Зачистка сварных швов

Статья обновлена и дополнена: 11 Августа, 2021

В основе сварочного процесса лежит формирование неразъёмного соединения между деталями путём их нагрева. После образования расплавленной сварочной ванны происходят структурные изменения в материале. За счёт внешней энергии атомы занимают новое устойчивое положение в кристаллической решетке.

Проведение процедуры сварки сопровождается формированием сварного шва. Если технология была выдержана неверно, то данное место будет прослаблено в конструкции. Качественная зачистка швов после сварки позволяет устранить возможные негативные последствия.

Зачистка швов относится к обязательной процедуре после окончания сварки. Цели процедуры таковы:

• Из расплавленного металла в шов попадают кусочки шлака, которые ослабляют его. Зачистка сварных участков даёт возможность избавиться от их присутствия.
• Не всегда при сварке поверхность заготовок нагревается равномерно. В результате после окончания процесса в структуре металла появляются остаточные напряжения. Под действием нагрузок это может дать толчок к разрушению конструкции. Специальная обработка швов после сварки позволяет нормализовать внутреннюю структуру металла.

Зачистка сварных швов даёт возможность усилить ослабленные места в изделии, а также повысить сопротивляемость металла к агрессивному влиянию внешней среды.

Чтобы понять, нужно ли защищать сварные швы, следует обратить внимание на коррозию соединений, которая покрывает металл за короткий период времени. Для правильного выполнения работы специально разработаны нормативные стандарты. Зачистка любых сварных соединений регламентируется ГОСТом.

Иногда возникает вопрос, чем обработать нержавейку после сварки. Данный материал по своей структуре обладает повышенной твёрдостью. Провести зачистку швов после окончания сварочного процесса можно следующими способами:

• механический;
• химический;
• термический;
• электрохимический;

Зачистка сварочных соединений механическим путём после окончания процедуры может проводиться с помощью жёсткой металлической щётки или шлифовальной машинки. Делается это с целью устранения ряда возникающих дефектов.

Работа механическим способом проводится в 3 этапа:

1. Очищается территория вокруг проложенного шва;
2. Идёт предварительная зачистка шва абразивом с крупными зернами;
3. Проводится окончательная шлифовка сварного шва с установкой мелкозернистой насадки.

Оптимальным вариантом является применение инструмента для зачистки сварных швов. К такому оборудованию относится болгарка. Используя этот прибор, появляется возможность качественно зачистить сварной шов заподлицо. Для совершения работы нужно подобрать требуемые шлифовальные круги. Они должны отвечать следующим характеристикам:

• Материалом изготовления должен быть цирконат алюминия. Подобная насадка отличается повышенной прочностью. Зачищенные швы будут смотреться намного аккуратнее.
• С учётом типа работы подбирается определённая зернистость абразива. Тонкая обработка сварных швов осуществляется насадками исключительно с мелкими зёрнами. Чтобы снять окалину, требуются крупнозернистые круги.

Зачистка сварных швов болгаркой может осуществляться лепестковыми насадками. Они выпускаются на бумажной, а также тканевой основе. Последний вариант является более надёжным. Он может выдержать большие нагрузки и прослужить продолжительное время.

Обработка швов после сварки носит особенный характер. Учитывая декоративность материала, сварочный участок доводится до блеска. Поверхность должна получиться цельной и ровной, чтобы лучше противостоять влиянию внешней среды. После предварительной грубой обработки процесс шлифовки нержавейки имеет следующие этапы:

1. Обработка сварочного шва нержавейки ведётся машинкой, на которую установлен диск с вулканитом. Такой материал позволяет придать шву вогнутую форму, мягко воздействия на сталь.
2. На полученный профиль шва наносится раствор с алмазными составляющими. Здесь может быть использована паста ГОИ.
3. Теперь полировка шва нержавейки ведётся с установленным на аппарат войлочным кругом. Поверхность получается зеркальная без матовых пятен.

Некоторую сложность вызывает обработка металла в угловых стыках и разных труднодоступных местах. Данная проблема касается в первую очередь нержавеющих сталей, где особое внимание обращается на внешний вид изделий.

Обработка углового шва в нержавеющей стали проводится с помощью болгарки. При этом основное внимание уделяется видам существующих насадок. Здесь лучше использовать круги, которые имеют диаметр 150 мм.

Для шлифования нержавейки болгаркой приобретаются насадки 2 видов:

• Круг для грубой очистки EA7 d150;
• Доводочный круг EA5 d150.

В конечном итоге место сварочного шва должно быть доведено до осветления.

