Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Корневой проход — первый слой многопроходного сварного шва, выполняемый непосредственно в корне разделки кромок. От его качества зависит прочность и герметичность всего соединения: последующие заполняющие слои наращивают сечение шва, но не способны исправить несплавление или непровар корня. Именно поэтому сварщики считают корневой проход наиболее ответственным этапом работы.
Первый проход при сварке выполняется в узкой корневой части разделки — там, где кромки сходятся и образуют наименьшее пространство для дуги. Его задача — полностью проплавить стыкуемые кромки по всему поперечному сечению или обеспечить надёжное сплавление с подкладкой, создав металлический фундамент для последующих слоёв.
По ГОСТ 5264-80 «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры» разделка кромок предусмотрена при толщине металла более 3 мм. В зависимости от толщины стенки минимальное количество проходов составляет: при 3–6 мм — 2; при 6–12 мм — 3; при свыше 12 мм — 4 и более. Корневой слой — всегда первый.
Термин «корневой проход» (root pass) закреплён в международном стандарте ISO 857-1 «Сварка и родственные процессы. Словарь. Часть 1. Процессы сварки металлов» и в российской нормативной базе. В технологических картах (WPS/ПТД) корневой проход обозначается первым порядковым номером прохода.
Геометрия разделки непосредственно определяет доступность корня для дуги и вероятность дефектов. По ГОСТ 5264-80 и ГОСТ 14771-76 регламентируются три ключевых параметра.
Зазор обеспечивает полный провар по корневому сечению. Непостоянство зазора по длине шва — главная причина чередования прожогов и непроваров на одном проходе. При ручной дуговой сварке (РДС/SMAW) зазор составляет 2–4 мм в зависимости от толщины металла; при сборке трубопроводов зазор не должен превышать 4 мм независимо от диаметра. При аргонодуговой сварке (TIG/GTAW) корневого прохода тонкостенных труб зазор составляет 2,0–3,0 мм.
Притупление — прямолинейный участок кромки в корневой зоне. Его назначение — удержать сварочную ванну от вытекания и предотвратить прожог. По ГОСТ 5264-80 стандартное значение притупления для V-образной разделки (тип С17) составляет 1–2 мм. Отсутствие притупления или его неправильная величина ведёт к прожогу или непровару. Избыточное притупление (более 3 мм) при недостаточном токе — к непровару корня.
По ГОСТ 5264-80 угол скоса каждой кромки при V-образной разделке составляет 30°±2°, итоговый угол разделки — 60°. При подготовке кромок ручным инструментом допускается отклонение угла скоса до ±5°. Угол 60° обеспечивает достаточный доступ электрода к корню при минимальном объёме наплавленного металла. Узкощелевые разделки (угол 6–10°) применяются только при автоматической сварке со специализированным оборудованием.
Значения приведены для стыковых соединений по ГОСТ 5264-80, ГОСТ 14771-76. Конкретные параметры определяются технологической картой (WPS/ПТД).
Технология корневого прохода отличается от техники заполняющих слоёв: требуется максимальный контроль проплавления при минимальном тепловложении.
Корневой шов ведут короткой дугой — её длина не должна превышать диаметр электрода. Длинная дуга снижает концентрацию тепла в зоне корня и увеличивает риск несплавления. Движение электрода при РДС — возвратно-поступательное или прямолинейное без широких поперечных колебаний. Поперечные колебания на корневом проходе допустимы лишь при малом зазоре и только для равномерного прогрева обеих кромок. Угол наклона электрода к поверхности при сварке горизонтальных стыков выдерживается в пределах 80°±5°.
При РДС покрытыми электродами с основным покрытием корневой проход выполняют на постоянном токе обратной полярности (DCEP, электрод «плюс»). Такой режим обеспечивает стабильное горение дуги и полное расплавление покрытия. Ориентировочный расчёт тока: I = d × (25–30) А, где d — диаметр электрода в мм. Для электрода 3 мм рекомендуемый диапазон для корневого прохода — 80–100 А (нижняя часть паспортного диапазона); это нижнее положение. При сварке в вертикальном и потолочном положениях ток снижают на 10–20% от значения для нижнего положения. Превышение тока сверх нормы резко увеличивает риск прожога.
