Почему шлакуется сварочный шов

Как отличить шлак от металла при сварке

Во время сварки новички сталкиваются с большим количеством вопросов, один из которых, как отличить шлак от металла. Шлак отличается от металла не только цветом и плотностью, но и текучестью. Однако когда учишься варить, контролировать полностью процесс сварки, следить за дугой и движением электрода, да ещё и обращать внимание на шлак, не имеющему опыта сварщику очень трудно.

Тем не менее, научившись разжигать дугу и вести электрода, с данным вопросом разобраться все-таки придется, ведь в процессе сварки нужно не просто различать, где металл, а где шлак, но и уметь выгнать его из сварочной ванны. В данной статье сайта про сварку mmasvarka.ru будет рассказано о том, как отличить шлак от металла, и выгнать его во время сварки.

Из-за чего появляется шлак на металле

Наверняка вы не раз замечали, что прямо над сварочным швом и по его краям, сразу после сварки, образуется темная сильнопористая корка, которая легко отлетает от металла при ударе молотком. Это и есть тот самый пресловутый шлак — не что иное, как продукт сгоревшей электродной обмазки и окислившегося металла.

Ни в коем случае не стоит думать, что шлак это зло. Конечно же, нет, ведь главной его задачей, является перекрыть доступ кислорода к сварочной ванне, и защитить тем самым металл от окисления. Однако, если шлак попадёт непосредственно в сам сварочный шов, то, быть беде. При попадании в сварочную ванну, шлак серьезно ослабляет прочность сварного соединения и может стать причиной его разрушения в дальнейшем.

Как отличить шлак от металла при сварке

Чтобы отличить шлак от раскалённого металла в процессе сварки, достаточно запомнить следующее:

  • Шлак имеет более темный цвет, чем нагретый металл;
  • Текучесть металла намного выше шлака;
  • Шлак и металл имеют разную плотность;
  • Шлак остывает намного медленнее, чем металл;
  • Шлак легче металла.

О чем это все говорит? На самом деле, все очень просто, и в процессе сварки отличить шлак от металла, совсем несложно.

Достаточно лишь приглядеться к самому процессу, и станет понятно, что шлак зачастую стремится сбежать в сварочную ванну, он темного цвета и легко сдувается, если изменить угол движения электродом. Следует помнить всегда о том, что шлак не должен попасть в сварочную ванну, и это самое главное правило при сварке металлов.

Как выгнать шлак во время сварки

Чтобы полностью выгнать шлак при сварке, достаточно выдерживать большой наклон электрода. Кстати, так легче будет распознать этот самый шлак от металла. При этом важно заметить, что большой наклон электрода способен сдуть не только шлак, но и раскалённый металл, поэтому здесь важно найти «золотую середину».

Для начинающих сварщиков, которые еще не умеют отличать шлак от металла, держать электрод во время сварки нужно вертикально. Делая небольшие колебательные движения электродом поперёк шва, нужно добиться, тем самым, перекрывания кромки фасок. Также можно попробовать варить углом назад, таким образом, отличить шлак от металла будет намного проще.

Ну и последнее, при сварке электродами с основным покрытием, распознать шлак намного проще. Выгнать его получится как самим электродом (изменив его наклон), так и повышением силы тока или же короткой дугой. Не бойтесь экспериментировать, и у вас, наверняка, все получится!

Сварочный шлак как предпосылка возникновения шлаковых включений

Главный побочный эффект от дуговой сварки – это сварочный шлак. Он представляет собой побочный материал неметаллического происхождения, который состоит либо из расплавленного электронного покрытия плавящегося электрода (при ручной дуговой сварке, в том числе при сварке инвертором) либо из расплавленного сварочного флюса (автоматическая сварка под флюсом).

