Види дефектів зварних швів та способи їх усунення. Визначення основних дефектів зварювання Дефекти зварювальних швів
Надійність конструкції залежить від якості виконаних робіт. Дефекти зварних кріплень не допускаються, інакше виріб може вийти з ладу в невідповідний момент. Халатність при роботі, невисока кваліфікація майстра, можуть спричинити різні проблеми, технології робіт та обладнання повинні застосовуватися у відповідність до ГОСТів. Значення зварних швів можуть бути в допуску або навпаки, в останньому випадку необхідно наново виконувати роботу до досягнення необхідного результату.
При вплив різних чинників під час роботи утворюються деякі неприпустимі невідповідності шва. Дефекти зварювання поділяються на кілька груп, допуски яких знаходять докладний опис у ГОСТі:
- Зовнішні дефекти мають нерівномірну форму конструкції, наслідком недотримання технології формування.
- Відповідно до ГОСТ-23055, до внутрішніх бракованих частин приймаються неметалеві чи шлакові відкладення, несплавлення та непровари металевих виробів. До виявлення цієї категорії шлюбу застосовуються прилади контролю зварювального виробництва.
Виправлення проводиться розсвердлюванням по всій порожнині, з метою виключення розвитку, шлюб видаляється та наварюється нове з'єднання.
Порожнини
Довільна форма, що виникла внаслідок впливу газів, називається порожниною. Виникає при розплавленні металу, не повному циклі відтіснення зайвих газів, неправильного формування зварювальної ванни. Несуцільності утворюються до форми довгастих порожнин, до категорії належать кратери та раковини. Основним різновидом бракування зварювання є свищі, що з'явилися обставинами:
- пластичність металу відповідає вимогам;
- гартувальні структури;
- нерівномірне нагрівання.
Дефекти відрізняються за формою, глибиною та розташуванням, яке може бути як на всередині, так і на зовнішній частині шва. Свищі мають довгасту трубчасту форму, причиною появи є гази. Чи не дотримання технічного регламенту, а саме наявність на ділянці зварювання олії, окислення та інших забруднень ведуть до дефекту конструкції.
Неякісний інструмент може організувати непоправні руйнування, як і використання допоміжних матеріалів як флюсів. Підвищена швидкість виготовлення, нестандартний перебіг захисних газів несприятливо впливають на характеристики шва. Пори утворюються внаслідок застосування несправного інструменту, дроту, приміщення, що надмірно провітрюється.
При обриві дуги, або правильного способу виконання кінцевого ділянки, утворюються кратери. Зовнішній вигляд обумовлюється видом лійки, яку потрібно заварити на виявлення. Сучасні агрегати, що виготовляють зварювальний шов, здатні усунути невідповідність шляхом зниження струму після з'єднання.
Тверді включення
Сторонні речовини будь-якого походження є серйозною проблемою у процесі зварювання. Основні помилки – велика швидкість зварювання, струм малої сили, забрудненість кромок. Дефекти зварного шва виробляються через:
- флюсових залишків;
- шлакових чи оксидних включень.
Оксидні утворюються результатом відсутності зачистки металу, хімічного впливу. Шлак при дотриманні технології спливає на поверхню, проте при деяких ситуаціях залишається всередині шва. Захисними газами створюється середовище, коли неможливо включення стороннього тіла. Металеві включення може бути небезпечні, т.к. мають розміри до кількох десятків міліметрів.
Умови виникнення залежить від тип освіти:
- роз'єднаним;
- лінійним;
- іншою освітою.
Ділянка дій по зварюванню, на якому перевищується вміст шлакових добавок, перетравлюється. Найчастіше включення виявляються на місцях стикування статичного шва, що додається, при виконанні багатошарових виробів.
Несплавлення та непровари
Відсутність стикування основного металу або між окремими елементами називається несплавленням. Розрізняються на поверхневі, що перебувають між вилками, розташовані на підставі шва. Основними причинами несплавлень визначають:
- збільшена довжина дуги;
- невідповідне зачищення кромок;
- зменшений зварювальний струм;
- підвищена швидкість зварювання.
Наявність дефекту статичними сполуками може бути заповнена додатковим наплавом. В результаті відбувається зниження міцності, виникає концентрація напруг зоною несплавлення.
Недостатнє сплавлення стику при зоні зварювання називається непровар. Основними причинами є залишки іржі, окиснення, окалини, інших несприятливих впливів. Внаслідок зменшення концентрації, зростає можливість появи напруги, що негативно позначаються на конструкції в цілому. При відхиленнях від допусків, зони з непровареним швом зачищаються вщент, операція зі зварювання відбувається заново.
Відхилення від заданих параметрів форми поверхні шва, геометричного стану з'єднання обумовлюється порушенням форми.
Існують різні порушення, кожен із яких виникає внаслідок певних умов.
- Підрізи - по краях зварного шва утворюється дефект у вигляді заглиблень при поздовжньому розташуванні. Утворюється часто при підвищеній швидкості зварювання, результатом чого зварювальна ванна твердне швидше, ніж належить. Збільшена відстань дуги сприяє поширенню ширини шва металом, т.к. за такої схеми тепловіддача дуги залишається на колишньому рівні, потужності не вистачає для розплавлення всієї порожнини металу.
- Надлишок наплавленого матеріалу, виявлений на внутрішній стороні зварного шва - перевищення проплаву. Дефектами лінійного зміщення називають стан, при якому деталі, що з'єднуються, розташовуються на різному рівні, між стиками існує різниця у висоті. Існує кутовий тип шлюбу, при ситуаціях, коли кут асиметричний стиковому елементу.
- Наплав – надмірна кількість матеріалу, утворена при процесі стикування шва. Дефект утворюється внаслідок надмірно довгої дуги, неправильного нахилу електрода, підвищеного зварювального струму.
- Пропал – наскрізний отвір, утворений в результаті витікання металевої складової зварювальної ванни. Шлюб утворюється результатом використання великого струму при малій швидкості руху електродом, погана підкладка або неправильний зазор кромок.
Також існують інші неприємності, пов'язані з формою, наприклад, увігнуті краї шва, утворені з боку кореня з'єднання. До інших невідповідностей прирівнюються задираки поверхневого типу, випадкова дуга, бризки металу та інші.
Методи виявлення та контролю
Якісний шов має відповідні показники маркування. На великих підприємствах кожен фахівець встановлює певне тавро на ділянку, що стикується. Для виявлення дефектів застосовуються такі способи:
- візуальний огляд;
- кольорова дефектоскопія;
- ультразвуковий метод визначення бракованих ділянок;
- радіаційний;
- магнітний метод.
