1、第八章：焊接缺陷及焊接質量檢驗學習要求：掌握焊接中各種焊接缺陷，了解焊接缺陷產生的原因及預防措施，掌握各種焊接檢驗方法。掌握公司焊縫外觀檢驗標準，課時： 4 課時基本內容前言：隨著科學技術的發展，焊接在工業生產中的地位更加重要。從大量結構的事故原 因分析結果可以看出，很多是由于焊接質量不好造成的，而焊工的責任心和操作技能直接影響到焊接質量。為提高焊工的素質，保證焊接結構的使用安全、可靠，對焊工進行培訓與考核是十分必要的。第一節 焊接缺陷焊接缺陷：焊接接頭中產生的不符合設計或工藝文件要求的缺陷一、焊接缺陷的分類按焊接缺陷在焊縫中的位置，可分為外部缺陷與內部缺陷兩大類。外部缺陷位于焊縫區的外表面，

2、肉眼或用低倍放大鏡即可觀察到。例如：焊縫尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑、燒穿、下塌、表面氣孔、表面裂紋等。內部缺陷位于焊縫內部，需用破壞性實驗或探傷方法來發現。例如：未焊透、未熔合、夾渣、內部氣孔、內部裂 紋等。二、常見電焊缺陷（ 1 ）焊縫尺寸不符合要求主要指焊縫寬窄不一、高低不平、余高不足或過高等。焊縫尺寸過小會降低焊接接頭強度；尺寸過大將增加結構的應力和變形，造成應力集中，還增加焊接工作量。焊接坡口角度不當或裝配間隙不均勻，焊接電流過大或過小，運條方式或速度及焊角角度不當等均會造成焊縫尺寸不符合要求。（ 2）咬邊 由于焊接參數選擇不當，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凸陷

3、即為咬邊。咬邊使母材金屬的有效截面減小，減弱了焊接接頭的強度，而且在咬邊處易引起應力集中，承載后有可能在咬邊處產生裂紋，甚至引起結構的破壞。產生咬邊的原因操作方式不當，焊接規范選擇不正確，如焊接電流過大，電弧過長，焊條角度不當 等。咬邊超過允許值，應予補焊。（ 3）焊瘤焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上，所形成的金屬瘤即為焊瘤。焊瘤不僅影響焊縫外表的美觀，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成應力集中。 對于管道接頭來說，管道內部的焊瘤還會使管內的有效面積減少，嚴重時使管內產生堵塞。焊瘤常在立焊和仰焊時發生。焊縫間隙過大，焊條角度和運條方法不正確，焊條質量不好，焊接電流過大或焊接速度

4、太慢等均可引起焊瘤的產生。（ 4 ）燒穿焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿。燒穿常發生于打底焊道的焊接過程中。發生燒穿，焊接過程難以繼續進行，是一種不允許存在的焊接缺陷。造成燒穿的主要原因是焊接電流太大或焊接速度太低； 坡口和間隙太大或鈍邊太薄以及操作不當等。為了防止燒穿，要正確設計焊接坡口尺寸，確保裝配質量， 選用適當的焊接工藝參數。單面焊可采用加銅墊板或焊劑 墊等辦法防 止熔化金屬下塌及燒穿。手工電弧焊焊接薄板時，可采用跳弧焊接法或斷 續滅弧焊接法。（ 5 ）未焊透 焊接時接頭根部未完全熔透的現象稱為未焊透。未焊透常出現在單面焊的根部和雙面焊的中部。 未焊透不僅使焊

5、接接頭的機械性 能降低，而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點，承載后會引起裂紋。未焊透產生的原因是焊接電流太小；焊接速度太快；焊條角度不當或電弧發生偏吹；坡口角度或對口間隙太小，焊件散熱太快；氧化物和熔渣等阻礙了金屬間充分的熔合等。 凡是造成焊條金屬和基本金屬不能充分熔合的因素，都會引起來焊透的產生。防止未焊透的措施包括：正確選擇坡口形式和裝配間隙，并清除掉坡口兩側和焊層間的污物及熔渣；選用適當的焊接電流和焊接速度；運條時，應隨時注意調整焊條的角度，特別是遇到磁偏吹和焊條偏心時，更要注意調整焊條角度，以使焊縫金屬和 母材金屬得到充分熔合；對導熱快、散熱面積大的焊件，應采取焊前預熱或焊接過程

