Непровар и несплавление: как отличить и как убрать
Коды 402 и 401 по ISO 6520-1. Два самых опасных дефекта после трещин: оба плоские, оба работают как готовый надрез, и оба обычно не видны снаружи. Разница между ними принципиальна для поиска причины.
Короткий ответ
Несплавление (401) — это шов, который коснулся металла и не расплавил его. Непровар (402) — это корень, до которого дуга вообще не дошла. Первое лечится теплом и техникой у аппарата, второе — геометрией на сборочном столе. Ни то ни другое не допускается на уровнях B и C.
Непровар (402) — это корень, до которого шов не дошёл. Несплавление (401) — это металл, который лёг, но не сплавился с тем, что рядом. Первое почти всегда идёт от сборки — зазора, притупления, диаметра электрода. Второе — от режима и техники. ISO 5817 не допускает несплавления ни на одном уровне качества, а непровара — на уровнях B и C; уровень D терпит короткий непровар до 0,2 t, не больше 2 мм.
Разница
| Непровар (402) | Несплавление (401) | |
|---|---|---|
| Что это | Шов не проварен на заданную глубину | Металл лёг, но не сплавился с кромкой или предыдущим валиком |
| Где чаще | В корне одностороннего шва | По линии сплавления, между проходами |
| Видно снаружи | Иногда — по узкому корневому валику | Практически никогда |
| Чем находят | УЗК, радиография, осмотр с обратной стороны | УЗК; радиография хуже — дефект плоский |
| Главная причина | Геометрия сборки: зазор, притупление, диаметр | Режим и техника: мало тепла, неверный угол |
Несплавление или непровар: как отличить
От ответа зависит, где искать причину: непровар отправляет к сборке, несплавление — к режиму и технике. Разделяют их четыре проверки.
| Проверка | Несплавление (401) | Непровар (402) |
|---|---|---|
| Место в сечении | Скос кромки, между валиками или у притупления — на любой глубине | В корне, по оси шва |
| Макрошлиф | Тонкая линия вдоль границы сплавления или между валиками, часто со шлаком | Видны исходные кромки притупления: прямые параллельные линии с зазором или непроплавленной полосой между ними |
| Рентген | Тонкая линия, смещённая к краю шва, часто прерывистая; может не проявиться вовсе | Прямая тёмная линия по оси шва с ровными краями |
| УЗК | Плоский отражатель на скосе или между валиками; сильный сигнал только при падении луча под прямым углом | Отражатель в корне, на глубине обратной поверхности |
| Изгиб или излом | Раскрывается по линии сплавления; гладкий непроплавленный скос | Раскрывается по корню; полоса непроплавленного притупления |
На макрошлифе
Травлёный поперечный шлиф (ISO 17639) — самое прямое доказательство. При непроваре соединение видно таким, каким его собрали: прямые кромки притупления и зазор между ними. Несплавление выглядит тонкой тёмной линией; шлак в ней указывает на плохую зачистку, чистая линия вдоль всего скоса — на тепло и угол.
На рентгеновском снимке
Радиография (ISO 17636) хорошо показывает непровар: прямая линия по середине шва с ровными краями. Несплавление по кромке лежит ближе к краю шва, там, где скос, и часто рвётся на отрезки. Плоский дефект под углом к лучу может не дать изображения вовсе.
На УЗК
Ультразвук (ISO 17640) — метод, который отвечает на плоские дефекты. Сигнал с глубины обратной поверхности по оси шва — это корень; сигнал со скоса на средней глубине — несплавление по кромке. Угол ввода подбирают так, чтобы луч падал на скос как можно ближе к перпендикуляру, поэтому дефектоскописту нужен эскиз разделки.
При загибе и изломе
Образец на изгиб (ISO 5173) с несплавлением раскрывается по линии сплавления и показывает гладкий матовый скос, иногда с цветами побежалости. Образец с непроваром, загнутый корнем наружу, раскрывается по корню, и в изломе видна плоская полоса непроплавленного притупления.
Три вида несплавления: 4011, 4012, 4013
Несплавление по кромке (4011)
Металл шва прилегает к скосу, не расплавив его, обычно на длине. Причины — узкая разделка, неверный угол горелки, холодная короткая дуга.
Межваликовое несплавление (4012)
Валик не сплавился с нижним. Причины: шлак или окалина на предыдущем валике, глубокие канавки у краёв выпуклого валика, малый ток на заполняющих проходах.
