Почему шлакуется сварочный шов?

Сварочный шлак

Содержание:

1. Что такое шлаковые включения
2. Причины, по которым шлаковые включения образуются
3. Как шлак отличить от металла
4. Почему шлак нужно удалять
5. Как минимизировать шлаковые включения при сваривании металлов
6. Как избавиться от шлака
7. Интересное видео

Соединение металлических деталей в цельные конструкции часто осуществляется с помощью дуговой сварки. Это довольно эффективная и простая технология сваривания, но основным побочным эффектом ее является сварочный шлак.

Способы зачистки сварных швов

Из-за этого и необходимости придания шву эстетичности зачистка является одним из пунктов, которые внесены в требования ГОСТа. Для зачистки сварного соединения применяются различные инструменты и методы:

• Механическая обработка стыка методом шлифовки с использованием «болгарки» или подручных абразивных материалов.
• Химическая обработка, подразумевающая протравливание специальными реагентами.
• Термический способ. Снимает остаточные напряжения конструкции.

Каждая из технологий отличается нюансами и рекомендована в конкретном случае. В определенной ситуации очень важно правильно выбрать наиболее подходящий метод и инструмент. Наиболее часто используются угловая шлифовальная машинка, металлическая щетка или шлифовальный станок. Важно при выборе оборудования учитывать в первую очередь отдаваемую мощность и только потом обращать внимание на потребляемую мощность.

Один и тот же вид оборудование имеет несколько модификаций. К примеру, в противовес привычной ручной шлифмашинке в производстве кораблей используются передвижные высокопроизводительный агрегаты. Они представляют собой шлифовальный станок, который можно переместить к конструкции большого размера и уже по месту зашлифовать стык.

Как отличить шлак от металла

Для предотвращения засорения соединения нужно уметь отличать шлак от металла при сварке. Их различают по характерным признакам:

• цвет расплавленного железа более светлый;
• плотность сварочного шлака меньше;
• за счет большей текучести жидкий металл более подвижен;
• время застывания шлака больше.

Отследить появление отхода можно в процессе расплавления металла. В свете дуги хорошо видны границы стыка и сварочной ванны. Все что светлое ― металл, темное ― шлак. Распознать различия между ними будет проще, если вести сварку углом назад.

Включения шлака представляют собой неметаллические частицы, захваченные в металле сварного шва или на границе раздела сварного шва. Включения шлака возникают в результате неправильной техники сварки, неправильного доступа к соединению или того и другого. Острые выемки на стыках или между сварными швами способствуют улавливанию шлака.

При правильной технике шлаковые включения поднимаются на поверхность расплавленного металла сварного шва. Если шлак удаляется неправильно, это может привести к образованию шлаковых включений в сварном шве. Включения могут быть в форме отдельных частиц или более длинных линий. Наиболее распространенной причиной включений шлака является неспособность полностью удалить шлак за один проход сварки перед выполнением другого. Хорошие методы работы могут снизить риски.

Дефекты, встречающиеся при ручной электродуговой сварке

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Что приводит к появлению дефектов? Что должен уметь сварщик, чтобы избежать их? Что необходимо предпринять в случае появления дефектов? Основные причины возникновения дефектов в сварочных швах можно разделить на три группы:

1. Качество и хранение основных и вспомогательных материалов;

2. Подготовка к сварке основных и вспомогательных материалов;

3. Квалификация сварщика.

Некачественное зажигание дуги

Некачественное зажигание — залипание электрода, чрезмерное увеличение длины дуги — приводит к непровару начала сварки, зашлаковке, порообразованию. При некачественном производстве электродов, а именно — излишнее оголение торца электродов в месте зажигания, дают пучок пор, так называемые «стартовые поры».

Необходимо остановиться, произвести механическую зачистку, выборку или вырубить зубилом дефектное начало и только после этого возобновить зажигание.

Чрезмерно «выпуклые» валики

Чрезмерно «выпуклые» валики при сварке угловых и стыковых соединений приводят к сварке последующих за ними валиков к зашлаковке, непровару между кромкой разделки и выпуклым швом или между глубокими западаниями между валиками (рис. 80).

