Стяжки сварочного кратера


Я пользуюсь порошковой газозащитной проволокой и часто замечаю, что в кратере остается небольшое отверстие. Что это? Пористость? Как от этого избавиться?

 

Скорее всего, Вы сталкиваетесь со стяжками сварочного кратера. На Рисунке 1 показан пример стяжки сварочного кратера при использовании порошковой газозащитной проволоки для сварки углеродистой стали. Это не связанное с пористостью естественное явление, характерное для дуговой сварки.  Оно происходит по мере застывания металла в кратере. На Рисунке 2 показано сечение стяжки с Рисунка 1. Обратите внимание, что застывший металл имеет гладкую поверхность.

Стяжки сварочных кратеров         Стяжки сварочных кратеров

Рисунок 1: стяжка кратера

Рисунок 2: сечение стяжки

Чтобы лучше понять это явление, рассмотрим его в более крупном масштабе. На сталелитейном заводе жидкую сталь заливают в большие литейные формы, в которых из нее образуются стальные болванки. При этом сначала застывает металл на внешней поверхности болванки, который вскоре образует твердую оболочку вокруг расплавленной массы в середине. Когда раскисленная сталь затвердевает, она несколько сжимается. Это сжатие заставляет металл смещаться по мере охлаждения к уже застывшей части. Последние этапы сжатия проходят в центральной зоне болванки, которая застывает в последнюю очередь. В результате в центре болванки образуется полость. Из-за воздействия силы тяжести эта полость оказывается смещена к верхней части болванки. Пример показан на Рисунке 3. То же самое происходит в кратере застывающей сварочной ванны, только в меньшем масштабе.

Стяжки сварочных кратеров

Рисунок 3

Повторим, что это естественное явление, характерное для всех процессов дуговой сварки. При этом наиболее всего оно характерно для процессов с высокой производительностью наплавки и большими сварочными ваннами (т. е. с применением большого объема жидкого металла). Кроме того, оно более ярко выражено при сварке на подъем, так как в таком случае стяжки усиливаются за счет силы тяжести. Наконец, вероятность стяжек зависит от типа металла.

При этом стяжки характерны для сварочных материалов любых брендов и любых производителей. На Рисунке 4 показаны фотографии стяжек на швах, выполненных порошковой газозащитной проволокой для нержавеющей стали четырех различных брендов.

Стяжки сварочных кратеров

Рисунок 4: Сварка нержавеющей стали проволокой от четырех различных производителей

При необходимости устранить стяжку можно воспользоваться несколькими техниками «заполнения кратера». Самый эффективный метод – это обратноступенчатая техника сварки, когда перед прекращением сварки горелка примерно на 12 мм возвращается в кратер и удерживается там в течение секунды. Кроме этого, можно воспользоаться техникой сварки со смещением в сторону и завершением сварки в стороне от шва. При использовании шлака второй метод не требует возвращения горелки к покрытой шлаком области. С другой стороны, он приводит к образованию более неровного шва по сравнению с обратно ступенчатой техникой. На Рисунке 5 продемонстрированы обе эти техники.

Стяжки сварочных кратеров        

Рисунок 5: Техника заполнения стяжки кратера