Сварочная подрез 101: что это такое, причины и способы устранения

Подрезка – обычное дело дефекты сварки при сварке, ослабляющей прочность и устойчивость сварных конструкций.

Итак, как происходит подрезка при сварке? На самом деле причин для этого много. Это может быть связано с неправильной регулировкой сварочного тока или скорости, неправильным выбором угла или размера электрода или даже неправильным использованием защитного газа. Все эти проблемы могут нарушить процесс сварки и привести к подрезке.

Как бороться с подрезами при сварке? В этой статье мы предоставим подробные объяснения как опытным специалистам в области сварки, так и новичкам, о причинах, опасностях и мерах борьбы с подрезами при сварке.

Что такое подрез в сварке?

Сварочная подрезка – это нежелательная канавка или углубление, образовавшееся по кромкам сварного соединения, основной металл расплавился, но не был полностью заполнен присадочным металлом. Обычно это выглядит как насечка или углубление на одной или обеих сторонах сварного шва. Глубина и ширина подреза могут варьироваться, но обычно он заходит в основной металл, прилегающий к сварному шву.

Чрезмерная подрезка может ослабить прочность сварных соединений и создать концентрацию напряжений в подрезе, что потенциально может привести к повреждению конструкции. Специально для сварки низколегированной высокопрочной стали кромочная структура подреза закаляется, что с большей вероятностью приведет к образованию трещин.

На схеме ниже представлен наглядный пример обрезки нижней части сварного шва.

Виды сварочной подрезки

По расположению подрезов сверху и снизу сварного шва его можно разделить на наружный (со стороны большего отверстия разделки) и внутренний (с нижней стороны разделки).

Внешняя подрезка

Внешняя подрезка обычно возникает на стороне большего отверстия фаски, а именно на внешней поверхности сварного шва. Его основной характеристикой является наличие заметных канавок или впадин на кромке или носке сварного шва. Образование внешней подрезки часто связано с такими факторами, как течение сварочной ванны, скорость сварки, угол сварки и сварочный ток в процессе сварки.

Если сварочная ванна не заполняет должным образом скос во время сварки или расплавленный металл не дает должной усадки во время охлаждения, на краю сварного шва могут образовываться канавки или впадины, называемые внешними подрезами.

Внешняя подрезка не только ослабляет конструктивную прочность сварного шва, но и может стать зоной концентрации напряжений, увеличивая риск разрушения сварного соединения в процессе эксплуатации.

Внутренняя подрезка

Внутренняя подрезка возникает на нижней стороне фаски, внутри сварного шва, на стыке металла шва и основного металла. Образование внутренней подрезки обычно происходит из-за неравномерности течения и затвердевания сварочной ванны в нижней части фаски во время процесса сварки.

При сварке толстых листов или применении многопроходной сварки внутренние подрезы могут возникать из-за ограничения потока сварочной ванны в нижней части фаски или неправильного контроля параметров сварки. Поскольку внутренняя подрезка скрыта внутри сварного шва и ее трудно обнаружить непосредственно при визуальном осмотре, для идентификации и оценки необходимы методы неразрушающего контроля, такие как радиографический контроль и ультразвуковой контроль.

Наличие внутренней подрезки также отрицательно влияет на работоспособность сварного шва, снижая несущую способность и коррозионную стойкость сварного соединения.

На следующем рисунке показаны примеры электрических изображений для внешней и внутренней подрезки.

Помимо наружных и внутренних подрезов, виды сварочных подрезов также можно разделить на следующие виды, как показано на схеме-примере:

Влияние сварочной подрезки на производительность компонентов

При статических нагрузках

• В пластическом состоянии детали: Подрезка уменьшает площадь поперечного сечения соединения и увеличивает местные напряжения. Если подрез параллелен приложенному напряжению и находится в пластическом состоянии, это не окажет существенного влияния на работоспособность соединения.
• В хрупком состоянии детали: любая подрезка увеличивает риск хрупкого разрушения, при этом допустимые значения подрезов очень низкие для высокопрочных материалов или толстостенных сварных изделий.

При динамических нагрузках

• Острые канавки на сварных швах проникают в сечения и вызывают распространение микротрещин; круговые канавки не имеют микротрещин на поверхности.
• Взаимосвязь между глубиной подрезов и усталостной прочностью. Более глубокие подрезы приводят к большему снижению усталостной прочности.