Этот материал является побочным, потому что после непосредственного соединения он подлежит удалению. В случае, когда по каким-то причинам он начинает контактировать с затвердевающей деталью и становится уже частью полученного шва – это является серьезным дефектом. Такой результат называется шлаковыми включениями. Они визуально видны на поверхности изделия. Удалить шлаковые включения, когда они уже полностью находятся в затвердевшей детали можно только путем сверления, чтобы потом сварить его заново.

Главная причина возникновения шлаковых включений – это ситуация, когда небольшой объем металла слишком быстро застывает, в результате чего весь шлак не успевает «выйти» за пределы области сварочной ванны. При наличии этого дефекта эксплуатация соединения по назначению будет невозможна.

Шлаковые включения могут быть макроскопические и микроскопические. Первые появляются в случае плохой зачистки кромок либо вообще её отсутствия. Они представляют собой сферический материал, с удлиненными хвостами. Избежать их появление можно путем тщательного очищения кромок соединяемых деталей. Микроскопические включения могут возникнуть в процессе возникновения химических реакций в процессе сварки, когда металл кристаллизуется.

Читать еще:  Сварочный инвертор и полуавтомат два в одном

Полное устранение такого производственного брака невозможно, при незначительных шлаковых включениях соединение может быть признано качественным. Существуют определенные условия и признаки, при которых устанавливается допустимое значение наличия такого вида брака на изделии. Такие допустимости устанавливаются в зависимости от количества, расположения и размера дефектного шва; от процентного соотношения площади всего брака к площади наплавленного металла на изделии; от удельного веса наплавленного металла.

Причины, по которым дефект необходимо удалять после работы

  1. При удалении шлака изделие визуальным выглядит лучше.
  2. Когда производится много слоёв.
  3. Часто изделие необходимо покрывать сверху, например, краской.
  4. Чтобы проверить насколько качественно выполнен шов.

Основные причины появления шлаковых включений.

  1. Быстрое застывание металла небольших объемов, в результате чего шлак не успевает выйти за границы сварочной ванны.
  2. Применение электродов и флюса большого удельного веса и/или из тугоплавких материалов.
  3. Малые показатели раскисления металла. Раскисление подразумевает процесс исключения из уже мягкого металла молекул кислорода. Кислород для него является вредной составляющей, которая ухудшает качество.
  4. Высокие показатели силы поверхностного натяжения шлака. При этом, он не всплывает на поверхность.
  5. Плохо зачищены кромки деталей или валики шва.
  6. Низкое качество электрода, а точнее его покрытия, плавление которого осуществляется неравномерно, его частицы попадают в сварочную ванну.
  7. Не соблюдение правил и техники и режимов соединения деталей (выбор неподходящей скорости, угла наклона электрода), изменение длины дуги без причины.
  8. Непрофессионализм сварщика. Если вам нужно качественное изделие, лучше привлечь к этому нелегкому делу специалиста в этой области. Если вы хотите сделать все сами, то прежде чем браться за ответственную сложную работу, нужно наработать практику с несложными соединениями.

Так выглядит сварочный шлак после удаления со шва

Профессиональные сварщики умеют сразу же отличить шлак от металла при сварке и «выгонять» его в процессе работы, однако, у каждого свои советы, как это сделать. Некоторые утверждают, что лучше использовать новые электроды, в которых покрытие более темное, а металл красного оттенка (это не касается рутиловых электродов), другие говорят, что металл более жидкий, а шлак вязкий. На его вязкость влияет температура.

Чтобы шлак не закрывал сварочную ванну, необходимо регулировать положение электрода. Положение должно быть таким, чтобы направление газа от испарения покрытия электрода выдувало данный дефект на поверхность шва. Сварщику ни в коем случае нельзя оставлять его в сварочной ванне. Сварочный шлак должен оперативно поддаться процессу кристаллизации и без особых усилий удаляться.

