конструкции, большой толщине элементов, отсутствии специализированных сварочных материалов сварочные работы следует производить, если позволяют размеры, с предварительным подогревом до температуры 200-250°С всей детали с последующим замедленным охлаждением в песке или путем укрытия асбестовой тканью.

Если трещина имеет длину более 300 мм, ее следует заваривать обратноступенчатым способом с длиной отдельной ступени 150-200 мм (рис. 1). При этом каждую отдельную ступень заваривают в направлении от кромки к концу трещины. После полной заварки трещины производят подварку корня шва с обратной стороны, предварительно подрубив вершину шва до полного удаления наплывов, шлака и черновин.

Рис. 1. Схема заварки трещины длиной более 300 мм

Если невозможно подварить шов с обратной стороны, то разрешается выполнять швы без подварки с обязательным соблюдением проектного зазора между кромками. Во время сварки таких швов нужно внимательно следить за проваром кромок на всю толщину, применяя в таких случаях по возможности остающиеся подкладки, плотно прилегающие к стенкам.

При многослойной сварке заполнение участков производят «горкой» или «каскадным способом». При заполнении участков шва «горкой» вначале наплавляют первый слой на небольшом участке, затем второй, который полностью перекрывает начало первого слоя. Затем в таком же порядке наплавляют третий и четвертый слои, образуя таким образом «горку» (рис. 2).

Рис. 2. Последовательность наложения валиков способом «горка»

Разница по ширине и высоте сварного шва в разных сечениях допускается не более 2 мм при условии плавного перехода от одного размера к другому. В случае заварки дефектного участка шва (после вырубки) допускается разница по ширине до 4 мм относительно невырубаемого шва. При этом должен быть обеспечен плавный переход от одного размера к другому. При заварке трещины по сварному шву концы ее должны быть засверлены, а ранее наплавленный металл — полностью удален.

При заварке трещин, проходящих по заклепочным соединениям или в конструкциях, укрепленных жесткими связями, необходимо удалить по одному ряду заклепок или связей с обеих сторон трещины. После заварки трещины поставить удаленные заклепки или связи. Если трещина доходит до заклепки, то последняя также должна быть удалена перед сваркой.
Заварка и обварка отверстий. Заварку отверстий в зависимости от их диаметра и глубины можно производить путем вварки вставок, сплошной заплавки и приварки накладки.

Отверстия диаметром 50 мм и более следует заваривать путем вварки конусообразной вставки (рис. 3), изготовленной из того же металла, что и деталь. Вставку перед вваркой необходимо прихватить в трех местах, затем обварить по периметру.

Рис. 3. Схема вварки конусообразной вставки в отверстие диаметром более 50 мм

Рис. 4. Схема подготовки отверстия под заварку зенкованием

Рис. 5. Схема подготовки отверстия под заварку путем установки перегородки

Отверстия, глубина которых больше двух диаметров, перед заваркой следует раззенковать (рис. 4) или перегородить пластиной толщиной 2-4 мм (рис. 5) из малоуглеродистой стали. Разрешается заваривать такие отверстия, применяя пробки в последовательности, указанной на рис. 6.

Рис. 6. Схема заварки отверстия с помощью пробок

Отверстия диаметром менее 15 мм перед заваркой нужно рассверлить до диаметра 18-20 мм. При наличии в завариваемом отверстии резьбы последнюю удаляют сверлом, диаметр которого на 1,5-2 мм больше наружного диаметра резьбы.

Перед сваркой стенки отверстия должны быть очищены от ржавчины, грязи и масла. Если отверстие не перегораживают пластиной, то его с одной стороны необходимо закрыть огнеупорной подкладкой, флюсовой подушкой и т. п.

Заварку отверстий рекомендуют производить в нижнем положении наложением круговых валиков электродом, наклоненным к стенке под углом 30-40°. Если отверстие перекрывают с одной стороны накладкой, то последнюю приваривают с двух сторон по периметру (снаружи и со стороны отверстия).

Обварку отверстий с целью уменьшения размеров по диаметру производить электродуговой сваркой в один слой по всей толщине стенки с напуском на кромки.

При вертикальном положении стенки с обвариваемым отверстием сварку целесообразней производить по окружности в два приема с движением электрода снизу вверх (рис. 7).

Рис. 7. Схема обварки отверстия с целью уменьшения размеров

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ЗАВАРИВАНИЯ ТРЕЩИН.

