Трещины в сварном шве: холодные и горячие
Группа 100 по ISO 6520-1 и единственный дефект, недопустимый при любом уровне качества — ни при B, ни при C, ни при D. Для пор и подрезов есть предельные размеры, для трещины предельного размера не существует.
Горячие трещины
Возникают, пока металл ещё кристаллизуется, при температурах близких к солидусу. Механизм: между растущими кристаллами остаются прослойки жидкости с низкой температурой плавления, а усадка в этот момент растягивает шов. Прослойка рвётся.
| Фактор | Почему влияет | Что делать |
|---|---|---|
| Сера и фосфор в металле | Образуют легкоплавкие прослойки | Проверять сертификат, брать присадку с низким S и P |
| Узкий и глубокий валик | Кристаллы растут навстречу, стык по оси ослаблен | Делать шов шире и площе, менять разделку |
| Высокая погонная энергия | Больше объём ванны и сильнее усадка | Снизить ток или ускорить ведение, см. расчёт |
| Жёсткое закрепление | Усадке некуда деться, растут напряжения | Изменить порядок швов, освободить одну сторону |
| Незаваренный кратер | Усадочная раковина даёт старт трещине | Заваривать кратер, включать спад тока |
Отдельная группа риска — аустенитная нержавейка: она даёт большую усадку и склонна к горячим трещинам сильнее углеродистой стали. Там важен подбор присадки с контролируемым содержанием ферритной фазы.
Холодные трещины
Появляются после остывания, ниже примерно 200 °C, и часто через часы или сутки. Для них нужны три условия одновременно — убрать достаточно любое одно.
- Водород. Приходит из влаги в покрытии электрода, с грязных кромок, из воздуха при сорванной защите.
- Закалочная структура в зоне термического влияния. Возникает при быстром остывании, тем легче, чем выше углеродный эквивалент стали.
- Растягивающие напряжения. От усадки и от жёсткости конструкции.
| Условие | Как убирают |
|---|---|
| Водород | Прокалка электродов, сухое хранение, зачистка кромок от влаги, масла и ржавчины, электроды с маркировкой H5 |
| Закалочная структура | Предварительный подогрев и контроль межслойной температуры — расчёт в калькуляторе CE |
| Напряжения | Порядок наложения швов, отпуск после сварки, отказ от жёсткого закрепления |
Холодная трещина может проявиться через сутки. На ответственных швах из сталей с высоким углеродным эквивалентом окончательный контроль назначают не раньше чем через 24–48 часов после сварки — иначе есть шанс принять шов, который треснет позже.
Как отличить по месту
| Где трещина | Скорее всего |
|---|---|
| По оси шва, вдоль | Горячая, кристаллизационная |
| В кратере, звёздчатая | Горячая, от усадки |
| В зоне термического влияния, под валиком | Холодная, водородная |
| По линии сплавления, поперёк | Холодная либо от несплавления |
| Появилась спустя часы | Холодная, однозначно |
Исправление
- Найти концы трещины — визуально, капиллярным или магнитопорошковым контролем. Видимая длина всегда меньше фактической.
- Засверлить концы, чтобы трещина не пошла дальше при вырубке.
- Полностью удалить дефектный участок с заходом 15–20 мм за концы.
- Восстановить разделку, зачистить, при необходимости подогреть.
- Заварить заново низководородными электродами по карте.
- Проконтролировать повторно, с выдержкой, если сталь склонна к холодным трещинам.
Частые вопросы
Почему трещина появилась через сутки после сварки?
Это признак холодной трещины. Ей нужно время: водород диффундирует в зоне термического влияния и накапливается в местах концентрации напряжений. Отсюда практическое правило — контроль ответственных швов на сталях с высоким углеродным эквивалентом проводят не сразу, а через 24–48 часов после сварки.
Трещина в кратере — это серьёзно?
Да. Кратерная трещина обычно звёздчатая и располагается в месте, где шов уже ослаблен усадочной раковиной. От неё трещина легко идёт дальше в шов. Лечится не заваркой поверх, а привычкой заваривать кратер обратным движением или включённым спадом тока.
Можно ли заварить трещину, не вырубая её?
Нет. Трещина имеет острые концы, которые уходят глубже видимой границы. Заплавленная сверху, она остаётся внутри и продолжает расти. Концы обязательно засверливают или выбирают, затем удаляют весь дефектный участок с запасом и заваривают заново.
Обновлено: