Keevituse alatäite põhjused, tuvastamine, parandamine ja ennetamine

Keevituse alatäite tekib siis, kui valmis keevisõmblus ei täida piisavalt ettenähtud vuugiprofiili, jättes keevisõmbluse pinna või juure külgneva põhimetalli pinna alla. See võib tunduda väikese pinnaprobleemina, kuid tegelik mure on see, kas keevisõmblus tagab endiselt projektis nõutava ristlõike, profiili ja tugevuse.

Õige identifitseerimine on oluline, sest alatäiteainet aetakse sageli segi alalõikeaine või alamõõdulise keevisõmblusega. See juhend selgitab, kuidas seda seisundit ära tunda, mis seda põhjustab ning kuidas seda parandada või ennetada. Laserkeevitusrakenduste puhul võivad stabiilsed seadmed, näiteks Dynalasersi süsteemid, muuta täiteaine edastamise ja protsessi juhtimise järjepidevamaks.

Mis on keevitamisel alatäite?

Üldises keevitusterminoloogias kirjeldab alatäite keevituse puhul soone-keevituse olekut, mille puhul keevisõmbluse pind või juurpind asub alusmetalli külgneva pinna all. Lihtsamalt öeldes ei ole ettenähtud vuugiprofiili taastamiseks piisavalt keevismetalli ladestunud.

See muudab keevituse alatäite peamiselt profiili ja mõõtmete probleemiks. Keevisõmblusel võib olla hea pinna välimus ja mõnes kohas sulandumine, kuid see võib siiski olla alatäidetud, kui soont pole piisavalt täidetud.

Alatäidet tuleks eristada ka üldisest „halva välimusega keevisõmblusest“. See, kas konkreetne profiil on vastuvõetav, sõltub vuugi konstruktsioonist ja tööle kohaldatavatest nõuetest, sealhulgas jooniselt, keevitusprotseduurist, projekti spetsifikatsioonist ja kohaldatavast keevitusnormist.

Kuidas näeb välja alustäite keevisõmblus?

Alatäiteõmblusel on tavaliselt ümbritseva põhimetalli suhtes sissepoole suunatud keevisõmbluse pind. Visuaalne hindamine muutub aga keerulisemaks , kui tugevdus jääb keskele, samal ajal kui osa algsest soonest või kaldservast on endiselt nähtav.

Keevitusalase täiteaine tüüpilised märgid

Levinumad visuaalsed näitajad on järgmised:

• Keevituspind, mis asub külgneva põhimetalli pinna all
• Osa soonest või kaldservast jääb nähtavalt täitmata
• Madal ala, mis ulatub üle keevisõmbluse osa või kogu selle
• Ebapiisav korgi kogunemine pärast viimast läbimist
• Ebakorrapärane üleminek keevispinna ja ümbritseva materjali vahel

Läbilõike kontroll muudab olukorra mõistmise lihtsamaks, sest see näitab, kas vajaliku sektsiooni taastamiseks on tegelikult ladestunud piisavalt keevismetalli.

Hea välimusega keevisõmblus võib ikkagi olla alatäitetud

Sile TIG-helmes või kitsas laserkeevisõmblus võib fotol suurepärane välja näha, kuid ikkagi mitte vastata nõutavale vuugiprofiilile.

Ainult välimus ei määra, kas keevisõmblus on vastuvõetav. Inspektoril võib olla vaja teada ka nõutavat keevisõmbluse suurust, vuugi geomeetriat, keevisõmbluse sümbolit, joonise mõõtmeid ja kohaldatavaid vastuvõtukriteeriume.

See on eriti oluline fotode veebis hindamisel. Kergelt nõgus keevisõmblus võib ühes rakenduses olla taotluslik, kuid teises ebapiisav.

Mis põhjustab keevitamisel alatäitmist?

Keevitamisel esineva alatäite põhjused on tavaliselt seotud vuugi mahu, täiteaine sadestumise, liikumiskiiruse ja operaatori tehnika mittevastavusega. Harva on kasulik süüdistada ühte masina seadistust ilma kogu protsessi arvesse võtmata.