Коррозия

• Подрезы или канавки под сварку в агрессивных средах ускоряют местную коррозию из-за накопления продуктов коррозии.
  Подрезы во влажной среде или содержащие металлургические остатки представляют большую опасность.
• Эти факторы подчеркивают важность минимизации подрезов для сохранения структурной целостности и производительности сварных компонентов, особенно при различных условиях нагрузки и в агрессивных средах.

Основные причины подрезов при сварке

Подрыв может быть вызван множеством факторов. Подрез возникает из-за перегрева, высокой скорости перемещения, неподходящего размера электрода/наполнителя или неправильной подготовки шва. Некоторые распространенные причины включают в себя:

Недостаточно присадочного металла

Несколько факторов могут способствовать недостаточному нанесению присадочного металла. Использование электрода небольшого размера ограничивает количество присадочного металла, доступного для сварки. Неправильное выдвижение электрода, когда электрод выступает слишком далеко от сварочной горелки, также может снизить эффективность переноса присадочного металла. Кроме того, крутые углы электрода могут отводить присадочный металл от краев сварного валика, что приводит к подрезу.

Чрезмерный ток

Чрезмерный сварочный ток может привести к расплавлению кромок соединения и их затеканию в сварочную ванну, оставляя по длине сварного шва отпечатки, напоминающие дренажные каналы. Кроме того, чрезмерный ток может привести к подрезам, перегреву корня, прожогу и другим проблемам с обеих сторон сварного шва, особенно в плоском, вертикальном и горизонтальном положениях сварки, когда в корне сварного шва могут образовываться сварные швы; при сварке сверху корень может иметь вогнутость.

сварка Медленная скорость

Сварка на низкой скорости может привести к чрезмерному расплавлению кромок соединения до того, как сварочная ванна начнет двигаться дальше. Это чрезмерное плавление кромок и последующее стекание в сварочную ванну может привести к возникновению дефектов подрезов.

Неправильная техника сварки

При обучении и обучении сварщикам из-за акцента на выполнении производственных норм многие рабочие предпочитают использовать более высокие токи. Однако использование чрезмерно высокого тока может ускорить плавление основного металла, увеличить размер сварочной ванны и помешать расплавленному металлу сварочного стержня адекватно заполнить канавку, образовавшуюся в результате плавления кромок основного металла. В результате ширина валика сварного шва становится достаточной, что приводит к подрезу.

Неправильный присадочный металл

Использование неправильного присадочного металла для сварки может привести к увеличению температурных градиентов между центром сварного шва и краями. Этот неравномерный нагрев может привести к чрезмерному плавлению кромок и их попаданию в сварочную ванну, что приведет к подрезу.

Недостаточные навыки сварщика

Начинающим сварщикам может быть сложно устранить подрезы в соединениях. Неравномерное движение дуги может привести к неравномерному нагреву и плавлению основного металла. Неправильное плетение, при котором электрод перемещается определенным образом для распределения присадочного металла, может привести к недостаточному покрытию краев сварного валика. Чрезмерная длина дуги, то есть расстояние между кончиком электрода и основным металлом, может снизить эффективность теплопередачи и повлиять на проплавление присадочного металла. Низкая скорость движения, то есть скорость, с которой сварочная горелка движется вдоль соединения, также может привести к тому, что дуга будет слишком долго задерживаться в одной области, расплавляя чрезмерное количество основного металла и потенциально вызывая подрез.

Тепловая нагрузка

Чрезмерное тепловложение, особенно при использовании высоких сварочных токов и высоких скоростей сварки, может привести к уменьшению материала в зоне линии сварки, что приведет к локальному подрезу места сварки. При сварке Т-образных соединений использование большей погонной энергии при однопроходной сварке с большей вероятностью приведет к подрезу. Это связано с тем, что размер сварочной ванны больше, и металл сварного шва прогибается, прежде чем затвердеет и примет треугольную форму, оставляя зазор на верхней поверхности, что приводит к подрезу.

Еще другие причины

1. Неправильный выбор защитного газа. Неправильный выбор или расход защитного газа может повлиять на защиту сварочной ванны, что приведет к неполному проплавлению и подрезу по краям сварного шва.
2. Спецификация сварочного материала. Использование сварочных материалов большего размера может привести к расплавлению лишних частей основного металла во время сварки, что приведет к подрезу.
3. Смоченный электрод. Смоченный электрод может вызвать нестабильность дуги, влияя на передачу тепла и присадочного металла к соединению. Эта нестабильность может способствовать развитию дефектов подреза.

