Vady svarů: jak poznat příčinu a jak je odstranit

Kvalitní svar není pouze otázkou vzhledu. Vady svarů mohou negativně ovlivnit pevnost, těsnost, životnost i bezpečnost svařovaného spoje. Některé vady jsou viditelné na první pohled, jiné se mohou skrývat uvnitř svaru a odhalí je až vhodná kontrola.

Příčinou vad při svařování může být nesprávně nastavený svařovací proud, nevhodná délka oblouku, příliš vysoká nebo nízká rychlost svařování, špatně připravený materiál, nevhodná elektroda nebo nesprávná technika svařování.

V tomto článku se podíváme na nejčastější vady svarů, jejich příčiny, důsledky a možnosti odstranění. Ukážeme si také, jak vadám předcházet a kdy je vhodné vadný svar opravit.

Co jsou vady svarů?

Vadou svaru se rozumí odchylka od požadovaného tvaru, rozměru nebo vlastností svarového spoje. Vady mohou vzniknout během přípravy materiálu, při samotném svařování i při následném chladnutí svaru.

Ne každá drobná nedokonalost automaticky znamená, že je svar nepoužitelný. Záleží na druhu, velikosti, četnosti a umístění vady a také na požadavcích, které jsou na konkrétní svar kladeny.

U běžných oprav může být některá drobná povrchová vada pouze estetickým problémem. U namáhaných nebo bezpečnostně důležitých spojů však mohou i některé vnitřní vady výrazně ovlivnit pevnost a životnost konstrukce.

Nejčastější vady 

Mezi nejčastější vady při svařování patří:

• pórovitost,

• trhliny,

• podřezání,

• neprůvar a nedostatečný průvar,

• neprovařený kořen,

• vměstky,

• nadměrný rozstřik,

• propálení.

Každá z těchto vad má jiné příčiny a vyžaduje jiný způsob opravy.

Pórovitost

Póry jsou dutiny nebo bubliny ve svarovém kovu, které vznikají zachycením plynů ve svarové lázni. Mohou být jednotlivé nebo se mohou ve svaru vyskytovat ve větším množství.

Možné příčiny pórovitosti

• znečištěný nebo mastný materiál,

• vlhkost na svařovaném povrchu,

• vlhké elektrody,

• příliš dlouhý oblouk,

• nedostatečná ochrana svarové lázně,

• nevhodně nastavené svařovací parametry.

Jak pórovitost odstranit?

Před svařováním je důležité materiál důkladně očistit a odstranit olej, mastnotu, rez, barvu a další nečistoty. U obalených elektrod je zároveň důležité správné skladování a případné vysušení podle doporučení výrobce.

Pokud není možné základní materiál dokonale očistit nebo svařujete materiál se znečištěním, může být vhodnou volbou CHEM-WELD 7100. Tato rutilo-bazická elektroda je určená mimo jiné pro svařování ocelí a ocelolitiny při výskytu rzi, oleje, mastnoty, pozinku nebo jiného znečištění. Podle výrobce je vhodná také pro údržbu a opravy stavebních strojů.

CHEM-WELD 7100 – elektroda na ocel, rez, olej a pozink

Trhliny

Trhliny patří mezi nejzávažnější vady svarů. Mohou vzniknout přímo ve svarovém kovu nebo v tepelně ovlivněné oblasti základního materiálu.

Možné příčiny trhlin

• vysoké vnitřní pnutí,

• nevhodně zvolený přídavný materiál,

• příliš rychlé ochlazování,

• nevhodná příprava svarového spoje,

• nesprávný technologický postup,

• nevhodný tepelný režim.

Trhliny není vhodné pouze překrýt další vrstvou svarového kovu. Pokud se trhlina nachází ve svaru nebo v jeho okolí, je nejprve nutné odstranit vadný materiál a následně provést opravu správným postupem.

Jak odstranit trhlinu ve svaru?

Vadné místo lze podle konkrétní situace vybrousit nebo vydrážkovat. U rozsáhlejších vad je důležité odstranit celý rozsah trhliny, aby v materiálu nezůstalo její pokračování.