Такие валики, как правило, получаются в следующих случаях:

• малая скорость сварки без манипулирования — увеличить поступательное движение электрода;
• манипулирование «дугой назад» при сварке вертикальных и потолочных швов — перейти на метод «лестницей» или «дугой вперед»;
• угол наклона электрода (сварка «углом назад») для потолочных швов — перейти на сварку «углом вперед» или под прямым углом к направлению сварки;
• малый сварочный ток для нижнего положения — увеличить ток;
• чрезмерный сварочный ток для вертикальных и потолочных швов — уменьшить до минимума.

Во время сварки необходимо следить за полнотой и геометрией шва, жидкой ванной и управлять ею путем манипулирования скоростью и наклоном электрода. Очень важна задержка на кромках. Чем больше прогреваем кромку, тем лучше формируется на ней жидкий металл шва при уходе электрода к другой кромке, а не собирается в середине шва.

Подрезы

Подрезы ведут к зашлаковке и непровару. На рис. 81а показаны подрезы: 1 — в теле сечения шва, очень опасный, особенно при сварке нержавеющих сталей. Подрез образуется; 1) при раннем уходе электрода от кромки (незаполнении кратера электродным металлом); 2) при очень короткой дуге («сварка опиранием»), когда «козырьком» обмазки подрезается кристаллизующийся металл шва; 3) при резком уходе от кромки. Жидкотекучий шлак заполняет подрез. В то время, когда проплавляем другую кромку, шлак застывает в подрезе и при возврате не всегда удается выплавить его. Это и приводит к дефекту.

Чтобы избежать этого, необходима задержка на кромке до полного заполнения кратера электродным металлом. Переход к другой кромке осуществлять плавно, без резких колебаний.

Наплывы

Рис. 81б. При чрезмерной задержке на кромке получается подтек жидкого металла, а также при большом сварочном токе, когда сварщик не справляется с жидким металлом шва. Наплыв срубить, зачистить.

Непровары

В чертежах, техпроцессах или справочниках по сварке встречается установка зазора при сборке от 0 до 2-3 мм.

Сборка без зазора или с зазором меньше рекомендуемого, при сварке V-образной разделки (без под варки корня шва с обратной стороны) приведет к дефектам — непровару и зашлаковке корня шва (рис. 82); а при 2-сторонней сварке Х-образной и V-образной (с подваркой с обратной стороны) — потребует дополнительных затрат и времени для более глубокой выборки обратной стороны корня шва, частичного скоса кромок и излишнего расхода электродов на заполнение глубокой выборки.

Свищи

Свищи в кратере шва при окончании сварки возникают при чрезмерном сварочном токе, а также когда отрыв дуги производится удлинением дуги.

Усадочная раковина

Усадочная раковина чаще всего появляется при сварке корневого валика, больших толщин металла, большого зазора и особенно при сварке аустенитных сталей, а также чрезмерно большого тока и чрезмерной величины сварочной ванны.

При усадке в кратере валика иногда возникает трещина. Это резко снижает производительность труда ввиду необходимости механической зачистки после окончания каждого электрода. При сварке сталей перлитного класса с жестким креплением деталей чаще всего образуется раковина с трещиной, а при сварке аустенитных сталей причиной появления раковин с трещинами является низкая теплоотдача и высокое линейное расширение. Необходимо кратер выводить обратно на шов или на кромку разделки.

Рекомендуется сварку производить:

• обратно-ступенчатым способом;
• непрерывно (двумя сварщиками) с перехватом дуги;
• методом «дуга в дугу».

Поры в сварном шве образуются по многим причинам:

• некачественная подготовка кромок (грязь, окалина, ржавчина) — зачистить;
• большое содержание влаги приводит к образованию пор, необходимо произвести предварительный подогрев свариваемых кромок и прокалку электродов;
• сквозняки в зоне сварки;
• некачественные электроды: ржавый металлический стержень, эксцентричное покрытие приводит к «козырьку» и увеличению длины дуги;
• сильное магнитное дутье, при котором происходит большое отклонение дуги, что увеличивает ее длину;
• несоответствие основного металла и присадочного материала по химсоставу. И другие причины, которые требуют подготовки в конкретном случае.

Причины, зависящие от квалификации сварщика, вызывающие поры:

• нечеткое зажигание дуги (залипание, подъем электрода после зажигания на очень высокую длину дуги) и попытка переплавить такое зажигание приводит к дефектам;
• сварка длинной дугой.

Детальное изучение практических советов, отработка при тренировке, применение их на практике помогут сварщикам в работе повысить качество сварочных операций, выполняемых в процессе изготовления и монтажа ответственной продукции для АЭС, ТЭЦ, химического и другого оборудования на предприятиях, где предъявляются высокие требования коварным соединениям.

Тудвасев В.А «Рекомендации сварщикам», 1996

Что это такое и как появляется?

В процессе выполнения сварочных работ в области стыка двух металлических деталей образуется много побочных продуктов, называемых шлаком. Сварочный шлак выглядит как черная корка рыхлой плотности и неоднородной структуры. Причина его появления естественна, так как шлак является побочным продуктом сварки, появляющимся на сварочном шве. Состав отхода включает в себя оплавленные элементы флюса или компонентов обмазки сварочных электродов, а также оксиды металлов. Побочный продукт сварочного процесса, образующийся во время стыковки металлических деталей и в процессе оплавления электрода, заполняет собой плавильную ванну шва.

Побочный продукт появляется при любом виде сварочных работ, и его наиболее важные функции таковы:

• обеспечивает формирование прочного сварного шва и гарантирует последовательность процесса сварки;
• предотвращает окислительное влияние кислорода на области проведения сварных работ;
• создает постоянство химического состава сплава металлов в области шва;
• обеспечивает необходимые технологические условия для соединительного сварного соединения металла;
• предупреждает возникновение дефектов шва в процессе сварки.

В составе сварочного побочного продукта не содержится металла в чистом виде, напротив, шлак состоит из его оксидов, образующихся в процессе плавки металла и флюса. Обычный набор элементов сварочного побочного продукта состоит из оксида железа, оксидов марганца и титана, окислов кремния и кальция. Кроме того, к этому набору добавляются элементы обмазки электрода, которые несильно изменяют имеющуюся картину.

Основы электросварки

Разобравшись с видами и типа соединений сварных швов, можно переходить к основам электросварки. Если вы планируете обучаться самостоятельно, то вам необходимо будет запастись всеми необходимыми материалами. Так как с первого раза практики вас, скорее всего, ожидает небольшой провал, то лучше запастись большим количеством материала.

Также важно знать некоторые термины и обозначения перед началом работ:

1. Сварная дуга – это раскалённый до невероятно высоких температур (порядка 5-7 тысяч) газ, так что обращаться со сваркой нужно предельно аккуратно, иначе вы рискуете нанести себе или окружающим серьёзные ожоги.
2. Дуговая сварка – этот вид сварки делается при помощи электрической дуги, которая нагревает газ до невероятно высоких температур. При соприкосновении с поверхностью металлического изделия, металл начинает плавиться вследствие чего образуется так называемая – «сварочная ванна». После остывания металла появляется сварной шов.
3. Аргонодуговая сварка – практически, как дуговой вид сварки, только в качестве разогреваемого газа здесь необходимо использовать аргон. Данный вид сварки очень хорошо подходит для различных прутьев арматуры толщиной не более 5 миллиметров.

Инструкция начинающего сварщика

Для выполнения сварочных работ помимо соответствующего оборудования необходимо иметь и защитную экипировку. Стандартный набор состоит из таких элементов:

• Обувь, брюки, куртка и перчатки из прочного несгораемого материала.
• Головной убор из плотной ткани.
• Профессиональную защитную маску.

В работе следует использовать только исправный инвертор с надежно защищенной электрической частью. Кабель, который идет от сварочного аппарата к сети и рабочему месту, долен быть надежно изолирован с большим запасом мощности, чтобы выдерживать рабочие нагрузки.

Рабочее место сварщика в обязательном порядке комплектуется специальным столом, заземлением, противопожарными средствами и мощными осветительными приборами. Перед началом работ нужно детально ознакомиться с приемами выполнения электрических соединений.

Причины образования подрезов при сварке

Причиной образования подреза при сварке является выполнение сварки либо на повышенных режимах или с большой скоростью. Также, результатом возникновения может служить выбор неправильного угла наклона к более тонкому краю детали, что в свою очередь вызывает ее перегрев.