Levinumad põhjused on järgmised:

• Liiga suur liikumiskiirus olemasoleva täiteaine sadestamise jaoks
• Ebapiisav lisametall või traadi etteandekiirus
• Vale põleti või elektroodi nurk
• Halb helmeste paigutus soone servade lähedal
• Liiga vähe läbimisi sügavas või laias soones
• Ebastabiilne käsitsi liikumine
• Halb koordinatsioon täiteaine kohaletoimetamise ja soojuse sisestamise vahel

Voolutugevust tuleb samuti kontekstis arvestada. Ainult voolutugevuse suurendamine ei ole universaalne lahendus. Eesmärk on saavutada piisavalt kontrollitud sadestamine, säilitades samal ajal korraliku sulamise ja vältides uusi keevitusdefekte, näiteks sulamise puudumist.

Automaat- ja laserkeevituses kehtib sama põhimõte. Keevituskiirus, traadi etteanne, tala asend, liitekohtade vahe ja soojussisend peavad koos töötama. Korduvkasutatav keevitussüsteem suudab neid kõikumisi tõhusamalt vähendada kui üksikute defektide parandamine pärast tootmist.

Miks on keevisõmbluse alatäitmine probleem?

Keevisõmbluse alatäite raskusaste sõltub sellest, kui palju materjali on puudu ja mille kandmiseks vuuk on projekteeritud. Kergelt koormatud komponendi väike lohk ei ole samaväärne olulise keevismetalli puudumisega kriitilises konstruktsiooniliites.

Vähendatud efektiivne keevislõige

Kui ühendus tugineb kindlaksmääratud keevisõmbluse ristlõikele, võib ebapiisav metalli kogus vähendada efektiivset koormust kandvat pinda.

See on eriti oluline sooneliste keevisõmbluste puhul, kus valminud keevisõmblus peaks taastama kindlaksmääratud sektsiooni läbi liite. Probleem ei seisne ainult selles, et keevisõmblus „näeb madal välja“. Murettekitav on see, kas nõutav geomeetria on tegelikult saavutatud.

Stressi kontsentratsioon ja väsimus

Väljendunud depressioon või järsk üleminek võib toimida lokaalse stressikontsentratsioonina.

Korduva koormuse korral võivad nendes piirkondades tekkida suuremad lokaalsed pinged kui sileda keevisprofiili korral. See ei tähenda, et iga alatäidetud keevisõmblus puruneb, kuid see selgitab, miks profiilinõuded muutuvad väsimustundlikes rakendustes olulisemaks.

Kontrolli ja vastuvõtmise probleemid

Üks olulisemaid praktilisi punkte on see, et alakasutamist ei tohiks ainuüksi fotot vaadates aktsepteerida ega tagasi lükata.

Kontrollimisel võib olla vaja arvestada:

• Insenerijoonis
• Nõutav keevisõmbluse suurus või efektiivne kurk
• Liigese tüüp
• Keevitusprotseduuri spetsifikatsioon
• Kohaldatav valmistamiskood
• Projektispetsiifilised vastuvõtukriteeriumid

Mõnes olukorras võib projekteerimisinsener tingimuse heaks kiita, tuginedes tõestatud efektiivsele keevisõmbluse suurusele või projektipõhistele nõuetele. See otsus tuleks dokumenteerida, mitte tootmispõrandal eeldada.

Täitealune vs alumine lõik keevitamisel

Alatühjendus ja altlõike keevitusdefekt võivad esineda lähestikku, mistõttu isegi kogenud keevitajad ja inspektorid vaidlevad vahel nende vahelise piiri üle.

Kõige kasulikum eristamine on see, milline materjal puudub ja kust see puudub.

Kasulik praktiline reegel on kõigepealt vaadata soont.

Kui algne kaldpind on endiselt nähtav, kuna vuuk pole täielikult täidetud, viitab olukord alatäitmisele. Kui soon on täidetud, kuid külgnev alusmetall on keevisõmbluse juurest sulanud ilma taastamata, on see iseloomulikum alalõikele.

Mõlemad võivad esineda samas üldises piirkonnas, seega peaks kontroll keskenduma tegelikule geomeetriale, mitte ainult defekti nimetusele.

Alatäide vs alamõõduline keevisõmblus

Alatühjendus ja alamõõduline keevisõmblus on seotud, kuid mitte identsed.

Keevituse alakaas kirjeldab keevisõmbluse profiili ümbritseva materjali või kavandatud soonetäidise suhtes. Alamõõduline keevisõmblus tähendab, et lisatud keevisõmblus ei vasta kindlaksmääratud mõõtmete nõudele, näiteks nõutavale nurkkeevituse harule või efektiivsele avale.

Seega võib keevisõmblus tunduda visuaalselt „madal“, ilma et see automaatselt tõestaks, et kõik nõutavad mõõtmed on ebapiisavad. Võib juhtuda ka vastupidine: keevisõmblus võib tunduda suhteliselt terviklik, kuid ikkagi mitte vastata nõutavale suurusele.

See eristamine on eriti kasulik nurkkeevisõmbluste, kaldliidete ja osalise läbistusega keevisõmbluste puhul, kus vastuvõetavus peaks põhinema tegelikel projekteerimisnõuetel, mitte eeldusel, et iga keevisõmblus peab ulatuma teatud nähtava servani.

Kuidas parandada keevitamisel alatäitekihti

Keevitustööde alatäite õige parandamise viis sõltub sellest, millal see avastatakse ja millist parandusprotseduuri kohaldatakse. Teise tihendi lisamine võib paljudes olukordades olla asjakohane, kuid seda ei tohiks käsitleda iga töö automaatse parandamisena.

Kui pärast keevitamist avastatakse alakiide, määratakse tavaliselt kõigepealt selle ulatus ja kinnitatakse vajalik lõplik profiil. Seejärel saab kahjustatud ala vastavalt vajadusele puhastada või ette valmistada, lisada täiendavat keevismetalli, profiili taastada ja parandatud ala uuesti üle vaadata.

Kui probleem ilmneb keevitamise ajal, on parem protsess enne jätkamist parandada. See võib tähendada keevituskäigu aeglustamist, täiteaine sadestumise suurendamist, põleti ümberpaigutamist, tera paigutuse muutmist või uue planeeritud keevituskäigu lisamist.

Laserkeevituse puhul on eriti olulised ühtlane traadi etteanne ja täpne joondamine. Dynalasersi laserkeevitussüsteemid integreerivad laserallika, keevituspea, traadi etteande ja protsessi juhtimise koordineeritud süsteemiks, aidates operaatoritel säilitada ühtlasemaid keevitustingimusi ja vähendada protsessiga seotud alatäitmist keevitamisel.

Oluline põhimõte on parandada põhjus, miks vuuki ei täidetud, mitte lihtsalt nähtava lohu katmine.

Kuidas keevitamisel alatäitmist vältida

Keevitamisel alakaeve vältimise õppimine seisneb peamiselt sadestumise ja liite mahu tasakaalustamises. Protsessi käigus tuleb paigutada piisavalt keevismetalli õigesse kohta, ilma et see kahjustaks sulamist või tekitaks liigset armatuuri.

Viis juhtelementi on eriti kasulikud:

1. Sobitage liikumiskiirus sadestamiskiirusega. Kiirem liikumine, kui täitemetalli ladestamine õnnestub, on tavaline viis mittetäieliku profiili tekkeks.
2. Kasutage sobivat traadi etteande- või täiteaine kiirust. Keevisvann vajab piisavalt materjali, et soon ühtlaselt täita.
3. Säilitage põleti õige asend ja nurk. Halb positsioneerimine võib jätta soone ühe külje ebapiisavalt täidetud.
4. Planeeri vuugi geomeetria jaoks piisavalt läbimisi. Sügavate või laiade soonte lõikamine võib nõuda mitut kontrollitud läbimist ühe ülemõõdulise läbimise asemel.
5. Kontrollige keevisõmbluse profiili tootmise ajal. Madalamate kohtade avastamine enne vuugi valmimist vähendab remonditööd.

Korduva tootmise puhul on protsessi stabiilsus eriti väärtuslik. Seadmed, mis säilitavad ühtlase võimsuse, liikumistingimused ja täitetraadi etteande, aitavad vähendada traadi teradevahelist varieeruvust.

Laserkeevituse alatäite

Laserkeevitus tekitab kontsentreeritud soojussisendi ja suudab suhteliselt suurel liikumiskiirusel luua kitsaid ja puhtaid õmblusi. Need eelised tähendavad ka seda, et muutused liitekoha sobivuses, tala asendis või täiteaine manustamises võivad keevisõmbluse profiili kiiresti mõjutada.

Laserkeevituse alatäite tüüpilised põhjused on liigne liikumiskiirus, ebapiisav täitetraadi etteanne, liitevahe varieeruvus ning kiire, traadi ja õmbluse joondushäired.

Seega on stabiilne protsessiaken olulisem kui lihtsalt võimsuse suurendamine. Dynalaserite käeshoitavad laserkeevitussüsteemid on loodud pakkuma ühtlast laserväljundit ja koordineeritud traadi etteandmist, aidates operaatoritel säilitada korratavamat keevisõmblust ja vähendada ebastabiilsete protsessitingimustega seotud defekte.

KKK keevitamisel tekkiva alatäite kohta

Kas alatäite tekib ainult soonekeevisõmblustes?

Seda terminit kasutatakse kõige sagedamini soonega keevituse puhul, kus keevisõmbluse pind või juur jääb külgneva põhimetalli pinna alla. Nisuõmbluse puhul keskenduvad inspektorid sageli otsesemalt nõutavale soone pikkusele, efektiivsele avadavale ja keevisõmbluse ettenähtud suurusele.

Kuna terminoloogia ja vastuvõtukriteeriumid võivad olenevalt kohaldatavast standardist erineda, on kõige kindlam lähenemisviis enne defekti nime määramist tuvastada tegelik mõõtmete seisund.

Kas altpoolt täidetud keevisõmblus saab ikkagi kontrolli läbida?

Võimalik, aga seda ei tohiks kunagi eeldada.

Vastuvõetavus sõltub kohaldatavast normist, vuugi konstruktsioonist, nõutavast keevisõmbluse suurusest, projekteerimisjoonisest ja projekti spetsifikatsioonist. Mõned projekteeritud rakendused võivad lubada konkreetset profiili, kui nõutav efektiivne keevisõmbluse suurus on tõestatud, samas kui teised spetsifikatsioonid käsitlevad alatäitmist vastuvõetamatuna.

Kui nõue on ebaselge, tuleks otsus suunata vastutavale keevitusinspektorile või -insenerile.

Kas NDT abil saab kindlaks teha, kas keevisõmblus on alatäidetud?

Alatäide on peamiselt pinnaprofiili ja mõõtmetega seotud seisund, seega on selle tuvastamiseks tavaliselt oluline visuaalne kontroll ja otsene mõõtmine.

Sellistel meetoditel nagu PT, MT, UT või RT on erinevad eesmärgid ja neid ei tohiks automaatselt käsitleda mõõtmete kontrolli asendajatena. Näiteks ei pruugi keevisõmblus anda olulist läbitungimisandi näitajat, kuid ikkagi ei vasta see nõutavale profiilile või keevisõmbluse suurusele.

Seetõttu peaksid kontrollimeetod ja vastuvõtuvastutus järgima kohaldatavat protseduuri ja projekti spetsifikatsiooni.

Järeldus

Keevituses esinev alatäite on enamat kui kosmeetiline lohk. Oluline küsimus on selles, kas valmis keevis annab vuugi konstruktsiooni jaoks vajaliku profiili ja efektiivse ristlõike. Õige diagnoosimine tähendab ka alatäite eraldamist alalõikest ja alamõõdulisest keevisõmblusest, mitte aga õmbluse keevitusvarda hindamist ainult välimuse põhjal.

Hea parameetrite kontroll, piisav täiteaine sadestamine, stabiilne tehnika ja varajane profiilikontroll aitavad enamikku juhtumeid ära hoida. Laserkeevituses saab korduvkasutatav süsteem, näiteks Dynalasers, veelgi vähendada protsessi varieeruvust ja aidata operaatoritel luua ühtlasemaid keevisprofiile.