Після того, як виявлено дефект, співробітником відділу якості визначається подальша доля деталі, здебільшого вони вирушають на доопрацювання. Напливи видаляються за допомогою абразивного інструменту шляхом механічних впливів. Заварювання застосовується при дефектоскопії великих тріщин з попереднім зачищеним місцем залишкового зварювання.
При зварюванні різних металевих конструкцій якість виконаних на них зварних з'єднань має особливо важливе значення.
Поряд з механічними властивостями і корозійною стійкістю зварних з'єднань до найважливіших факторів, що визначають працездатність зварних конструкцій, відноситься відсутність дефектів у зварному шві, зоні сплавлення і зоні термічного впливу.
Дефекти зварних з'єднань при зварюванні плавленням поділяються на:
Дефекти підготовки та складання;
Дефекти форми шва;
Дефекти будови металу зварних з'єднань (зовнішні та внутрішні).
Дефекти підготовки та складання найчастіше зумовлені:
Порушення геометрії скосу кромок шва;
Непостійністю зазору між кромками по довжині елементів, що стикуються;
Розбіжністю площин деталей, що стикуються.
Дефекти форми шва (підрізи, напливи, пропали, усадкові канавки та ін.) передусім обумовлені:
нерівномірною шириною швів, що утворюються при порушенні техніки руху електродом;
Нерівномірністю зазору кромок при складанні, нерівномірністю опуклостей по довжині шва, місцевих потовщень і западин (насамперед вони залежать від незадовільної якості електродів при ручному зварюванні та нестабільності роботи механізму автомата при автоматичному зварюванні).
Для студентів зварювальних спеціальностей необхідно чітко знати характерні види дефектів (зовнішні та внутрішні), причини їх утворення та способи запобігання та усунення; вплив різних дефектів на властивості зварної сполуки.
Наведені ілюстрації (схеми та фотографії) дефектів дозволяють швидко та надійно візуально ідентифікувати вид дефекту, встановити причини появи та оперативно вжити заходів щодо його усунення.
Дефекти зварювання плавленням класифікують за місцем розташування на поверхневі, внутрішні та наскрізні.
До поверхневих дефектів відносять:
‑ непровари в корені шва;
Підрізи; напливи;
Кратери; заниження (ослаблення) лицьової поверхні шва;
Увігнутість кореня шва;
Зміщення зварених кромок;
Різкий перехід від шва до основного металу (неправильне сполучення зварного шва);
Бризки металу; поверхневе окиснення; поверхневі тріщини.
До внутрішніх дефектів відносять:
Пори; включення;
Оксидні плівки;
внутрішні тріщини;
Непровари по кромці з основним металом та між окремими шарами;
До наскрізних дефектів відносять тріщини та пропали.
Крім дефектів - несплошностей до дефектів зварювання плавленням відносять: спотворення форми з'єднання, пов'язане з деформацією, та невідповідність геометричних розмірів зварного шва або точок, регламентованим значенням, встановленим НТД (нормативно-технічною документацією).
У ГОСТ 30242-97 наведено класифікацію, позначення та короткий опис дефектів зварних з'єднань, дано тризначне цифрове позначення дефектів та чотиризначне позначення їх різновидів, літерне позначення дефектів, найменування дефектів на російській, англійській та французькій мовах.
При виборі методів та засобів контролю з'єднань, виконаних зварюванням, необхідно мати чітке уявлення про характер дефектів та причини їх появи. Найбільш характерні дефекти, що виникають при зварюванні плавленням, зазначені в табл. 21.1.
Таблиця 21.1. Дефекти, що виникають при зварюванні плавленням
| Дефекти | Визначення дефекту (ГОСТ 2601-84) | Причини утворення дефектів | Особливості дефекту та способи виправлення та виключення його утворення |
| Непровари: - в корені шва; - між окремими шарами; - Кромка з основним металом (ОМ). | Дефект у вигляді місцевого несплавлення внаслідок неповного розплавлення кромок, що зварюються або поверхонь раніше виконаних валиків. | - мала погонна енергія; - незадовільна підготовка поверхонь; - неправильна форма розбирання; - Велика величина притуплення; - малі зазори; - Зміщення електрода; - неякісне зачищення шва після виконання проходу. | Найбільш характерні при зварюванні алюмінієвих сплавах та під шаром флюсу. Є концентраторами напруги. Важко виявляються у кільцевих швах трубопроводів. Виправлення-видалення кореневої частини шва з наступним підварюванням за один або кілька проходів. |
| Пропали: - Поодинокі; - протяжні; - дискретні | Дефект у вигляді наскрізного отвору, що утворився внаслідок витікання зварювальної ванни | - велика погонна енергія; - Збільшений зазор; мала величина притуплення; - велике зміщення кромок; - короблення кромок та відставання їх від підкладки при зварюванні | Неприпустимий дефект. Може бути усунений шляхом механічної вибірки (фрезами) та наступної заварки у вертикальному положенні. |
Продовження таблиці 21.1.
| Кратери | Дефекти у вигляді лійкоподібного поглиблення, що утворилося в результаті раптового припинення зварювання або швидкого відключення зварювального струму | - на зварювальному обладнанні відсутня або вимкнена функція заварювання кратера. Низька кваліфікація зварювальника, порушення техніки зварювання. | Ослаблення перерізу. Супроводжується усадкою та тріщинами усадкового походження. Концентратор напруги. Виправлення – видалення дефектної ділянки та заварювання. При автоматичному зварюванні використовують технологічні планки для виведення кратера або плавне відключення струму. |
| Напливи на зварному з'єднанні | Дефект у вигляді натікання рідкого металу на поверхню основного або виконаного раніше валика без сплавлення з ним. | - Великий струм; - велика швидкість зварювання; - Довга дуга (підвищена напруга); - Зміщення електрода; - велика швидкість подачі дроту; - Нахил електрода (неправильне ведення). | Виникає з лицьового боку з'єднання або з зворотного боку через неякісне підтискання до підкладки і, як правило, при зварюванні в горизонтальному та вертикальному положенні, а також на спуск та на підйом. Концентратор напруги. Виправляється механічною обробкою. |
| Підрізи зони сплавлення: - односторонній; - двосторонній | Дефекти у вигляді протяжного поглиблення вздовж лінії сплавлення основного металу та шва. | - Великий струм; - велика швидкість; - Довга дуга; - Нахил електрода (неправильне ведення). - Низька кваліфікація зварювальника, порушення техніки зварювання. | Як правило, виникає при зварюванні концентрованими джерелами в режимі глибокого проплавлення, а також при зварюванні кутових швів. Концентратор напруги. Ослаблення перерізу. Виправлення – механічне зачищення та підварювання «нитковим» швом по всій довжині підрізу. |
Продовження таблиці 21.1.
