Ce cauzează defectele de sudură și cum să le rezolvi

 

 

Ca parte esențială a producției moderne, calitatea sudurii afectează direct performanța generală și siguranța produselor. Cu toate acestea, din cauza diferiților factori în timpul procesului de sudare, apar adesea diverse defecte de sudare. Aceste defecte nu numai că reduc rezistența, durabilitatea și aspectul îmbinărilor de sudură, dar pot duce și la incidente grave de siguranță. Prin urmare, înțelegerea cauzelor defectelor de sudare și a remediilor acestora este de mare importanță pentru îmbunătățirea calității sudurii și asigurarea performanței produsului.

 

▲ Defecte de sudare

 

 

I Clasificarea defectelor de sudare

 

Defectele de sudare pot fi clasificate în două tipuri în funcție de poziția lor în sudare: defecte externe și defecte interne. Defectele externe, cunoscute și sub denumirea de defecte de aspect, sunt localizate pe suprafața sudurii și pot fi observate cu ochiul liber sau cu o mărire redusă, cum ar fi subtaierea, stropii de sudură, concavitățile, deformațiile de sudare, porozitatea suprafeței și fisurile de suprafață. Defectele interne se găsesc în interiorul sudurii și pot fi detectate numai prin teste distructive sau prin metode specializate de testare nedistructivă, cum ar fi lipsa fuziunii, penetrarea incompletă, porozitatea internă, incluziunile de zgură și fisurile.

 

 

II Cauzele defectelor de sudare

 

1. Defecte externe

 

(1) Subcotarea

Undercutting se referă la depresiuni sau caneluri lăsate pe marginile sudurii după ce metalul de bază este topit de arc sau flacără și nu este umplut cu metalul de sudură. Principalele cauze includ curentul de sudare excesiv, un arc prea lung, unghiul sau mișcarea necorespunzătoare a electrodului (sârmă de sudură) și viteza incorectă de sudare.

 

▲ Subcotarea

 

(2) Stropi de sudură

Stropirea de sudură se referă la metalul de sudură topit care curge pe metalul de bază sau rădăcina sudurii cu căldură insuficientă în timpul procesului de sudare și formează bulgări de metal care nu se contopesc cu materialul de bază după răcire. Cauzele includ calitatea slabă a electrodului, curentul de sudare excesiv, un arc prea lung, viteza redusă de sudare și unghiul și mișcarea necorespunzătoare a electrodului.

 

▲ Stropi de sudură

 

(3) Concavități și deformații de sudare

Concavitățile sunt de obicei cauzate de nereținerea electrodului (sârma de sudură) pentru o perioadă scurtă la terminarea arcului, rezultând cratere de arc. Deformațiile de sudură pot fi cauzate de o pregătire inadecvată, instalații defectuoase sau abilități operaționale inadecvate.

 

▲ Concavități și deformații de sudare

 

(4) Porozitatea suprafeței

Porozitatea suprafeței apare atunci când gazul nu reușește să scape complet din bazinul de sudură în timpul sudării, formând găuri pe suprafața metalului de sudură. Principalele cauze includ nerespectarea materialelor de sudură și a pieselor de prelucrat cu cerințele procesului, curentul de sudare scăzut, viteza de sudare prea mare, un arc prea lung și protecția inadecvată a zonei de sudare.

 

2. Defecte interne

 

(1) Lipsa fuziunii și penetrarea incompletă

Lipsa fuziunii se referă la zonele în care metalul sudat nu fuzionează cu metalul de bază sau între straturile sudurii. Pătrunderea incompletă se referă la eșecul de a fuziona complet rădăcina îmbinării în timpul sudării. Aceste defecte sunt cauzate de curentul de sudare insuficient, viteza de sudare prea mare, designul slab al canelurii, unghiul incorect al electrodului și tehnica de sudare inadecvată.

 

▲ Lipsa fuziunii și penetrarea incompletă

 

(2) Incluziuni de zgură

Incluziunile de zgură se referă la zgura reziduală rămasă în sudare după sudare. Cauzele includ curentul scăzut de sudare, viteza prea mare de sudare, suprafețele necurate ale piesei de prelucrat, îndepărtarea incompletă a zgurii în sudarea cu mai multe straturi și calitatea slabă a electrodului.

 

▲ Incluziuni de zgură

 

(3) Fisuri

Fisurile sunt unul dintre cele mai periculoase defecte ale îmbinărilor de sudură, iar cauzele sunt complexe și variate. Acestea includ o tehnică slabă de sudare, specificații necorespunzătoare de sudare, solicitări interne ridicate în sudare, sensibilitate ridicată la fisurare a materialului și calitate slabă a materialelor de umplutură. În plus, diferitele tipuri de fisuri, cum ar fi fisurile la cald, fisurile reci și fisurile de reîncălzire, sunt cauzate de diferiți factori.

 

▲ Fisuri

 

 

III Remedii pentru defectele de sudare

 

1. Remedii pentru defecțiuni externe

 

(1) Subcotarea

Subcotarea minoră și superficială poate fi netezită mecanic pentru a crea o tranziție lină. Subcotarea severă și profundă trebuie reparată prin sudare. Măsurile preventive includ selectarea parametrilor corespunzători procesului de sudare, controlul lungimii arcului și stăpânirea tehnicilor necesare de mișcare a electrozilor.

 

(2) Stropi de sudură

Stropii de sudură pot fi îndepărtate prin șlefuire mecanică, iar sudura trebuie refăcută pentru a restabili netezimea. Măsurile preventive includ selectarea corespunzătoare a curentului de sudare și a unghiului electrodului și menținerea unei viteze de sudare constantă.