Исследования показывают, что с уменьшением температуры твердой поверхности смачивание ее жидким металлом ухудшается и улучшается с повышением температуры. Следовательно, одним из основных факторов, влияющих на смачивание является температура. На горизонтальных плоскостях смачивание играет ключевую роль т.к. вследствие действия сил поверхностного натяжения, жидкий металл на холодной поверхности стремиться к сжиманию, сокращая свою площадь и поверхность, которую он занимает, что и приводит к образованию подреза в сварном шве. В вертикальной плоскости, т.е. при сварке угловых и горизонтальных швов, дополнительной причиной является стекания жидкого металла под действием силы тяжести.

Неправильное использование газовой защиты, неправильная техника сварки и положение при сварке являются дополнительными причинами образования подреза сварного шва.

Подрезы при сварке всегда были серьезной проблемой в сварочном производстве, поэтому в последние годы все больше производителей сварочного оборудования и материалов и предпринимают попытки решить данную проблему.

Наличие подрезов обусловливает существенную концентрацию напряжений вблизи данного дефекта и может вызвать локальное или общее разрушение конструкции. Продольные углубления снижают сечение основного металла в зоне термического влияния. В результате чего сварные швы плохо воспринимают динамическую нагрузку и в данных местах могут возникнуть трещины. При проведении испытаний сварных швов на растяжение и угол загиба разрушение металла начинается от подреза, при значительного заниженных механических показателях.

Дефект сварного шва.

Порину, и как её убрать мы с Вами посмотрели, а теперь давайте поясню моменты из-за которых велика вероятность её появления.

О первой вероятности должно быть известно каждому сварщику, ибо они проходят специальное обучение.
Вторая и третья характеризуется добросовестностью отношения к исполнению своих прямых обязанностей.
А вот по последнему моменту чуть подробнее:
Доводилось мне столкнуться с этой проблемой, сварщик варит, я выбираю корень, там порина — зачищаю, он опять варит, выбираю — порина, зачищаю, варит — порина. Потом догадались, трубопровод был длинный и с одной стороны имел связь с атмосферой, в общем пока эту связь ватными штанами не заткнули, к положительному результату не пришли.

Ну вот вроде и всё, что хотел рассказать, буду закругляться. Если будете соблюдать всё описанное, в итоге получите стык — идеальный. Никакой «светила», не найдёт причин забраковать, а рентген покажет соответствие стандартам.

Вот обещанный в начале статьи видеоролик, на сколько смог смонтировал понятным:

Я не тешу своё самолюбие, и совершенно не считаю себя «мастером пера», поделился лишь тем, что знаю из своего опыта. Интересующемуся же более глубокими познаниями в данной сфере, могу порекомендовать изучение книги, скачать можно кликнув на картинку расположенную ниже. Книга не бесплатна, но и цена не велика, всего то 84 рубля, мало того есть возможность прочесть фрагмент для ознакомления, и совершить покупку, лишь при условии, что заинтересовала. Книга состоит из 510 страниц и имеет 234 иллюстрации. В благонадёжности распространителя можете не сомневаться, «кидка» по перечислении денег не будет, проверял лично.

Гостям блога рекомендую подписаться на получение новых статей блога, для этого надо лишь ввести адрес своей электронной почты в форму, которая откроется при прокрутке страницы в самый низ.

Если появились вопросы, или есть чем дополнить статью, милости прошу в графу комментарии.
Всем успехов в монтаже, с уважением Андрей.

Кликни по иконке, если считаешь, что эта информация будет полезна твоим друзьям.

Включения шлака в шов

Шлак состоит из неметаллических частиц с покрытия электрода. После каждого валика необходимо тщательно удалять весь шлак. Для этого используйте обрубочный молоток и проволочную щетку. Частицы шлака, попавшие в шов, серьезно снизят прочность соединения. Старайтесь избегать выжигания выемок, т. к. попавший туда шлак трудно удалить.

При подготовке сварочной канавки убедитесь, что она имеет достаточный зазор для обеспечения хорошего сплавления и облегчения удаления шлака. Удалите окалины и ржавчину со свариваемой поверхности и проверьте, правильно ли вы выбрали электрод для данной сварочной позиций.