К наружным дефектам относятся нарушения формы, размеров и внешнего вида швов: неравномерная ширина шва по его длине, неравномерная высота шва, неравномерные катеты угловых швов, подрезы, наплывы, прожоги, не заваренные кратеры, свищи.

Образование внутренних дефектов при сварке связано с металлургическими, термическими и гидродинамическими явлениями, происходящими при формировании сварного шва.

К внутренним дефектам относятся трещины (горячие и холодные), непровары, поры, шлаковые вольфрамовые и окисные включения.

При сварке давлением

Непровар – это участок сварного соединения, где отсутствует сплавление между свариваемыми деталями, например, в корне шва, между основным и наплавленным металлом (по кромке) или между смежными слоями наплавленного металла. Непровары уменьшают рабочее сечение сварного шва, что может привести к снижению работоспособности сварного соединения. Являясь концентраторами напряжений, непровары могут вызвать появление трещин, уменьшить коррозионную стойкость сварного соединения, привести к коррозионному растрескиванию. Непровар является очень опасным дефектом сварки.

Рис.1. Непровары

а – в корне одностороннего стыкового шва;

б – по кромке между основным и наплавленным металлом;

в – в корне двустороннего шва;

г – между слоями

Причина непровара:

1) Малая величина сварочного тока;

2) Большая скорость перемещения электрода;

3) Слишком большая длина дуги;

4) Малый угол скоса кромок или большая величина притупления;

5) Смещение и перекосы свариваемых кромок;

6) Малая величина зазора между кромками;

7) Несоответственно большой диаметр электрода;

8) Затекание шлака в зазоры между свариваемыми кромками;

9) Неправильный выбор полярности для данной марки электродов

Непровар является очень опасным дефектом сварки.

Пористость – газовые пузырьки в металле. Обычно они имеют сферическую или близкую к ней форму. В сварных швах углеродистых сталей поры зачастую имеют трубчатую форму. Первоначально, возникнув в жидком металле шва за счет интенсивного газообразования, не все пузырьки газа успевают подняться на поверхность и выйти в атмосферу. Часть из них остается в металле шва. Размеры таких пор колеблются от микроскопических, до 2…3 мм в диаметре, и за счет диффузии газов могут расти. Кроме одиночных пор, вызванных действием случайных факторов, в сварных швах могут появляться поры, равномерно распределенному по всему сечению шва, расположенные в виде цепочек или отдельных скоплений.

Рис.2. Поры

Причины пористости:

1) Наличие газов в металле, которые не успевают полностью выделиться в процессе кристаллизации металла;

2) Взаимодействие закиси железа с углеродом, в результате чего выделяется окись углерода и углекислый газ;

3) Наличие влаги в покрытии или во флюсе (при автоматической сварке);

4) Наличие ржавчины на свариваемых кромках или проволоке.

Трещины – дефекты сварных швов, представляющие собой макроскопические и макроскопические межкристаллические разрушения, образующие полости с очень малым начальным раскрытием. Под действием остаточных и рабочих напряжений трещины могут распространяться с высокими скоростями. Поэтому вызванные ими хрупкие разрушения происходят почти мгновенно и очень опасны.

Рис.3. Продольная горячая трещина

Рис.4. Холодные трещины в

околошовной зоне

Причины трещин:

1) Усадочные напряжения, превышающие предел прочности металла;

2) Жесткое закрепление свариваемых элементов;

3) Структурные напряжения, например, образование мартенсита;

4) Повышенное содержание углерода, серы и фосфора в металле;

5) Сварка при низкой температуре;

6) Дефекты шва (поры, шлаковые включения и т.д.), вызывающие местную концентрацию напряжений в металле шва;

7) Сосредоточение нескольких швов на небольшом участке изделия, вызывающее повышенные местные напряжения (концентрация напряжений).

Шлаковые включения – это полости в металле сварного шва, заполненные шлаками, не успевающими всплыть на поверхность шва. Шлаковые включения образуются при больших скоростях сварки, при сильном загрязнении кромок и при многослойной сварке в случаях плохой очистки от шлака поверхности швов между слоями. Форма шлаковых включений может быть самой разнообразной, вследствие чего они являются более опасными дефектами, чем округлые поры.

Рис.5. Шлаковые включения

Причины шлаковых включений:

1) Тугоплавкость и повышенная вязкость шлаков электродных покрытий;

2) Высокий удельный вес шлака;

3) Недостаточное раскисление металла шва;

4) Большое поверхностное натяжение шлака;

5) Плохая очистка поверхности валиков от шлака при многослойной сварке;

6) Затекание шлака в зазоры между свариваемыми кромками и в месте подрезов;

7) Неравномерность плавления электродного покрытия.

Пережог – окисление по границам зерен.

Причины пережога:

1) Замедленное движение источников нагрева;

2) Большая сила тока (большой номер наконечника горелки).

Прожог – дефект сварки, заключающийся в вытекании металла сварочной ванны через отверстие в шве с образованием в нем полости.

Рис.6. Прожог

Причины прожога:

1) Чрезмерная сила тока;

2) Слишком медленное перемещение источника нагрева;

3) Малая толщина металла;

4) Большой зазор между свариваемыми кромками;

5) Малая величина притупления кромок.

Подрез – дефекты сварного соединения, представляющие собой местные уменьшения толщины основного металла в виде канавок, располагающихся вдоль границ сварного шва. Подрезы относятся к наиболее часто встречающимся наружным дефектам, образующимися, как правило, при сварке угловых швов с излишне высоким напряжением дуги и в случае неточного ведения электрода. Одна из кромок проплавляется более глубоко, металл стекает на горизонтально расположенную деталь и его не хватает для заполнения канавки. В стыковых швах подрезы образуются реже. Обычно при повышенном напряжении дуги и большой скорости сварки образуются двусторонние подрезы. Такие же подрезы образуются и в случае увеличения угла разделки при автоматической сварке.

Рис.7. Подрез

Причины подреза:

1) Большая сила тока;

2) Неправильное положение электрода и направление дуги.

При точечной сварке

Непровар – отсутствие или малый диаметр литого ядра.

Причины:

1) Падение напряжения в сети;

2) Ввод в контур машины больших магнитных масс;

3) Шунтирование тока через соседние точки или случайные контакты;