- •4. Производство сварных конструкций
- •4.1. Заготовительные работы
- •4.2. Подготовка заготовок под сварку
- •4.3. Сборочные работы
- •4.4. Сварочные работы
- •4.4.1. Автоматизация дуговой сварки
- •4.4.2. Механизация вспомогательных операций
- •4.4.3. Поточные механизированные и автоматизированные линии
- •4.4.4. Сварочные роботы
- •4.5. Дополнительная обработка сваренных узлов
- •4.5.1, Устранение деформаций после сварки
- •4..5.2. Снижение остаточных напряжений
- •4.6. Контроль качества сварных соединений
- •4.6.1. Влияние дефектов на работоспособность сварных соединений
- •4.6.2. Методы неразрушающего контроля
- •4.6.3. Методы разрушающего контроля
- •4.7. Применение компьютерных технологий в сварочном производстве
4.6.1. Влияние дефектов на работоспособность сварных соединений
Дефектами сварных соединений называют различные отклонения от установленных норм и технических требований, возникающие в металле шва и зоне термического влияния в процессе образования сварных соединений и приводящие к снижению эксплуатационной надёжности сварных конструкций, ухудшению их работоспособности и внешнего вида.
В табл. 4.2 приведены основные виды дефектов сварных швов и причины их образования.
Дефекты сварных соединений можно различать по месту их расположения на наружные и внутренние. К наружным относятся кратеры, наплывы, свищи, подрезы, прожоги, неравномерность формы
шва; к внутренним относятся, например, поры, включения шлака, непровары, несплавления, трещины, недопустимые структурные изменения металла - перегрев, пережог.
Наличие тех или иных дефектов в сварных соединениях ещё не определяет потерю работоспособности этих соединений. Опасность дефектов наряду с влиянием их собственных характеристик (типы, виды, размеры, формы и т. п.) зависит от множества конструктивных и эксплуатационных факторов. Изучение этого вопроса представляет большие трудности как с практической, так и с теоретической стороны.
В большинстве случаев степень влияния того или иного вида дефектов на работоспособность конструкций устанавливается испытанием образцов с дефектами. Так, установлено, что усиление шва не снижает статической прочности, однако существенно влияет на усталостную прочность. Чем больше усиление шва и, следовательно, меньше угол перехода от основного металла к наплавленному, тем сильнее оно снижает предел выносливости.
Опасным дефектом является подрез. Считаются допустимыми подрезы небольшой протяжённости, ослабляющие сечение шва не более чем на 5%, в конструкциях, работающих под действием статических нагрузок.
Наплывы, резко изменяя очертания швов, образуют концентраторы напряжений, что может приводить к снижению выносливости конструкции. Наплывы, имеющие большую протяжённость, считают недопустимыми дефектами, так как они кроме того, что вызывают концентрацию напряжений, нередко сопровождаются непроварами.
Кратеры, как и прожоги, являются недопустимыми дефектами и подлежат исправлению.
Исследования показали, что при статических нагрузках и пластических материалах потеря прочности примерно пропорциональна общей площади дефектов — включений и непроваров. Причём если общая площадь дефектов меньше 5-10 % (а иногда и 20-25 %), то эти дефекты мало влияют на несущую способность стыков, особенно при швах с усилением. В то же время при малопластичных материалах и динамической или вибрационной нагрузке сравнительно небольшие дефекты существенно влияют на работоспособность соединения. Остаточные напряжения могут повышать отрицательное влияние дефектов.
Для оценки опасности сварочных дефектов их целесообразно подразделить на две группы: объёмные (поры, шлаки, включения, непровары без подреза) и трещиноподобные. Объёмные дефекты не оказывают значительного влияния на работоспособность соединений. Эти дефекты можно нормировать по размерам или площади ослабления сечения шва. Трещиноподобные дефекты, в том числе трещины, весьма опасны и резко снижают эксплуатационные свойства соединений.
Все дефекты по их значимости можно условно распределить по трём группам: малозначительные, значительные и критические. К малозначительным относят отдельные дефекты - включения и непровары, к значительным - протяжённые дефекты и к критическим -трещиноподобные. Поэтому в сварных швах допускается содержание объёмных дефектов до определённых размеров и количеств. Трещиноподобные дефекты, как правило, считаются недопустимыми независимо от их размеров.
Поэтому для получения сварных соединений высокого качества требование бездефектности и нормирования допустимых дефектов следует понимать как требование отсутствия недопустимых дефектов, а не их полного отсутствия.