| Неплавне сполучення зварного шва з ОМ | Дефект у вигляді різкого переходу поверхні зварного шва до основного металу. | - недотримання техніки зварювання; - велика швидкість подачі дроту присадки. | Концентратор напруги. Виникає при надмірній висоті посилення зовнішнього шва. Виправлення - обробка механічним способом. |
| Бризки металу | Дефект у вигляді затверділих крапель рідкого електродного металу на поверхні зварного з'єднання. | - недотримання техніки та режимів зварювання; - Довга дуга; - Непрожарені або неякісні електроди. | Виникає при зварюванні товстопокритими електродами, при МП зварюванні в СО 2 і електроннопроменевому зварюванні з глибоким проплавленням. Виправлення – механічне зачищення. |
| Увігнутість кореня шва | Дефект у вигляді поглиблення на зворотній поверхні одностороннього зварного шва. | - неправильна підготовка та складання кромок під зварювання; -Недотримання техніки зварювання. | Виникають при зварюванні стикових і кутових шва в стельовому положенні. Ослаблення перерізу шва. Виправлення - підварювання з боку ослаблення шва. |
| Заниження шва | Дефект у вигляді провисання звареного шва. | - Великий зазор; - Великий кут оброблення кромок; - Недотримання техніки зварювання. | Виникає за великої погонної енергії зварювання; Виправлення – підварювання на м'якіших режимах. |
| Зміщення зварених кромок | Дефект у вигляді розбіжності зварених кромок за висотою через неякісне складання зварного з'єднання. | - Порушення технології складання; - не проведено поопераційний контроль. | Виникає, як правило, при зварюванні стикових з'єднань. Концентратор напруги. Виправлення – підварювання із забезпеченням плавного переходу до основного металу. |
Продовження таблиці 21.1.
| Свищ зварного шва | Дефект у вигляді ненаскрізного заглиблення у зварному шві. | - неякісний основний метал; - Порушення захисту зварювальної ванни. | Супроводжує пори та тріщини, що виходять на поверхню. Найчастіше виникають при МП зварюванні в ЗІ. Виправлення - обробка з наступним підварюванням. |
| Поверхневе окиснення зварного з'єднання | Дефект у вигляді окисної плівки з різними кольорами втечі на поверхні зварного з'єднання. | - Мінімальна витрата захисного газу; - Наявність домішок в захисному газі; - забруднення поверхні сопла; - неправильно підібраний діаметр сопла та відстань його від поверхні металу; - Відсутність додаткових захисних козирків. | Виникає при зварюванні високолегованих сталей та активних металів. Виправлення – механічне зачищення та хімічне оброблення поверхні зварного з'єднання. |
| Тріщини: - Поверхневі; - Внутрішні; - Наскрізні; - Поздовжні; - Поперечні; - Розгалужені. | Дефект у вигляді розриву в обсязі зварного шва або лінії сплавлення з основним металом. Можуть виходити у навколошовну зону. | - жорстка конструкція виробу; - зварювання у жорстко закріплених пристосуваннях; - великий час між зварюванням та термообробкою; - велика швидкість охолодження; - помилка у проектуванні зварного шва (близько розташовані концентратори); - Порушення технології (температура підігріву, порядок накладання швів); - Порушення захисту; - Неякісний метал (ОМ). | Найбільш небезпечний та неприпустимий дефект. Виправлення – попереднє засвердлювання кінців тріщини. Вибірка тріщини на всю глибину із забезпеченням необхідної підготовки кромок (розробки) з наступним підварюванням за один або кілька проходів. Після виправлення необхідне проведення неруйнівного контролю відремонтованої ділянки. |
Закінчення таблиці 21.1.
| Пори зварного шва: одиночні; -розсіяні; -Скупчення; -ланцюжок. | Дефект зварного шва у вигляді порожнини округлої або довгастої форми заповненої газом. | - вологий флюс; - відсирелі електроди; - неякісна підготовка кромок, що зварюються, і поверхні зварювального дроту; - Збільшений діаметр електрода; - Довга дуга; - Збільшена швидкість зварювання; - Неякісний захист; - Неякісний основний метал. | Як правило, виникає при зварюванні алюмінієвих та титанових сплавів, у глибоких стикових швах, при утрудненні дегазації. Ослаблення перерізу. Зниження герметичності. Виправлення - одиничні допустимі пори залишають, у всіх інших випадках дефектна ділянка вибирається до якісного ЗМ з наступним підварюванням за один або кілька проходів. |
| Включення: - Шлакові; - оксидні; - Нітридні; - вольфрамові. | Дефекти у вигляді неметалевих частинок або стороннього металу у металі шва. | - неякісна підготовка поверхні; - неякісний основний метал; - Порушення технології зварювання; - Порушення захисту. | Мають сферичну або довгасту форму, а також розташовуються у вигляді прошарків. Концентратори напруги. Виправлення – видалення з наступним підварюванням. |
Відповідно до зазначеного стандарту дефекти поділяються на шість груп, в основному за їх формою та місцем розташування у зварному з'єднанні (табл. 21.2):
1. тріщини;
3. тверді включення;
4. несплавлення та непровари;
5. порушення форми шва;
6. інші дефекти.
Таблиця 21.2. Види дефектів (відповідно до ГОСТ 30242-97)
Продовження таблиці 21.2.
| Мікротріщина | Тріщина, що має мікроскопічні розміри, яку виявляють фізичними методами не менше, ніж при 50-кратному збільшенні. |
| Поздовжня тріщина | Тріщина, орієнтована паралельно осі зварного шва. Вона може розташовуватись у металі зварного шва, на межі сплавлення, у зоні термічного впливу, в основному металі. |
| Поперечна тріщина | Тріщина, орієнтована впоперек осі зварного шва. Вона може розташовуватись у металі зварного шва, у зоні термічного впливу, в основному металі. |
| Радіальні тріщини | Тріщини, що радіально розходяться з однієї точки. Вони можуть бути у металі зварного шва, у зоні термічного впливу, в основному металі. |
| Тріщина у кратері | Тріщина в кратері зварного шва, яка може бути поздовжньою, поперечною, зіркоподібною. |
| Роздільні тріщини | Група тріщин, які можуть бути розташовані в металі зварного шва, в зоні термічного впливу, в основному металі. |
| Розгалужені тріщини | Група тріщин, що виникли з однієї тріщини. Вони можуть розташовуватися в металі зварного шва, зоні термічного впливу, в основному металі. |
| Група 2. Пори | |
| Газова порожнина | Порожнина довільної форми, утворена газами, затриманими у розплавленому металі, яка не має кутів. |
| Газова пора | Газова порожнина зазвичай буває сферичної форми |
| Поступово розподілена пористість | Група газових пор, рівномірно розподілених в металі зварного шва. Слід відрізняти від ланцюжка пір. |
| Скупчення пір | Група газових порожнин (більше двох), розташованих купно з відстанню між ними менше трьох максимальних розмірів більшої з порожнин. |
| Ланцюжок пір | Ряд газових пор, розташованих у лінію, зазвичай паралельно осі зварного шва, з відстанню між ними менше трьох максимальних розмірів більшої з пор. |
| Довгавата порожнина | Несуцільність, витягнута вздовж осі зварного шва. Довжина несплошності щонайменше ніж удвічі перевищує її висоту |
| Свищ | Трубчаста порожнина у металі зварного шва, викликана виділенням газу. Форма та положення свища визначаються режимом затвердіння та джерелом газу. Зазвичай нориці групуються в скупчення і розподіляються ялинкою |
| Поверхневий час | Газова пора, що порушує суцільність поверхні зварного шва. |
| Усадкова раковина | Порожнина, що утворюється внаслідок усадки під час затвердіння. |
| Кратер | Усадкова раковина в кінці валика зварного шва, не заварена до або під час виконання наступних проходів. |
Продовження таблиці 21.2.
