Svetsdefekter

Defekter i svetsfogar  - eventuella avvikelser från parametrarna för fogar som specificeras av regulatoriska dokument under svetsning , bildade som ett resultat av brott mot kraven för svetstillsatsmaterial , förberedelse, montering och svetsning av elementen som ska sammanfogas, termisk och mekanisk bearbetning av svetsade fogar och strukturen som helhet.

Huvudskäl

Enligt American Society of Mechanical Engineers (ASME) fördelar sig orsakerna till svetsdefekter enligt följande: 45% - val av svetsteknikfel , 32% - svetsfel , 12% - svetsutrustningsfel, 10% - olämpliga svetstillsatsmaterial , 1 % - annat [1] .

Klassificering efter geometri

Klassificeringen av defekter anges i GOST 30242-97 "Fogdefekter vid smältsvetsning av metaller. Klassificering, beteckning och definitioner” [2] , samt i GOST R ISO 6520-1-2012 “Klassificering av geometri- och kontinuitetsdefekter i metalliska material. Del 1. Fusionssvetsning" [3] , som överensstämmer med ISO 6520 [4] .

Fogdefekter under svetsning är indelade i sex grupper:

1. Sprickor  är diskontinuiteter som orsakas av lokalt brott i sömmen, vilket kan uppstå som ett resultat av kylning eller påverkan av belastningar.
2. Kaviteter och porer  är diskontinuiteter av godtycklig form, bildade av gaser som fångas i smält metall, som inte har några hörn.
3. Fasta inneslutningar  är fasta främmande ämnen av metalliskt eller icke-metalliskt ursprung i svetsmetallen.
4. Brist på sammansmältning och brist på penetration  - brist på koppling mellan svetsmetallen och basmetallen eller mellan enskilda svetssträngar.
5. Brott mot formen på sömmen  - avvikelse av formen på svetsens yttre ytor eller fogens geometri från det inställda värdet.
6. Övriga defekter  - alla defekter som inte kan ingå i grupperna ovan.

Sprickor

Sprickor som uppstår i fogar vid svetsning kan finnas i svetsmetallen, i den värmepåverkade zonen, i basmetallen.

Beroende på orienteringen är sprickor uppdelade i:

• längsgående (orienterad parallellt med svetsaxeln). Orsakas främst av höga krympspänningar [ 5] .
• tvärgående (orienterad över svetsaxeln). Som regel bildas de som ett resultat av longitudinell krympning av metall med låg duktilitet och är vanligtvis grunda.
• radiell (radiellt divergerande från en punkt)

Dessutom särskiljs följande typer av sprickor separat:

• ligger i svetskratern
• grupp och separat
• grupp förgrenad
• mikrosprickor detekterade med fysiska metoder vid minst 50x förstoring.

Metoder för att minska sprickbildning vid svetsning är:

• kalcinering av flussmedel före svetsning;
• preliminär uppvärmning av arbetsstycken från 250 till 450 °C;
• svetsning i läget med optimala parametrar;
• långsam kylning av metallen efter svetsning;
• mjuk glödgning efter svetsning för att lindra kvarvarande spänningar.

Hålrum och porer

Förekomsten av dessa defekter beror främst på gaser som fångas i den smälta metallen. Efter plats är de indelade i:

• jämnt fördelat över svetsen;
• klustrade;
• ordnade i en kedja.

Kaviteter inkluderar även fistlar - långsträckta rörformiga håligheter orsakade av gasutsläpp, och krymphålor - håligheter som bildas på grund av krympning under stelning. Ett specialfall av en krymphålighet är en krater - en osvetsad krymphålighet i änden av svetssträngen.

Solida inneslutningar

Det finns följande typer av fasta inneslutningar:

• slagginslutningar - linjära, frånkopplade, andra;
• fluxinneslutningar - linjära, frånkopplade, andra;
• oxidinneslutningar;
• metallinneslutningar - volfram, koppar, från en annan metall.

Icke-fusion och brist på penetration

Det finns följande typer av icke-smältning eller brist på koppling mellan svetsmetallen och basmetallen eller mellan enskilda svetssträngar [6] :

• längs sidoytan;
• mellan rullar;
• vid roten av svetsen.

Termen brist på penetration eller ofullständig penetrering är att basmetallen inte smälter i området eller längs hela sömmens längd, vilket uppträder på grund av den smälta metallens oförmåga att tränga in i roten av fogen och fylla mellanrum mellan delarna.

Brott mot formen på sömmen

Brott mot formen på sömmen enligt GOST 30242-97 inkluderar:

• underskärningar - längsgående urtag på den yttre ytan av sömmens vulst.
• krympspår - underskärningar från sidan av roten av en ensidig söm på grund av krympning längs dess gräns.
• överskottskonvexitet hos stum- och kälsvetsarna .
• penetrationsöverskott - överskott av svetsmetall på baksidan av stumsvetsen.
• felaktig svetsprofil - vinkeln mellan basmetallytan och planet som tangerar svetsytan är mindre än normalvärdet.
• ytbeläggning - överskott av svetsmetall som har flutit ut på ytan av basmetallen.
• linjär och vinkelförskjutning av elementen som ska svetsas - förskjutning mellan elementen som ska svetsas när de är placerade parallellt på olika nivåer (linjär) eller arrangemanget av elementens kanter i vinkel (vinkel).
• sagging - svetsmetall som inte har smältning med ytan som ska sammanfogas och bildas som ett resultat av omfördelningen av den avsatta svetsmetallen under inverkan av gravitationen. Sagning uppstår ofta vid svetsning av kälsvetsar eller stumsvetsar i horisontellt läge.
• burn-through - läckage av metallen i svetspoolen, vilket leder till bildandet av ett genomgående hål i sömmen.
• ofullständigt fyllda spår.
• överdriven asymmetri hos kälsvetsen - ett betydande överskott av storleken på ett ben över det andra.
• ojämn sömbredd.
• ojämn yta.
• svetsrotskonkavitet - ett grunt spår på sidan av svetsroten på grund av krympning.

