1、焊接缺陷與檢驗.常見的焊接缺陷及質量檢驗一、常見的焊接缺陷 一裂紋. 二氣孔 三夾渣 四未熔合 未焊透. 五外形缺陷 咬邊 焊瘤 燒穿和下塌 . 錯邊和角變形 焊縫尺寸不合要求 六其它缺陷 電弧擦傷、嚴重飛濺、母材外表撕裂、磨鑿痕、打磨過量等。. (2)區域偏析 (3)層狀偏析 2.偏析的控制措施 (1)細化焊縫晶粒 (2)適當降低焊接速度4.1.2 夾雜的構成及控制 1.夾雜的構成及控制 (1)夾渣； (2)反響構成新相 氧化物；氮化物；硫化物； (3)異種金屬。 . 2.夾雜的危害 1)影響接頭力學性能 大于臨界尺寸的夾雜物使接頭力學性能下降; 2)以硅酸鹽方式存在的氧化物數量的添加,總含

2、氧量添加,使焊縫的強度、塑性、韌性明顯下降； 3)氮化物使焊縫的硬度增高，塑性、韌性急劇下降； 4)FeS是構成熱裂紋及層狀撕裂的重要緣由之一。 3. 夾雜的防止措施 1)合理選用焊接資料,充分脫氧、脫硫; 2)選用適宜的焊接參數，以利熔渣浮出； 3)多層焊時，留意去除前一層焊渣； 4)焊條適當擺動，以利于熔渣的浮出； 5)維護熔池，防止空氣侵入。.4.2 焊縫中的氣孔4.2.1 氣孔的分類及構成機理 1.析出型氣孔 如N2、H2氣孔； 2.反響型氣孔 如CO、H2O氣孔。 FeO + C = CO+ Fe3.2.2 氣孔構成的影響要素 1.氣體的來源 (1)空氣侵入； (2)焊接資料吸潮；

3、(3)工件、焊絲外表的物質； (4)藥皮中高價氧化物或碳氫化合物的分解。. 2.母材對氣孔的敏感性 (1)氣泡的生核 現成外表 (2)氣泡的長大必需滿足 ph po Ph-氣泡內部壓力: Ph = PH2 + PN2 + PCO + PH2O + Po-妨礙氣泡長大的外界壓力: PO = Pa + PM + PS + PC Ph Pa + Pc = 1 + 現成外表存在的氣泡呈橢圓形，增大了曲率半徑，降低了外界的附加壓力PC ，氣泡容易長大。.0 (3)氣泡的上浮 必需滿足 VC (氣泡上浮速度) R熔池結晶速度 COS = 上浮速度 VC = . 3.焊接資料對氣孔的影響 1熔渣氧化性的影響

4、 氧化性強,易出現 CO 氣孔；復原性增大，易出現 H2 氣孔； 2焊條藥皮和焊劑的影響 堿性焊條含有 CaF2 ,焊劑中有一定量的氟石和多量 SiO2 共存時， 有利于消除氫氣孔； 3維護氣體的影響 混合氣體的活性氣體有利于降低氫氣孔； 4焊絲成分的影響 希望構成充分脫氧的條件，以抑制反響性氣體的生成。 4.焊接工藝對氣孔的影響 (1)焊接工藝 工藝正常，那么電弧穩定，維護效果好； (2)電源的種類 直流反接，降低電壓； (3)熔池存在時間 時間添加，那么對反響性氣體排出有利；對析出性氣體，既要思索溶入，又要思索逸出。.4.2.3 氣孔的防止措施 1.消除氣體來源 加強焊接區維護；焊材防潮烘

5、干；適當的外表清理。 2.正確選用焊接資料 適當調整熔渣的氧化性； 焊接有色金屬時，在Ar中參與CO2或O2要適當； CO2焊時，必需用合金鋼焊絲充分脫氧； 有色金屬焊接時，要充分脫氧，如焊純鎳時，用含鋁和鈦的焊絲或焊條；焊純銅時，用硅青銅或磷青銅焊絲。 3.控制焊接工藝條件 焊接時規范要堅持穩定； 盡量采用直流短弧焊，反接； 鋁合金TIG焊時，線能量的選擇要思索氫的溶入和排除； 鋁合金MIG焊時，常采取增大熔池存在時間，以利氣泡逸出。.4.3 焊接裂紋4.3.1 焊接裂紋的種類和特征. 1.焊接熱裂紋 (1)結晶裂紋 (2)高溫液化裂紋 (3)多邊化裂紋. 2.焊接冷裂紋 (1)延遲裂紋 (