| Група 3. Тверді включення | |
| Тверде включення | Тверді сторонні речовини металевого або неметалевого походження металу зварного шва. |
| Шлакове включення | Шлак, що потрапив у метал зварного шва. Залежно від умов освіти такі включення може бути лінійними чи роз'єднаними. |
| Флюсове включення | Флюс, що потрапив у метал зварного шва. Залежно від умов освіти, такі включення можуть бути лінійними, роз'єднаними або іншими. |
| Оксидне включення | Оксид металу, що потрапив у метал зварного шва під час затвердіння. |
| Металеве включення | Частка стороннього металу, що потрапила до металу зварного шва. Розрізняють частинки вольфраму, міді чи іншого металу. |
| Група 4. Несплавлення та непровари | |
| Несплавлення | Відсутність з'єднання між металом зварного шва та основним металом або між окремими валиками зварного шва. |
| Непровар (неповний провар) | Несплавлення основного металу по всій довжині шва або на ділянці, що виникає внаслідок нездатності розплавленого металу проникнути в корінь з'єднання (непровар у корені шва). |
| Група 5. Порушення форми шва | |
| Порушення форми | Відхилення форми зовнішніх поверхонь зварного шва чи геометрії з'єднання від встановленого НТД значення. |
| Підріз безперервний | Поздовжнє протяжне заглиблення на зовнішній поверхні валика зварного шва по краях, що утворилося при зварюванні. |
| Усадкова канавка | Підріз із боку кореня одностороннього зварного шва, викликаний усадкою по межі сплавлення. |
| Перевищення опуклості стикового шва | Надлишок наплавленого металу на лицьовій стороні стикового шва понад встановлене значення. Є концентратором напруги. |
| Перевищення опуклості кутового шва | Надлишок наплавленого металу на лицьовій стороні кутового шва (на всій довжині або на ділянці) понад установлене значення. |
| Перевищення проплаву | Надлишок наплавленого металу на звороті стикового шва понад встановлене значення. |
| Місцеве перевищення | Місцевий надлишковий проплав понад встановлене значення. |
| Неправильний профіль зварного шва | Відхилення розмірів шва від заданих НТД значень. |
| Наплив | Надлишок наплавленого металу зварного шва, що натік на поверхню основного металу, але не сплавлений з ним. |
| Лінійне зміщення | Зміщення між двома елементами, що зварюються, при якому їх поверхні розташовуються паралельно, але не на необхідному рівні. |
Закінчення таблиці 21.2.
| Кутове зміщення | Зміщення між двома елементами, що зварюються, при якому їх поверхні розташовуються під кутом, що відрізняється від заданого. | |
| Натік | Метал зварного шва, що осів внаслідок дії сили тяжіння і не має сплавлення з поверхнею, що з'єднується. | |
| Пропал | Витікання металу зварювальної ванни, у результаті якого утворюється наскрізний отвір у зварному шві. | |
| Неповністю заповнена обробка кромок | Поздовжня безперервна або уривчаста канавка на поверхні зварного шва через недостатнє заповнення присадним матеріалом необхідної площі поперечного перерізу. | |
| Надмірна асиметрія кутового шва | Перевищення розміру одного катета над іншим. | |
| Нерівномірна ширина шва | Нерівномірна ширина шва на різних його ділянках, яка відрізняється від заданих НТД значень. від | |
| Нерівна поверхня | Груба нерівномірність форми поверхні посилення шва за довжиною. | |
| Увігнутість кореня шва | Неглибока канавка з боку кореня одностороннього зварного шва, що утворилася внаслідок усадки зварювальної металу ванни при її кристалізації. | |
| Пористість у корені зварного шва | Наявність пір у корені зварного шва внаслідок виникнення бульбашок під час затвердіння металу. | |
| Відновлення | Місцева нерівність поверхні у місці відновлення зварювання. | |
| Група 6. Інші дефекти | ||
| Інші дефекти | Всі дефекти, які не можуть бути включені до груп 1-5. | |
| Випадкова дуга (підпал) | Місцеве пошкодження поверхні основного металу, що примикає до зварного шва, що виникло внаслідок випадкового запалення або горіння дуги. | |
| Бризки металу | Краплі наплавленого або присадного металу, що утворилися під час зварювання та прилипли до поверхні металу. | |
| Поверхневі задираки (вириви) | Пошкодження поверхні, викликане видаленням тимчасово привареного пристрою (технологічні планки, струбцини і т. д.). | |
| Потонання металу | Зменшення товщини металу до значення менш допустимого при механічній обробці або дії корозійного середовища. | |
Тріщини. Види тріщин
Тріщини відносяться до найбільш небезпечних дефектів і за всіма нормативно-технічними документами в зварних з'єднаннях вони вважаються неприпустимим дефектом.
Тріщина це несплошність у зварному з'єднанні у вигляді щілинного розриву шва або прилеглих до нього зон.
Тріщини відповідно до ГОСТ 30242-97 поділяються за орієнтацією до шва на:
Поздовжні, орієнтовані паралельно осі зварного шва і розташовані в металі зварного шва, на межі сплавлення, в зоні термічного впливу та в основному металі (рис. 21.1 та 21.2);
Поперечні, орієнтовані впоперек осі зварного шва і які у металі зварного шва, у зоні термічного впливу, переважно металі;
Радіальні - радіально розходяться з однієї точки і які у металі зварного шва, у зоні термічного впливу, переважно металі.
За температурою утворення тріщини бувають наступні види:
Гарячі, які у інтервалі температур кристалізації рідкого металу;
Холодні, що виникають при температурах нижче за інтервал кристалізації металу;
Тріщини повторного нагрівання.