6、中加熱的措施。（ 6 ）未熔合未熔合指焊接時，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結合的部分； 或指點焊時母材與母材之間未完全熔化結合的部分。未熔合的危害大致與未焊透相同。產生未熔合的原因有：焊接線能量太低；電弧 發生偏吹；坡口側壁有銹垢和污物；焊層間清渣不徹底等。（ 7）凹坑、塌陷及未焊滿凹坑指：在焊縫表面或焊縫背面形成的低于母材表面的局部低洼部分 塌陷 ： 單面熔化焊時， 由于焊接工藝不當， 造成焊縫金屬過量透過背面，使焊縫正面塌陷，背面凸起的現象。未焊滿：由于填充金屬不足，在焊縫表面形成的連續或斷續的溝槽，這種現象。上述缺陷削弱了焊縫的有效截面，容易造成應力集中，并使焊縫的強度嚴重減

7、弱。塌 陷常在立焊和仰焊時產生，特別是管道的焊接，往往由于熔化金屬下墜出現這種缺陷。 氬弧焊應注意在收弧的過程中，使焊條在熔池處作短時間的停留，或作環形運條， 以避免在收弧處出現凹坑。(8) 、夾鎢形成原因和防止措施形成原因在焊接過程中焊接操作不當而使鎢極接觸工件熔入焊縫金屬中，鎢極直徑小而焊接電流大，焊絲觸及了鎢極尖端，鎢極燒損嚴重， 鎢極夾過熱。保護氣體保護不良，鴇極氧化嚴重。防止措施：采用高頻高壓引弧，防止接觸引弧法引弧根據實際所需焊接電流，選擇鴇極直徑。加強操作技能培訓，勿使填絲與鴇極相碰鴇極端部出現裂紋燒損嚴重后應立即修磨鴇極，更換鴇極夾。鎢極伸出長度要合適， 加大氣體流量和增加滯后

8、停氣時間防止鎢極氧化（ 9）氣孔氣孔的形成及危害 焊接時， 熔池中的氣泡在凝固時未能逸出，而殘留下來形成的空穴稱為氣孔。 氣孔可分為密集氣孔、 針狀氣孔等。焊縫中形成氣孔的氣體主要是氫氣。 焊接區的氫可來自于各個方面,弧柱氣氛中水分、 焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是主要來源,這些水分在電弧高溫作用下形成氣泡于熔池中,來不及浮出便形成氣孔。 氣孔對焊縫的性能有較大影響，它不僅使焊縫的有效工作截面減小，使焊縫機械性能下降，而且破壞了焊縫的致密性， 容易造成泄漏。 氣孔的邊緣有可能發生應力集中，致使焊縫的塑性降低。因此在重要的焊件中，對氣孔應嚴格地控制。氣孔產生的原因。瀛氣純度低，雜質太多或

9、鼠氣管路內有水分以及鼠氣管路漏氣。焊絲或母材坡口附近焊前未清理干凈，或清理后又被污物，水分等污染。瀛弧焊時瀛氣保護不良，電弧不穩，電弧過長，鴇極伸出長度過長。焊接參數選擇不當，焊接速度過快或過慢。周圍環境潮濕，風速較大防止措施：保證保護氣體純度。焊絲和母材坡口處要清理干凈。正確選擇焊接參數。焊前采用預熱。工作環境不要潮濕，有防風裝置。（ 10）裂紋在焊接應力及其他致脆因素共同作業下，焊接接頭中局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面而產生的縫隙稱為焊接裂紋。鋁及鋁 合 金焊接裂紋屬熱裂紋。裂紋時最危險的焊接缺陷，嚴重地影響著焊接結構的使用性能和安全可靠性， 而且是許多焊接結構破壞事故的主

10、要原因。焊絲選用不當，當焊縫中的（M。含量小于3燉時Fe、Si雜質含量超出規定時， 裂紋傾向就增大， 當焊接溫度偏高時， 引起熱影響區液化裂紋。 焊接順序選擇不當。 焊接結束或是中斷時， 如果熱源撤離過快， 或時弧坑未填好， 常常容易出現弧坑裂紋。 焊縫過于集中或是受熱區溫度過高， 變形應力過大。 溶劑、 焊絲保護氣體含雜質過多。 結構設計不合理， 焊縫過于集中， 造成焊接接頭拘束應力過大；防止措施：正確選擇焊絲，控制焊縫成分與母材成分良好匹配。選擇合理的焊接順序。焊接結束或中斷時， 收弧電流應調小， 哀減時間稍長， 并在收弧處填加焊絲。 ，或是在焊縫終端處裝收弧板，在收弧板上收弧。控制好受熱

11、區的溫度以及變形，必要時應采取預熱措施。注意減小焊接結構的剛性，焊縫應盡量避免應力集中處。第二節 焊接缺陷檢驗焊接檢驗的重要性焊接檢驗時保證產品質量優良，防止報廢出廠的重要措施。在新產生試制過程中，通過檢驗可以發現試制過程中發生質量問題，找出原因，消除缺陷。使新產品或新工藝得到運用，質量得到保證。一、非破壞性檢驗非破壞性檢驗是指在不損壞被檢查材料或成品的性能、 完整性的條件下進行檢測 缺陷的方法。 它包括外觀檢驗、致密性檢驗和無損探傷檢驗。1 、 外觀檢驗焊接接頭的外觀檢驗是一種簡便而又應用廣泛的檢驗方法。一般用肉眼或用510倍放大鏡檢查。主要檢查焊縫表面有無裂紋、氣孔、咬邊、焊瘤、燒穿和凹坑

