Зварювальний шлак – неметалічні відходи флюсу або електродів, що залишаються під час дугового зварювання. Якщо своєчасно не витягти сторонні включення зі зварювальної ванни, вони стають її частиною.
Такі сполуки називають шлаковими включеннями.
Причини освіти
Під час зварювання електрод або флюс (залежно від обладнання) нагріваються. Розплавлений метал заповнює зазор між деталями і після остигання утворює шов.
Покриття дроту походження також піддається впливу температур і «стікає» у зварювальну ванну. За дотримання всіх технологічних процесів побічний продукт має вийти межі шва.
У цьому випадку його легко видалити після завершення основних робіт. Однак бувають випадки, коли шлакові включення залишаються у ванночці. Тому є кілька можливих причин:
- швидке остигання металу, при якому шлаку не вистачає часу для виходу;
- зварювальний дріт виготовлений з матеріалу з великими показниками температури плавлення та питомої ваги;
- недостатнє розкислення металу – вилучення з розм’якшеного сплаву кисню, що негативно впливає якість зварного шва;
- шлак має підвищений поверхневий натяг, який його обтяжує і занурює в зварену ванну;
- покриття електрода виконано з низькоякісного матеріалу з нерівномірним плавленням, в результаті якого не всі частинки встигають стекти за межі шва;
- попередня обробка кромок проведена недостатньо ретельно;
- порушення технологічних процесів – неправильно підібраний кут нахилу електрода, занижені чи підвищені показники швидкості подачі дроту, спонтанне збільшення/зменшення величини дуги;
- недолік досвіду у зварювальника – робота з дуговим зварюванням вимагає певних навичок і знань, без яких припускаються помилок.
Залежно від причини виникнення шлакові включення поділяються на 2 типи.
- Мікроскопічні. Виникають у результаті раптових хімічних реакцій у сфері зварювання.
- Макроскопічні. Є наслідок неякісної зачистки кромок.
Шкода шлакових включень
Утворення шлакових включень найчастіше видно неозброєним оком. Крім естетичного шлюбу існують інші причини позбутися цього дефекту.
- Якщо потрібно створити кілька шарів зварювання, шлакові частинки заважатимуть роботі.
- При подальшому лакуванні або фарбуванні виробу буде погане з’єднання лакофарбового покриття з виробом.
- Шлаковий шар не дозволяє достатньо оцінити якість проварки.
- Велика кількість сторонніх включень унеможливлює подальшу експлуатацію виробів.
Як позбутися шлакових включень
Чим більший досвід у зварювальника, тим швидше і легше він може визначити розташування сторонніх домішок у тілі шва. Методи при цьому у кожного свої, як і способи усунення (або навіть запобігання освіті) дефектів.
Якщо використовувати електроди з темним покриттям, воно візуально виділятиметься на тлі розплавленого металу, який найчастіше відливає червоним. Однак цей спосіб не діє у разі застосування дроту на основі рутила.
Ще один спосіб візуального визначення шлакових включень – звернути увагу на ступінь в’язкості матеріалу. Чисті металеві сплави, як правило, рідкіші, ніж відходи покриття електродів.
Щоб шлакові відходи оперативно виходили за межі зварювальної ванни, необхідно правильно тримати електрод. Кут нахилу повинен таким, щоб спрямований на шов газ видував всі сторонні домішки на поверхню ванни.
Якщо все зроблено правильно, частинки відходів швидко кристалізуються і легко усуваються під час очищення.
При візуальному виявленні слідів шлаку в звареній ванночці необхідно оперативно змінити напрямок електрода. Зробити це до того, як частинки металу почнуть тверднути. А якщо ні, то з’єднання буде визначено як шлюб.
Існують способи запобігти утворенню великих скупчень сторонніх частинок. Найголовніше, на думку досвідчених майстрів, використовувати якісні матеріали, особливо електроди.
Вони дозволять не лише зменшити кількість сторонніх вкраплень у зварювальній ванночці, але й загалом покращити якість з’єднання. Також рекомендується приділити належну увагу зачистці кромок на підготовчому етапі робіт.
Всі ці деталі створюють оптимальні показники поверхневого натягу, в’язкості та питомої ваги шлаку. При плавці металу буде дотримано необхідного рівня розкислення і шлак легко витягти з тіла ванни.
Важливу роль для якісного зварювання відіграє професіоналізм та досвідченість зварювальника.
Допустимий рівень шлаку в зварювальному шві
Навіть у професійних майстрів у зварювальній ванночці залишається невеликий відсоток шлакових включень. У ряді випадків шов можуть схвалити, проте для цього необхідно дотриматися ряду допусків:
- настрій;
- густина сторонніх речовин;
- розмір дефекту;
- співвідношення сумарної площі шлакових включень до зварної площі з’єднання;
- питома вага наплавленого металу.
Так як повністю виключити наявність шлакових включень неможливо, свого часу було прийнято низку нормативних документів, що визначають допустимий рівень дефекту зварного шва.
Наприклад, у 2001 році було введено в дію ГОСТ 23118 «Конструкції сталеві будівельні», який, серед іншого, регулює якість зварних з’єднань.
В одному з додатків міждержавного стандарту наведено таблицю з допустимими показниками включень. Для наочності наводимо її нижче.
| Характеристика дефекту | Допустимі параметри | ||
| високий | середній | низький | |
| Довгі дефекти | Не допускаються | ||
| Короткі дефекти:
стиковий шов кутовий шов Максимальний розмір освіти |
|||
| ч≤ 0,2С | ч≤ 0,25С | ч≤ 0,3С | |
| ч≤ 0,2 К | ч≤ 0,25 К | ч≤ 0,3 К | |
| 2 мм | 3 мм | 4 мм | |
У разі дотримання всіх допусків виріб допускається до експлуатації. В іншому випадку необхідно просвердлити шлакові включення, а потім заварити отриманий отвір.