Попадание шлака в готовое соединение бывает неизбежно, такой дефект если не невозможно устранить, то зачастую очень сложно. Именно поэтому существуют допустимые нормы наличия «лишних» включений в уже сваренном изделии. Например, в межгосударственном стандарте касательно строительных стальных конструкций (введен в действие в 2001 году). В приложении к этому документу предусмотрены требования к качеству сварных соединений, допустимые дефекты. Требования в части шлаковых включений указаны в таблице ниже.

Длинные дефекты He допускаются
Короткие дефекты:
h ≤ 0,2 S h ≤ 0,25 S h ≤ 0,3 S
угловой шов

h ≤ 0,2 K h ≤ 0,25 K h ≤ 0,3 K
Максимальный размер включения 2 мм 3 мм 4 мм

Таким образом, чтобы обеспечить правильное появление шлака на поверхности сварочного шва, необходимо знать, как его отличить от металла. В случае, если заметно, что шлак остается в сварочной ванне и не выходит наверх, нужно изменить угол наклона электрода. Перед процессом соединения необходимо позаботиться о надлежащем состоянии кромок, а также о правильном выборе режимов и параметров. Электроды нужно выбирать высокого качества, тогда и сварной шов будет качественный. Если соблюсти все условия, тогда шлак будет не вязкий, низкого удельного веса, с малым поверхностным натяжением. Только в этом случае, шлаковые соединения будут взаимодействовать с деталью, увеличивая его показатели раскисления, удаляя кислород. И только тогда сварочный шлак будет легко выходить на поверхность шва. Здесь не обойтись без профессионализма сварщика, выполняющего работу. Он должен уметь отличить шлак от металла при сварке, знать, почему вообще он появляется. Только опытный специалист сумеет сделать качественное и прочное соединение.

Сварочный шлак

Содержание:

Соединение металлических деталей в цельные конструкции часто осуществляется с помощью дуговой сварки. Это довольно эффективная и простая технология сваривания, но основным побочным эффектом ее является сварочный шлак.

Что такое шлаковые включения

Сварочный шлак – это побочный стеклообразный материал, образующийся из расплавленного покрытия электрода или сварочного флюса. Наличие шлаковых включений считается весьма серьезным дефектом, который способен понизить качество сварного соединения и всей конструкции.

Все возникающие в процессе сварке на металлической поверхности шлаковые включения разделяют на два вида:

  • макроскопические. Образуются при недостаточной зачистке свариваемых кромок или же при их отсутствии;
  • микроскопические. Как правило возникают вследствие возникающих при сваривании и кристаллизации металла химических реакций.

Негативное воздействие на механические характеристики металлического изделия оказывают обе разновидности включений.

Причины, по которым шлаковые включения образуются

Довольно часто только осваивающие сварочные технологии специалисты задаются вопросом почему много шлака при сварке образуется на соединительных стыках. Появление таких включений обусловлено разными факторами:

  • металл быстрее обычного остывает и шлак попросту не успевает выйти за пределы сварочной ванны;
  • низкое качество электродов, используемых при сварке. При этом неравномерно происходит плавление и в сварочную ванну попадают частички электрода;
  • при низких значениях раскисления металла образуется много шлака при сварке. Это процесс, при котором из уже мягкого металла устраняются молекул кислорода. Они ухудшают механические свойства металла и разрушают его структуру;
  • некачественная подготовка и зачистка от грязи, ржавчины и масел свариваемых кромок;
  • высокие значения поверхностного натяжения шлака препятствуют всплытию его на поверхность;
  • применение флюса или электродов из тугоплавких металлов и с большим удельным весом;
  • не соблюдении режимов и технологии сварки, например, неправильно подобранный угол наклона или же неподходящая скорость перемещение электрода.

Чтобы осуществлялась сварка без шлака или же с минимальным его количеством, желательно обратиться за помощью к опытным сварщикам. Если вы хотите самостоятельно сваривать, то следует научиться сваривать самые простые элементы и только потом приступать к более сложным.

Как шлак отличить от металла

С разными проблемами и вопросами при создании металлоизделий посредством сваривания сталкиваются сварщики, особенно новички. Например, многие затрудняются как отличить шлак от металла при сварке.

В действительности отличить металл и шлаковые включения несложно. Для этого следует обратить внимание на следующие факторы:

  • цвет. Под воздействием высокой температуры металл при сваривании расплавляется, приобретая при этом красноватый оттенок. При остывании цвет покрасневшего металла темнеет. Совершенно иначе ведет себя шлак. Он непосредственно в процессе сваривания имеет темный цвет, а при остывании становится светлее;
  • скорость остывания. Металл в отличии от шлака застывает намного быстрее;
  • структура остывшего металлического сплава более плотная, а шлаковые включения являют собой рыхлую корочку;
  • текучесть. Металл при расплавлении более жидкий, что способствует большей его подвижности. В процессе сваривания несложно увидеть, как он закипает. Шлак более тягучий и хуже прогревается.

Отличить шлак от металла при сварке можно непосредственно в момент, когда он появляется в сварочной ванне. Если проследить как расплавляется металл, то можно увидеть возникновение яркого света под кончиком электрода, а за его очертаниями видны четкие контуры стыкового соединения и самой сварочной ванны. Металл определяется по светлому оттенку, шлак – по темному.

Почему шлак нужно удалять

Шлаковые включения в основном состоят из оксидов за счет пористой структуры существенно понижают прочностные свойства металла. При эксплуатации сварной конструкции оксиды из шлака способны вступать с железом в химическую реакцию, что приводит к ее разрушению. Поэтому сразу после остывания, когда шлак становится черным его необходимо удалять.

На начальном этапе сварки образовавшийся над ванной шлак с окислами защищает металл от быстрого охлаждения. Поскольку намного медленнее понижается температура металла, при удалении шлака после сварки швы получаются более ровными и однородными.

Есть и другие причины, по которым рекомендовано удалять после сваривания деталей образовавшийся на стыках шлак:

  • намного легче проверить качество сварного соединения, когда на нем отсутствуют шлаковые включения;
  • нередко на готовые изделия наносят лакокрасочные покрытия, а наличие шлаковых вкраплений существенно ухудшает внешний вид конструкций;
  • при необходимости выполнить шок в несколько слоев сперва необходимо удалить шлак и только после этого создавать следующий слой.

Обратите внимание! Если не удалить сварочный шлак, применение готового изделия может быть невозможным из-за присутствующих дефектов в виде волчков и неметаллических включений. Особенно важно это для конструкций, которые при эксплуатации будут подвергаться высоким внешним нагрузкам.

Как минимизировать шлаковые включения при сваривании металлов

Многих начинающих мастеров беспокоят вопросы «почему много шлака при сварке инвертором». Как правило такие проблемы наблюдаются при сварке, когда элементы находятся в нижнем положении. В случаях, когда деталь расположена под уклоном, то шлак стекает намного быстрее чем жидкая металлическая смесь из сварочной ванны. В связи с тем, что шлак не успел выйти наружу, он остается в сварочном шве.

Также шлаковые образования появляются при чрезмерно больших зазорах или при недостаточном токе в отношении к толщине металла. Намного реже проблемы со шлаком возникают при создании вертикальных швов, при этом шов остается сверху, а шлак стекает вниз.

Некоторые профессиональные сварщики советуют ставить заготовку под уклоном и варить сверху вниз, другие предлагают использовать для сварки электроды без шлака с темным покрытием.

Чтобы внутрь сварочной ванны не попадали частички шлаков, следует координировать направление электрода. Располагать его нужно таким образом, чтобы при испарении электродного покрытия поток газа такой дефект «выдувало» на внешнюю поверхность соединительного стыка. Оставлять шлак в сварочной ванне нельзя. Он быстро должен кристаллизироваться, что позволит удалить его без особых усилий.

Как избавиться от шлака

Чтобы при сваривании избавиться от шлака, можно попытаться увеличить дугу. Это предотвратит затекание шлаковых образований под сварочную ванну.

