Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Zavarivanje je jedan od glavnih procesa u većini inženjerskih industrija. Osim toga, zavarivanje se često koristi u svakodnevnom životu za povezivanje metalnih konstrukcija, jer ima prednosti u odnosu na druge metode.
Prednosti metode uključuju:
- Pruža bolju nepropusnost pri spajanju cjevovoda od priključaka s navojem.
- Smanjuje materijalne troškove za nabavu hardvera u proizvodnji ograda, stepenica i ostalih metalnih konstrukcija.
- Izgleda organski kao dio montažnih metalnih proizvoda, budući da je kvalitetan zavarak uvijek uredan. Zbog toga se zavarivanje široko koristi u proizvodnji visoko umjetničkih metalnih konstrukcija, uključujući i povezivanje elemenata izrađenih umjetničkim kovanjem.
No zavari se ne izrađuju uvijek visoke kvalitete. To postaje osobito vidljivo ako je majstor s velikim iskustvom u proizvodnji i novak sudjelovao u zavarivanju jednog proizvoda. Profesionalno izrađeni šav s vizualnim pregledom nikada neće izazvati pitanja, za razliku od prevjesnih dijelova ili neobrađenih dijelova šava koje je napravio novajlija. Ali to je samo vanjska slika. Također je važno u kakvom je stanju unutra metal. Od toga vrlo snažno ovisi čvrstoća zavarenog spoja i druge karakteristike.
Uzmite u obzir nedostatke koji se mogu pojaviti u zavarivanju, njihove uzroke, načine kako spriječiti njihovo pojavljivanje, kao i mogućnosti za uklanjanje.
Uzroci nedostataka
Postoje dvije vrste čimbenika koji utječu na kvalitetu zavarivanja:
Cilj - vezano uz svojstva zavarenih materijala, ponašanje metala u uvjetima koje diktira tehnološki proces. Nije čudo da je jedna od važnih karakteristika bilo koje legure zavarljivost. Ponekad je potrebno zavariti materijale sa slabom zavarljivošću. Takve se zadaće ponekad postavljaju u maloj ili individualnoj proizvodnji. Čak i uz potpuno poštivanje zahtjeva tehnološkog procesa, određeni postotak odbačaja može ostati, što službeno treba smatrati prihvatljivim.- Subjektivno - ovisno o izvođačima. Osim toga, izvršitelji bi trebali uključiti ne samo radnike koji obavljaju zavarivanje, već i tehnologe koji su odgovorni za ispravnost procesnih parametara, pravilan izbor opreme i načine zavarivanja.
Glavni subjektivni uzroci defekata zavarivanja su:
- pogreške u izradi zavarenih površina;
- korištenje alata koji nije naveden od strane tehnologa;
- kvar alata za zavarivanje;
- malo iskustva i niske kvalifikacije zavarivača;
- odstupanje od potrebnih načina zavarivanja.
Vrste oštećenja zavara
Nedostaci zavarenih spojeva mogu se podijeliti u dvije skupine:
- Vanjska, čija je prisutnost vidljiva kada se gleda iz šava golim okom.
- Unutarnja, čija identifikacija zahtijeva uporabu posebnih kontrolnih uređaja.
U nekim izvorima, defekti od kraja do kraja razlikuju se u zasebnu skupinu, ali s znanstvenog stajališta oni su vanjski, jer se otkrivaju tijekom inspekcije.
Vanjski nedostaci
Budući da su vanjski defekti vidljivi, oni su povezani s kršenjem geometrije šava i susjednih područja materijala. U ručnom zavarivanju, u velikoj većini slučajeva, nedostatak je povezan s niskom kvalifikacijom zavarivača ili nepažnjom u obavljanju posla. Često možete uočiti pogreške u smjeru elektrode i njezino kretanje. Kod automatskog zavarivanja može doći do kvara zbog neispravnog zavarivanja.
Najčešće vrste vanjskih defekata su:
- Odstupanje u širini i visini. Glavni razlozi za pojavu su obično slaba priprema zavarenih rubova i njihovo nezadovoljavajuće prianjanje, neravnomjerno pomicanje elektrode, odstupanje od potrebnih načina rada. Ovaj defekt ne samo da oštećuje izgled proizvoda, nego i smanjuje mehanička svojstva, jer se metal šava neravnomjerno hladi, što može dovesti do unutarnjeg naprezanja i čak do plastične deformacije.
Čvorići. Oni su glavni problem mnogih pridošlica koji su nedavno savladali zanimanje zavarivača. Pojaviti se u procesu prekomjernog curenja metala elektrode na spojene površine bez fuzije. Pojava progiba pridonosi prisutnosti skale na zavarenim elementima, što ukazuje na lošu pripremu površina. Uz nedovoljnu brzinu kretanja elektrode nastaje suvišak rastaljenog metala, koji se skraćuje bez spajanja s osnovnim materijalom. Nizak napon luka, dugi luk, visoka struja također može uzrokovati pojavu progiba. Čak i pomicanje elektrode u odnosu na os zavarivanja koja se izvodi može dovesti do tog uobičajenog defekta. Valja napomenuti da priljevi ne utječu uvijek na mehanička svojstva i nepropusnost spoja. Stoga je u nekim slučajevima dopušteno raditi zavarivanje s preklapanjem, ako izgled proizvoda nije od posebne važnosti.- Undercut - nedostatak koji se može smatrati suprotnim priljevom. To je utor s obje strane vara. Kao rezultat, dolazi do lokalnog smanjenja debljine, što nepovoljno utječe na karakteristike čvrstoće proizvoda. Podrezivanje se može dogoditi kada je brzina zavarivanja previsoka, visoki napon. Ako se pri izvođenju kutnog šava između vodoravnih i vertikalnih površina za pomicanje elektrode iznad osi šava, rastaljeni metal brzo struji, a ispod osi će se pojaviti podrez.
- Nedostatak penetracije je još jedan čest tip defekta, najčešće uzrokovan neiskusnim zavarivačem. Nedostatak penetracije je odsustvo fuzije između dodirujućih elemenata ili između metala šava i osnovnog materijala. Kod višeslojnog zavarivanja može doći do nepotpune fuzije između pojedinih slojeva. Glavni razlozi pojave ovog nedostatka su loša priprema površine, prisutnost hrđe ili razmjera, podcijenjeni razmak između dodirnih površina, povećana brzina zavarivanja, pomicanje elektrode u odnosu na šav koji se izvodi i niska snaga struje. Nedostatak penetracije znatno smanjuje čvrstoću zavarenog spoja, a za nepropusnost je često kritična.
- Nepokriveni utori. Zovu se krateri. Predstavljaju produbljenja koja se obično formiraju na mjestima oštrog odvajanja luka. Može biti popraćena rastresenošću skupljanja koja uzrokuje pucanje.
Vanjske pukotine. Mogu se nalaziti i uzdužno i poprečno. Ne samo u zavarivanju, nego iu osnovnom metalu. U potonjem slučaju, nalaze se u zoni zavarivanja pod utjecajem topline, tj. U blizini šava. Uzrok nastanka pukotina mogu biti naprezanja koja nastaju zbog nejednakog zagrijavanja i hlađenja. Prisutnost pora i nedostatak penetracije mogu uzrokovati pucanje.- Izgaranje - kroz prodiranje, praćeno istjecanjem tekućeg metala s pogrešne strane izvedenog vara. Procesi sagorijevanja obično nastaju zbog velikih strujnih vrijednosti, povećanog razmaka između spojenih rubova ili slabog prianjanja i niske brzine kretanja elektrode.
Unutarnji nedostaci
Prisutnost unutarnjih defekata u zavarivanju nije uvijek očita. Skriveni brak je posebno opasan, pa se svi zavareni spojevi moraju pažljivo pratiti.
Razmotrite glavne vrste unutarnjih nedostataka:
Pore. Pojavljuju se tijekom apsorpcije vodika, ugljičnog monoksida i drugih plinova rastaljenim metalom, koji nije imao vremena stajati na površini metala kada se stvrdne. Pore su mjehurići ispunjeni plinom. Obično se javljaju kada nepropisno odabrane elektrode ili njihovo skladištenje u vlažnom okruženju, prisutnost na mjestu spajanja hrđe ili vage.- Uključivanje oksida i troske. Stvoren kada je pretjerano dugi luk. Značajno smanjiti karakteristike čvrstoće šava. U kritičnim konstrukcijama dopuštene su samo pojedinačne inkluzije.
- Propuštanje ruba korijena ili šava. Inherentno sličan vanjski nedostatak penetracije, ali vizualno neprimjetan, jer se nalazi u gustoj metala.
- Unutarnje pukotine. Mehanizam pojavljivanja sličan je izgledu vanjskih pukotina.
- Pregrijavanje. Suština defekta je u grubo zrnatoj strukturi. Velika zrna imaju manju površinu prianjanja između njih, što rezultira smanjenjem čvrstoće i duktilnosti. Ponekad je ovaj defekt podložan toplinskoj obradi.
- Izgaranje je pojava oksidiranih zrna, čije međusobno prianjanje značajno slabi, što dramatično povećava lomljivost. Izgaranje, za razliku od pregrijavanja, je nepovratni brak.
Metode kontrole
Da bi se spriječila pojava grešaka, potrebno je provesti sustavnu inspekciju u svim fazama proizvodnje: prije, tijekom postupka zavarivanja i nakon završetka.
- Prije zavarivanja, pripreme spojenih površina, provjerava se njihova geometrija.
- Pri tome se pažljivo prati usklađenost sa svim procesnim parametrima, uključujući načine zavarivanja.
- Nakon zavarivanja slijedi kontrola gotovog proizvoda.
Glavni načini otkrivanja grešaka u zavarivanju:
- Vizualni pregled i provjera geometrije. Povećalo bi trebalo koristiti za otkrivanje malih površinskih pukotina i pora. Metal se čisti brusnim papirom i urezuje otopinom dušične kiseline. Formirana je mat površina na kojoj su vidljive pukotine. Nakon pregleda, kiselinski ostaci se uklanjaju.
Ispitivanje mehaničkih svojstava. Zajedno s proizvodom, uzorci su zavareni, koji se šalju u laboratorij radi utvrđivanja privremenog otpora, relativnog izduženja, udarne čvrstoće.- Upravljanje makrostrukturom. Izvodi se na uzorcima koji su polirani i urezani.
- Kontrola mikrostrukture. Provedena na uzorcima pomoću mikroskopa. Ova istraživačka metoda omogućuje detekciju sagorijevanja, oksida granica zrna, promjena u metalnoj strukturi, mikropukotinama.
- Hidraulička i pneumatska ispitivanja. Koristi se za kontrolu plovila i cjevovoda.
- Rendgenska kontrola. Rendgenski prijenos omogućuje otkrivanje pora, nepotpune penetracije, pukotine, inkluzije šljake.
- Ultrazvučna kontrola. Proizveden pomoću ultrazvučnog detektora pukotina. Visokofrekventne vibracije prodiru u metal i odbijaju se od pukotina, pora i drugih defekata.
- Provjerite ima li intergranularne korozije. Provesti samo za proizvode koji su izloženi korozivnim medijima.
Načini uklanjanja nedostataka
Često nedostaci u zavarivačkim šavovima ne podliježu uklanjanju i dovode do odbacivanja proizvoda. Naravno, nitko neće odbaciti pregibni dio ograde, ali za ključne dijelove kontrola je uvijek potrebna.
Neki se nedostaci mogu otkloniti:
Noduli se mehanički uklanjaju pomoću abrazivnog alata.- Velike pukotine podložne su zavarivanju. Položaj pukotine se izbuši i očisti abrazivnim sredstvom.
- Male pukotine i nesposobnost da se otklone teže. Obično zahtijeva potpuno uništavanje vara, novo temeljito skidanje i ponovno zavarivanje.
- Podrezima se eliminira zavarivanje tankih slojeva metala.
- Pregrijavanje se može ukloniti određenim uvjetima toplinske obrade.
Nakon uklanjanja svih nedostataka, dio je podložan ponovljenoj, još pažljivijoj kontroli, koja će osigurati da nema grešaka. U slučaju ponovnog otkrivanja nedostataka dopušteno je izvršiti dodatne ispravke. Međutim, takvi se postupci mogu ponavljati više od tri puta, inače postoji velika vjerojatnost naglog smanjenja mehaničkih svojstava materijala.
Često je teško zavariti bez ikakvih nedostataka. Međutim, stalna praksa i strogo pridržavanje tehnologije smanjit će njihov broj na minimum . A poznavanje teorijskih osnova pomoći će u pravilnom organiziranju tehnološkog procesa kako bi se dobili kvalitetni proizvodi.