Опасности сварочных подрезов

Сварные подрезы представляют серьезный риск для качества и долговечности соединения. Они ослабляют структурную целостность, снижают несущую способность и способствуют преждевременной коррозии. Основной опасностью является снижение несущей способности, что приводит к концентрации напряжений, появлению трещин и, возможно, к полному разрушению конструкции. Устранение подрезов имеет решающее значение для обеспечения безопасности и надежности сварки.

Решение проблем с подрезами

Удаление подрезов дефектных сварных швов является важным этапом, направленным на исправление ошибок в сварочном процессе и повышение качества сварки. Ниже приведены некоторые рекомендации и действия, которые помогут устранить дефекты подрезов в сварных швах:

1. Присадочный металл: Нанесите дополнительный присадочный металл на канавки или участки, затронутые подрезом. Убедитесь, что присадочный металл соответствует исходному составу сварного шва и наносится точно, чтобы плавно слиться с окружающим сварным швом.
2. Тщательная очистка: Перед ремонтом тщательно очистите пораженный участок от шлака, мусора и других загрязнений, которые могут ухудшить качество ремонта. Используйте соответствующие инструменты, такие как проволочная щетка или шлифовальная машина, чтобы обеспечить чистую и гладкую поверхность для сварки.

Как предотвратить подрезку при сварке

Чтобы предотвратить или свести к минимуму подрез во время сварки, вы можете принять ряд мер и использовать правильные методы. Вот несколько стратегий, которые помогут предотвратить подрезы при сварке:

Правильный выбор параметров сварки

Убедитесь, что вы используете правильные параметры сварки, такие как ток, напряжение, скорость перемещения и размер/тип электрода, в соответствии со спецификациями процедуры сварки и свариваемым материалом. Соответствующая настройка этих параметров может помочь контролировать подвод тепла и обеспечить правильное сваривание без подреза.

В соответствии с соответствующими спецификациями сварки выбирайте параметры процесса сварки, повышайте осведомленность о качестве в повседневной работе, участвуйте в различных тренингах и серьезно стандартизируйте требования к сварке. Примеры процессов:

Тип сварочного стержня	градация	Диаметр сварочного стержня/мм	Сварочный ток/А	Напряжение дуги/В	Скорость сварки см/мин
E4303	Первый слой	3.2	90-140	21-30	10-30
	Средний слой	3.2	100-160	24-34	10-30
	Внешний слой	4.0	130-220	21-37	10-35
	Поверхность покрытия	4.0	130-220	21-37	10-35

Выбор правильной технологии сварки

Используйте правильную технику сварки, в том числе поддерживайте правильную скорость движения, поддерживайте постоянную длину дуги и используйте правильный угол сварки. Избегайте чрезмерно широких рисунков плетения и обеспечьте плавное и равномерное движение вдоль стыка, чтобы добиться равномерного сращивания и минимизировать риск подреза.

Сварка ВИГ

Технология сварки TIG известна своим высоким уровнем контроля и точности. Сварщики могут точно регулировать сварочный ток, скорость сварки и расход присадочного металла, обеспечивая четкие профили сварных швов без подрезов. Дополнительно следует отметить, что после завершения сварки необходимо различать плохая сварка и хорошая сварка обеспечить качество и надежность сварного соединения.

Сварка MIG

Технология сварки MIG отличается высокой эффективностью и стабильностью, что делает ее пригодной для автоматизированной и полуавтоматической сварки. Правильная установка параметров сварки, включая скорость подачи проволоки, сварочный ток и напряжение, обеспечивает достаточное количество присадочного металла в сварном соединении, эффективно предотвращая подрезы. Контроль скорости подачи проволоки является ключевым фактором в обеспечении достаточного напыления присадочного металла в сварном соединении.

Сварка палкой

Дуговая сварка защитным металлом (SMAW), широко известная как контактная сварка, представляет собой широко используемый метод сварки, известный своей способностью адаптироваться к материалам различной толщины. Выбрав соответствующий размер электрода, отрегулировав рабочий и рабочий углы, а также контролируя длину дуги, можно эффективно предотвратить подрезы, тем самым повышая качество и надежность сварного соединения. Более того, поддержание правильной длины дуги и стабильной скорости сварки также имеет решающее значение для предотвращения подрезов.

Лазерная сварка

Лазерная сварка — это высокоточный метод высокоэнергетической сварки, подходящий для сварки тонких листовых материалов. Благодаря высокой скорости сварки и небольшой зоне термического влияния он может эффективно снизить вероятность подрезов. Однако лазерная сварка требует высоких требований к оборудованию и методам работы, что требует специальной подготовки и опыта для обеспечения качества сварки.

