Υποσκαφή Συγκόλλησης: Αιτίες, Πρόληψη, Μέτρηση και Επισκευή

Η υποσκαφή κατά τη συγκόλληση είναι ένα συνηθισμένο ελάττωμα στο προφίλ συγκόλλησης που σχηματίζεται κατά μήκος της μύτης ή της ρίζας της συγκόλλησης. Αν και μπορεί να μοιάζει με μια μικρή αυλάκωση, η υπερβολική υποσκαφή μπορεί να μειώσει την αποτελεσματική διατομή του βασικού μετάλλου και να δημιουργήσει μια τοπική συγκέντρωση τάσης.

Τα περισσότερα προβλήματα υποκοπής συγκόλλησης σχετίζονται με την εισροή θερμότητας, την ταχύτητα κίνησης, το μήκος του τόξου, τη γωνία πυρσού και την εναπόθεση πληρωτικού υλικού. Ο σταθερός έλεγχος της διαδικασίας βοηθά επίσης. Τα συστήματα συγκόλλησης με λέιζερ Dynalasers παρέχουν συγκεντρωμένη εισροή θερμότητας και σταθερές παραμέτρους που μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της υποκοπής κατά τη συγκόλληση όταν η σύνδεση και οι ρυθμίσεις έχουν προετοιμαστεί σωστά.

Τι είναι η υποκοπή στη συγκόλληση;

Τι είναι η υποκοπή (undercut) στη συγκόλληση; Είναι μια αυλάκωση που λιώνει στο βασικό μέταλλο κατά μήκος της άκρης μιας συγκόλλησης που δεν έχει γεμίσει πλήρως με μέταλλο συγκόλλησης. Συνήθως σχηματίζεται στο άκρο της συγκόλλησης, αλλά μπορεί επίσης να εμφανιστεί κοντά στη ρίζα.

Αυτό το ελάττωμα συγκόλλησης υποκοπής διαφέρει από μια χαμηλή χάντρα συγκόλλησης επειδή μέρος του αρχικού προφίλ βασικού μετάλλου έχει στην πραγματικότητα λιώσει.

Πώς μοιάζει η υποκοπή σε μια συγκόλληση;

Μια εγκοπή σε μια συγκόλληση συνήθως εμφανίζεται ως μια στενή κοιλότητα δίπλα στη ραφή. Μπορεί να είναι συνεχής ή να περιορίζεται σε μικρά τμήματα.

Ένα τυπικό παράδειγμα συγκόλλησης με υποτομή μπορεί να δείχνει:

• Μια αυλάκωση δίπλα σε ένα ή και στα δύο δάχτυλα συγκόλλησης
• Μια απότομη μετάβαση μεταξύ συγκόλλησης και βασικού μετάλλου
• Βαθύτερα τμήματα κοντά σε αφετηρίες, στάσεις ή περάσματα ανώτατου ορίου

Το ρηχό υποσκάψιμο μπορεί να απαιτεί μέτρηση και όχι μόνο οπτική κρίση.

Τύποι υποκοπής στη συγκόλληση

Η υποκοπή γενικά ταξινομείται ανάλογα με το πού σχηματίζεται η αυλάκωση.

Εξωτερική ή υποκοπή δακτύλων

Η εξωτερική υποκοπή σχηματίζεται στο σημείο όπου η ορατή επιφάνεια συγκόλλησης συναντά το βασικό μέταλλο. Η υποκοπή συγκόλλησης με φιλέτο μπορεί να συμβεί κατά μήκος του ενός ή και των δύο δακτύλων συγκόλλησης και συνήθως είναι εύκολο να εντοπιστεί οπτικά.

Εσωτερική ή υποσκαφή ρίζας

Η υποτομή της ρίζας κατά τη συγκόλληση συμβαίνει κοντά στην πλευρά της ρίζας της σύνδεσης. Όπου η πρόσβαση από το πίσω μέρος είναι περιορισμένη, μπορεί να είναι πιο δύσκολο να εντοπιστεί και να αξιολογηθεί.

Τι προκαλεί υποκοπή κατά τη συγκόλληση;

Η κατανόηση των αιτιών της υποκοπής κατά τη συγκόλληση είναι πιο χρήσιμη από την αυτόματη μείωση της έντασης του ρεύματος. Η υποκοπή εμφανίζεται όταν η άκρη της συγκόλλησης λιώνει πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να την ξαναγεμίσει η λιωμένη δεξαμενή.

Οι κύριες αιτίες υποκοπής συγκόλλησης περιλαμβάνουν:

Η συσσωρευμένη θερμότητα συχνά παραβλέπεται. Ένα πέρασμα ρίζας και πλήρωσης μπορεί να φαίνεται αποδεκτό, ενώ το καπάκι αναπτύσσεται υποκοπή επειδή το τεμάχιο εργασίας είναι ήδη ζεστό. Σε αυτήν την περίπτωση, η μείωση του ρεύματος για μεταγενέστερα περάσματα ή ο έλεγχος της θερμοκρασίας μεταξύ των περασμάτων μπορεί να λειτουργήσει καλύτερα από την αντιμετώπιση του προβλήματος ως σταθερού προβλήματος ρύθμισης του μηχανήματος.

Γιατί η υποσκαφή είναι κακή για μια συγκόλληση;

Η σοβαρότητα της υποκοπής της συγκόλλησης εξαρτάται από το βάθος, το μήκος, τη θέση, την κατάσταση φόρτισης και το ισχύον πρότυπο. Μια ρηχή αυλάκωση δεν καθιστά αυτόματα μια συγκόλληση μη αποδεκτή.

Η βαθύτερη υποσκαφή μειώνει το τοπικό πάχος του υλικού και δημιουργεί μια απότομη μετάβαση που συγκεντρώνει την τάση. Αυτό αποκτά μεγαλύτερη σημασία σε εξαρτήματα που εκτίθενται σε κραδασμούς, κυκλική φόρτιση ή κόπωση.

Πώς να μετρήσετε την υποκοπή συγκόλλησης

Η οπτική επιθεώρηση μπορεί να εντοπίσει την ασυνέχεια συγκόλλησης , αλλά η σωστή αξιολόγηση συνήθως απαιτεί τον έλεγχο της θέσης, του μήκους και του βάθους της.

Ελέγξτε την τοποθεσία και το μήκος

Προσδιορίστε εάν η υποτομή είναι στη μύτη ή στη ρίζα, συνεχής ή διαλείπουσα, και εάν επηρεάζει τη μία ή και τις δύο πλευρές της συγκόλλησης. Ορισμένα κριτήρια αποδοχής λαμβάνουν υπόψη το μήκος που επηρεάζεται καθώς και το μέγιστο βάθος.

Μετρήστε το βάθος υποκοπής

Ένα μετρητή υποκοπής συγκόλλησης , ένα μετρητή έκκεντρου γέφυρας ή παρόμοιο εργαλείο επιθεώρησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση από την παρακείμενη επιφάνεια του βασικού μετάλλου έως το βαθύτερο σημείο της αυλάκωσης.

Για τον τρόπο μέτρησης της υποκοπής κατά τη συγκόλληση , το βάθος είναι συνήθως πιο σημαντικό από το πλάτος της αυλάκωσης κατά τον προσδιορισμό της αποδοχής.

Πόσο υποσκαφή είναι αποδεκτή στη συγκόλληση;

Δεν υπάρχει καθολική τιμή για την επιτρεπόμενη υποσκαφή κατά τη συγκόλληση . Η αποδοχή εξαρτάται από τον ισχύοντα κώδικα, το πάχος του υλικού, τον τύπο της σύνδεσης, την κατάσταση φόρτισης, το βάθος του ελαττώματος και το επηρεαζόμενο μήκος.

Τα κριτήρια αποδοχής υποκοπής συγκόλλησης μπορεί να προέρχονται από τα πρότυπα AWS, ASME, ISO 5817, μηχανολογικά σχέδια ή απαιτήσεις ειδικών έργων. Επομένως, το ερώτημα πόση υποκοπή επιτρέπεται σε μια συγκόλληση δεν θα πρέπει να απαντάται με έναν αριθμό, εκτός εάν είναι γνωστό το ισχύον πρότυπο.

Πριν από την αποδοχή ή την επισκευή της συγκόλλησης, επαληθεύστε τις ισχύουσες προδιαγραφές και το επιτρεπόμενο βάθος και μήκος.

Πώς να αποτρέψετε την υποκοπή κατά τη συγκόλληση

Η καλύτερη προσέγγιση για την πρόληψη της υποκοπής κατά τη συγκόλληση είναι η αντιμετώπιση προβλημάτων με λογική σειρά αντί να αλλάζετε πολλές ρυθμίσεις ταυτόχρονα.

Ξεκινήστε με τη θερμότητα και την ταχύτητα ταξιδιού

Ελέγξτε πρώτα το ρεύμα ή την τάση και, στη συνέχεια, την ταχύτητα κίνησης. Η υπερβολική θερμότητα μπορεί να διαβρώσει την άκρη της συγκόλλησης, ενώ η πολύ γρήγορη κίνηση μπορεί να αφήσει πολύ λίγο χρόνο στο μέταλλο πλήρωσης να εισχωρήσει στη μύτη.

Σε συγκολλήσεις πολλαπλών περασμάτων, λάβετε επίσης υπόψη τη συσσωρευμένη θερμότητα του τεμαχίου εργασίας.

Ελέγξτε το μήκος του τόξου και τη γωνία του πυρσού

Ένα μακρύ τόξο ή μια λανθασμένη γωνία εργασίας μπορεί να κατευθύνει την υπερβολική θερμότητα προς την άκρη της συγκόλλησης. Η συνεπής θέση του πυρσού αποκτά ιδιαίτερη σημασία γύρω από γωνίες, μεταβαλλόμενα κενά στις αρθρώσεις και δύσκολες θέσεις συγκόλλησης.

Βεβαιωθείτε ότι το δάχτυλο του ποδιού λαμβάνει αρκετό υλικό πλήρωσης

Η μείωση του ρεύματος από μόνη της μπορεί να μην λύσει το πρόβλημα. Ο χειριστής μπορεί επίσης να χρειαστεί να επιβραδύνει ελαφρώς, να βελτιώσει την τοποθέτηση του υλικού πλήρωσης ή να μειώσει την υπερβολική ύφανση, ώστε η λιωμένη δεξαμενή να γεμίσει σωστά το άκρο της συγκόλλησης.

Για κατάλληλες εφαρμογές, η συγκόλληση με λέιζερ προσφέρει πιο συγκεντρωμένη παροχή ενέργειας και χαμηλότερη συνολική εισροή θερμότητας. Οι μηχανές συγκόλλησης με λέιζερ Dynalasers παρέχουν σταθερό έλεγχο της διαδικασίας και προαιρετική τροφοδοσία σύρματος, συμβάλλοντας στη μείωση των συνθηκών που μπορούν να συμβάλουν στην υποκοπή κατά τη συγκόλληση.

Υποκοπή σε συγκολλήσεις MIG, TIG και Stick

Το ελάττωμα είναι παρόμοιο σε όλες τις μεθόδους συγκόλλησης, αλλά οι συνήθεις αιτίες διαφέρουν.

Για την υποκοπή συγκόλλησης MIG , η τάση και η τροφοδοσία σύρματος θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μαζί. Η TIG εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τοποθέτηση του πληρωτικού υλικού, ενώ η συγκόλληση με ράβδο συχνά επωφελείται από τον αυστηρότερο έλεγχο του μήκους του τόξου.

Πώς να διορθώσετε την υποκοπή στη συγκόλληση

Ο τρόπος επιδιόρθωσης της υποκοπής κατά τη συγκόλληση εξαρτάται πρώτα από το εάν το ελάττωμα υπερβαίνει τα ισχύοντα κριτήρια αποδοχής. Μια αποδεκτή ρηχή αυλάκωση δεν θα πρέπει να επισκευάζεται αυτόματα, επειδή η περιττή επανεπεξεργασία εισάγει έναν ακόμη κύκλο θέρμανσης.

Όταν απαιτείται επισκευή συγκόλλησης με υποκοπή:

• Προετοιμασία και καθαρισμός της πληγείσας περιοχής
• Αφαιρέστε το μη αποδεκτό υλικό όπου απαιτείται
• Διόρθωση του αρχικού προβλήματος της διαδικασίας
• Επανασυγκόλληση χρησιμοποιώντας προσαρμοσμένες παραμέτρους
• Επιθεωρήστε ξανά την επισκευασμένη περιοχή

Η απλή προσθήκη ενός ακόμη περάσματος χωρίς διόρθωση της εισόδου θερμότητας, της ταχύτητας κίνησης, της γωνίας ή της παροχής πληρωτικού υλικού μπορεί να αναπαράγει το ελάττωμα.

Για εφαρμογές ακριβείας ή λεπτών φύλλων, μια ελεγχόμενη διαδικασία λέιζερ μπορεί επίσης να βοηθήσει στη μείωση των επαναλαμβανόμενων ελαττωμάτων στις άκρες. Τα συστήματα Dynalasers παρέχουν σταθερή συγκόλληση χαμηλής θερμικής εισόδου και μπορούν να χρησιμοποιήσουν τροφοδοσία σύρματος όπου απαιτείται επιπλέον υλικό πλήρωσης.

Υποκοπή vs Υποπλήρωση vs Έλλειψη Σύντηξης

Αυτά τα ελαττώματα συγκόλλησης μπορεί να φαίνονται παρόμοια αλλά να συνεπάγονται διαφορετικά προβλήματα.

Για την υποπλήρωση συγκόλλησης έναντι της υποκοπής , η βασική διαφορά είναι το υλικό που λείπει: η υποπλήρωση σημαίνει ανεπαρκή εναπόθεση μετάλλου συγκόλλησης, ενώ η υποκοπή αφαιρεί μέρος του αρχικού βασικού μετάλλου.

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με την υποκοπή συγκόλλησης

Μπορεί μια συγκόλληση να έχει υποκοπή μόνο στη μία πλευρά;

Ναι. Η μονόπλευρη υποκοπή μπορεί να προκληθεί από ανομοιόμορφη γωνία εργασίας, περιορισμένη πρόσβαση στις αρθρώσεις, ασύμμετρη γεωμετρία ή υπερβολική θερμότητα που κατευθύνεται προς το ένα πλευρικό τοίχωμα.

Γιατί το Undercut εμφανίζεται μερικές φορές μόνο στο Cap Pass;

Το τεμάχιο εργασίας μπορεί να είναι ήδη ζεστό όταν τοποθετείται το καπάκι. Σε συνδυασμό με ανεπαρκή πλήρωση στα δάχτυλα των ποδιών ή επιθετική τεχνική καπακιού, αυτό μπορεί να προκαλέσει υποκοπή ακόμα και όταν τα προηγούμενα περάσματα ήταν αποδεκτά.

Μπορείτε να έχετε υποκοπή χωρίς υπερβολική ένταση ρεύματος;

Ναι. Η γρήγορη κίνηση, ένα μακρύ τόξο, η λανθασμένη γωνία πυρσού, η υπερβολική πλέξη ή το ανεπαρκές υλικό πλήρωσης μπορούν να προκαλέσουν υποκοπή ακόμα και όταν το ρεύμα είναι λογικό.

Είναι η υποκοπή πιο σοβαρή σε συγκολλήσεις με κόπωση;

Μπορεί να είναι. Η αυλάκωση δημιουργεί μια τοπική συγκέντρωση τάσης, η οποία γίνεται πιο σημαντική υπό επαναλαμβανόμενα ή κυμαινόμενα φορτία. Η τελική αποδοχή θα πρέπει να ακολουθεί το ισχύον πρότυπο σχεδιασμού και συγκόλλησης.

Συμπέρασμα

Η υποκοπή κατά τη συγκόλληση προκαλείται συνήθως από την αλληλεπίδραση της εισόδου θερμότητας, της ταχύτητας κίνησης, του μήκους του τόξου, της γωνίας του πυρσού, της εναπόθεσης πληρωτικού υλικού και της θερμοκρασίας του τεμαχίου εργασίας και όχι από μία μόνο ρύθμιση.

Η σωστή μέτρηση και τα κριτήρια αποδοχής είναι εξίσου σημαντικά με την πρόληψη. Για εφαρμογές που απαιτούν σταθερή συγκόλληση σε χαμηλή θερμοκρασία, τα συστήματα συγκόλλησης με λέιζερ Dynalasers μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση των συνθηκών που συμβάλλουν στην υποκοπή της συγκόλλησης , ενώ η σωστή εγκατάσταση και τεχνική παραμένουν απαραίτητες.