Несплавление в корне (4013) — не то же, что непровар (402)
Корневой валик дошёл до дна разделки, но не сплавился с кромкой притупления; при непроваре до корня не дошли вовсе. На макрошлифе у 4013 корень заполнен, а линия идёт вдоль одной кромки, у 402 посередине зазор. 4013 даёт дуга, направленная в сторону или отклонённая дутьём, 402 — сборка: см. непровар корня шва.
Почему именно эти два дефекта опасны
Пора круглая, силовой поток её обтекает. Несплавление — плоское разделение с острым краем, оно концентрирует напряжения так же, как трещина. Механически это и есть трещина, только заваренная, а не выросшая.
Поэтому ISO 5817 не даёт ему допустимого размера ни на одном уровне качества. Мерить и спорить не о чем: нашли — исправляют.
Непровар: причины
У непровара теперь своя страница: девять причин, признак каждой, значения зазора и притупления и пределы по ISO 5817 — непровар корня шва. Ниже — короткая версия.
- Мал зазор в корне. Самая частая причина. Металлу физически некуда пройти. Зазор задаётся картой, а не «на глаз».
- Велико притупление. Толстая перемычка в корне не проплавляется на заданном токе.
- Слишком толстый электрод. Он не входит в разделку и не достаёт до корня — дуга греет кромки, а не корень.
- Занижен ток. Особенно на корневом проходе, где ток специально снижают, чтобы не прожечь, и легко переусердствовать.
- Слишком быстрое ведение. Ванна проходит, не успев проплавить корень.
Геометрию разделки и обозначения удобно свести с формулой сечения — она разобрана на странице расчёта расхода электродов, там же схема с зазором и притуплением.
Несплавление: причины
- Недостаточное тепловложение. Занижен ток или велика скорость: кромка не успевает оплавиться до прихода ванны.
- Неверный угол. Дуга направлена в ванну, а не в кромку — металл натекает на холодную поверхность.
- Не зачищен предыдущий проход. Шлак или окалина между валиками физически мешают сплавлению.
- Дуга «убегает» вперёд ванны. Особенно при сварке на спуск: расплав идёт впереди дуги и ложится на непрогретый металл.
- Магнитное дутьё. Дугу уводит от кромки, и та остаётся непрогретой.
Девять причин несплавления: признак и что менять
- Холодный старт. Признак: несплавление в начале каждого валика и на возобновлениях. Что делать: зажигать дугу впереди и возвращаться на начало, на ответственных швах ставить выводные планки, конец предыдущего валика сошлифовывать «на ус».
- Мал ток. Признак: высокий округлый валик с резким переходом к металлу. Что делать: выставить ток по электроду и толщине — для ручной дуговой калькулятор тока, для полуавтомата таблица режимов.
- Велика скорость. Признак: узкий валик, не смачивающий обе кромки. Что делать: замедлиться, пока валик не растечётся по кромкам.
- Ванна обгоняет дугу. Признак: гладкая поверхность, под которой несплавление, — MAG с медленным ведением при большой подаче, сварка на спуск по толстому металлу. Что делать: держать дугу на переднем крае ванны, ускориться или снизить подачу, толстый металл варить на подъём.
- Неверный угол горелки или электрода. Признак: дефект на той кромке, от которой дуга была отвернута. Что делать: направлять дугу на кромку; в широкой разделке класть слой в два валика, каждый к своей кромке.
- Узкая разделка. Признак: несплавление по кромке в глубине разделки с обеих сторон. Что делать: проверить угол шаблоном. Таблица сайта даёт 50–70° для V-образной разделки от 3 до 12 мм, 60° для ручной дуговой, 50–60° для MAG — подготовка кромок, калькулятор разделки.
- Окалина, оксиды, шлак. Признак: межваликовое несплавление со шлаком или линия вдоль незачищенного реза. Что делать: зачищать до металлического блеска, удалять шлак после каждого прохода, вышлифовывать канавки у краёв валиков.
- Короткая дуга MAG на толстом металле. Признак: аккуратный валик, холодный внутри. Перенос короткими замыканиями идёт на 16–22 В с холодной ванной; для 8–10 мм таблица даёт проволоку 1,2 мм, 220–280 А, 26–29 В — это уже струйный перенос (от 26–28 В, металл от 5 мм). Что делать: заполнение и облицовку вести струйным или импульсным режимом — см. сварку полуавтоматом.