Изменением полярности тока при сварке инвертором и движением от минуса к плюсу электродом можно предотвратить накопление шлака в шве. Нельзя на одном месте слишком долго задерживаться, перемещать дугу необходимо быстро и равномерно.

Если габариты изделия позволяют, можно попытаться обратно «загнать» шлак, меняя угол наклона детали. Меньше шлака дает инверторная сварка на обратных токах. Такой аппарат лучше всего использовать начинающим сварщикам, поскольку они предотвращают залипание электрода и в разы упрощают сварочный процесс.

Интересное видео

Как отличить шлак от металла и как его выгонять при сварке

#1 varvaran

#2 BelaZZ

#3 blazen79

Посмотрите на стоп кадрах.

#4 Helper

#5 svarnjuk

Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #6 Лепило

    #7 АВН

    #8 Elektro_D

    #9 varvaran

    Лучше всего будет видно металл (на рутиловых электродах ано21 мр3) на вертикале.

    #10 АВН

    #11 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Я варю уони 1355 д 5 ржавый, грязный металл на работе( жд рельсы). 2 месяца теории на курсах сварщика.Теперь практика,а варить ничерта не умею!

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #12 schkaliki

  • Участник
  • Cообщений: 978
  • #13 varvaran

    Стекло в мкске чистое ? Если да, то внимательно смотрите на место под электродом. Обычно сварочная ванна хорошо видна при сварке электродами уони. Она напоминает по цвету золотую лужицу, над которой постоянно летают языки пламени дуги, отгоняющие шлак. Эта лужица хорошо блестит, присмотритесь.

    #14 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #15 varvaran

    Металл разбрасывает по краям или от недостаточной силы тока, или от не правильного положения электрода, относительно изделий.
    Тут только один совет -> не бойтесь эксперементировать с силой тока, ведением и положением электрода. На практике заведите правило: 5-10 швов эксперементальных, каждый раз что-то новое (сила тока, угол наклона, колебательные движения). Так будет проще понять где ваш метод.

    #16 АВН

    #17 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Когда варишь угол нужно ли делать колебательные движения?

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #18 varvaran

    Если я правильно понял, речь идёт про нижнее угловое положение (оно же тавровое) и без зазора, то колебательные движения не нужны Ва пока. Рутиловые электроды (мр3, ано21 и т.д.) лучше прижимать в угол и не наплавлять много, но и не растягивать сварочную ванну. Т.е. Пусть электрод продвигается по мере плавления сам, Вам нужно только следить за углом наклона электрода и его лёгким прижимом в угол.
    Если толщина металла позволяет, то побольше ампер, но без фанатизма (обычно чуть больше указанного максимума на пачке). Наклоняйте эбектро ближе к нижней пластине, чтоб дуга горела (была направлена) больше на вертикальную пластину. Так вы более равномерно распределите металл будущего шва. Дуга сама будет отжимать шлак (____/) и при короткой дуге (кончик электрода прижат к обеим пластинам) подрезов и зашлаковывания не будет.
    Если всё пойдёт нормально, то дальше можно пробовать растягивать сварочную ванну, т.е. перемещать электрод чуть быстрее, чем если бы он сам перемещался при плавлении. Это пригодится при сваривании тонкого металла на чуть меньшем токе.
    Примерные углы наклона: между электродом и нижней пластиной 30-35 градусов (от электродов зависит, бывает почти горизонтально). И по направлению к будущему шву не заламывайте, угол потупее, а то как раз пойдут подрезы и не сплавления + увеличится разбрызгивание, 60-70 градусов.
    П.с. Всё это конечно очень примерно и трудно объяснить, когда у Вас получится – сами поймёте. Удачи)

    #19 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #20 СварщикРучник

    Не хочу еще раз на операцию! А придется(((

  • Участник
  • Cообщений: 501
    • Город: Иркутск
    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector