Подрез при сварке: причины, профилактика, измерение и устранение.

Подрезка сварного шва — распространенный дефект профиля сварного шва, образующийся вдоль края или корня сварного шва. Хотя она может выглядеть как небольшая бороздка, чрезмерная подрезка может уменьшить эффективную площадь поперечного сечения основного металла и создать локальную концентрацию напряжений.

Большинство проблем, связанных с подрезом при сварке , обусловлены подводимой температурой, скоростью перемещения, длиной дуги, углом наклона горелки и нанесением присадочного материала. Стабильный контроль процесса также помогает. Лазерные сварочные системы Dynalasers обеспечивают концентрированный подвод тепла и стабильные параметры, что может помочь уменьшить подрез при сварке, если соединение и настройки правильно подготовлены.

Что такое подрез в сварке?

Что такое подрез при сварке? Это канавка, образовавшаяся в расплавленном основном металле вдоль края сварного шва, которая не была полностью заполнена сварочным металлом. Обычно она образуется у края сварного шва, но может также возникать вблизи корня.

Этот дефект сварки с подрезом отличается от низкого сварного шва тем, что часть исходного профиля основного металла фактически расплавлена.

Как выглядит подрез на сварном шве?

Подрез на сварном шве обычно выглядит как узкое углубление рядом с валиком. Он может быть сплошным или ограниченным короткими участками.

Типичный пример сварного шва с подрезом может демонстрировать следующее:

• Борозда рядом с одним или обоими сварными швами.
• Резкий переход между сварным швом и основным металлом.
• Более глубокие участки вблизи стартов, остановок или перевалов.

Для создания неглубокой подрезки может потребоваться измерение, а не только визуальная оценка.

Виды подрезов при сварке

Подрез обычно классифицируется по месту образования канавки.

Внешний или подрез пальцев ног

Наружный подрез образуется в месте соприкосновения видимой поверхности сварного шва с основным металлом. Подрез углового сварного шва может возникать вдоль одного или обоих краев сварного шва и обычно легко обнаруживается визуально.

Внутренний или корневой подрез

Подрез корня сварного шва происходит вблизи корня шва. В условиях ограниченного доступа с обратной стороны обнаружить и оценить его может быть сложнее.

Что вызывает подрез при сварке?

Понимание причин возникновения подреза при сварке гораздо полезнее, чем автоматическое снижение силы тока. Подрез возникает, когда край сварного шва плавится быстрее, чем расплавленная ванна успевает его заполнить.

К основным причинам подрезов при сварке относятся:

Накопленный нагрев часто упускается из виду. Проход с заполнением и выравниванием может выглядеть приемлемо, в то время как в верхней части заготовки образуется подрез, поскольку она уже нагрета. В этом случае снижение тока для последующих проходов или контроль температуры между проходами может оказаться более эффективным, чем рассмотрение проблемы как фиксированной проблемы настроек станка.

Почему подрез вреден для сварного шва?

Степень подреза сварного шва зависит от его глубины, длины, расположения, условий нагрузки и применимого стандарта. Неглубокая канавка не делает сварной шов автоматически неприемлемым.

Более глубокий подрез уменьшает локальную толщину материала и создает резкий переход, который концентрирует напряжение. Это становится особенно важным в деталях, подверженных вибрации, циклическим нагрузкам или усталости.

Как измерить подрез сварного шва

Визуальный осмотр позволяет обнаружить дефект сварного шва , но для надлежащей оценки обычно необходимо проверить его местоположение, длину и глубину.

Проверьте местоположение и длину.

Определите, находится ли подрез у основания или у корня шва, является ли он непрерывным или прерывистым, и затрагивает ли он одну или обе стороны сварного шва. Некоторые критерии приемки учитывают затронутую длину, а также максимальную глубину.

Измерьте глубину подреза.

Для измерения расстояния от прилегающей поверхности основного металла до самой глубокой части канавки можно использовать измеритель подрезов сварного шва, мостовой кулачковый измеритель или аналогичный контрольный инструмент.

При измерении подреза в сварке глубина обычно важнее ширины канавки при определении приемлемости.

Какой допустимый подрез при сварке?

Универсального значения допустимого подреза при сварке не существует . Допустимость зависит от применимого стандарта, толщины материала, типа соединения, условий нагрузки, глубины дефекта и затронутой длины.

Критерии допустимого подреза при сварке могут быть установлены стандартами AWS, ASME, ISO 5817, инженерными чертежами или требованиями конкретного проекта. Поэтому вопрос о допустимом подрезе при сварке не следует решать одним числом, если неизвестен соответствующий стандарт.

Перед приемкой или ремонтом сварного шва необходимо проверить соответствие техническим условиям, а также допустимую глубину и длину.

Как предотвратить подрез при сварке

Наилучший способ предотвратить подрез при сварке — это проводить диагностику в логической последовательности, а не изменять сразу несколько параметров.

Начните с нагрева и скорости движения.

Сначала проверьте ток или напряжение, затем скорость перемещения. Чрезмерный нагрев может привести к эрозии кромки сварного шва, а слишком быстрое перемещение может оставить слишком мало времени для того, чтобы присадочный металл смылся в шов.

При многопроходной сварке также следует учитывать накопленное тепло от заготовки.

Проверьте длину дуги и угол наклона горелки.

Длинная дуга или неправильный угол сварки могут направлять избыточное тепло к краю сварного шва. Постоянное положение горелки особенно важно при работе на углах, при изменении зазоров в шве и в сложных положениях сварки.

Убедитесь, что палец ноги получил достаточное количество филлера.

Одного лишь снижения силы тока может быть недостаточно для решения проблемы. Оператору также может потребоваться немного снизить скорость, улучшить нанесение присадочного материала или уменьшить чрезмерное колебание, чтобы расплавленная ванна должным образом заполняла край сварного шва.

Для соответствующих задач лазерная сварка обеспечивает более концентрированную передачу энергии и меньший общий подвод тепла. Лазерные сварочные аппараты Dynalasers обеспечивают стабильный контроль процесса и опциональную подачу проволоки, что помогает уменьшить факторы, способствующие подрезу при сварке.

Подрез при MIG, TIG и ручной дуговой сварке

Дефект наблюдается при использовании различных методов сварки, но общие причины его возникновения различаются.

При сварке MIG с подрезом следует учитывать напряжение и подачу проволоки одновременно. При сварке TIG многое зависит от правильного расположения присадочного материала, в то время как при ручной дуговой сварке часто выигрывает от более точного контроля длины дуги.

Как исправить подрез при сварке

Способ устранения подреза при сварке в первую очередь зависит от того, превышает ли дефект применимые критерии приемки. Допустимую неглубокую канавку не следует автоматически ремонтировать, поскольку ненужная доработка приведет к еще одному циклу нагрева.

Когда требуется ремонт подрезанного сварного шва:

• Подготовьте и очистите пораженный участок.
• Удалите неприемлемый материал там, где это необходимо.
• Исправьте исходную проблему процесса.
• Повторная сварка с использованием скорректированных параметров.
• Ещё раз осмотрите отремонтированный участок.

Простое добавление еще одного прохода без корректировки подводимой температуры, скорости перемещения, угла или подачи наполнителя может воспроизвести дефект.

Для высокоточных или тонколистовых работ контролируемый лазерный процесс также может помочь уменьшить повторяющиеся дефекты кромок. Системы Dynalasers обеспечивают стабильную сварку с низким тепловыделением и могут использовать подачу проволоки там, где требуется дополнительный присадочный материал.

Подрезка против недозаполнения против недостаточного спекания

Эти дефекты сварки могут выглядеть похожими, но связаны с разными проблемами.

Ключевое различие между заполнением шва под ним и подрезом заключается в количестве отсутствующего материала: заполнение под ним означает недостаточное количество наплавленного сварочного металла, тогда как подрез удаляет часть исходного основного металла.

Часто задаваемые вопросы о подрезке при сварке

Может ли сварной шов иметь подрез только с одной стороны?

Да. Односторонний подрез может возникнуть из-за неравномерного угла обработки, ограниченного доступа к стыку, асимметричной геометрии или чрезмерного нагрева, направленного на одну из боковых стенок.

Почему эффект андерката иногда появляется только при передаче мяча в зону кэпа?

Заготовка может быть уже горячей на момент нанесения верхнего слоя. В сочетании с недостаточным количеством припоя в области кончиков заготовки или агрессивной техникой нанесения верхнего слоя это может привести к подрезу, даже если предыдущие проходы были приемлемыми.

Можно ли выполнить подрезку без превышения допустимой силы тока?

Да. Быстрое перемещение горелки, длинная дуга, неправильный угол наклона горелки, чрезмерное переплетение или недостаточное количество присадочного материала могут привести к подрезке даже при умеренном токе.

Является ли подрез более серьезным явлением в сварных швах, подверженных усталостным нагрузкам?

Вполне возможно. Канавка создает локальную концентрацию напряжений, которая становится более значительной при повторяющихся или колеблющихся нагрузках. Окончательная приемка все равно должна соответствовать применимым стандартам проектирования и сварки.

Заключение

Подрез при сварке обычно возникает в результате взаимодействия подводимой тепловой энергии, скорости перемещения, длины дуги, угла наклона горелки, нанесения присадочного материала и температуры заготовки, а не из-за какого-либо одного параметра.

Правильные измерения и критерии приемки так же важны, как и профилактика. Для применений, требующих стабильной сварки при низких температурах, лазерные сварочные системы Dynalasers могут помочь уменьшить факторы, способствующие образованию подрезов при сварке , при этом правильная настройка и техника остаются крайне важными.