Kas sukelia suvirinimo defektus ir kaip su jais elgtis

 

 

Suvirinimo kokybė, kaip esminė šiuolaikinės gamybos dalis, turi tiesioginės įtakos bendram gaminių veikimui ir saugai. Tačiau dėl įvairių veiksnių suvirinimo proceso metu dažnai atsiranda įvairių suvirinimo defektų. Šie defektai ne tik sumažina suvirinimo jungčių stiprumą, ilgaamžiškumą ir išvaizdą, bet ir gali sukelti rimtų saugumo problemų. Todėl norint pagerinti suvirinimo kokybę ir užtikrinti gaminio eksploatacines savybes, labai svarbu suprasti suvirinimo defektų priežastis ir jų šalinimo būdus.

 

▲ Suvirinimo defektai

 

 

I Suvirinimo defektų klasifikacija

 

Suvirinimo defektai gali būti suskirstyti į du tipus, atsižvelgiant į jų vietą suvirinimo siūlėje: išoriniai defektai ir vidiniai defektai. Išoriniai defektai, taip pat žinomi kaip išvaizdos defektai, yra ant suvirinimo siūlės paviršiaus ir gali būti stebimi plika akimi arba mažu padidinimu, pvz., įpjovimas, suvirinimo taškymas, įdubimai, suvirinimo deformacijos, paviršiaus poringumas ir paviršiaus įtrūkimai. Vidiniai defektai randami suvirinimo siūlės viduje ir gali būti aptikti tik taikant ardomąjį bandymą arba specializuotus neardomuosius bandymo metodus, pvz., lydymosi trūkumas, nepilnas įsiskverbimas, vidinis poringumas, šlako intarpai ir įtrūkimai.

 

 

II Suvirinimo defektų priežastys

 

1. Išoriniai defektai

 

(1) Priverstinis sumažinimas

Įpjovimas reiškia įdubimus arba griovelius, likusius suvirinimo siūlės kraštuose po to, kai netauriųjų metalų lankas arba liepsna ištirpsta ir neužpildo suvirinimo metalo. Pagrindinės priežastys yra per didelė suvirinimo srovė, per ilgas lankas, netinkamas elektrodo (suvirinimo vielos) kampas arba judėjimas ir netinkamas suvirinimo greitis.

 

▲ Numušimas

 

(2) Suvirinimo taškas

Suvirinimo siūlės purslai reiškia išlydytą suvirinimo metalą, kuris suvirinimo proceso metu su nepakankama šiluma teka ant netauriojo metalo arba siūlės šaknies ir sudaro metalo gabalėlius, kurie po aušinimo nesusilieja su pagrindine medžiaga. Priežastys yra prasta elektrodų kokybė, per didelė suvirinimo srovė, per ilgas lankas, mažas suvirinimo greitis ir netinkamas elektrodo kampas bei judėjimas.

 

▲ Suvirinimo taškas

 

(3) Įdubimai ir suvirinimo deformacijos

Įdubimai dažniausiai atsiranda dėl to, kad elektrodas (suvirinimo viela) trumpam neišlaikomas nutraukiant lanką, todėl susidaro lanko krateriai. Suvirinimo deformacijos gali atsirasti dėl netinkamo paruošimo, prastų tvirtinimo detalių ar netinkamų darbo įgūdžių.

 

▲ Įdubimai ir suvirinimo deformacijos

 

(4) Paviršiaus poringumas

Paviršiaus poringumas atsiranda, kai suvirinimo metu iš suvirinimo baseino visiškai nepabėga dujos, todėl suvirinimo metalo paviršiuje susidaro skylės. Pagrindinės priežastys – suvirinimo medžiagų ir ruošinių neatitikimas proceso reikalavimams, maža suvirinimo srovė, per didelis suvirinimo greitis, per ilgas lankas ir netinkama suvirinimo srities apsauga.

 

2. Vidiniai defektai

 

(1) Susiliejimo trūkumas ir nepilnas įsiskverbimas

Lydymosi trūkumas reiškia sritis, kuriose suvirinimo metalas nesusilieja su netauriuoju metalu arba tarp suvirinimo siūlės sluoksnių. Neužbaigtas įsiskverbimas reiškia, kad suvirinimo metu nepavyksta visiškai sulydyti jungties šaknies. Šie defektai atsiranda dėl nepakankamos suvirinimo srovės, per didelio suvirinimo greičio, prastos griovelių konstrukcijos, netinkamo elektrodo kampo ir netinkamos suvirinimo technikos.

 

▲ Susiliejimo trūkumas ir nepilnas įsiskverbimas

 

(2) Šlako intarpai

Šlako intarpai reiškia likutinį šlaką, likusį suvirinimo siūlėje po suvirinimo. Priežastys yra maža suvirinimo srovė, per didelis suvirinimo greitis, nešvarūs ruošinio paviršiai, nepilnas šlako pašalinimas atliekant daugiasluoksnį suvirinimą ir prasta elektrodų kokybė.

 

▲ Šlako intarpai

 

(3) Įtrūkimai

Įtrūkimai yra vienas pavojingiausių suvirinimo siūlių defektų, o priežastys yra sudėtingos ir įvairios. Tai yra prasta suvirinimo technika, netinkamos suvirinimo specifikacijos, dideli suvirinimo siūlės vidiniai įtempiai, didelis medžiagos jautrumas įtrūkimams ir prasta užpildų kokybė. Be to, įvairių tipų įtrūkimai, pvz., karšti, šalti ir pakartotiniai įtrūkimai, atsiranda dėl skirtingų veiksnių.

 

▲ Įtrūkimai

 

 

III Suvirinimo defektų šalinimo priemonės

 

1. Išorinių defektų šalinimo priemonės

 

(1) Priverstinis sumažinimas

Nedidelis ir negilus įpjovimas gali būti išlygintas mechaniškai, kad būtų sukurtas sklandus perėjimas. Stiprus ir gilus įpjovimas turi būti pašalintas suvirinant. Prevencinės priemonės apima tinkamų suvirinimo proceso parametrų parinkimą, lanko ilgio kontrolę ir būtinų elektrodų judėjimo technikų įsisavinimą.

 

(2) Suvirinimo taškas

Suvirinimo siūlės purslai gali būti pašalinti mechaniniu šlifavimu, o siūlę reikia perdaryti, kad būtų atkurtas lygumas. Prevencinės priemonės apima tinkamos suvirinimo srovės ir elektrodo kampo parinkimą bei pastovaus suvirinimo greičio palaikymą.

 

(3) Įdubimai ir suvirinimo deformacijos

Įdubimai ir suvirinimo deformacijos gali būti koreguojamos šlifuojant, mechaniniu tiesinimu arba terminiu apdorojimu. Prevencinės priemonės apima tinkamą pasiruošimą prieš suvirinimą, kvalifikuotų tvirtinimo detalių naudojimą ir priemonių likutinėms deformacijoms pašalinti.

 

(4) Paviršiaus poringumas

Paviršiaus poringumas gali būti pašalintas šlifuojant ir pakartotinai suvirinant, kad būtų užpildytos tuštumos. Prevencinės priemonės apima suvirinimo medžiagų ir ruošinių valymą, tinkamos suvirinimo srovės ir greičio parinkimą bei suvirinimo vietos apsaugos gerinimą.

 

 

2. Vidinių defektų gynimo priemonės

 

(1) Susiliejimo trūkumas ir nepilnas įsiskverbimas

Dėl lydymosi trūkumo ir nepilnų įsiskverbimo defektų paprastai reikia remontuoti suvirinimą arba iškalti ir suvirinti iš naujo. Atviroms konstrukcijoms galima atlikti tiesioginį suvirinimo taisymą nepilnoje įsiskverbimo vietoje. Esant kritiniams suvirinimo darbams, kai tiesioginis remontas neįmanomas, suvirinimo metalas defektuotoje vietoje turi būti visiškai pašalintas prieš pakartotinį suvirinimą.

 

(2) Šlako intarpai

Prieš pakartotinį suvirinimą reikia pašalinti šlako inkliuzus, išgraužus pažeistą vietą. Prevencinės priemonės – tai paviršiaus valymo gerinimas, tinkamos suvirinimo srovės ir greičio parinkimas bei kruopštaus šlako pašalinimo tarp suvirinimo sluoksnių užtikrinimas.

 

(3) Įtrūkimai

Įtrūkimų taisymas yra sudėtingesnis ir reikalauja specialių priemonių, atsižvelgiant į įtrūkimo tipą ir vietą. Dėl karštų ir pakartotinio įkaitimo įtrūkimų reikia išpjauti pažeistą vietą ir suvirinti iš naujo, taikant patobulintą temperatūros kontrolę ir įtempių mažinimo priemones suvirinimo metu. Dėl šaltų įtrūkimų gali prireikti šildyti, koreguoti slėgį ar kitus remonto ir prevencijos būdus.