Мал. 21.1. Поздовжні та поперечні тріщини в металі шва
Мал. 21.2. Розташування тріщин по перерізу шва при електрошлаковому зварюванні:
а- По осі шва; б– між гілками стовпчастих кристалів
Мал. 21.3. Тріщини у зламі шва: а- Виходять на поверхню шва; б– шва, що не виходять на поверхню
Мал. 21.4. Розташування тріщин по перерізу шва (дугове зварювання): а- тріщини, що не виходять на поверхню шва; б- тріщини, що виходять на поверхню шва
Сьогодні зварювання використовують повсюдно для з'єднання різних металевих деталей. Вона успішно використовується як у промисловості, так і в приватних побутових умовах. називається нероз'ємне з'єднання деталей у вигляді зварювання. Внаслідок цього формуються різні ділянки, які характеризуються певним набором властивостей. Все залежить від рівня нагрівання. Вони можуть відрізнятися за фізичними, хімічними та механічними властивостями. Основні дефекти зварних з'єднань відомі досить давно. Їх слід уникати у процесі виконання роботи.
Зварювання використовується для з'єднання металевих деталей у промисловості та побутових умовах.
Характеристика та види зварних з'єднань
Перед тим як розпочати розмову про дефекти зварних з'єднань, варто докладніше поговорити про їх основні види та характеристики. Принцип зварювання досить простий.Розплавлений метал утворює шов, що кристалізується. Той матеріал, що частково оплавляється, становить зону сплаву. Поруч із цією зоною утворюється та, в якій нагрітий метал відчуває додаткову напругу. Її називають зоною термічного впливу. Після цього йде основний метал. Його структура та якості в процесі проведення робіт ніяк не змінюються.
Класифікація зварних швів за положенням у просторі.
Існує кілька основних видів зварних з'єднань. Найбільш поширеними серед них є встик, внахлест, таврові та кутові. Усі вони різняться між собою установкою основних матеріалів, розташуванням шва. На якості шва безпосередньо впливає безліч різноманітних факторів. Можуть утворюватися внутрішні дефекти, і зовнішні. На якість швів впливає ступінь забрудненості металів, які підлягають з'єднанню.
Тут можуть бути найрізноманітніші оксиди, жирові плівки і так далі. Саме тому поверхні, що зварюються, обов'язково потрібно очищати перед проведенням робіт. До речі, у процесі їх проведення потрібно боротися з окислами, що утворюються на поверхні. У будь-якому випадку міцність кінцевого з'єднання залежить від відсутності дефектів. Шов іноді може мати таку саму міцність, що й основний матеріал, але цього досить складно досягти.
Про дефекти зварних з'єднань
Як зазначалося раніше, дефекти зварних з'єднань можуть мати найрізноманітніший характер. Про них обов'язково треба пам'ятати у процесі проведення робіт. Якщо людина має багаж знань з них, він зможе зварювати деталі, які будуть ідеальні шви. Саме цього й треба прагнути.
Таблиця основних видів зварних з'єднань.
- Підріз. Це один із видів дефектів зварних з'єднань. Є канавкою, яка утворюється в місці сплавлення основного металу і шва. Найчастіше такі дефекти виникають тоді, коли є великі зварювальні ванни. Мається на увазі, що розплавляється велика кількість металу внаслідок використання високих показників струму.
- Наплав. Цей дефект характеризується тим, що відбувається натікання матеріалу шва на основний метал. Дуже неприємний недолік.
- Непровар. Такий дефект зварних з'єднань може мати місце у тих випадках, коли утворюється недостатня розплавленість основного металу в місцях з'єднань конструктивних елементів. Це місце найчастіше заповнюється шлаком, який, зважаючи на свою структуру, утворює пористості та порожнечі у швах. Це недопустимо. Конструкція одразу втрачає свої властивості. Коли використовується дугове зварювання, то непровар може утворитися через використання недостатньої сили струму. Це один із найнебезпечніших дефектів. Пов'язано це насамперед з тим, що тут починають утворюватися додаткові напруги в ході подальшої експлуатації конструкції. Це дуже часто призводить до швидкого її руйнування. Цього дефекту можна позбутися. Для цього непровар виявляють, а потім виробляють наплавлення у складних ділянках.
- Тріщини. Це часткове руйнування матеріалу на шві чи зоні, що розташована біля нього. Вони можуть утворюватися з кількох причин. Якщо говорити про процес коли метал ще гарячий, то тріщини з'являються в результаті кристалізації металу. У твердому стані з ним можуть відбуватися різноманітні структурні перетворення. Це друга причина появи таких дефектів.
Дефекти зварних швів: несплавлення, нерівномірна форма, наплив, тріщини, нориці, перегрів.
Механізм утворення гарячих тріщин досить простий. У ході виконання зварювальних робіт відбувається нагрівання металу. Після того, як джерело тепла усувається, він починає поступово охолоджуватися. Зрозуміло, починають утворюватись і зони кристалізації. Вони починають плавати серед ще розплавленого металу. Якби не було мікрозон, які дозволяють здійснювати взаємодію гарячого та холодного матеріалу, то всі зварні сполуки містили б дефекти. Однак, цього не відбувається. Таким чином, можна вважати, що чим вище інтервал кристалізації, тим більше можлива поява гарячих тріщин. Вуглець безпосередньо впливає цей показник. Тут пряма залежність. Чим більше сталі вуглецю, тим ширшим стає інтервал кристалізації.
Холодні тріщини можуть утворюватися у місці шва. Вони з'являються при охолодженні матеріалу до температури приблизно 200-300 градусів за Цельсієм. Вони можуть з'являтися не відразу, що робить їх більш небезпечними. Пов'язана поява холодних тріщин з тим, що у матеріалі починають виникати різні структурні перетворення внаслідок тих чи інших хімічних перетворень. Тут існує пряма залежність кількості в матеріалі вуглецю. Чим більше, тим більше ймовірність того, що з'являться холодні тріщини. Ця схильність до утворення холодних та гарячих тріщин визначає такий параметр, як зварюваність металів. Цей параметр характеризує здатність отримання зварюваного з'єднання, що нічим не відрізняється від основних матеріалів.
Пори та неметалічні включення
Дефекти зварних швів: кратери, підрізи, пори, непровар, шлак, пропал.
Пори. Ці дефекти зварних з'єднань трапляються досить часто. Пори є порожнечею, яка заповнюється газом. Вони можуть мати мікроскопічні розміри, а можуть утворювати в структурі дефекти розміром кілька міліметрів. При цьому вони утворюються найчастіше в місцях з'єднання шва з основним матеріалом. На цей дефект впливає безліч різноманітних параметрів.
