Пористость и диффузионный водород


Одним из возможных дефектов сварки является пористость наплавленного металла. При этом она не всегда видна невооруженным глазом. Иногда ее можно увидеть на поверхности, иногда она присутствует только в глубине материала. Пористость может делать металл похожим на губку или просто представлять собой небольшие пузырьки. Ее можно обнаружить с помощью неразрушающего тестирования, например, рентгенографического, ультразвукового или с проникновением красителя.


 Способы борьбы с пористостью



Хотя пористость в начале шва не всегда заметна, она может оказывать большое влияние на итоговое качество соединения. Часто даже у опытных сварщиков результаты тестирования показывают небольшую пористость в начале шва без видимых на то причин. Иногда пористость возникает даже при использовании низководородистых электродов, например E-7018, и установить, почему это происходит, может быть достаточно сложно.

Чтобы понять настоящую причину этого явления, нужно вспомнить, как изготавливаются и используются сварочные электроды. Электрод является проводником электричества от электрододержателя к рабочему изделию. При этом он плавится и становится присадочным металлом. На этот стальной сердечник наносится химическое покрытие – слой флюса – которое затем запекается при определенной температуре для удаления влаги. Основное предназначение флюса – образовать при испарении облако защитного газа, которое изолирует сварочную ванну от азота, водорода и кислорода из окружающего воздуха.


 Способы борьбы с пористостью



На одном из этапов производства электродов, сразу после нанесения покрытия, когда оно еще остается мягким и гибким, специальный набор щеток удаляет его часть для того, чтобы электрод можно было закрепить в электрододержателе. Еще один набор щеток немного сужает торец электрода и обнажает кончик металлического сердечника. Это необходимо для того, чтобы замкнуть контур и образовать дугу в начале сварки. По мере сварки сердечник будет постепенно плавиться внутри флюсовой оболочки (примерно на 3 мм вверх), после чего начинает сгорать и образовывать газовую защиту покрытие электрода. Однако в самом начале сварки новым электродом счищенное для упрощения поджига покрытие на кончике электрода может не обеспечить достаточную газовую защиту. Поэтому, если сварщик  сразу же опустит электрод в сварочную ванну, в наплавленном металле в начале шва может образоваться пористость из-за недостаточной толщины покрытия электрода.

Такой же эффект возникает при повторном поджиге уже использованного электрода. Перед поджигом дуги сварщик должен несколько раз постучать электродом по твердой поверхности, чтобы отломить флюс на торце электрода. Таким образом он обнажит металлический сердечник, что улучшит поджиг дуги, но ухудшит газовую защиту и потенциально сможет привести к появлению пористости. Гораздо больше такая практика распространена при использовании низководородистых электродов, потому что для них более характерно выгорание сердечника внутри флюсового покрытия. Такие серии электродов, как E-6010 и E-6011, имеют органическое (бумажное) покрытие, которое сгорает достаточно быстро, чтобы оставлять открытым кончик проволоки.

В этом случае пористость можно предотвратить, если сварщик научится правильно поджигать дугу. Непосредственно после поджига электрод нужно немного приподнять над рабочим изделием и дать нескольким каплям металла упасть с электрода. Ток быстро нагреет торец электрода до рабочей температуры и вызовет плавление стального сердечника и флюсового покрытия, которое начнет образовывать газовое облако. Потом, когда Вы опустите электрод к рабочей поверхности, уже будет обеспечена надежная газовая защита, и пористость будет сведена к минимуму.

Способы борьбы с пористостью

 

Для хорошего качества сварки крайне важно правильное обучение. Оно еще более важно при работе с низководородистыми электродами. Изучение особенностей таких электродов и последствий неправильного обращения с электродами полностью окупит себя в виде высокого качества сварки и отсутствия дефектов.