Для зачистки сварочных швов в угловых и труднодоступных соединениях можно также использовать круги ЕА5 и ЕА7. Отличительной их особенностью является то, что они обладают мягкостью и эластичностью. Во время обработки сварочных швов нержавеющей стали данные насадки могут прогибаться, что исключает возможность их разрушения.

Для получения сварочного шва высокого качества перед его механической очисткой лучше провести химическую обработку соединения. Это может осуществляться двумя способами, суть которых состоит в следующем:

• Травление.
  Обработка сварного стыка ведётся с помощью нанесения на его поверхность химических соединений, основным компонентом которых являются серная и соляная кислоты. Они выглядят как паста или гель. Таким образом, после окончания сварки удаляются все оксидные наросты и цвета побежалости. Из-за большого количества скопления окислов сталь может начать ржаветь. Если деталь имеет сложную фигурную конфигурацию, то для её травления подготавливается специальная ёмкость с кислотой для обработки швов нержавейки. Опущенная туда сваренная заготовка выдерживается определённое количество времени. Период нахождения детали в растворе рассчитывается в зависимости от его концентрации и параметров шва.
  Примеры средств для травления:
  Травильный гель/спрей SteelGuard InoxClean Spray
  Средство для травления методом погружения SteelGuard InoxClean
  


• Пассивация.
  Данная операция происходит вслед за окончанием травления. Её целью является восстановление легирующего слоя, который был утрачен после сварки. Чаще всего такой обработке подвергается нержавейка. С этой целью на участок металла наносится защитное покрытие. Им может выступать ASTM B117. Данный раствор препятствует формированию коррозии. Причина состоит в оксидантах. Они при взаимодействии с металлом образуют на его поверхности защитную плёнку. После окончания процесса все реагенты удаляются с помощью воды. Утилизируется отработка щелочью, которая нейтрализует кислоту.
  Примеры средств для пассивации:
  Пассиватор для нержавеющей стали SteelGuard InoxPass Spray
  Средство для восстановления пассивного слоя нержавеющей стали SteelGuard InoxPass
  

Химический способ очень удобен при зачистке угловых сварных швов.

При сварке изделий из тонкого металла зачистка сварочных швов ведётся с применением термообработки. Связано это с тем, что тонкие детали чаще деформируются под воздействием внутренних напряжений.

Из-за их малой толщины происходит быстрый нагрев металла, расположенного вблизи источника тепла. При этом отдалённые участки материала остаются холодными. Такой перепад температур приводит к видоизменениям в кристаллической решётке. Термообработка сварочных швов восстанавливает внутреннюю структуру металла и возвращает ему прежние свойства.

Используемое оборудование для работы методом температурного нагрева бывает следующих видов:

• Индукционное. Это генератор большой частоты и мощности, работающий на переменном токе. В качестве нагревательного элемента используется катушка индуктивности.
• Радиационное. Нагрев ведётся инфракрасным излучением. Образуется оно после нагревания нихромовой проволоки в результате подачи на неё большой силы электрического тока.
• Газовое. Прогрев сварочного шва ведётся в пламени газовой горелки.

Принцип термической обработки сварных соединений заключается в высоком нагреве шва. Диапазон температур может составлять 600-1000 °С. В результате происходит выравнивание структуры шва и прилежащего к нему металла.

Процедура состоит из следующих этапов:

1. Сначала нагревается участок детали рядом со швом.
2. В течение определённого периода времени изделие выдерживается в нагретом состоянии.
3. Конструкция охлаждается.

Данная процедура позволяет восстановить в материале прежнюю прочность и пластичность, сняв внутренние напряжения.

Рассмотрим виды термической обработки сварных швов:

Каждый из этих способов выбирается на основе физико-химических характеристик стали.

Данный метод чаще всего используется для обработки швов нержавейки после сварки. Работа осуществляется с использованием специально подготовленного оборудования. Внимания заслуживает аппарат для зачистки сварных швов SteelGuard 425.

Электрохимическая зачистка сварных швов происходит следующим образом: в небольшой ёмкости подготавливается электролит, и после подачи на оборудование напряжения щётка полностью окунается в электролит и растирает его по сварочному шву.

Во время проведения процедуры электролит воздействует на шов и рядом расположенную поверхность. Кроме удаления цветов побежалости на шве формируется слой, который обеспечивает материалу антикоррозионные свойства – происходит процесс пассивации. При этом поверхность нержавеющей стали сохраняет свой прежний цвет. Обработка проводится с большой скоростью.

После окончания сварочных работ необходимо получить шов, отвечающий структуре основного материала и требованиям ГОСТа. Сделать это можно только на основании его правильной зачистки. В этом случае конструкция будет полноценно работать в предназначенной ей сфере.