Найголовнішим із них є концентрація газу у варильній ванні. Газ виділяється з металу у процесі його плавлення. Цей процес ніяк не можна запобігти. Чадний газ не здатний розчинятися в залозі, відповідно, він виділяється у вигляді бульбашок.
Неметалеві включення. Ці дефекти самих зварних з'єднань пов'язані з потраплянням сторонніх включень у структуру шва внаслідок проведення робіт.
Тріщини у зварному з'єднанні.
Існує величезна різноманітність таких включень. Шлакові, наприклад, можуть утворюватися внаслідок недостатнього очищення матеріалів, які підлягають з'єднанню.
Їх причиною може стати недостатньо повне видалення шлаку при багатошаровому зварюванні. При роботі, яка проводиться за рахунок плавлення, утворюється у шві матеріал, який за фізичними та хімічними властивостями відрізняється від основного металу. У зв'язку з цим можуть утворюватися подібні дефекти. Сторонні включення можуть мати найрізноманітніший характер.
Вивчення дефектів
Дефект зварювання – пори, це заповнення порожнеч газами.
Зрозуміло, якщо є дефекти різних зварних з'єднань, їх обов'язково потрібно вивчати. Для цього досить часто використовують макроаналіз. Він полягає в тому, що структура металу вивчається за допомогою неозброєного ока чи лупи. На відміну від мікроскопічного аналізу, макроаналіз не дозволяє належним чином вивчити структуру матеріалу. Його основне завдання – це контроль якості деталей, що з'єднуються в процесі зварювання. Він дозволяє визначити тип зламу, волокнисту будову, порушення суцільної структури тощо. Для того щоб провести такий аналіз, необхідно досліджувану частину травлення спеціальними елементами та обробці на шліфувальних машинах. Цей зразок має назву макрошліфа. На його поверхні не повинно бути ніяких нерівностей або сторонніх включень, у тому числі масляних.
Всі ті дефекти, які були описані вище, можуть вивчатися і виявлятися за допомогою макроаналізу.
Щоб виявити структуру матеріалу, найчастіше використовуються методи поверхневого травлення.
Види напливів у швах.
Такий підхід найкраще підходить для низьковуглецевих і середньовуглецевих сталей. Макрошліф, який підготовлений заздалегідь, потрібно занурити в реактив частиною, що піддається аналізу. При цьому його поверхня обов'язково має бути зачищена за допомогою спирту. Внаслідок взаємодії елементів відбувається хімічна реакція. Вона дозволяє витісняти мідь із розчину. Відбувається заміщення матеріалів. Мідь у результаті тримає в облозі на поверхні пробника. Ті місця, де на основний матеріал мідь лягла в повному обсязі, піддаються травленню. Ці місця і містять якісь дефекти. Після цього зразок вилучається з водяного розчину, сушиться і очищається. Всі ці дії потрібно робити максимально швидко, щоб не відбулося реакції окислення. В результаті цього можна виявити ті ділянки, де є велика кількість вуглецю, сірки та інших матеріалів.
Травлення ділянок, що містять ці матеріали, відбувається не однаково. Там, де є велика концентрація вуглецю і фосфору, мідь на поверхні виділяється неінтенсивно. Тут мінімальний ступінь захисту металу. Внаслідок цього ці місця піддаються найбільшому травленню. В результаті проведення реакції ці ділянки забарвлюються більш темний колір. Найкраще використовувати цей метод для сталей, які містять мінімальну кількість вуглецю. Якщо його буде дуже багато, то мідь із поверхні зразка буде дуже проблематично видалити.
Види підрізів у швах.
Є й інші методи макроаналізу структури матеріалів при зварюванні. Наприклад, нерідко визначення кількості сірки використовується спосіб фотовідбитків. Фотопапір при цьому змочують і тримають на світлі якийсь час. Після цього вона просушується між аркушами фольгованого паперу. Розчин, в який вона спочатку міститься, містить певну кількість сірчаної кислоти. Потім, зрозуміло, цей папір рівним шаром укладається на макрошліф.
Вона повинна розгладжуватися за допомогою валика, щоб повністю виключити всі її деформації. Усі бульбашки повітря, які можуть залишатися між фотопапером та металом, повинні бути повністю видалені. Тільки в цьому випадку дослідження матиме об'єктивний характер. Її потрібно утримувати у такому положенні приблизно 3-10 хвилин. Час залежить від того, якою є початкова товщина пробника, а також від інших факторів.
Види непроварів.
Включення сірки, які розташовуються в наплавленому металі, обов'язково вступлять у реакцію з кислотою, яка була нанесена на поверхню фотопаперу. У вогнищах виділення сірководню утворюватиметься така речовина, яка зветься фотоемульсія. Ділянки сірчистого срібла, які утворюватимуться в результаті реакції, наочно показують розподіл сірки в металі.
Зрозуміло, ці ділянки спостерігатимуться на папері. Фотопапір, який був використаний для проведення досвіду, підлягає миття, а потім витримування в розчині гіпосульфіту. Після цього її ще раз промивають у рідині та сушать. Якщо в зварному шві будуть присутні фтористі включення, вони обов'язково виділяться назовні у вигляді ділянок чорного кольору.
Підбиття підсумків
Отже, нині існує безліч методів виявлення дефектів зварних сполук. Усі вони мають певну мету. Кожен спосіб дозволяє з'ясувати, скільки в структурі шва міститься той чи інший матеріал, який може згубно впливати на його структуру.
Крім методів макроаналізу, останнім часом досить часто впроваджуються методи мікроаналізу. Вони мають те саме призначення, що й попередні. Однак, додатково дозволяють вивчити структуру матеріалу. Тут робота ведеться на молекулярному рівні будови кристалічних ґрат.
Від якості зварювання залежить подальша експлуатація конструкції, тож дефекти зварних з'єднань не допускаються. Виникненню дефектів сприяє безліч факторів, наприклад:
- порушення технології робіт;
- недбалість;
- невисока кваліфікація зварювальника;
- застосування несправного устаткування;
- виконання робіт без належної підготовки, у несприятливих погодних умовах.
Розрізняють припустимі та неприпустимі значення дефектів зварних швів від ступеня зниження технічних параметрів виробу за міцністю. При допустимих порушеннях виправлення дефектів зварювання не провадиться, у другому випадку їх усунення необхідне. Придатність виробу до експлуатації, визначення відповідності шва нормам провадиться згідно з ГОСТ 30242-97.
Види дефектів зварювання
Правильний зварювальний шов має на увазі однорідність складу основного та присадного матеріалу, утворення потрібної його форми, відсутність тріщини, непровару, напливу, наявністю чужорідних речовин. Розрізняють такі види дефектів зварних з'єднань:
- зовнішні;
- внутрішні;
- наскрізні.