6、2)淬硬脆化裂紋 (3)低塑性脆化裂紋. 3.其他裂紋 (1)再熱裂紋 (2)層狀裂紋 . (3)應力腐蝕裂紋.4.3.2 結晶裂紋的構成與控制 1.結晶裂紋的構成機理 熔池結晶三階段： 液固階段；固液階段；完全凝固階段。固液階段脆性溫度區有能夠產生裂紋。以為： 較小時，曲線1 e0 pmin , es0,不會產生裂紋； 較大時，曲線3 e0 pmin，es0，產生結晶裂紋； 按曲線2變化時， e0 pmin，es 0 ，處于臨界形狀。為防止結晶裂紋的產生，應滿足如下條件： CST(臨界應變增長率. 2.結晶裂紋的影響要素 (1)冶金要素 1)結晶溫度區間 (剖面線區間為脆性溫度區間 結晶溫度

7、區間越大，脆性溫度區也 大，裂紋傾向也大。 . 2)低熔共晶的形狀 當液態第二相在固態基體相的晶粒交界處存在時，其分布受外表張力GB 和界面張力LS的平衡關系所支配。 = 2 COS ； COS 2 假設 2 = , = 0 o,易構成液態薄膜； 2 , 0 o,不易構成液態薄膜； 增大低熔共晶物的外表張力，有利于防止結晶裂紋。 3)一次結晶的組織 晶粒粗大，柱狀晶的方向越明顯，越易構成液態薄膜，導致結晶裂紋。 4)合金元素的種類促進結晶裂紋的有：硫、磷、碳和鎳等；抑制結晶裂紋的有：錳、硅、鈦、鋯和稀土等。 (2)應力要素.液態薄膜和應力是引起結晶裂紋的根本條件! .3.結晶裂紋的防止措施 (

8、1)冶金措施 1)嚴厲控制焊材中的硫、磷和碳的含量； 2)改善焊縫的一次結晶組織,細化晶粒(參與Mo、V、Ti、Nb、Zr和稀土等元素；焊接奧氏體不銹鋼時參與Cr、Mo、V等鐵素體構成元素； 3)限制熔合比(尤其是一些易向焊縫轉移某些有害雜質的母材)； 4)利用“愈協作用如鋁合金焊接。 (2)應力控制 1)選擇合理的接頭方式使熔深減小； 2)確定合理的焊接順序 (盡量使焊縫處于較小的剛度下焊接)； 3)確定合理的焊接參數適當添加焊接電流，使冷速下降；預熱等。.4.3.3 延遲裂紋的構成與控制 延遲裂紋又稱“氫致裂紋，常出如今中、高碳鋼及合金構造鋼的焊接接頭中。 1.延遲裂紋的構成機理 延遲裂紋

9、主要決議三大要素： (1)氫的行為及作用 分散氫在延遲裂紋的產生過程中起到至關重要的作用。 1)氫致延遲開裂機理 2)氫的分散行為對致裂部位的影響 氫在奧氏體中的溶解度大，分散速度小； 氫在鐵素體中的溶解度小，分散速度大。. (2)資料淬硬傾向的影響 1)淬火構成淬硬的馬氏體組織 2)淬硬構成更多的晶格缺陷 (3)接頭應力形狀的影響 1)應力的種類 熱應力；組織應力；構造應力。 將上述三種應力的綜協作用統稱為拘謹應力。 2)拘謹度與拘謹應力 拘謹度R定義為： 單位長度焊縫 在根部間隙產生單位長度的彈性位 移所需求的力。 = E . 從上式可以看出：改動拘謹間隔L和板厚h，可以調理拘謹度R的大小

10、。 L， h 時，那么R。 R增大到一定程度就產生裂紋。此值稱為臨界拘謹度Rcr 。 Rcr越大，接頭的抗裂性越強。 Rcr可作為冷裂紋敏感性的判據，即產生了裂紋的條件是： R Rcr R反映了不同焊接條件下焊接接頭所接受的拘謹應力。開場出現裂紋時的應力稱為臨界拘謹應力cr 。cr可作為冷裂紋敏感性的判據，即產生了裂紋的條件是： cr 2.延遲裂紋的防止措施 . (1)冶金措施 1)改良母材的化學成分，采用低碳多種微量元素的強化方式;精煉降低雜質； 2)嚴厲控制氫的來源，工件外表清理；焊條、焊劑烘干； 3)適當提高焊縫韌性，在焊縫金屬中適當參與鈦、鈮、鉬、釩、硼、碲及稀土等微量元素,提高焊縫的

11、韌性；用奧氏體不銹鋼焊條焊接易淬硬鋼； 4)選用低氫的焊接資料； (2)工藝措施 1)適當預熱； 2)嚴厲控制焊接熱輸入，除預熱外可適當增大熱輸入； 3)焊后低溫熱處置，使氫逸出，降低剩余應力，改善組織； 4)采用多層焊，使前層的氫逸出，并使前層熱影響區淬硬層軟化； 5)合理安排焊縫及焊接次序。 .4.3.4 其他裂紋的構成與控制 1.再熱裂紋 (1)再熱裂紋的構成機理 再熱裂紋的產生是由晶界優先滑動導致微裂(形核)而發生和擴展的。在焊后熱處置時，剩余應力松弛過程中，粗晶區應力集中部位的晶界滑動變形量超越了該部位的塑性變形才干，就會產生再熱裂紋。即 e ecr 晶內沉淀強化實際 再熱使晶內析出

12、碳、氮化物，使晶內強化。 晶界雜質析集弱化實際 再熱使P、S、Sb、Sn、As等雜質向晶界析集。 蠕變斷裂實際楔形開裂模型 點陣空位在應力和溫度作用下，能發生運動，聚集到一定數量，在應力作用下，晶界的接合面會遭到破壞，直至擴展而構成裂紋。 (2)再熱裂紋的防止措施 優先選用含沉淀強化元素少的鋼種；嚴厲限制母材和焊縫中的雜質含量；防止過大的熱輸入使晶粒粗化；預熱和后熱；增大焊縫的塑性和韌性；盡量降低剩余應力。 . 2.層狀撕裂 (1)層狀撕裂的構成機理 平行于軋制方向夾雜物的存在； 母材的性能塑性、韌性； Z向拘謹應力。 (2)層狀撕裂的防止措施 選用抗層狀撕裂的鋼材； 減小Z向應力和應力集中右

13、上圖。. 3. 應力腐蝕裂紋 (1)應力腐蝕裂紋的構成機理 活化通路應力腐蝕實際 腐蝕電池是一個大陰極和小陽極時，陽極的溶解表現為集中性腐蝕損傷。只需在腐蝕過程中，陽極一直堅持處于裂紋的最前沿，裂尖處于活化形狀而不鈍化，其他部位裂紋端口兩側發生鈍化，使裂紋不斷向前開展至斷裂。 應變產生活性通道應力腐蝕實際 鈍化膜在應力作用下發生破裂，裂隙處暴顯露的金屬成為活化陽極，發生溶解。在腐蝕過程中，鈍化膜破裂的同時又發生破裂鈍化膜的修復，在延續發生應變的條件下修復的鈍化膜又遭破壞，以致繼續腐蝕。 氫脆型應力腐蝕實際 腐蝕電池是一個由小陰極和大陽極組成，大陽極發生溶解，表現為均勻性腐蝕。小陰極區假設發生析

14、氫，將發生陰極區金屬的集中性滲氫，在繼續載荷作用下導致脆斷，應力腐蝕就會順利開展。隨著裂紋的出現，裂紋尖端應力、應變集中促進金屬中氫向裂紋尖端聚集，最終導致應力腐蝕斷裂。 . (2)應力腐蝕裂紋的防止措施 應力腐蝕的構成必需同時具有三個要素的綜協作用,即材質、介質和拉應力。因此，應從三方面的影響要素著手，從產品構造設計、安裝施工到消費管理各個環節采取相應措施。 材質：采用雙相不銹鋼資料； 選擇與母材的化學成分和組織根本一致的焊材等成分原那么； 介質：必需詳細思索介質對母材腐蝕的能夠性，為了減輕或消除特定環境中的應力腐蝕，可在介質中加緩蝕劑。也可采用外表處置技術，在構件外表制備犧牲陽極涂層或物理

15、隔離涂層。 應力：焊接過程中選擇合理的接頭方式，減小剩余應力； 正確的焊接順序； 適宜的熱輸入； 焊后可以進展進展消除應力處置。.二、焊接質量檢驗一焊前檢查 母材與焊材；設備與工裝；坡口制備；焊工水 平；技術文件等；二施焊過程中的檢查 焊接及相關工藝執行情況；設備運轉 情況；構造與焊縫尺寸等；三焊后檢驗 是保證合格產品出廠的重要措施 外觀檢查； 內部探傷：射線探傷、 射線探傷、超聲波探傷等； 近外表缺陷探傷：磁粉探傷、浸透探傷等； 滲漏檢測：水壓實驗、氣壓實驗等； 力學性能測試； 金相組織分析； 化學成分分析。.三、無損探傷 1.射線探傷 探傷原理 x 射線和射線都是電磁波，它們的波長很短 x

16、 射線為0.001-0.1nm，射線為0.0003-0.1nm)，能透過不透明的物體包括金屬，并能使膠片感光。將感光后的膠片顯影后，能看到資料內部構造和缺陷相對應黑度不同的圖像，從而察看資料內部缺陷的方法稱作射線照相探傷法。 射線穿過某一物質時，由于物質對射線吸收與散射的作用，其能量便被物質所衰減，被衰減能量的大小與射線的波長和被穿透物質的化學成分有關。由感光底片不同的黑度，來察看物體內部缺陷存在的部位性質和程度，以判別缺陷。. 射線照相質量規范 根據缺陷的性質和數量，焊縫質量分為四級： 級焊縫內應無裂紋、未熔合、未焊透和條狀夾渣； 級焊縫內應無裂紋、未熔合和未焊透； 級焊縫內應無裂紋、未熔合

17、以及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透； 級為焊縫缺陷超越級者。 各種射線照相的性能比較 x射線 射線 1.焊縫厚度小于50mm時，靈敏 1.穿透才干大,能透照300mm鋼板； 度比射線高； 2.設備輕便,操作簡便； 2.透照時間短,速度快； 3.不需求電源,可野外作業； 3.設備復雜,費用大； 4.環形焊縫可采用一次曝光； 4.穿透才干小； 5.透視時間長； 5.適用厚度30-50mm。 6.適用厚度50mm以上。. 2.超聲波探傷 超聲波探傷是利用超聲波頻率超越20000Hz的聲波)能傳入金屬資料的深處，并在不同介質的界面上能發生反射的特點來檢查焊縫缺陷的一種方法。超聲波探傷常運用的頻率為2

18、-5MHZ。 探傷時，探頭發射的超聲波經過探測外表的耦合劑常用的有機油、變壓器油、甘油、化學漿糊、水及水玻璃等將超聲波傳入工件，超聲波在工件里傳播，當遇到缺陷和工件底面時，就反射到探頭。由探頭將超聲波變成電訊號，并傳到接納放大電路中，經檢波后至示波管的垂直偏轉板上，在掃描線上出現缺陷反射波傷波和底面反射波。經過始波和缺陷之間的間隔便可確定缺陷距工件外表的間隔。同時經過缺陷波的高度也可估算出缺陷的大小。 超聲波探傷的運用范圍 運用范圍很廣，不但運用于原資料板、管、型材的探傷，也用于加工產品鍛件、鑄件、焊接件的探傷。 在探傷時，要留意選擇探頭的掃描方法，要使聲波盡量能垂直地射向缺陷面。 . 3.磁粉探傷 磁粉探傷是對鐵磁性焊件露在外表或接近外表的缺陷進展無損探傷的方法。 探傷原理 磁粉探傷是利用被磁化了的焊件在缺陷處產生漏磁來發現缺陷的。當焊件被磁化后，焊