Подготовьте соединение правильно

Убедитесь, что соединение правильно подготовлено, имеет правильный угол скоса, посадку и чистоту. Правильная подготовка шва обеспечивает лучший доступ к металлу сварного шва и помогает обеспечить адекватное проплавление и проплавление вдоль шва, уменьшая вероятность подреза.

Поддерживайте правильный угол сварки

Угол между сварочным пистолетом или электродом и заготовкой должен поддерживаться в соответствующем диапазоне, обычно между 60° и 80°. При ручной сварке вертикальная линия между сварочной головкой и заготовкой должна строго контролироваться на уровне около 90 градусов и соответствующим образом регулироваться в соответствии с различными положениями сварки.

Выбор правильного защитного газа

Различные сварочные процессы и материалы требуют использования разных типов защитных газов. Например, аргон (Ar) из-за его инертных свойств обычно используется в качестве защитного газа для сварки таких материалов, как нержавеющая сталь, алюминиевые и титановые сплавы. С другой стороны, углекислый газ (CO₂) часто используется для сварки стали из-за его относительно низкой стоимости.

Использование защитных газов, несовместимых с процессом сварки и соединяемыми материалами, может привести к снижению стабильности дуги, недостаточной защите сварного шва и увеличению риска подрезов и других дефектов сварки.

Угол электрода

В процессе сварки даже небольшие изменения угла электрода могут существенно повлиять на глубину, ширину и форму сварного валика. Неправильный угол электрода может привести к недостаточному проникновению металла шва в сварное соединение, что приведет к подрезу. В большинстве случаев угол перемещения должен слегка представлять собой положение «волочения», примерно от 10 до 15 градусов, позволяя сварочному металлу снова заполнить сварной шов.

Исправление чрезмерной глубины подреза в сварном шве

Для небольших участков подрезов можно использовать шлифовальный круг, чтобы сгладить переход. При выборе шлифовального круга грубость следует определять в зависимости от размера и требований к сварному шву, обычно в диапазоне от 100 до 240 зернистости. Во время шлифования важно контролировать скорость и давление, чтобы избежать перешлифовки или повреждения сварного шва.

Профилактические проверки подрезов при сварке

Перед сваркой проведение тщательной оценки перед сваркой обеспечивает более плавную работу и сокращение времени простоев.

Настройка и проверка параметров машины

• Тщательно проверьте и настройте параметры сварки, включая силу тока, напряжение, скорость проволоки и скорость перемещения, в соответствии со спецификациями процедуры сварки.
• Убедитесь, что все настройки точны и соответствуют отраслевым стандартам и свариваемому материалу.

Правильное обслуживание и калибровка сварочных аппаратов

• Проведите предварительный осмотр для проверки состояния оборудования.
• Проверьте правильность натяжения механизма подачи проволоки и роликов, чтобы обеспечить равномерную подачу проволоки.
• Замените изношенные гильзы горелки MIG, чтобы обеспечить стабильную подачу присадочного металла.
• Проверьте расход защитного газа и соответствующим образом отрегулируйте регулятор.
• Осмотрите пистолет или горелку на предмет скопления мусора, который может препятствовать потоку газа.
• Проверьте газовые шланги на наличие повреждений или утечек, которые могут поставить под угрозу защитную атмосферу.

Проверка подводящих и заземляющих кабелей

• Осмотрите подводящие и заземляющие кабели на предмет износа, истирания или повреждений, которые могут привести к потере тока в сварочной ванне.
• Убедитесь, что все соединения затянуты и надежны, чтобы обеспечить оптимальный ток.

Совместная подготовка

• Убедитесь, что подготовка шва, включая размер зазора, отверстие корня и углы скоса, находится в заданных пределах, чтобы снизить риск подрезки.

Проведя эти комплексные проверки перед сваркой, вы можете значительно снизить вероятность возникновения проблем с подрезами во время сварочных операций.

Заключение

Сварные подрезы могут нарушить целостность сварных соединений, что приведет к потенциальным разрушениям конструкции. Понимая его причины и принимая соответствующие меры по устранению, сварщики могут производить высококачественные сварные швы с минимальной подрезкой, обеспечивая надежность и долговечность сварных компонентов.

Выбор правильного партнера имеет решающее значение на пути к достижению производственных целей. Мы бойы, предлагая вам надежные решения для сварки металлов. Благодаря современному оборудованию и строгим процессам контроля качества мы обеспечиваем производство высококачественных сварных деталей. Свяжитесь с нами сейчас и позвольте BOYI стать вашим партнером в достижении успеха в производстве!

FAQ

---

Метки: Руководство по изготовлению листового металла