Co je považováno za vadu svaru?

Při výrobě svařování je obvyklé rozlišovat následující typy vad (obrázek 3.15):

1. Závady v přípravě a montáži výrobků pro svařování.
2. Vady tvaru švu.
3. Vnější a vnitřní vady.

Vady přípravy a montáže

Typickými typy jsou nesprávný úhel zkosení hran ve švech s drážkami ve tvaru V, X a U, příliš velké nebo malé otupení po délce spojovaných hran; nekonzistence mezery mezi okraji; nesoulad spojovacích rovin vedoucí k posunutí hran, příliš velká mezera mezi hranami, delaminace a znečištění hran.

Tvar a rozměry svarů jsou obvykle specifikovány technickými specifikacemi, vyznačeny na výkresech a regulovány normami: konstrukční prvky b – šířka svaru, výška výztuže C a hloubka prostupu h.

Hlavní vady – nerovnoměrná šířka a výška výztuže, místní valy a sedla. Tyto typy vad jsou nejčastější při ručním svařování elektrickým obloukem.

Takové vady snižují pevnost spoje a nepřímo naznačují možnost vzniku vnitřních vad.

Vady ve svarových spojích jsou charakterizovány jako nepřijatelné i přijatelné. Nepřijatelné vady jsou opět stráveny.

Hotové svarové spoje jsou nejprve podrobeny vnější kontrole k identifikaci vnějších vad (praskliny, zeslabení švu, prověšení, podříznutí, popáleniny, místní únavnost, pórovitost atd.).

Trhliny: horké (technologické) a studené. Horké – v pevně upevněných konstrukcích z legovaných ocelí (zejména s nedostatečnou kvalitou – Smax). Teorie tvrzení za studena (C_max) S_ekv= 6,25 a vodík.

přílivy se tvoří jako výsledek proudění roztaveného kovu na neroztavený kov.

Podříznutí jsou vytvořeny podél okrajů svaru v základním kovu (hloubka od desetin do několika mm). Propálení jsou vady ve formě průchozího otvoru ve svaru (první kořenová vrstva nebo tenký kov, nebo protékání velkou mezerou).

Přítomnost skrytých vnitřních defektů ve svarových spojích je sledována různými fyzikálními metodami: rentgenové skenování, skenování paprsky radioaktivních izotopů (kobalt – 60, cesium – 137), magnetografická metoda, magnetická prášková metoda a ultrazvuková detekce defektů, detekce netěsností testování.

Každá z těchto metod má své specifické vlastnosti, které určují její citlivost a rozsah použití.

Obrázek 3.15 – Typy vad svaru a příčiny jejich vzniku

Zkoušení výrobků na těsnost (omezení průniku kapaliny nebo plynu) nebo zkoušení detekce netěsností se provádí pomocí snadno prostupných médií (kapaliny nebo plyny), které jsou jasně rozlišitelné vizuálně nebo pomocí přístrojů.

Mezi vnitřní defekty patří póry, struskové vměstky, nedostatečná penetrace, nedostatečná fúze a praskliny. Póry se tvoří v důsledku znečištění, vlhkosti v tavidlu nebo povlaku elektrody nebo nedostatečné ochrany v prostředí ochranného plynu. Nedostatek penetrace v důsledku špatného čištění hran od okují, rzi, strusky, bloudění oblouku v důsledku magnetického výbuchu; nesprávná volba režimu svařování (proud a napětí oblouku, rychlost svařování) atd.

Kromě kontroly kvality, vnější kontroly a použití různých fyzikálních metod se kontroluje soulad mechanických vlastností a chemického složení svarových spojů s požadavky technických specifikací a technologických pokynů pro svařování na svědeckých vzorcích.

Kontrola kvality surovin, technologie a kvalifikace svářečů

Pro zajištění vysoké kvality svarových spojů je nutná kontrola výchozích materiálů (obecný kov, elektrody, svařovací drát, tavidla, ochranné plyny atd.). Kvalita výchozích materiálů je zjišťována na základě údajů certifikátu, u kterých se zjišťuje shoda s požadavky daného technologického postupu na produkty svařování. V případě vnějších vad, stejně jako v případě absence certifikátů, jsou výchozí materiály povoleny pouze po chemické analýze, mechanických zkouškách a zkouškách svařitelnosti.

Při kontrole základního kovu je zvláštní pozornost věnována svařovaným plochám – je nutné je očistit od nečistot, oleje, barvy a rzi.

Válcované výrobky se kontrolují na přítomnost delaminace, okují, stejnoměrnosti tloušťky plechu atd.

Elektrody a svařovací drát se kontrolují provedením zkušebního svařování, aby se stanovila kvalita materiálů z hlediska povahy tavení, snadného oddělování strusky a kvality tvorby svaru. Musí splňovat požadavky současných GOST.

Svařitelnost je vlastnost kovu vytvářet při zavedené technologii svařování spoj, který splňuje požadavky dané konstrukcí a provozními podmínkami výrobku. Svařitelnost se obvykle kontroluje ve dvou případech: při výběru materiálů a vývoji technologie svařování, například ve fázi projektu nebo při technologické přípravě výroby. Druhá kontrola se týká případných odchylek vlastností základního kovu, drátu, šarže elektrod a tavidel od certifikovaných hodnot.