 

 

IV Konkrečių suvirinimo defektų atvejų analizė

 

1. Numušimo trūkumai

• Fenomenas:Įdubimai arba grioveliai, kurie suvirinimo metu atsiranda išilgai suvirinimo pirštų ar šaknų, žemiau nei pagrindinės medžiagos paviršius.
• Priežastis:Per didelė suvirinimo srovė, per ilgas lankas, netinkamas elektrodo (suvirinimo vielos) kampas, per didelis suvirinimo greitis ir kt.
• Poveikis:Silpnina suvirinimo siūlių stiprumą, sukuria įtampos koncentraciją ir sumažina nuovargio trukmę.

 

2. Suvirinimo purslų defektai

• Fenomenas:Metalo gabalėliai, susidarantys išlydytam metalui tekant už suvirinimo siūlės ant nesusiliejusios pagrindinės medžiagos.
• Priežastis:Per didelė suvirinimo srovė, per mažas suvirinimo greitis, netinkamas elektrodo (suvirinimo vielos) kampas ir kt.
• Poveikis:Įtakoja išvaizdą, sukuria įtempių koncentracijos taškus ir trukdo efektyviam terpės tekėjimui vamzdynuose.

 

3. Akytumo defektai

• Fenomenas:Suvirinimo metalo viduje arba ant jo paviršiaus susidaro dujų kišenės, kai suvirinimo metu dujos nepabėga.
• Priežastis:Drėgmė suvirinimo medžiagose, nešvarios apsauginės dujos, per didelis suvirinimo greitis, per ilgas lankas ir kt.
• Poveikis:Sumažina suvirinimo siūlės kompaktiškumą, sumažina efektyvų suvirinimo siūlės darbinį skerspjūvį ir turi įtakos mechaninėms siūlės savybėms.

 

4. Šlako įtraukimo defektai

• Fenomenas:Nemetaliniai intarpai suvirinimo metale.
• Priežastis:Maža suvirinimo srovė, per didelis suvirinimo greitis, nešvarus griovelis, nepilnas šlako pašalinimas tarp sluoksnių daugiasluoksnio suvirinimo metu ir kt.
• Poveikis:Turi įtakos mechaninėms suvirinimo savybėms ir kompaktiškumui, todėl gali atsirasti suvirinimo įtrūkimų.

 

5. Susiliejimo trūkumas ir nepilno įsiskverbimo defektai

• Fenomenas:Lydymosi trūkumas reiškia nepilną suvirinimo metalo ir pagrindinės medžiagos arba tarp suvirinimo sluoksnių susiliejimą. Nevisiškas įsiskverbimas reiškia nepilną suliejimą jungties šaknyje suvirinimo metu.
• Priežastis:Maža suvirinimo srovė, per didelis suvirinimo greitis, prasta griovelių konstrukcija, netinkamas elektrodo (suvirinimo vielos) kampas ir kt.
• Poveikis: Sženkliai sumažina suvirinimo siūlės mechanines savybes, todėl tai yra vienas pavojingiausių suvirinimo defektų.

 

6. Įtrūkimų defektai

• Fenomenas:Naujos sąsajos, susidarančios sunaikinus atomines surišimo jėgas lokalizuotose suvirinimo jungties vietose.
• Priežastis:Liekamasis įtempis dėl suvirinimo, prasta pagrindinės medžiagos ar užpildo medžiagos kokybė, netinkamas suvirinimo proceso parametrų parinkimas ir kt.
• Poveikis:Aštrūs įtrūkimų antgaliai sukuria didelę įtempių koncentraciją, smarkiai paveikdami konstrukcijas, patiriamas kintamos ir smūginės apkrovos, todėl gali sugesti konstrukcija.

 

 

V Išvada

 

Suvirinimo defektų priežastys yra įvairios, todėl priemonės turi būti pritaikytos konkrečioms situacijoms. Atliekant tikrus suvirinimo procesus, norint užtikrinti suvirinimo siūlių kokybę ir bendrą gaminio veikimą, labai svarbu griežtai laikytis suvirinimo procedūrų specifikacijų, sustiprinti kokybės kontrolę, laiku aptikti ir pašalinti suvirinimo defektus. Be to, nuolat tobulėjant ir tobulėjant suvirinimo technologijoms, atsiranda naujų suvirinimo būdų ir medžiagų, kurios labai padeda toliau gerinti suvirinimo kokybę ir efektyvumą.