Що являють собою зовнішні дефекти?
Зовнішні дефекти зварних швів та з'єднань виявляються візуально. Порушення режиму зварювання, не дотримання точності напрямку та руху електрода через поспіх або безвідповідальність зварювальника, коливання напруги електрики при виробництві зварювальних робіт призводять до утворення шва неправильного розміру та форми.
Характерними ознаками зовнішнього вигляду шлюбу є: відмінність ширини поздовжніх швів і кутових катетів, різкість переходу від основної сталі до наплавленої.
При ручному способі зварювання порушення відбуваються внаслідок помилок у підготовці кромок, зневаги до режиму та швидкості зварювання, відсутності своєчасного контрольного обміру. Дефекти зварних швів та причини їх утворення при веденні автоматичного або напівавтоматичного способу зварювальних робіт криються у надмірних стрибках напруги електрики, помилках у режимі. Розрізняють такі зовнішні види дефектів зварних швів:
Тріщинишвів бувають гарячі та холодні, поздовжні, поперечні, радіальні. Перші мають місце при застосуванні високих температур від 1100 до 1300°С, що впливають на властивості металу в плані зниження пластичності, появи деформацій розтягування. Цей вид дефектів зварних швів супроводжується збільшенням у складі сталі небажаних хімічних елементів. Холодні тріщини можуть з'являтися при температурі до 120 ° С під час остигання, потім під впливом навантажень під час експлуатації. Причиною цього виду шлюбу може стати зниження міцності сталі через зварювальну напругу або присутність розчинених атомів водню.
Тріщина у зварювальному шві
Підрізхарактеризується наявністю поглиблення між сплавленою та основною сталлю. Цей вид дефекту зварювального шва зустрічається найбільше. Збільшення напруги дуги при швидкому зварюванні призводить до витончення товщини сталі, зниження міцності. Глибока проплавка однієї з кромок є причиною стікання рідкої сталі на іншу поверхню, через що канавка зварювання не встигає заповнитися. В даному випадку, дефекти зварювання та способи їх усунення визначаються візуально. Недоліки у роботі усуваються шляхом зачистки, з наступним переварюванням.
Підріз зварювального шва
Напливвиникає, коли сплавлений метал натікає поверхню основний сталі без утворення однорідної маси з нею. Цьому виду шлюбу характерно утворення обрису шва без набуття достатньої міцності, що позначається на загальній витривалості металу. Причина шлюбу у застосуванні низької напруги дуги, наявність окалин на кромках частин, натікання проплавленої сталі при зварюванні горизонтальних швів, коли поверхня зварюваних конструкцій вертикальна. Надмірно повільне зварювання також призводить до утворення напливів, через надлишок розплавленого металу.
Кратериз'являються через різкий відрив дуги. Вони мають вигляд заглиблень, де може утворитися непровар, рихлість матеріалу з садибною властивістю, що призводить до появи тріщин. Кратери виникають через похибки зварювальника. Так як кратер зазвичай є причиною появи тріщин, через що не допускається, при його виявленні слід зачистити, потім повторно заварювати.
Кратер, що утворився в зварювальному шві
Свищімають вигляд вирв з поглибленням на тілі шва. Вони утворюються з раковин або пір досить великих розмірів, при недостатній підготовці поверхні елементів зварювання та дроту присадки. Даний вид дефекту також можна побачити під час візуального огляду і підлягають негайному усуненню.
Типові вирви нориці
Внутрішні дефекти зварювальних швів
Внутрішні вади зварювання візуально виявити неможливо. Зазвичай з'являються через порушення технологічного процесу зварювання та не належної якості матеріалу. При внутрішніх дефектах можуть з'явитися тріщини, але вони не видно або малі, але з часом можуть розкритися. Приховані тріщини небезпечні тим, що їх важко виявити, а напруга може поступово зростати, і може призвести до швидкоплинного руйнування конструкції, тому надмірно небезпечні. Причиною шлюбу можуть бути величезні напруження, швидке охолодження при використанні вуглецевих та легованих сталей. Найбільш поширені види такого роду дефектів такі:
Непроварвідбувається при недостатньому сплавленні зварюваних частин шва на місцях. Причина криється в неналежній підготовці кромок, пов'язаних з наявністю іржі, окалини, недоліком зазору та притупленням кромок. Крім цього, поспіх і швидка швидкість ведення зварювання, мала сила струму або усунення електрода від осі шва також можуть призвести до непровару шва. Через зменшення перерізу зварного шва з'являється концентрація напруги, що відбивається у зниженні міцності сполук, що становить при вібраційних навантаженнях до 40%, а великі ділянки непроварів – до 70%. При перевищенні допустимих значень потрібне зачищення шва та її переварювання.
Непровар та незаповнення
Пори– це вільні простори зварного шва, заповнені газом, переважно воднем. Причиною цього виду шлюбу є наявність чужорідних домішок у матеріалах, що зварюються, вогкість, недостатній захист зварювальної ванни. При перевищенні допустимих концентрацій доби зварювальний шов підлягає переварюванню.
Пори у зварному шві
Крім цього, можна відзначити шлакові, вольфрамові, оксидні включення, які також виникають при порушенні технології зварювального процесу.
Наскрізні дефекти
Цей вид шлюбу мають на увазі наявність пір, що проходять через усю товщину зварювання, також виявляються візуально. Переважно виникають під час наскрізного зварювання. При даному виді дефекту можлива поява пропалів та тріщин.
Пропал виникає від застосування великого струму та повільного зварювання. Причина – надмірна відкритість зазору у кромок, нещільне прилягання підкладок, внаслідок чого відбувається витік зварювальної ванни. Перевірка шва на наявність шлюбу проводиться візуально, при його перевищенні допустимої норми потрібно зачистка і переварювання зварювання.
Методи виявлення, контролю та усунення дефектів
Щоб виявити дефекти зварного шва застосовуються такі способи:
- візуальний огляд – проводиться із застосуванням збільшувальних приладів;
- кольорова дефектоскопія - заснований на зміні кольору спеціального матеріалу при зіткненні з матеріалом текучим, наприклад, з гасом;
- магнітний метод – вимір спотворення магнітних хвиль;
- ультразвуковий метод – застосування ультразвукових дефектоскопів, що вимірюють віддзеркалення звукових хвиль;
- радіаційний метод – просвічування зварних швів рентгеном та отримання знімка з усіма деталями дефекту.
Для забезпечення якості зварного шва проводиться маркування та таврування. Кожен зварювальник ставить своє тавро на своїй ділянці зварювання.
