Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Поры в сварном шве — это газовые полости, образовавшиеся в застывшем металле в результате захвата газов расплавленной сварочной ванной в момент кристаллизации. Они уменьшают рабочее сечение шва, снижают механические свойства и нарушают герметичность соединения. Пористость — один из наиболее распространённых дефектов при всех способах дуговой сварки плавлением. Точная диагностика причины позволяет устранить её до начала сварки, а не исправлять дефектный шов после сдачи изделия.
При сварке металл активно растворяет водород, азот и оксид углерода. При быстром охлаждении растворимость газов резко падает: пузырьки не успевают выйти на поверхность ванны и оказываются замурованными в твёрдом металле. Так возникает пора — полость, заполненная газом под давлением.
Диаметр одиночной газовой поры варьируется от долей миллиметра до 2–3 мм. Сферическая форма делает одиночные поры относительно менее опасными концентраторами напряжений по сравнению с трещинами, однако скопления, цепочки и особенно свищи существенно снижают прочность и герметичность соединения.
По определению ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 (идентичен ISO 6520-1:2007), газовая пора — несплошность сферической или близкой к сферической формы, образованная захваченным газом при кристаллизации металла шва. Поры относятся к группе 2 «Полости» данного стандарта.
ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012, введённый в действие с 01.01.2014 взамен ГОСТ 30242-97, устанавливает единую классификацию дефектов сварных соединений. Каждому дефекту присвоен трёх- или четырёхзначный числовой код, совпадающий с кодом международного стандарта ISO 6520-1:2007. Все поры и газовые полости входят в группу 2.
Поверхностные поры (код 2017) и свищи (код 2016), выходящие на поверхность, обнаруживаются при визуальном измерительном контроле (ВИК). Внутренние и подповерхностные поры выявляются только инструментальными методами неразрушающего контроля: радиографией по ГОСТ 7512-82 или ультразвуковым методом по ГОСТ Р 55724-2013.
Вода, ржавчина, масло, краска и органические загрязнители на кромках или присадочном материале — главная причина водородной пористости. При нагреве они разлагаются с выделением водяного пара и водорода. Водород активно растворяется в жидком металле, а при кристаллизации — выделяется в виде пор. Перед сваркой кромки зачищают на ширину не менее 20 мм с каждой стороны разделки до металлического блеска.
Покрытие электродов основного типа (ГОСТ 9467-75) особенно гигроскопично. Электроды, хранившиеся вне герметичной упаковки, подлежат прокалке перед применением. Стандартный режим прокалки для основных электродов: температура 300–350°С, выдержка 1–2 часа в соответствии с паспортом на конкретную марку. После прокалки электроды используют в течение 4–8 часов, хранят в термопенале при 80–100°С. Флюсы для автоматической сварки прокаливают при 200–300°С по инструкции производителя.
При MIG/MAG сварке недостаточный расход защитного газа или его прерывание — прямая причина азотистой пористости. Нормативный расход для диаметра проволоки 0,8–1,2 мм составляет 12–18 л/мин в зависимости от пространственного положения и типа соединения. Избыточный расход (свыше 20–25 л/мин) создаёт турбулентность у торца сопла и тоже втягивает воздух в зону сварки.
При скорости ветра более 2 м/с TIG-сварка без ветрозащитных экранов не рекомендуется — газовый щит разрушается. Для MIG/MAG сварки стандарт AWS D1.1 ограничивает работу при скорости ветра более 8 км/ч (~2,2 м/с) без защитных ограждений. Характерный признак продувания: пористость появляется внезапно посередине шва после кратковременного порыва ветра.
Удлинение дуги снижает плотность газового облака и увеличивает площадь открытой ванны, что ведёт к захвату атмосферного азота и кислорода. Оптимальная длина дуги при ручной дуговой сварке — 0,5–1,0 диаметра применяемого электрода.
При завышенной скорости ведения дуги газовые пузырьки не успевают всплыть на поверхность сварочной ванны до момента её кристаллизации. Результат — равномерно распределённая пористость (код 2012) по всей длине шва. Снижение скорости сварки и небольшое колебание дугой улучшают дегазацию ванны.
При сварке сталей с содержанием углерода выше 0,25% без предварительного подогрева в ванне активно протекает реакция C + O → CO. Образующийся оксид углерода не успевает выйти наружу — возникает газовая пора. Сера и фосфор в основном металле сверх нормативных пределов также увеличивают газообразование при кристаллизации.
Нормы допустимой пористости устанавливает ГОСТ Р ИСО 5817-2021 — действующий национальный стандарт РФ, идентичный ISO 5817:2014. Стандарт определяет три уровня качества для сварных соединений из стали, никеля, титана и их сплавов, полученных сваркой плавлением (кроме лучевой).
Здесь s — номинальная толщина стыкового сварного шва. Площадь пор определяется как отношение суммарной площади проекций пор к площади проекции сечения шва на длине оценочного участка 100 мм. Для многослойных швов норма вдвое мягче, поскольку радиографическое изображение накладывает слои друг на друга и видимая пористость статистически выше.
Трещины недопустимы при всех трёх уровнях качества. Свищ (код 2016), выходящий на поверхность шва, также является недопустимым дефектом при любом уровне, поскольку нарушает герметичность и создаёт прямой канал для проникновения коррозионной среды. Пористость в корне шва (516) оценивается отдельно: допустимость зависит от конкретного применения и отраслевого стандарта.
Для трубопроводов под давлением, регулируемых ГОСТ 32569-2013 (стальные технологические трубопроводы) и СП 74.13330.2021 (тепловые сети), устанавливается, как правило, уровень качества B или более жёсткие отраслевые нормы. В таких конструкциях цепочки пор (2014) и скопления пор (2013) в корне шва недопустимы без исключений.
Механическая зачистка кромок (металлическая щётка, шлифмашина, фреза), обезжиривание растворителем и удаление окалины — обязательные операции перед сваркой ответственных узлов. При толщине металла свыше 36 мм и содержании углерода выше 0,25% выполняют предварительный подогрев, который снижает скорость охлаждения ванны и способствует выходу газов до кристаллизации.
Перед сваркой проверяют: отсутствие засорений и прогаров в соплах горелки (брызги нарушают ламинарность потока), герметичность газовых соединений и шлангов, показание ротаметра. При сварке корневого прохода стыков труб из аустенитных нержавеющих сталей применяют поддув аргона с обратной стороны для исключения пористости в корне (код 516) и окисления.
Нержавеющая сварочная проволока поставляется в вакуумной упаковке с силикагелем и вскрывается непосредственно перед применением. Открытые катушки хранят при относительной влажности не более 80% и защищают от конденсата. Электроды с основным покрытием прокаливают по режиму из паспорта производителя и используют в течение 4–8 часов после извлечения из прокалочной печи.
Снижение скорости сварки увеличивает время существования жидкой ванны и даёт газам возможность выйти наружу. Сокращение длины дуги до нормативного значения восстанавливает газовую защиту. При MIG/MAG сварке следят за индуктивностью источника: её занижение повышает разбрызгивание, которое загрязняет сопло и нарушает подачу газа — косвенный признак риска пористости.
Поверхностные поры выявляются визуальным измерительным контролем (ВИК). Для обнаружения внутренних пор применяются: радиографический контроль по ГОСТ 7512-82 — позволяет выявлять поры диаметром от 1–2% толщины металла (ориентировочно от 0,5 мм для тонких изделий); ультразвуковой контроль по ГОСТ Р 55724-2013 — эффективен при толщинах шва от 8–10 мм. Оба метода применяются в соответствии с ГОСТ Р ISO 17635-2021 (общие требования к НК сварных швов).
Участок шва с недопустимой пористостью удаляют механически — вырубкой пневмозубилом, фрезерованием или воздушно-дуговой строжкой. После удаления дефекта выполняют контроль поверхности выборки визуально и при необходимости — капиллярным или магнитопорошковым методом. Затем проводят заварку с устранением первопричины пористости. Повторный контроль тем же методом НК обязателен.
Поры в сварном шве устранимы при точной диагностике причины их возникновения. Классификацию дефектов в РФ устанавливает ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012: пора — код 2011, цепочка пор — 2014, свищ — 2016. Нормы допустимости регламентирует ГОСТ Р ИСО 5817-2021, который делит качество сварных соединений на уровни B, C и D. При уровне B — наиболее жёстком — допустимая суммарная пористость не превышает 1% (однослойный шов) / 2% (многослойный) на оценочном участке 100 мм, а максимальный размер единичной поры — 0,2s, но не более 3 мм. Предотвращение пористости требует системного подхода: подготовки кромок, контроля влажности расходных материалов, правильной настройки газовой защиты и соблюдения режимов сварки.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.