Pro odstranění vadného svaru a otevření trhliny před následnou opravou lze využít vhodnou drážkovací elektrodu, například CHEM-WELD 5000. Po odstranění vadného materiálu je nutné místo připravit a následně znovu svařit vhodným přídavným materiálem a správným technologickým postupem.

U některých materiálů, například litiny, je nutné věnovat zvláštní pozornost teplotnímu režimu, velikosti jednotlivých svarových úseků a způsobu chladnutí. Při opravách litiny je proto výběr správné elektrody obzvlášť důležitý.

Podřezání

Podřezání vzniká v základním materiálu podél okraje svaru. Na povrchu se projevuje jako žlábek nebo prohlubeň vedle svarové housenky, která nebyla dostatečně vyplněna svarovým kovem.

Podřezání může zmenšovat účinný průřez základního materiálu a zároveň vytvářet místo, kde se může soustředit napětí.

Možné příčiny podřezání

• příliš vysoký svařovací proud,

• příliš rychlé vedení elektrody,

• příliš dlouhý oblouk,

• nesprávný úhel elektrody,

• nevhodná technika vedení svaru.

Jak podřezání odstranit?

Zkontrolujte svařovací proud, délku oblouku a rychlost vedení elektrody. Důležitá je také správná poloha elektrody vůči základnímu materiálu.

Pokud je podřezání výrazné, je nutné posoudit, zda je možné místo pouze lokálně opravit, nebo zda je potřeba vadný úsek odstranit a znovu svařit.

Neprůvar a nedostatečný průvar

Neprůvar vzniká tehdy, když nedojde k požadovanému propojení svarového kovu se základním materiálem nebo mezi jednotlivými částmi svarového spoje.

Nedostatečný průvar zase znamená, že hloubka natavení není dostatečná vzhledem k požadovanému svarovému spoji.

Tyto vady mohou výrazně snížit pevnost svaru, protože skutečné propojení materiálů je menší, než bylo požadováno.

Možné příčiny

• příliš nízký svařovací proud,

• příliš vysoká rychlost svařování,

• nevhodná příprava svarové spáry,

• příliš malá kořenová mezera,

• nevhodný průměr elektrody,

• nesprávný úhel elektrody,

• nesprávná polarita,

• nedostatečný tepelný příkon.

Správný výběr elektrody a nastavení svařovacích parametrů má na průvar zásadní vliv. CHEM-WELD ve svém návodu doporučuje vybírat elektrodu podle materiálu, jeho tloušťky, požadované pevnosti, svařovací polohy a možností svařovacího zdroje.

Jak vybrat správnou svařovací elektrodu – návod CHEM-WELD

Neprovařený kořen

Neprovařený kořen je specifický případ nedostatečného provaření, kdy není kořen svarového spoje dostatečně nataven a propojen.

Vada může vzniknout například při nesprávné přípravě svarové spáry, nedostatečném tepelném příkonu nebo při nevhodném vedení elektrody.

Možné příčiny

• nedostatečný průvar v kořeni,

• příliš malý svařovací proud,

• příliš rychlé vedení elektrody,

• nevhodná kořenová mezera,

• nesprávný úhel elektrody,

• nevhodná příprava svarové spáry.

U silnějších materiálů může být vhodné použít vícevrstvý svar. Správně provedené vícevrstvé svařování může pomoci zajistit lepší provaření průřezu a zároveň umožňuje kontrolu a odstranění strusky mezi jednotlivými vrstvami.

Vměstky ve svaru

Vměstek je nežádoucí pevná částice, která se dostane do svarového kovu a zůstane v něm uzavřená.

Podle původu můžeme rozlišovat například struskové, oxidické nebo jiné pevné vměstky.

Vměstky mohou zhoršit mechanické vlastnosti svaru a u namáhaných spojů mohou představovat místo koncentrace napětí.

Struskové vměstky

Struskové vměstky jsou typické především pro svařování obalenou elektrodou. Vznikají tehdy, když se struska dostane mezi jednotlivé vrstvy svaru a není před další housenkou správně odstraněna.

Možné příčiny

• nedostatečné odstranění strusky,

• nesprávný úhel elektrody,

• nevhodná technika svařování,

• příliš rychlé vedení elektrody,

• nevhodný tvar svarové housenky,

• špatná příprava svarové spáry.

Jak vadě předcházet?

Po každé vrstvě svaru je nutné strusku důkladně odstranit a před položením další housenky zkontrolovat povrch předchozí vrstvy. U vícevrstvých svarů je právě čištění mezi vrstvami jedním z důležitých kroků.

Oxidický vměstek

Oxidické vměstky vznikají v důsledku reakce kovu s kyslíkem nebo oxidy. Riziko jejich vzniku roste například při nedostatečné ochraně svarové lázně nebo při svařování silně zoxidovaného materiálu.

Možné příčiny

• nedostatečná ochrana svarové lázně,

• silná oxidace povrchu,

• nedostatečné očištění materiálu,

• nevhodné svařovací podmínky.

Jak jim předcházet?

Základem je správná příprava povrchu, vhodná ochrana svarové lázně a správně nastavené parametry svařování.

Nadměrný rozstřik

Rozstřik vzniká při svařování ve formě drobných kapek roztaveného kovu, které dopadají mimo svarovou lázeň.

Určité množství rozstřiku může být u některých svařovacích procesů běžné. Nadměrný rozstřik však může signalizovat nevhodně nastavené parametry nebo nesprávnou techniku svařování.

Možné příčiny

• nevhodně nastavený svařovací proud,

• příliš dlouhý oblouk,

• nesprávná polarita,

• nevhodná elektroda,

• nesprávná technika svařování.

Například nesprávně zvolená polarita může podle CHEM-WELD způsobovat mimo jiné nestabilní oblouk, nadměrný rozstřik, nedostatečný průvar nebo pórovitost.

Jak rozstřik omezit?

Zkontrolujte doporučenou polaritu elektrody, svařovací proud, délku oblouku a techniku vedení elektrody. Vždy vycházejte z parametrů doporučených výrobcem konkrétní elektrody.

Propálení

Propálení vzniká tehdy, když svařovací teplo způsobí úplné protavení základního materiálu a vznikne otvor.

Tento problém se často objevuje při svařování tenkých materiálů nebo při použití příliš vysokého tepelného příkonu.

Možné příčiny

• příliš vysoký svařovací proud,

• příliš pomalé vedení elektrody,

• příliš malá tloušťka materiálu,

• příliš velká kořenová mezera,

• příliš velký průměr elektrody,

• nevhodná příprava svarového spoje.

Jak propálení odstranit?

Je nutné snížit tepelný příkon, upravit rychlost svařování a podle potřeby změnit přípravu svarového spoje. U tenkých materiálů je důležitá také správná volba průměru elektrody a svařovacího proudu.

Nejčastější vady svarů přehledně

Jak předcházet vzniku vad svarů?

Nejlepší způsob odstranění vady je zabránit jejímu vzniku. Před svařováním proto věnujte dostatečnou pozornost přípravě materiálu, volbě elektrody a nastavení svařovacího zařízení.

1. Připravte svařovaný materiál

Svařované plochy by měly být zbaveny rzi, mastnoty, oleje, barvy, okují a dalších nečistot. Podle typu spoje může být nutné také správně připravit svarovou spáru.

Pokud svařujete materiál, který nelze dokonale očistit, může být vhodnou volbou CHEM-WELD 7100, která je určena právě pro svařování oceli a ocelolitiny i při přítomnosti rzi, oleje a dalších nečistot.

2. Zvolte správnou elektrodu

Elektroda musí odpovídat svařovanému materiálu a požadovaným vlastnostem spoje.

Pro běžné opravy a konstrukční ocel lze použít například CHEM-WELD 7000, kontaktní rutilovou elektrodu s velmi snadným zapalováním a vedením.

Pro znečištěné materiály je vhodnější například již zmíněná CHEM-WELD 7100.