1. Найти концы трещины, отступив от конца трещины 0,5 мм — накернить.

2. Обозначенные места засверлить сверлом малого диаметра 3 мм.

3. Вырубить и зачистить полностью трещину.

4. Заварить трещину, от середины к краям.

Если один конец трещины выходит на край металла, необходимо:

— сначала сделать прихватку на этом конце трещины.

— затем накернить, засверлить второй край трещины.

— сделать разделку, зачистить и заварить от середины к краям.

4.ДАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДЕФЕКТА «ПОДРЕЗ НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОТЯЖЕННЫЙ, ПОДРЕЗ ПЕРЕМЕЖАЮЩИЙСЯ ЛОКАЛЬНЫЙ, УСАДОЧНАЯ КАНАВКА»,

причина их образования и метод устранения.

1.Подрез непрерывный протяженный— это продольное углубление (канавка) на наружной поверхности валика по линии сплавления основного металла с металлом сварного шва.

Жидкий металл сварочной ванны вытесняется в её центральную часть. Высокая скорость кристаллизации и низкая смачиваемость препятствуют растеканию металла в границах расплавления.

Причины возникновения и способы предупреждения:

— сварка при повышенном напряжении дуги;

— чрезмерная скорость сварки;

— недостаточная смачиваемость металла шва;

— улучшить смачиваемость за счёт предварительного подогрева и использовать сварочные материалы с высокой смачиваемостью;

— вести сварку короткой дугой с оптимальной скоростью;

— использовать приспособления для ориентации соединений в удобном для сварщика положении;

— выбрать правильный угол наклона электрода и следить на протяжении сварки.

2.Подрез перемежающийся локальный – это продольное углубление отдельными участками на наружной поверхности валика сварного шва.

Причины возникновения и способы предупреждения:

— плохая зачистка свариваемых кромок;

— завышенная сила тока;

— низкая квалификация сварщика;

— нестабильность параметров режима сварки;

— химическая неоднородность основного металла;

— подогревать свариваемые кромки;

— вести сварку наклонным электродом углом вперёд;

— точно ориентировать электрод по оси шва и длине дуги;

— использовать инверторный источник питания.

3.Усадочная канавка – подрез со стороны корня одностороннего сварного шва, вызванный усодкой вдоль границы сплавления.

Причины возникновения и способы предупреждения:

— нарушение геометрических размеров шва;

-неправильный выбор параметров режима сварки;

— низкая квалификация сварщика;

-выбрать правильное пространственное положение;

— использовать электроды малого (2-3 мм) диаметра;

— добиваться минимального проплавления основного металла.

Недопустим, так как уменьшает поперечное сечение в месте перехода от шва к основному металлу и является концентратором напряжения.

Метод устранения – место подреза зачищают и подваривают тонкими (ниточными) швами электродами малых диаметров.

Читайте также  На какой скорости сверлить металл?

5.ДАТЬ ХАРАКТЕРИСТИКУ ДЕФЕКТА «ПРОЖОГ, ПРЕВЫШЕНИЕ ПРОПЛАВА», причины его образования и метод устранения.

1.Прожог – вытекание металла сварочной ванны, в результате чего образуется сквозное отверстие в сварном шве.

В сварочной ванне образуется чрезмерный объём жидкого металла. Он не удерживается силами поверхностного натяжения и самопроизвольно вытекает из шва.

Причины возникновения и способы предупреждения:

— химическая неоднородность свариваемого металла;

— завышенная сила сварочного тока, при недостаточной скорости сварки;

— некачественная сборка стыка под сварку (под свариваемый шов плохо поджата флюсовая подушка или медная подкладка), чрезмерные зазоры;

— низкая квалификация сварщика;

— вести дуговую сварку «углом вперёд», а газовую «левым» способом.

Недопустимы прожоги —так как нарушают сплошность сварного шва.

2.Превышение проплава – избыток металла на обратной стороне стыкового шва.

Дефект виден невооруженным глазом при визуальном контроле.

Под действием собственного веса расплавочный металл сварочной ванны провисает, и шов формируется с избыточной выпуклостью в нижней части.

Причины возникновения и способы предупреждения:

— чрезмерная текучесть расплавленного металла сварочной ванны;

— увеличенный зазор в стыке;

— неодинаковая толщина металла по длине стыка;

— уменьшать сварочный ток при сварке по широким зазорам и при уменьшении толщины стенки конструкции;

— использовать сварочные материалы с повышенным межфазным натяжением.