 

(3) Concavități și deformații de sudare

Concavitățile și deformațiile de sudură pot fi corectate prin șlefuire, îndreptare mecanică sau tratament termic. Măsurile preventive includ pregătirea adecvată înainte de sudare, utilizarea dispozitivelor de fixare calificate și luarea de măsuri pentru eliminarea deformărilor reziduale.

 

(4) Porozitatea suprafeței

Porozitatea suprafeței poate fi îndepărtată prin șlefuire și re-sudare pentru a umple golurile. Măsurile preventive includ curățarea materialelor de sudură și a pieselor de prelucrat, selectarea curentului și vitezei de sudare adecvate și îmbunătățirea protecției zonei de sudare.

 

 

2. Remedii pentru defectele interne

 

(1) Lipsa fuziunii și penetrarea incompletă

Lipsa fuziunii și defectele de penetrare incompletă necesită în mod obișnuit reparații de sudură sau de tăiere și re-sudare. Pentru structurile deschise, repararea directă a sudurii poate fi efectuată pe zona de penetrare incompletă. Pentru sudurile critice în care repararea directă nu este fezabilă, metalul de sudură din zona defectă trebuie îndepărtat în întregime înainte de re-sudare.

 

(2) Incluziuni de zgură

Incluziunile de zgură trebuie îndepărtate prin tăierea zonei defecte înainte de re-sudare. Măsurile preventive includ îmbunătățirea curățării suprafețelor, selectarea curentului și a vitezei de sudare adecvate și asigurarea unei îndepărtari minuțioase a zgurii între straturile de sudură.

 

(3) Fisuri

Reparațiile fisurilor sunt mai complexe și necesită măsuri specifice în funcție de tipul și locația fisurii. Pentru crăpăturile fierbinți și reîncălzite, zona defectă trebuie să fie scoasă, iar sudarea trebuie refăcută, cu un control îmbunătățit al temperaturii și măsuri de reducere a tensiunilor în timpul sudării. Fisurile la rece pot necesita încălzire, corectarea presiunii sau alte metode de reparare și prevenire.

 

 

IV Studii de caz ale defectelor specifice de sudare

 

1. Defecte de subcotare

• Fenomen:Depresiuni sau caneluri care apar de-a lungul degetelor de sudare sau rădăcinii în timpul sudării, mai jos decât suprafața materialului de bază.
• Cauza:Curent de sudare excesiv, un arc prea lung, unghi necorespunzător al electrodului (sârmă de sudură), viteză prea mare de sudare etc.
• Impact:Slăbește rezistența articulațiilor sudate, creează concentrarea stresului și reduce durata de viață la oboseală.

 

2. Defecte de stropire de sudură

• Fenomen:Bucuri de metal formate din metalul topit care curge în afara sudurii pe materialul de bază netopit.
• Cauza:Curent de sudare excesiv, viteză prea mică de sudare, unghi necorespunzător al electrodului (sârmă de sudare) etc.
• Impact:Afectează aspectul, creează puncte de concentrare a tensiunilor și împiedică fluxul mediu eficient în conducte.

 

3. Defecte de porozitate

• Fenomen:Pungi de gaz formate în interiorul sau pe suprafața metalului de sudură atunci când gazul nu reușește să scape în timpul sudării.
• Cauza:Umiditate în materialele de sudură, gaz de protecție impur, viteză prea mare de sudare, arc prea lung etc.
• Impact:Reduce compactitatea sudurii, scade secțiunea transversală de lucru efectivă a sudurii și afectează proprietățile mecanice ale sudurii.

 

4. Defecte de includere a zgurii

• Fenomen:Incluziuni nemetalice în metalul sudat.
• Cauza:Curent scăzut de sudare, viteză prea mare de sudare, canelura necurată, îndepărtarea incompletă a zgurii între straturi în sudarea multistrat etc.
• Impact:Afectează proprietățile mecanice și compactitatea sudurii, ceea ce poate duce la fisurarea sudurii.

 

5. Lipsa fuziunii și defecte de penetrare incomplete

• Fenomen:Lipsa fuziunii se referă la fuziunea incompletă între metalul sudat și materialul de bază sau între straturile de sudură. Pătrunderea incompletă se referă la fuziunea incompletă la rădăcina îmbinării în timpul sudării.
• Cauza:Curent scăzut de sudare, viteză prea mare de sudare, design slab al canelurii, unghi necorespunzător al electrodului (sârmă de sudură) etc.
• Impact: Sreduce semnificativ proprietățile mecanice ale sudurii, făcând-o unul dintre cele mai periculoase defecte la sudare.

 

6. Defecte de fisurare

• Fenomen:Noi interfețe formate prin distrugerea forțelor de legare atomică în zonele localizate ale îmbinării sudate.
• Cauza:Tensiuni reziduale de la sudare, calitatea slabă a materialului de bază sau a materialului de umplutură, selecția necorespunzătoare a parametrilor procesului de sudare etc.
• Impact:Vârfurile ascuțite de fisuri creează concentrații semnificative de tensiuni, afectând grav structurile supuse sarcinilor alternative și de impact, ceea ce poate duce la defecțiuni structurale.

 

 

V Concluzie

 

Cauzele defectelor de sudura sunt diverse, iar remediile trebuie adaptate la situatii specifice. În timpul proceselor de sudare efective, respectarea strictă a specificațiilor procedurii de sudare, controlul îmbunătățit al calității și detectarea și remedierea în timp util a defectelor de sudură sunt esențiale pentru asigurarea calității îmbinării sudurii și a performanței generale a produsului. În plus, odată cu dezvoltarea și avansarea continuă a tehnologiei de sudare, apar noi metode și materiale de sudare, oferind un sprijin puternic pentru îmbunătățirea în continuare a calității și eficienței sudurii.