• Tvärkrympning

• Längsgående krympning

• Vinkelförskjutning

• Vinkelförskjutning

• formförvrängning

Andra defekter

Andra, i enlighet med GOST 30242-97, inkluderar alla defekter som inte ingår i ovanstående grupper. Till exempel:

• lokal skada på metallen på grund av oavsiktlig antändning av ljusbågen
• metallstänk
• ytrepor - skada på ytan på grund av borttagning av en tillfälligt svetsad fixtur
• metallförtunning

Klassificering enligt utbildningsmekanismen

Kallsprickor

Kvarvarande spänningar kan minska basmetallens hållfasthet och leda till att den spricker med bildning av kalla sprickor. För att minska uppkomsten av sådana defekter används olika tekniska metoder, till exempel intermittent sömsvetsning, multipasssvetsning [7] .

De främsta orsakerna till tendensen till kallsprickor inkluderar följande:

• naturlig tendens hos metallstruktur, t ex martensitisk
• närvaron av väte i metallstrukturen ( väteförsprödning )
• signifikant (−100 till +100 °С) driftstemperaturområde
• hög styvhet hos fogdesignen
• fel i valet av svetsteknik

Heta sprickor

Heta sprickor är spröda interkristallina sprickor i svetsmetallen och värmepåverkad zon. De förekommer i fast-flytande tillstånd under kristallisation och vid höga temperaturer i fast tillstånd. ligger längs korngränserna.

Heta sprickor beror huvudsakligen på verkan av två faktorer: närvaron av flytande mellanskikt mellan metallkorn under kristallisation och krympningsdeformationer. Under stelningsprocessen flyttar föroreningar och slagg in i de intergranulära utrymmena, vilket minskar deformationskapaciteten hos svetsen och nära-svetszonen. Den ojämna krympningen av svetsen och basmetallen under kylning orsakar inre spänningar och som ett resultat uppkomsten av mikro- och makroskopiska sprickor.

Följande tekniska metoder leder till en minskning av bildningen av heta sprickor:

• minskning av volymen av provocerande föroreningar (svavel, fosfor, etc.) i metallen i de svetsade arbetsstyckena.
• minskning av svetsmetallen hos element som bildar kemiska föreningar med låg stelningstemperatur (krom, molybden, vanadin, volfram, titan), vilket bryter bindningen mellan kornen.
• minskning av styvheten för att fixera arbetsstyckena som ska svetsas och den strukturella styvheten hos den svetsade enheten, vilket förhindrar deformation av elementen under kylning [7] [8] .

Se även

• Obromsbar kontroll

Anteckningar

1. ↑ Matthews, Clifford (2001), ASME-ingenjörens databok , ASME Press, sid. 211, ISBN 978-0-7918-0155-0 , < https://books.google.com/books?id=7nIqrfROowQC&pg=PA211 > Arkiverad 23 januari 2022 på Wayback Machine 
2. ↑ GOST 30242-97 "Fogdefekter vid metallsvetsning. Klassificering, beteckning och definitioner" . Hämtad 8 juli 2017. Arkiverad från originalet 29 april 2017. (obestämd)
3. ↑ GOST R ISO 6520-1-2012 Svetsning och relaterade processer. Klassificering av geometri- och kontinuitetsdefekter i metalliska material. Del 1: Fusionssvetsning . Hämtad 9 juli 2017. Arkiverad från originalet 5 augusti 2017. (obestämd)
4. ↑ BS EN ISO 6520-1: "Svetsning och besläktade processer - Klassificering av geometriska brister i metalliska material - Del 1: Fusionssvetsning" (2007)
5. ↑ Raj, Jayakumar & Thavasimuthu, 2002 , sid. 128.
6. ↑ Rampaul, 2003 , sid. 216.
7. ↑ 12 Cary & Helzer, 2005 , s. 404–405
8. ↑ Bull, Steve (2000-03-16), Factors promoting hot cracking , University of Newcastle upon Tyne , < http://www.staff.ncl.ac.uk/sjbull/mmm373/WFAULT/sld013.htm > . Hämtad 6 december 2009. Arkiverad 16 april 2009 på Wayback Machine 

Bibliografi

• Cary, Howard B. & Helzer, Scott C. (2005), Modern Welding Technology , Upper Saddle River, New Jersey : Pearson Education, ISBN 0-13-113029-3 
• Raj, Baldev; Jayakumar, T. & Thavasimuthu, M. (2002), Practical non-destructive testing (2nd ed.), Woodhead Publishing, ISBN 978-1-85573-600-9 , < https://books.google.com/books ?id=qXcCKsL2IMUC > 
• Rampaul, Hoobasar (2003), Pipe welding procedures (2nd ed.), Industrial Press, ISBN 978-0-8311-3141-8 , < https://books.google.com/books?id=cie00sSLFqoC > 
• Moreno, Preto (2013), Svetsfel (1:a upplagan), Aracne, ISBN 978-88-548-5854-1 
• Weman, Klas (2003), Welding processes handbook , New York, NY: CRC Press, ISBN 0-8493-1773-8 

Länkar

• Shchebeko L.P., Yakovlev A.P. Defekter i svetsfogar. Klassificering. Skäl för utbildning. // Webbplats Svarkainfo.ru