Для корневого прохода применяют электроды диаметром 2,5–3,0 мм независимо от общей толщины металла. Электрод большего диаметра сложно ввести в зазор и сложнее контролировать ширину сварочной ванны. Для ответственных соединений (трубопроводы высокого давления, сосуды, работающие под давлением) корневой проход нередко выполняют методом TIG — вольфрамовым неплавящимся электродом с присадочным прутком или без него. Этот метод обеспечивает наиболее стабильный обратный валик.
На магистральных трубопроводах при сварке электродами с целлюлозным покрытием второй слой называют «горячим» проходом. Его выполняют не позднее чем через 5 минут после завершения корневого прохода — по ещё не остывшему металлу. Пропуск этого требования ведёт к необходимости вырезки стыка. Цель горячего прохода: выплавить шлаковые карманы из корневого слоя, обеспечить равномерное распределение водорода по сечению шва и создать ровную подложку для заполняющих слоёв.
Скорость сварки горячего прохода целлюлозными электродами — 18–20 м/ч. Сварщик выполняет продольные колебательные движения с амплитудой 12–20 мм; в нижней точке траектории дуга задерживается около 1 секунды для выплавки шлака из раскрытых карманов. После корневого слоя, выполненного целлюлозными электродами, обязательна шлифовка абразивным инструментом до начала горячего прохода.
По ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 «Сварка и родственные процессы. Классификация дефектов геометрии и сплошности в металлических материалах. Часть 1. Сварка плавлением» три дефекта наиболее характерны именно для первого прохода.
Что это: неполное проплавление поверхностей в корне сварного шва — кромки не расплавились по всему сечению. На рентгеновском снимке выглядит как прямая полоса по оси шва. По ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 обозначается кодом 4021 (группа 4 — несплавление и непровар). Непровар глубиной 25% от толщины основного металла при температуре –45°С снижает разрушающее напряжение соединения вдвое.
Причины непровара в корне:
Исправление: дефектный участок полностью вырубается или вышлифовывается до чистого металла, после чего заваривается повторно с исправленными параметрами. Частичная заварка поверх непровара недопустима.
Что это: сквозное отверстие в шве с вытеканием сварочной ванны; начальная стадия — превышение проплава обратного валика. По ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 обозначается кодом 510 (группа 5 — отклонение формы и размера). Прожог является недопустимым дефектом во всех действующих нормативных документах. Особенно часто прожоги возникают при сварке первого прохода многослойного шва.
Причины прожога:
Исправление: место прожога тщательно зачищается до полного удаления окисленного металла, после чего участок заваривается вновь с откорректированными параметрами режима.
Что это: избыточное количество наплавленного металла с обратной стороны корня стыкового шва. По ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 обозначается кодом 504 (группа 5 — отклонение формы и размера). Высота обратного валика корневого прохода не должна превышать 3 мм. Причина возникновения — чрезмерная текучесть расплавленного металла при перегреве, металл под действием собственного веса провисает с обратной стороны.
Причины превышения проплава:
Исправление: значение в пределах нормы (до 3 мм) не требует вмешательства. При недопустимых значениях — механическая зачистка или подварка с обратной стороны при наличии доступа.
После завершения корневого прохода и перед наложением следующего слоя металл обязательно зачищается до металлического блеска — щёткой, шлифовальным кругом или пневмозубилом. Визуальный и измерительный контроль (ВИК) выполняется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 17637-2014 «Контроль неразрушающий. Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением» и требованиями действующей технологической документации (WPS/ПТД).
ВИК оценивает следующие параметры:
Для ответственных соединений (сосуды, работающие под давлением; магистральные трубопроводы) после заварки всего шва корневой слой контролируется радиографическим методом по ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод» или ультразвуковым методом по ГОСТ Р ИСО 17640-2016 «Неразрушающий контроль сварных соединений. Ультразвуковой контроль». На рентгенограмме непровар в корне (код 4021) выглядит как характерная прямая полоса по оси шва.
Корневой проход при сварке — технологически наиболее ответственный этап многопроходного шва. Правильная подготовка кромок (зазор 2–4 мм, притупление 1–2 мм, угол разделки 60° по ГОСТ 5264-80), выбор электрода диаметром 2,5–3,0 мм, ведение короткой дугой и обоснованный режим тока исключают большинство дефектов ещё до их возникновения. Контроль после корневого прохода — обязательный шаг, позволяющий выявить непровар (код 4021 по ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012) или прожог (код 510) до того, как они будут перекрыты заполняющими слоями и потребуют полной вырезки стыка.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.