12、等缺陷， 檢查焊縫成形是否良好、余高是否符合圖樣要求、焊縫向母材過渡是否圓滑等。致密性檢驗這種檢驗方法主要用來檢驗不受壓或受壓較低的容器、管道焊縫的穿透性缺陷。 常用的致密性檢查方法有：水壓試驗、氣壓試驗。（ 1）水壓試驗水壓試驗常被用來檢查殼體強度及焊縫致密性。具體作法如下：選擇合格的壓力表，精度不低于1.5級；將容器內灌滿水， 試驗時應徹底排盡容器內的空氣， 并堵塞好容器上的一切孔和眼，加壓水泵，將容器內的壓力提高到工作壓力的1.251.5倍。在升壓過程中，應按規定逐級上升，中間應作短暫停壓，不得一次升到試驗壓力，在該壓力下維持一定時間。此后再將壓力緩慢降至工作壓力， 加壓后對焊縫仔細檢查

13、， 當發現焊縫有水珠、 細水流或有潮濕現象時， 表明該焊縫不致密， 應把它標注出來， 待容器卸載后作返修處理， 直至產品水壓試驗合格為止。 水壓試驗也可以做破壞試驗，檢查產品的承載能力。(2)氣壓試驗氣壓試驗是比水壓試驗更為靈敏和迅速的試驗，同時試驗后的產品不需作排水處理。 但是，氣壓試驗的危險性比水壓 試驗大。試驗時，先將氣壓加壓到產品技術條件的規定值， 然后關閉 進氣 閥，停止加壓，用測量儀移動到焊縫周圍，檢查焊縫是否漏氣，(也可以涂肥皂水檢測)或檢查工作壓力表數值是否下降。 若測量儀 發出報警則表明該焊接接頭不致密，待卸壓后 進行返修、補焊，直 至再檢驗合格后方能出廠。3、無損探傷檢驗無

14、損探傷檢查主要用于發現焊縫表面的細微缺陷以及存在于焊縫 內部的缺陷。例如夾渣、氣孔、裂紋、未熔合等。這類檢驗方法已在重要的焊接結構中被廣泛應用。常見的探傷方法有：著色檢驗、超聲波檢驗、射線檢驗(1)著色檢驗它也是用來發現焊件表面缺陷的一種方法， 但對焊件表面光潔度要求較高，檢驗時，將焊件用清洗劑擦洗干凈，然后 噴上著色劑；流動性和滲透性良好的著色劑便滲入到焊縫表面的細微 裂紋中，隨后將焊件表面用清洗劑擦凈并涂以顯像劑，浸入裂紋的著色劑遇到顯像劑，便會顯現出缺陷的位置、形狀和大小。(2)超聲波檢驗它是用來檢測大厚度焊件焊縫內部缺陷的。適用于檢測厚度一般為 8120mm勺任何部位的氣孔、夾雜、裂紋

15、等 缺陷，但它對缺陷的辨別能力差，且沒有直觀性。檢測時要求工件表 面平滑光潔，并涂上一層機油為媒介。檢驗時，超聲波由工件表面傳 入，并在工件內部傳播，當在其傳播方向上遇到內部缺陷、工件表面、 工件底面時就會引起反射，由探頭將超聲波變成電信號，由缺陷脈沖 與始脈沖及底脈沖間的距離，可知缺陷的深 度，并由缺陷脈沖訊號 的高度可確定缺陷的大小。(3)射線檢驗它是用來檢測焊縫內部缺陷的準確而又可靠的方法之一。常用的 射線有X射線，射線它適用于265厚度的焊件內 部的氣孔、夾雜物、未焊透、未溶合、裂縫等缺陷。X射線都能直觀、準確地反映缺陷的位置、形狀、大小及分布情況未焊透在膠片上是一條斷續或連續的黑直線

16、，在照片上的位置多偏離焊縫中心，呈斷續的線狀，寬度不一致，黑度不均勻。氣孔在膠片上的特征是分布不一致，有稠密的、也有稀疏的圓形或橢圓形黑點， 其黑度一般是中心處較大而均勻地向邊緣減小。 夾渣在膠片上多呈現 為不同形狀的點或條狀。點狀夾渣呈單獨的黑點，外觀不規則，帶有 棱角，黑度較均勻。條狀夾渣呈寬而短的粗線條狀。長條狀夾渣的線 條較寬，但寬度不一致。裂紋在膠片上一般呈略帶曲折的黑色細條 紋，有時也呈現直線細紋；輪廓較為分 明，兩端較為尖細，中部稍 寬，有分枝的現象較少見，兩端黑度逐漸變淺，最后消失。射線探傷 標準中，把焊縫質量劃分為4等級，其中I級焊縫的質量最好IV級最 差。射線檢驗能從底片上

17、直接判斷出缺陷種類，而超聲波檢驗較難判 斷缺陷的種類。4、破壞性檢驗力學性能試驗：包括拉伸試驗、彎曲試驗（正彎、面 彎、背完）、硬度試驗、沖擊試驗、金相試驗（宏觀、微觀）。一、焊縫外觀尺寸檢驗一、焊接缺陷的確定拉伸試驗可以測定焊接接頭的拉伸強度、屈服強度和塑性（拉伸率 和端面收縮率）和焊縫斷口處缺陷。彎曲試驗：檢驗焊接接頭的塑性。沖擊試驗：檢驗焊縫金屬和焊接接頭的沖擊韌性和缺口敏感性。硬度試驗：檢驗焊縫和熱影響區的硬度，間接估算出材料的強度金相試驗：主要觀察冶金過程產生的金相組織變化和微觀缺陷。第三節焊縫缺陷的返修經焊接質量檢驗，發現有超過標準允許的缺陷應該返修， 一般技術熟練，真正實施嚴格的

18、焊接質量控制和焊接工藝保證條件的檢驗，只可能在極個別的條件下才會出現焊接缺陷。焊接缺陷返修前， 應盡可能準確地確定焊接缺陷的種類， 部位和尺寸，這對于保證一次返修合格是至關重要，對于內部缺陷，有些需要用綜合無損探傷的方法，如射線和超聲波探傷的綜合使用，才能比較準確的確定焊接缺陷的種類，部位和尺寸）二、焊接缺陷返修方案的制定壓力容器焊接缺陷返修前應該制定返修方案，返修方案還應經過焊接工程師批準。返修方案的實施應以焊接工藝評定為基礎，評定合格，方可返修。返修方案應立足于保證一次返修合格的基礎上去制定。焊縫返修時同一部位的返修次數不宜超過2 次。三、焊接缺陷的清除焊接缺陷的去年高出可采用機械清除。不

19、能用電弧清除的方法。機械清除可以用角向砂輪片，車削或是風動銑刀清除。清除的過程不會使焊接接頭受熱而產生組織和性能的變化。清除焊接缺陷要注意開溝、槽，和最適宜的坡口寬度和長度，注意開溝槽時要考慮補焊過程中收的應力和變形。四、補焊焊接缺陷清除后，要清除油污和氧化膜，應按經評定合格的焊接工藝規程進行補焊。 補焊時應盡量使用較小的線能量， 補焊過程中適當采用預熱措施。盡可能多層焊接。焊后盡可能采取防止產生焊接缺陷。第四節 公司焊縫外觀成型檢驗標準1焊縫長度在任意300mm范圍內，焊縫凹凸差1mm。2焊縫長度在任意300mm范圍內，焊縫寬度差1mm。3焊縫長度在任意300mm范圍內，焊縫邊緣直線度2.0

20、mm。4焊縫表面的波紋應均勻一致，且波紋的間距為23mm,波紋之間的高度差0.5mm。5 GTAW對接焊縫外觀尺寸要求(對接縱縫、對接環峰)母材厚度為6 5 6e 16 5 16e 1.516 6e 6e 16 5 16e 1.5116 6e 2mm (見圖1);圖紙或工藝對焊縫影響 螺栓裝配的除外。圖110、焊縫凹陷01mm。(見圖2)1 0圖2二：焊接缺陷檢驗及處理措施，1焊縫咬邊：焊縫咬邊深度不大于0.3 mm,且焊縫兩側咬邊的總長度 不超過該焊縫長度的10%。焊縫咬邊深度大于0.3mm且不大于0.5mm采用電動或風動磨盤修 磨焊縫咬邊處的母材，使焊縫與母材圓滑過渡，且修磨后不得出現凹坑。焊縫咬邊深度大于 0.5mm， 需采用手工 TIG 堆焊咬邊缺陷， 補焊后用電動或風動磨盤修磨補焊處圓滑過渡，修磨后焊縫不得出現凹坑。氣孔：焊縫表面不允許有氣孔。氣孔小于0.5mni用小榔頭敲擊缺陷處，然后用電動或風動磨盤 修磨清除。氣孔大于0.5mm或密集型氣孔，待清除氣孔缺陷后，采用手工TIG 補焊，然后用電動或風動磨盤修磨圓滑。焊瘤：焊縫表面不允許有焊瘤。焊瘤采用手工TIG 補焊或用角磨機修磨圓滑過渡。裂紋：焊縫不允許有任何裂