Kontrola během svařovacího procesu má velký význam pro zajištění kvality. To zahrnuje výše uvedené kontrolní metody, včetně monitorování provozuschopnosti svařovacího zařízení a svařovacích přípravků a dodržování stanovených svařovacích režimů (proud, napětí a rychlost svařování). Tuto kontrolu provádějí technologové, mistři a další inženýrsko-techničtí pracovníci odpovědní za práci daného staveniště, dílny nebo podniku.

Pečlivá systematická kontrola přípravy výrobků ke svařování a svařovacího procesu nebude účinná bez kontroly úrovně připravenosti svářečů. Například při svařování trubek při montáži vzniká více než 70 % závad vinou svářečů.

Pro kontrolu kvalifikace svářečů organizuje podniková správa kvalifikační komisi za účasti inspektora z Gosgortekhnadzor. Testy musí být prováděny pravidelně. Současně jsou prováděny zkoušky z teorie a praxe svářečských prací, včetně svařování vzorků odpovídajícího výrobku. Vzorky jsou svařovány za stejných podmínek a prostorových poloh jako skutečný výrobek (například trubky – rotační i neotočné spoje). Po externí kontrole jsou svařené vzorky zkontrolovány pomocí dodaných nedestruktivních zkušebních metod a dále jsou podrobeny mechanickým zkouškám.

Počet vzorků ke zkoušce je upraven „Pravidly pro certifikaci svářečů“.

Stávající normy pro přípustné vady jsou vypracovány především z technologických možností výroby, v některých případech na základě dobrovolné objednávky s ohledem na provozní zkušenosti.
Na problematice vlivu vad svařování (nedostatek natavení, póry, vměstky apod.) bylo provedeno velké množství prací, ale zatím se nepodařilo vyvinout jednotný přístup k posuzování vlivu technologických vady na provozních vlastnostech svařovaných konstrukcí, což brání vývoji a implementaci vědecky podložených norem pro dovolené odchylky. Analýza výsledků experimentálních a teoretických studií o vlivu technologických odchylek (vady svařování) na provozní vlastnosti svarových spojů nám umožňuje tvrdit, že při sestavování norem pro dovolené odchylky je nutné uvažovat vady jako koncentrátory a brát v úvahu účet:

1. Citlivost svarových spojů na koncentraci napětí v oblasti defektu.
2. Koncentrace napětí způsobená tvarem svaru a defektem.
3. Charakter stávajících zátěží.

Kritéria pro citlivost svarových spojů na vady jsou: při proměnlivém (vibračním) zatížení – mez únosnosti a při statickém zatížení – mez pevnosti. Citlivost na koncentrační vady závisí na vlastnostech základního kovu, svarového kovu a technologii svařování.
Svarové spoje nízkouhlíkové oceli (automatické i ruční svařování), oceli X18N10T (svařování v argonu) nejsou citlivé na koncentraci napětí při statickém zatížení. Svarové spoje nízkolegovaných ocelí, slitin AMg-6, D16T jsou citlivé na koncentraci napětí při statickém zatížení.
Při zatížení vibracemi jsou všechny svarové spoje citlivé na koncentrační vady.
U svarových spojů, které jsou citlivé na koncentraci napětí, je při stanovení přípustnosti ponechání zjištěných vad v konstrukci nutné nejprve posoudit vliv tvaru svaru na mechanické vlastnosti svarových spojů, který může výrazně převýšit vliv vada. Pro klasifikaci svarových spojů na základě výsledků nedestruktivního testování je navržena metoda, která zahrnuje porovnání teoretických koeficientů koncentrace napětí tvaru svaru a vady zjištěné z fotografie nebo ultrazvuku.
Screeningová metoda, nazývaná „metoda koncentrace napětí“, je založena na předpokladu, že statický a dynamický charakter destrukce svarových spojů technologickými koncentrátory s konečným poloměrem včetně tvaru svaru by měl být pro stejný materiál, pokud jsou jejich koeficienty pružnosti stejné. U materiálů a sloučenin citlivých na koncentraci napětí začíná porušení vždy v bodech s maximální koncentrací napětí.
Pro stanovení teoretického koeficientu koncentrace napětí identifikovaného defektu je nutné znát parametry defektu. U kulových pórů závisí koncentrace a pevnost napětí nikoli na velikosti pórů, ale na umístění pórů v průřezu svaru a na vzdálenosti mezi nimi.
Pro posouzení koncentrace napětí z vnitřních defektů (póry, vměstky atd.) je v obecném případě nutné řešit objemovou úlohu, tedy stanovit součinitel objemové koncentrace. Bylo zjištěno, že objemový koncentrační koeficient a vliv objemových defektů na pevnost svarového spoje jsou znatelně menší než u rozšířených defektů.
Metoda porovnání koeficientu koncentrace napětí je použitelná pro defekty s konečným poloměrem (póry, vměstky) a neplatí pro defekty, jako je nedostatek penetrace a oxidové filmy.
Nutnost zohlednit charakter stávajícího zatížení a tvar svaru při zadávání norem pro přípustnost vad ve svařovaných konstrukcích potvrzují experimentální data získaná o vlivu posunu hrany, struskových vměstků, pórovitosti a dalších vad. na pevnost a odolnost svarových spojů.