У разі виявлення шлюбу необхідно провести усунення дефектів зварювання. Для цього застосовують такі види робіт:
- заварка - використовують для ліквідації великих тріщин, попередньо підготувавши тріщину свердлінням та зачисткою за допомогою зубила або абразивного інструменту;
- внутрішні дрібні тріщини, непровари та включення підлягають повній зачистці або вирубці з повторним зварюванням;
- неповні шви та підрізи зварного шва усувають наплавленням або заварюванням тонкими шарами;
- видалення напливів виробляють механічним шляхом абразивного інструменту;
- перегрів металу усувають шляхом термічної обробки.
Виходять, головним чином, з того, що метал зварного шва має бути суцільним. І всі утворення, які роблять зварне шов неоднорідним, прийнято вважати дефектами. Розрізняють такі види дефектів зварного шва: мікро- та макротріщини (гарячі та холодні), непровари, пори, різні включення.
Внутрішні та зовнішні дефекти зварних швів
Найпоширеніший метод класифікації дефектів зварювання - за місцем їх розташування. Відповідно до цієї класифікації, розрізняють внутрішні та зовнішні зварні дефекти. Зовнішні виходять поверхню шва і околошовной зони, а внутрішні розташовуються всередині з'єднання, не виходячи поверхню. З цього випливає, що той самий вид дефектів (наприклад, тріщини або пори) може бути як внутрішнім (якщо розташовується всередині), так і зовнішнім (якщо виходить на поверхню).
Зовнішні зварні дефекти
До зовнішніх дефектів зварних сполук відносять нерівномірність форми зварного шва через неправильне його формування, підрізи шва, пропали металу, що зварюється, напливи, тріщини, пори та інші дефекти, які розташовуються на поверхні металу. Усі вони виявляються при зовнішньому візуальному огляді зварного з'єднання. Нижче за текстом перераховані та показані поширені види зовнішніх дефектів.
Внутрішні зварні дефекти
До внутрішніх дефектів зварних сполук, згідно з ГОСТ23055, відносяться неметалеві, шлакові та оксидні включення, непровари та несплавлення металу, а також пори та тріщини, що не виходять на поверхню металу. Для того щоб виявити подібні дефекти, на практиці застосовуються методи неруйнівного контролю зварювання. Нижче за текстом розповідається про види внутрішніх дефектів, що часто зустрічаються.
Дефекти формування шва
Дефекти формування зварних швів проявляються у нерівномірності їхньої форми (див. малюнок праворуч). Формуються вони через непостійних режимів зварювання, непостійного зазору між кромками, що зварюються, і нерівномірного кута скосу кромок. Невідповідність фактичної форми шва необхідної може виявитися внаслідок неправильної , через неправильне розташування електрода щодо зварних кромок.
Подібний дефект може виявитися і за інших. Наприклад, при автоматичному зварюванні причиною появи такого дефекту можуть стати прослизання зварювального дроту в механізмі, що подає, перепад напруги в мережі, потрапляння розплавленого металу в зазори та ін.
Непровар зварного шва
.jpg)
Найчастіше, непровари в зварних швах відбуваються в тих випадках, коли між зварними кромками невеликі зазори, при великому притупленні кромок, а також при наявності на них забруднень, при неправильному положенні електрода або зварювального дроту щодо кромок, що зварюються, при недостатній силі зварювального струму і при підвищеної швидкості зварювання.
Дуже часто непровари утворюються в корені шва (схема а) і б) ні малюнку зліва та схеми в) та г) на малюнку). При автоматичному зварюванні під флюсом непровари, як правило, формуються на початку зварного шва. Щоб запобігти їх появі, зварювання рекомендується проводити на спеціальних підкладках. Непровари – одні з найнебезпечніших дефектів для зварного з'єднання.
Підрізи зварних швів
.jpg)
Підрізи зварних швів формуються на поверхні з'єднання. Підрізи – це поглиблення в основному металі, розташовані по краях зварного шва. Вони виникають через надмірно сили зварювального струму і через довжину електричної дуги, т.к. в цьому випадку ширина зварного збільшується і краї зварних кромок сильніше оплавляються.
Розрізняють кілька видів зварених тріщин:
Вид зварного дефекту. А також його величина та місце його виникнення.
Механічні властивості зварної сполуки. Це межа міцності, плинність, ударна в'язкість, пластичність, опір корозії, опір втомному руйнуванню і т.д.
Умови, за яких виріб експлуатується. Здебільшого це характер навколишнього середовища.
Функції, які потрібно виконати. Існує навіть такий термін: "придатність для цієї мети". Тобто. один і той же дефект у зварному шві може бути припустимий для виконання одного завдання, і неприпустимий для виконання іншого.
Для прийняття рішення про допустимість дефектів того чи іншого типу і величини, необхідно, щоб вимірювальна здатність приладу для контролю дефектів була вищою, ніж допустима величина дефекту. Тобто, якщо в зварному шві допускаються дефекти, величиною не більше 2мм, то не можна використовувати для контролю цього шва прилад з вимірювальною здатністю 5мм.
Для того, щоб визначити максимальну величину припустимого дефекту, необхідно мати на увазі, що дефекти зварних швів збільшують, головним чином, здатність сталі до втомленого та тендітного руйнування.
Для руйнувань такого виду найбільшу небезпеку становлять площинні дефекти (мікротріщини, макротріщини, непровари). У разі виявлення, потрібно звернути увагу як на максимальні розміри окремо взятих дефектів, а й у їх взаємне розташування і їх кількість.
Небезпека площинних дефектів полягає в тому, що вони є концентраторами високої напруги через відсутність радіусу закруглення у тріщин. Просторові дефекти, такі як пори, газові бульбашки або будь-які включення мають який-небудь радіус закруглення, тому, являють собою меншу небезпеку, навіть при більшій кількості.
При невеликому закругленні біля основи тріщини, щоб оцінити напруги, що діють у ній, застосовують коефіцієнт інтенсивності напруг К1, що дозволяє оцінити механіку руйнування. Коефіцієнт інтенсивності напруг можна визначити в тому випадку, якщо напруга, необхідна для руйнування, менша за межу плинності матеріалу. Визначається він за формулою:
де а – величина (висота) зовнішнього дефекту, або половина величини внутрішнього дефекту;
бm – напруга при розтягуванні;
бв - напруга при згинанні;
Мm і Мв - коефіцієнти, величина яких визначається ставленням величини дефекту до товщини деталі та розташуванням дефекту;
Q - коефіцієнт, що залежить від форми дефекту.
Для зварних з'єднань, які не піддаються відпалу після зварювання, з метою зменшення внутрішньої напруги, для оцінки допустимості зварних дефектів необхідно використовувати розрахунок критичного розкриття тріщини (COD). Обчислення коефіцієнта К1, або знаходження величини критичного розкриття, дає змогу з високою точністю визначити величину можливого припустимого дефекту зварного шва.