Недопустимона ответственных конструкциях, так как место перехода от наплавленного металла к основному является концентратором напряжения.

Метод устранения – вырубить дефектные места, заварить.

Дата добавления: 2016-02-27 ; просмотров: 2757 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Технология заварки трещин.

Заварка (ремонт) трещин без соответствующей подготовки может вызвать их мгновенное распространение даже при незначительных нагрузках и снижении температуры. Поэтому подготовку кромок под сварку и наложение сварных швов при заварке ручной дуговой сваркой проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 5264 и ГОСТ 11534.

Перед разделкой необходимо тщательно осмотреть трещину, точно определить ее концы (границы трещины хорошо проявляются при нагреве их газовой горелкой до температуры 100-150°С), накернить их, затем засверлить сверлом диаметром 6-10 мм, а при толщине детали более 100-125 мм — сверлом диаметром 20-25 мм. Сверление выполнять так, чтобы центр отверстия совпадал с концом трещины или был на 3-5 мм дальше трещины. Для лучшего провара отверстия в конце трещины следует раззенковать на 1/2-1/3 толщины стенки. Несквозные трещины необходимо разделывать на глубину, превышающую глубину их залегания не менее чем на 3 мм.

Определение режимов сварки.

Для получения качественного сварного шва необходимо правильно выбрать режим сварки, определяемый диаметром электрода, величиной сварочного тока и длиной дуги. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла и типа сварного соединения. При этом используют следующие данные:

Таблица 1 Выбор диаметра электрода при стыковых соединениях.

Толщина металла, мм 0,5 1 — 2 2 – 5 5 — 10 свыше 10
Диаметр электрода, мм 1,5 2 – 2,5 2,5 — 4 4 — 6 4 — 8

Таблица 2 Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединениях

Катет шва, мм 4 — 5 6 – 9
Диаметр электрода, мм

Величина сварочного тока зависит от толщины свариваемого металла, типа соединения, скорости сварки, положения шва в пространстве, толщины и вида покрытия электрода, его диаметра и рабочей длины.

Силу сварочного тока определяют по формуле

где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

j — допускаемая плотность тока, А/мм 2 .

Плотность тока — одна из основных характеристик электрического тока; равна электрическому заряду, переносимому в 1 с через единичную площадку, перпендикулярную направлению тока.

Таблица 3 Значения допускаемой плотности тока в электроде

Вид покрытия Допускаемая плотность тока j в электроде, А/мм 2 при диаметре электрода dэ, мм.
Рудно-кислое, рутиловое 14 — 20 11,5 – 16 10 – 13,5 9,5 – 12,5
Фтористо-кальциевое 13 – 18,5 10 – 14,5 9 – 12,5 8,5 — 12

При приближенных вычислениях величина сварочного тока может быть определена по следующей формуле:

где I – сварочный ток, А;

d – диаметр электрода, мм;

k – коэффициент пропорциональности, равный 45 – 60 А/мм при ручной сварке стальными покрытыми электродами.

Порядок выполнения работы.

1. Перед началом работы изучить общие теоретические сведения по сварке стальным покрытым электродом.

2. Получить у преподавателя заготовку.

3. Замерить толщину детали.

4. Произвести разделку кромок.

5. Выбрать диаметр электрода.

6. Рассчитать режимы сварки.

7. Произвести сварку заготовок.

8. После сварки произвести очистку сварного шва и околошовной зоны от шлака от шлака и брызг металла.

9. Провести визуальный контроль качества сварного соединения.

10. Дать оценку качества сварного соединения, выявить внешние дефекты шва и описать причины их возникновения.

Содержание отчета.

1. Название работы.

2. Цель лабораторной работы.

3. Краткие теоретические сведения.

4. Методика проведения и результаты экспериментов.

5. Анализ полученных результатов.

6. Выводы, заключение.

Контрольные вопросы.

1. Какие существуют способы зажигания дуги?

2. Какие существуют схемы положения шва в пространстве?

3. Какой угол отклонения электрода от вертикали при сварке в нижнем положении?

4. Какие различают сварные швы в зависимости от длины?

5. В каком случае ведется сварка напроход?

6. В каком случае ведется сварка от середины к краям?

7 В каком случае ведется сварка ступенчатым способом?

8. Какие способы наложения швов применяют при сварке металла большой толщины?

9. В зависимости от чего выбирают диаметр электрода?

10. Как рассчитать величину сварочного тока?

11. Технология заварки трещин.

12. Типы сварных соединений.

13. Какие функции выполняет электродное покрытие?

Список используемой литературы.

1. Геворкян В.Г. Основы сварочного дела — М.: Высш. школа, 1985.-168 с.

2. Шебеко Л.П. Производственное обучение электро-газосварщиков — М.: Высш. школа,1984.-167 с.

3. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением — Л.: Машиностроение.1987.-461с.

Горячие и холодные трещины при сварке

Содержание:

  1. Виды трещин
  2. Кристаллизация
  3. Предупреждение появления трещин
  4. Ликвидация трещин
  5. Сварка при ремонте автомобиля
  6. Интересное видео

Согласно ГОСТу 30242 все дефекты разделяют на шесть групп. Первая из них целиком принадлежит трещинам. Дефект шва, называемый трещиной, — это несплошность в виде разрыва металла. В месте образования появляется очаг напряжения, который при эксплуатации изделия приведет к дальнейшему разрушению.

Поэтому трещина считается недопустимым дефектом и подлежит устранению. Место образования трещин бывает, как в самом шве, так и в околошовной зоне, где сохраняется термическое влияние. Увидеть этот дефект нетрудно при визуальном осмотре. Для уточнения вида и ее размеров можно использовать лупу с большим увеличением. Ее приходится применять обязательно для обнаружения микротрещин.

Виды трещин

Существуют две разновидности трещин: первая их них называется горячей или высокотемпературной, а вторая — холодной или низкотемпературной. Каждая из них имеет градацию по другим признакам. Горячие и холодные трещины при сварке делятся по направлению — продольные, поперечные, могут быть радиальными или находиться в кратере валика. Горячие трещины образуются в металле при очень высокой температуре — более 1000°С, а для холодных достаточно более низкого значения в 200-300°С.

Горячие

Горячие трещины — это, по определению, разрушения межкристаллического характера. Цвет излома имеют темный, а форму — извилистую. Окисление является сильным.

Причины образования горячих трещин при сварке:

  1. Деформации, вызванные укорочением.
  2. Жидкие прослойки между зернами.
  3. Невозможность перемещения деталей для правильного остывания, что происходит при их слишком сильной фиксации.
  4. Нарушение связей между зернами из-за наличия элементов с низкой температурой затвердевания.
  5. Присутствие примесей и включений. Особенно влияют сера и фосфор.

Горячие трещины при сварке имеют следующую последовательность образования:

  • после прекращения нагрева горячий металл начинает понемногу охлаждаться;
  • при определенной температуре в сварном шве начинают образовываться кристаллы, между которыми имеются прослойки в жидком виде;
  • происходит возрастание напряжений, приводящих к понижению деформационной способности шва и зоны вокруг него.

В результате неодинаковой усадки шва и свариваемого материала после охлаждения возникают внутренние напряжения, вызывающие появление трещин в разных направлениях.

Холодные

Холодные трещины при сварке образуются в теле самого шва и рядом. Они располагаются в продольном и поперечном направлениях под любым углом ко шву. Излом имеет светлый оттенок. Время появления — период остывания деталей. Трещины могут появляться, начиная с температуры 300 °С, поэтому их называют холодными в отличие от горячих.

Наиболее распространенные места появления холодных трещин — корень шва и место, где стыкуются валик и свариваемый металл. Такой вид трещин может появляться не только на поверхности, но и внутри металла. Их протяженность может быть небольшой. Обнаружить внутренние трещины более сложно.

Холодные трещины не имеют такого сильного разветвления, как у горячих. Меньшим является и их раскрытие. При реакции с кислородом воздуха их цвет становится коричневым или голубоватым. Высокопрочные и низколегированные стали являются наиболее уязвимыми.

Читайте также  Как быстро очистить ржавчину с металла?

Холодные трещины при сварке — причины возникновения:

  1. Слишком сильное соединение свариваемых деталей.
  2. Маленький диаметр электрода, не соответствующий толщине свариваемых деталей.
  3. Несоблюдение технологии сварки.
  4. Повышенное содержание углерода.
  5. Слишком быстрое охлаждение.
  6. Наличие внутренних напряжений.
  7. Неправильный выбор электрода.

При возможности следует избегать ситуаций, когда образуются холодные трещины при сварке.

Кристаллизация

Кристаллизацией называется процесс, состоящий в образовании кристаллов. Это происходит при переходе металла из состояния жидкого в твердое. Именно это и происходит при сварке металлических изделий.

Этот процесс в сварном шве приводит к деформированию металлов и образованию трещин. Какие виды трещин образуются при кристаллизации сварного шва? Горячие, которые имеют второе название кристаллизационные, могут появиться в металлическом шве на последней стадии кристаллизации. При этом температура близка к солидусу, когда происходит исчезновение последних капель жидкого металла.

Предупреждение появления трещин

Существуют определенные меры, уменьшающие вероятность возникновения различных видов трещин:

  1. Уменьшение жесткости соединения свариваемых деталей.
  2. Подбирать ширину сварного шва, соизмеримую с толщиной деталей.
  3. Значение сварного тока должно соответствовать рекомендуемому данному виду соединения. Превышение приведет к перегреву.
  4. Сварочную проволоку выбирать с небольшим содержанием серы и углерода.
  5. Соблюдать угол наклона электрода.
  6. Шов не должен быть слишком узким.
  7. Применение многопроходного способа сваривания. Однопроходные швы являются менее прочными.

Не лишним будет предварительный нагрев свариваемых деталей.

Ликвидация трещин

В нормативных материалах указаны меры борьбы с дефектами, в том числе трещинами. Основной метод — сварка трещин. Перед заваркой необходимо произвести подготовку. Она состоит в осмотре повреждения и определении его длины. Окончания трещины высверливают, а при невозможности выполнить эту операцию прижигают концы. Перед началом операции исправляемую область можно слегка подогреть. Если длина трещины составляет более 300 мм, то имеет смысл применить обратноступенчатый метод.

Сварка при ремонте автомобиля

Одной из главных частей автомобиля является головка блока цилиндров. От ее исправности зависит работа двигателя. При образовании в этой детали трещины для ремонта применяется ее заварка. Сварка трещин ГБЦ производится электросваркой. Возможно также применение газовой сварки. После окончания сварки шов покрывают эпоксидной пастой.

Интересное видео

Горячие и холодные трещины при сварке

Положениями ГОСТа 30242 предусматривается разделение всех существующих дефектов сварочного производства на шесть групп. Первую из них составляют разного рода трещины – изъяны в виде продольного разрыва металла в месте соединения. Они образуются под воздействием напряжения, которое образуется после сваривания заготовок, или в результате внешнего механического воздействия. Эксплуатация конструкции с такими повреждениями рано или поздно приводит к их разрушению.

Трещина относится к числу недопустимых дефектов и должна быть устранена в обязательном порядке. Такого рода дефекты образуются как на сварном шве, так и в округ него в пределах зон, где сохраняется термическое влияние. Обнаружить их можно при визуальном контроле качества соединения. Чтобы детальнее рассмотреть характер и размеры повреждения, можно воспользоваться лупой с большим увеличением. С ее помощью обнаруживаются и микротрещины.

  • Виды трещин
    • Причины образования горячих трещин при сварке
    • Когда образуются холодные трещины
  • Кристаллизация
  • Как избежать появления трещин
  • Ликвидация трещин
  • Исправление трещин при ремонте авто

Виды трещин

Трещины принято классифицировать. Различают два их вида: горячие (высокотемпературные) и холодные (низкотемпературные). Каждый из видов имеет градацию по ряду признаков. Горячие и холодные трещины делятся по направлению – поперечные или продольные могут быть в самом кратере сварного шва или же располагаться по всей ширине валика в виде изогнутой линии (радиальные). Трещины горячие возникают при высокой температуре – 1000 и более градусов Цельсия. Холодные образуются при температурах намного ниже – 200-300 градусов Цельсия.

Причины образования горячих трещин при сварке

Горячие трещины – это разрушения шва или металла в зоне термического влияния сварки на межкристаллическом уровне. Изъян образуется в стадии твердожидкого состояния расплава после завершения процесса кристаллизации или же в твердом его состоянии при высоких температурах. Излом имеет темный цвет и извилистую форму.

Причины образования горячих трещин выполнении сварочных работ:

  • Деформация может быть вызвана укорочением.
  • Между зернами есть жидкие прослойки.
  • Из-за фиксации деталей, что исключает их перемещение для правильного остывания.
  • В силу нарушения связей между зернами, вызванного сторонними включениями с низкой температурой твердения.
  • Присутствия других включений. Особую опасность представляют фосфор и сера.

Последовательность образования горячих трещин:

  1. Прекращения нагрева влечет начало процесса остывания расплава и металла вокруг ванночки.
  2. После достижения определенной температуры в расплаве начинают образовываться кристаллы. Между твердыми частицами есть прослойки жидкого вещества.
  3. Возрастает внутреннее напряжение, приводящее к снижению способности металла деформироваться.

Разная усадка сварных швов и горячего металла вокруг них провоцирую появления сильных внутренних напряжений, в результате которых в разных направлениях возникают трещины.

Когда образуются холодные трещины

Холодные трещины – это разрушения на межкристаллическом уровне шва или зоны вокруг него, которые образуются в процессе кристаллизации расплава, который находится в твердожидком агрегатном состоянии. Пространственное расположение изъянов может быть любым: продольным, поперечным или под углом. Излом обладает светлым оттенком и проявляется постепенно в процессе остывания сварного соединения. Трещины становятся видимыми уже при 300 градусах Цельсия. По этой причине их называют холодными.

Чаще всего холодные трещины образуются в корне шва и в месте соприкосновения валика с металлом заготовки. Основное «коварство» такого рода дефектов заключается в том, что могут образовываться не только на поверхности, но и внутри металла. Они могут быть небольшого размера и обнаружить такие трещины намного сложнее, чем горячие.

Еще одно важное отличие заключается в том, что холодные трещины не обладают разветвленной структурой, как горячие. Раскрываются они тоже не настолько широко. Реагируя с атмосферным кислородом изъяны обретают голубоватый или коричневатый оттенок. Наиболее уязвимыми являются изделия из низколегированной или высокопрочной стали.

Причины образования холодных трещин:

  • Чрезмерно сильное соединение свариваемых заготовок.
  • Неверно подобран диаметр электрода: меньше оптимального.
  • Нарушена технология выполнения сварочных работ.
  • Высокой содержание углерода в металле.
  • Сварной шов был охлажден слишком быстро.
  • Большие внутренние напряжения.

Кристаллизация

Кристаллы образуются в процессе остывания металла, то есть в тот период, когда он из жидкого состояния переходит в твердое. Именно такой процесс имеет место быть после сваривания заготовок. В это время высока вероятность деформации металла и образования трещин.

В процессе кристаллизации сварного шва образуются горячие трещины. Их еще называют кристаллизационными. Они становятся заметными уже на последнем этапе кристаллизации, когда температура близка к солидусу и исчезают последние капли жидкого металла.

Как избежать появления трещин

Вероятность образования трещин можно уменьшить. Для этого следует придерживаться некоторых рекомендаций:

  • Снизить жесткость стыка свариваемых заготовок.
  • Ширина сварного шва должна соответствовать толщине полок соединяемых элементов.
  • Сила сварочного тока должна быть в пределах рекомендованных для конкретного типа работ значениях.
  • Содержание углерода и серы в присадочных материалах должно быть минимальным.
  • Удерживать электрод под оптимальным углом по отношению к рабочей поверхности.
  • Не делать сварочный шов слишком узким.
  • Сваривать заготовки в несколько проходов. Однопроходные швы являются наименее прочными.

Не помешает предварительно нагреть соединяемые заготовки.

Ликвидация трещин

Нормативные документы содержат информацию о наиболее эффективных мерах предупреждения и ликвидации брака в сварочных работах, в том числе и разного рода трещинах. Основным способом исправления трещин является их заваривание. Перед устранением дефекта следует выполнить подготовительные работы.

Сначала нужно осмотреть изъян, чтобы точно определить его начало и окончание. Края трещин высверливают, а если сделать это не представляется возможным, то прижигают. Сначала реставрируемую область можно несколько подогреть. Если трещина слишком большая и ее длина составляет 30 и более сантиметров, то заварить ее следует обратноступенчатым способом.

Исправление трещин при ремонте авто

Головка блока цилиндров (ГБЦ) относится к числу наиболее важных элементов автомобиля. Если она неисправна, то машина по факту остается без силовой установки. Если корпус ГБЦ имеет трещину, то ее можно заварить. Для этого используется электродуговая сварка. Не исключается также использование газовой горелки. После завершения всех работ сварной шов покрывается эпоксидной смолой.

Оцените статью
Добавить комментарий