Při svařování litiny je nutné zvolit elektrodu určenou přímo pro tento materiál. CHEM-WELD nabízí například elektrody pro opravy litiny včetně typu CHEM-WELD 6100, který je určen pro svařování šedé litiny a spojování litiny s ocelí.

Svařovací elektrody CHEM-WELD – výběr podle materiálu

3. Nastavte správný svařovací proud

Příliš vysoký i příliš nízký proud může negativně ovlivnit kvalitu svaru.

Příliš nízký proud může vést například k nedostatečnému průvaru, zatímco příliš vysoký proud může způsobovat podřezání nebo propálení.

Vždy vycházejte z doporučení výrobce konkrétní elektrody a přizpůsobte nastavení také tloušťce materiálu, poloze svařování a typu spoje. CHEM-WELD uvádí, že konkrétní svařovací parametry je nutné posuzovat pro každou elektrodu zvlášť.

4. Dodržujte správnou techniku svařování

Důležitá je správná délka oblouku, rychlost vedení elektrody a její úhel vůči svařovanému materiálu.

U některých elektrod se doporučuje velmi krátký oblouk. Například CHEM-WELD 7000 je kontaktní elektroda, kterou lze vést přímo po materiálu.

Jak poznat problém podle vzhledu svaru?

Vzhled svaru může mnohé napovědět. Nerovnoměrná svarová housenka, výrazné podřezání, nadměrný rozstřik nebo viditelné póry mohou upozornit na problém už během svařování.

Samotná vizuální kontrola však nemusí odhalit všechny vady.

Některé vady se nacházejí uvnitř svaru a mohou být odhaleny až pomocí vhodné nedestruktivní zkoušky. Podle typu konstrukce a požadované úrovně kontroly může jít například o ultrazvukovou nebo radiografickou kontrolu.

U svarů určených pro namáhané nebo bezpečnostně důležité konstrukce je proto nutné řídit se příslušnými technickými normami a požadavky konkrétní aplikace.

Kdy vadný svar opravit?

Pokud zjistíte vadu, není vhodné ji pouze překrýt další vrstvou svarového kovu. Nejprve je potřeba určit co vadu způsobilo a jaký je její skutečný rozsah.

U povrchových vad může být řešením například vybroušení poškozeného místa a jeho následné převaření.

U trhlin je nutné odstranit celý rozsah poškození. V závislosti na typu materiálu a konkrétní vadě může být vhodné broušení, drážkování nebo jiný způsob odstranění vadného materiálu.

Po odstranění trhliny nebo vadného svaru je nutné místo znovu připravit a provést opravu vhodným přídavným materiálem a správným technologickým postupem.

CHEM-WELD: materiály pro svařování, opravy a údržbu

Správná elektroda a vhodný technologický postup jsou důležitou součástí kvalitního svaru. V nabídce CHEM-WELD najdete svařovací elektrody pro běžné konstrukční oceli, znečištěné materiály, litinu i speciální opravárenské aplikace.

Pro výběr elektrody je vždy důležité zohlednit především materiál, tloušťku svařovaného dílu, požadovanou pevnost spoje, svařovací polohu a možnosti svařovacího zdroje.

Prohlédnout svařovací elektrody CHEM-WELD

Shrnutí

Vady svarů mohou mít mnoho příčin – od špatně připraveného materiálu přes nevhodně zvolenou elektrodu až po nesprávně nastavené svařovací parametry nebo chybnou techniku svařování.

Nejdůležitější proto není pouze samotnou vadu odstranit, ale především zjistit, proč vznikla.

Správná příprava materiálu, vhodně zvolená elektroda, správný svařovací proud, odpovídající délka oblouku a správná technika svařování jsou základem kvalitního svaru.

Pokud se vada objeví, je lepší ji nejprve správně identifikovat a odstranit než ji pouze překrýt další vrstvou svarového kovu. U závažných vad, zejména trhlin a neprůvarů, je nutné posoudit celý rozsah poškození a následnou opravu provést odpovídajícím technologickým postupem.

Kvalitní svar začíná už před zapálením oblouku – správnou přípravou materiálu a volbou vhodného přídavného materiálu.