- Магнитное дутьё. Признак: на постоянном токе дугу уводит в сторону на концах шва и у клеммы массы. Что делать: переставить клемму, варить в сторону массивной прихватки, наклонить электрод против дутья, на ручной дуговой перейти на переменный ток, если электрод позволяет.
Несплавление — единственный дефект, при котором внешний вид шва может быть безупречным: ровная чешуйка, правильная ширина, никаких подрезов. Именно поэтому ответственные соединения проверяют ультразвуком, а не только глазом.
Что делать на практике
- Собирать по карте: зазор и притупление проверять шаблоном, а не на глаз.
- На корневой проход брать электрод меньшего диаметра, чтобы он доставал до корня.
- Держать ток в диапазоне карты — занижение на корне опаснее, чем кажется.
- Зачищать каждый проход перед следующим, включая границы с кромками.
- Вести дугу впереди ванны, не давая расплаву обгонять её.
- При сомнении — вскрыть контрольный образец: макрошлиф показывает и непровар, и несплавление за пять минут.
Исправление
Оба дефекта плоские и заплавлению сверху не поддаются в принципе. Участок выбирают шлифмашинкой или строжкой до чистого металла с заходом за границы, восстанавливают разделку и заваривают заново — уже с исправленной геометрией сборки или режимом. Если причина в сборке, а её не тронули, дефект вернётся на том же месте.
Ремонт по шагам: выбрать, проверить, переварить
- Разметить начало и конец индикации по заключению УЗК или РК.
- Выбрать шлифовкой или воздушно-дуговой строжкой до чистого металла с заходом за оба конца; поверхность после строжки зашлифовать.
- Держать выборку открытой: узкая щель — та самая разделка, которая даёт 4011.
- Проверить выборку магнитопорошковым контролем на ферритной стали, капиллярным — на нержавейке и алюминии.
- Заварить по WPS или технологии ремонта, устранив причину.
- Повторить контроль тем методом, который нашёл дефект, — глазом здесь ничего не доказать.
Что говорят ISO 6520-1 и ISO 5817
ISO 6520-1: 401 несплавление (4011 по кромке, 4012 межваликовое, 4013 в корне), 402 непровар корня. Пределы по таблице ISO 5817 сайта: 401 не допускается на B, C и D; 402 не допускается на B и C, на D — короткая несплошность до 0,2·t, не больше 2 мм. На листе 8 мм это 1,6 мм; на 15 мм 3 мм упираются в потолок 2 мм. EXC2 по EN 1090-2 — это уровень C, и там любой непровар идёт в ремонт.
Частые вопросы
Чем непровар отличается от несплавления?
Непровар (402) — это когда шов не проварен на всю заданную глубину, чаще всего не проварен корень. Несплавление (401) — когда наплавленный металл лёг на кромку или на предыдущий валик, но не сплавился с ним: граница есть, а соединения нет. Первое видно по геометрии, второе часто выглядит идеально снаружи.
Почему несплавление опаснее пор?
Пора — округлая полость, она концентрирует напряжения умеренно. Несплавление — плоский дефект с острыми краями, работающий как трещина. При тех же размерах он снижает несущую способность намного сильнее, поэтому нормы к нему жёстче, а во многих случаях он недопустим вовсе.
Можно ли обнаружить непровар корня визуально?
Только если есть доступ с обратной стороны. Изнутри при одностороннем шве непровар не виден, и находят его ультразвуком или радиографией. Косвенный признак при сварке — корневой валик выглядит узким и «сухим», без характерного провара.
Можно ли заварить несплавление поверху?
Нет. Новый валик расплавляет поверхность нижнего, но не плоскость несплавления под ним: дефект остаётся на месте, только глубже и незаметнее. Его выбирают шлифовкой или строжкой до чистого металла, проверяют выборку капиллярным или магнитопорошковым контролем и заваривают заново по WPS.
Как отличить несплавление от непровара на рентгене?
Непровар — прямая тёмная линия по оси шва с ровными краями. Несплавление по кромке — более тонкая линия вдоль шва, смещённая к его краю и часто прерывистая. Чистый снимок мало что доказывает, если подозревают несплавление.
Что такое несплавление по кромке?
Несплошность 4011 по ISO 6520-1: наплавленный металл прилегает к скосу кромки, не расплавив его. Обычные причины — узкая разделка, горелка, направленная в середину разделки, а не на кромку, и холодный режим короткой дуги на толстом металле.
Обновлено: