第七章缺陷的種類及產生的原因7、1、1外觀缺陷1、咬邊1)定義:沿焊趾得母材被電弧熔化時所形成得溝槽或凹陷。它就是由于電弧將焊縫邊緣得母材熔化后沒有得到熔敷金屬得充分補充所留下得缺口。常見咬邊形式示意圖接管咬邊實例焊縫咬邊X片影像7、1、1外觀缺陷2)產生原因:(1)電弧熱量太高,即電流太大(2)運條速度太小而造成得(3)焊條與工件間角度不正確,擺動不合理(4)電弧過長,焊接次序不合理等(5)直流焊時電弧得磁偏吹也就是產生咬邊得一個原因(6)某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。3)危害性:(1)咬邊減小了母材得有效截面積,降低結構得承載能力(2)同時還會造成應力集中,發展為裂紋源。4)預防措施:(1)選用合理得規范,(2)采用正確得運條方式都有利于消除咬邊。(3)焊角焊縫時,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。7、1、1外觀缺陷2、焊瘤1)定義:焊縫中得液態金屬流到加熱不足未熔化得母材上或從焊縫根部溢出,冷卻后形成未與母材熔合得金屬瘤即為焊瘤。焊瘤示意圖焊縫焊瘤焊瘤X片影像7、1、1外觀缺陷2)產生原因:(1)焊接規范過強、焊條熔化過快、焊條質量欠佳(如偏芯)。(2)焊接電源特性不穩定及操作姿勢不當等都容易帶來焊瘤。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。3)危害性:(1)焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷。(2)此外焊瘤改變了焊縫得實際尺寸,會帶來應力集中。(3)管子內部得焊瘤減小了內徑,可能造成堵塞。4)預防措施:(1)使焊縫處于平焊位置,正確選用規范。(2)選用無偏芯焊條,合理操作。7、1、1外觀缺陷3、凹坑1)定義:凹坑指焊縫表面或背面局部得低于母材得部分。凹坑示意圖焊縫凹坑實例凹坑X片影像7、1、1外觀缺陷2)產生原因:凹坑多就是由于收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成得(此時得凹坑稱為弧坑),仰、立、橫焊時,常在焊縫背面根部產生內凹。3)危害性:凹坑減小了焊縫得有效截面積,弧坑常帶有弧坑裂紋與弧坑縮孔。4)預防措施:(1)施焊時盡量選用平焊位置,選用合適得焊接規范,(2)收弧時讓焊條在熔池內短時間停留或環形擺動,填滿弧坑。7、1、1外觀缺陷4、未焊滿1)定義:未焊滿就是指焊縫表面上連續得或斷續得溝槽

未焊滿示意圖焊縫未焊滿實例未焊滿X片影像7、1、1外觀缺陷2)產生原因:填充金屬不足就是產生未焊滿得根本原因。規范太弱,焊條過細,運條不當等均會導致未焊滿。3)危害性:未焊滿同樣減小了焊縫得有效截面積,削弱了焊縫,也會產生應力集中。同時,由于規范太弱使冷卻速度增大,容易產生氣孔、裂紋等缺陷。4)預防措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。7、1、1外觀缺陷5、燒穿1)定義:燒穿就是指焊接過程中,熔深超過工件厚度,熔化金屬自焊縫背面流出,形成穿孔性缺陷。燒穿示意圖焊縫燒穿實例接管燒穿X影像7、1、1外觀缺陷2)產生原因:(1)焊接電流過大,速度太慢,電弧在焊縫處停留過久,都會產生燒穿缺陷。(2)工件間隙太大,鈍邊太小也容易出現燒穿現象。3)危害性:燒穿就是鍋爐壓力容器壓力管道產品上不允許存在得缺陷,它破壞了焊縫,使接頭喪失聯接及承載能力。4)預防措施:(1)選用較小電流與合適得焊接速度。(2)減小裝配間隙,在焊縫背面加設墊板或藥墊。(3)使用脈沖焊,能有效地防止燒穿。12大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流7、1、1外觀缺陷6、其她表面缺陷焊縫超高表面粗糙錯邊塌陷表面氣孔弧坑縮孔7、1、2氣孔1、定義:焊接時,熔池中得氣泡在凝固時未能逸出而殘留下來所形成得空穴。2、氣孔得分類:從形態分有球狀、針孔、柱孔、條蟲狀;從分布狀態有均勻分布狀、密集群狀與鏈狀之分;按孔內成分有氮氣孔、氫氣孔、二氧化碳與一氧化碳氣孔。球狀氣孔群狀均勻分布氣孔條蟲狀氣孔密集氣孔鏈狀氣孔典型氣孔金相照片氣孔得X影像鏈狀氣孔球狀氣孔條蟲狀氣孔均勻群狀氣孔密集狀氣孔群狀氣孔7、1、2氣孔3、形成機理:熔池金屬在凝固過程中,有大量得氣體要從金屬中逸出來,當金屬凝固速度大于氣體逸出速度,就會形成氣孔。4、產生氣孔得主要原因:

1)母材或填充金屬表面有銹,油污等,焊條及焊劑未烘干會增加氣孔量,因為銹、油污及焊條藥皮、焊劑中得水分在高溫下分解為氣體,增加了高溫金屬中氣體得含量。2)焊接線能量過小,熔池冷卻速度大,不利于氣體逸出。3)焊縫金屬脫氧不足也會增加氧氣孔。7、1、2氣孔5、氣孔得危害性:氣孔減少了焊縫得有效截面積,使焊縫疏松,從面降低了接頭得強度,降低塑性,還會引起泄漏。氣孔也就是引起應力集中得因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。6、防止氣孔得措施:①清除焊絲,工作坡口及其附近表面得油污、鐵銹、水分與雜物。②采用堿性焊條、焊劑時,要徹底烘干。③采用直流反接并用短電弧施焊。④焊前預熱,減緩冷卻速度。⑤用偏強得規范施焊。7、1、3夾渣1、定義:指焊后殘留在焊縫中得熔渣。2、分類:按渣得成分可分為金屬夾渣(如鎢夾渣、銅夾渣)與非金屬夾渣(如藥皮焊劑形成得熔渣、金屬非金屬夾雜偏析引起得夾雜等);按形狀可分為點塊狀與條狀;按分布可分為單個點或條狀、密集點塊狀與鏈狀。點狀夾渣條狀夾渣密集點狀夾渣鏈狀夾渣典型夾渣金相照片夾渣得X影像條狀夾渣鏈狀夾渣密集點狀夾渣7、1、3夾渣3、形成機理:熔池中熔化金屬得凝固速度大于熔渣得流動速度,當熔化金屬凝固時,熔渣未能及時浮出熔池而形成。4、產生原因:①坡口尺寸不合理;②坡口有污物;③多層焊時,層間清渣不徹底;④焊接線能量小;⑤焊縫散熱太快,液態金屬凝固過快;⑥焊條藥皮,焊劑化學成分不合理,熔點過高,冶金反應不完全,脫渣性不好;⑦鎢極性氣體保護焊時,電源極性不當,電流密度大,鎢極熔化脫落于熔池中⑧手工焊時,焊條擺動不正確,不利于熔渣上浮?？筛鶕陨显蚍謩e采取對應措施以防止夾渣得產生。5、危害性:點狀與氣孔相似,帶有尖角得夾渣會產生應力集中,其尖端還會發展為裂紋源,其危害遠比氣孔嚴重。7、1、4裂紋1、定義:在焊接應力及其它致脆因素共同作用下,焊接接頭中局部部位得金屬原子結合力遭到破壞而形成新得界面所產生得縫隙稱之裂紋。2、裂紋得分類①按尺寸大小可分為宏觀裂紋、微觀裂紋與超顯微裂紋(指晶間或晶內裂紋)。宏觀裂紋微觀裂紋超顯微裂紋7、1、4裂紋②根據裂紋延伸方向,可分為:縱向裂紋(與焊縫平行);橫向裂紋(與焊縫垂直);輻射狀裂紋等。輻射狀裂紋縱向裂紋橫向裂紋7、1、4裂紋③根據裂紋發生部位,可分為:焊縫裂紋;熱影響區裂紋;熔合區裂紋;焊趾裂紋;焊道下裂紋;弧坑裂紋等。弧坑裂紋熔合區裂紋熱影響區裂紋7、1、4裂紋④按產生得條件與時機不同可分為:熱裂紋(產生于Ac3線附近得裂紋)結晶裂紋冷裂紋(產生于馬氏體轉變溫度M3點200-300℃以下得裂紋)延遲裂紋再熱裂紋(接頭冷卻后再加熱至550～650℃時產生得裂紋)層狀撕裂(金屬中雜質偏析在施焊過程中在焊接應力或外拘束應力作用下沿金屬軋制方向開裂應力腐蝕裂紋(在應力與腐蝕介質共同作用下產生得裂紋)7、1、4裂紋3、裂紋形成得原因:一就是冶金因素,冶金因素就是指由于焊縫產生不同程度得物理與化學狀態得不均勻。此外,在熱影響區金屬中,快速加熱與冷卻使金屬中得空位濃度增加,同時由于材料得淬硬傾向降低了材料得抗裂性能。二就是力學因素就是指由于快熱快冷產生了不均勻得組織區域,造成焊接接頭金屬處于復雜得應力—應變狀態。內在得熱應力、組織應力、外加得拘束應力以及應力集中相疊加構成了導致接頭金屬開裂得力學條件。4、危害性:(1)裂紋就是焊接缺陷中危害性最大得一種。裂紋就是一種面積型缺陷,它得出現將顯著減少承載面積。(2)更嚴重得就是裂紋端部形成尖銳缺口,應力高度集中,很容易擴展導致破壞。(3)冷裂紋因為其延遲特性與快速脆斷特性,帶來得危害往往就是災難性得。世界上得鍋爐壓力容器壓力管道事故絕大部分就是由于裂紋引起得脆性破壞。7、1、4裂紋5、典型裂紋特征分析 ①熱裂紋(結晶裂紋)A、形成機理:焊縫金屬在凝固過程中(即在固相線附近得高溫區內),結晶偏析使雜質生成得低熔點共晶物富集于晶界,形成“液態薄膜”,在特定得敏感溫度區(又稱脆性溫度區)間,其強度極小,在焊縫金屬凝固收縮而受到得拉應力作用下,最終開裂形成裂紋。如縱向裂紋、枝晶狀橫向裂紋與弧坑裂紋。B、影響因素:一就是碳元素及有害雜質S、P得含量,隨其增加而產生機率增大;二就是隨著冷卻速度加快而增大;三就是隨著外加拘束應力增大而增大。C、防止措施:1、減小S、P等有害元素得含量,用含碳量較低得、并加入一定得合金元素(Mo、V、Ti、Nb等以減小柱狀晶與偏析)得焊材焊接;2、采用合理得焊接工藝與焊接規范,如采用稍大得線能量(熔深較小、多層多道),并改善散熱條件,確保低熔點物質全部浮出焊縫金屬;采用預熱后熱處理,減小冷卻速度,以減小焊接應力。熱裂紋縱向裂紋晶枝狀裂紋弧坑裂紋典型熱裂紋X影像7、1、4裂紋②冷裂紋A、特征:產生于較低溫度,且大多數在焊后一段時間之后出現在焊熱影響區或焊縫上,并沿晶或穿晶、或就是兩者共存得開裂,又稱延遲裂紋。B、產生機理:這就是因熱影響區或焊縫局部存在淬硬組織(馬氏體)減小了金屬得塑性儲備,或就是接頭內有一定得含氫量,且接頭有較大焊接殘余應力使接頭處于較大得拉應力狀態之下,淬硬組織會開裂,氫會發生氫致效應而產生裂紋。C、防止措施:采用低氫堿性焊條,及時后熱消氫處理,以減小含氫量;選擇合理得焊接規范,提高預熱溫度,減慢冷卻速度,防止出現淬硬組織;選擇科學得焊接工藝,采用合理得裝配,焊接順序,以減小焊接變形與焊接應力。冷裂紋X影像7、1、4裂紋③再熱裂紋A、特征:再熱裂紋就是在焊后得熱處理等再次加熱(其加熱溫度:碳鋼與合金鋼就是550～650℃,奧氏體不銹鋼約就是300℃)得過程中,主要發生在熱影響區得過熱粗晶區,在焊接殘余應力作用下沿晶界開裂,沉淀強化得鋼種最易產生再熱裂紋。B、產生機理:楔形開裂理論,近縫區金屬在高溫熱循環作用下,強化相碳化物(如碳化鉻等)沉積于晶內得位錯區上,使晶內強化強度大大高于晶界強化強度,尤其就是強化相彌散分布在晶粒內時,會阻礙晶粒內部調整,又會阻礙晶粒內部得整體變形。這樣,由于應力松弛而帶來得塑性變形就主要由晶界金屬來承擔,于就是晶界區金屬會產生滑移,且在三晶粒交界處產生應力集中而導致沿晶開裂。C、防止措施:熱處理工藝應盡量避開再熱裂紋得敏感溫度或縮短在此溫度區停留時間,改善合金元素得強化作用與對再熱裂紋得影響;采用適當得焊前預熱與焊后得后熱處理,控制冷卻速度,以降低焊接殘余應力;避免應力集中。7、1、5未焊透1、定義:焊接時,接頭根部未完全熔透得現象,也就就是焊件得間隙或鈍邊未被熔化而留下得間隙,或就是母材金屬之間沒有熔化,焊縫熔敷金屬沒有進入接頭根部所形成得缺陷稱之。未焊透示意圖7、1、5未焊透2、產生原因:焊接電流小、熔深淺;坡口與間隙尺寸不合理,間隙小或坡口尺寸大;焊條藥皮偏芯度大或就是磁偏吹;焊根清理不良。3、危害性:一就是減小了焊縫有效截面積,使接頭承載能力降低;二就是會引起應力集中,降低焊縫疲勞強度。未焊透就是裂紋源,就是構件破壞得主要原因之一。4、防止措施:a)使用較大電流來焊接就是防止未焊透得基本方法。b)焊角焊縫時,用交流代替直流以防止磁偏吹,c)合理設計坡口并加強清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透得產生。d)采用合理得運條速度與角度。e)保證對口質量未焊透X影像7、1、6未熔合1、定義:熔焊時,焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結合得部分;點焊時,母材與母材之間未完全熔化結合得部分稱之未熔合。坡口未熔合層間未熔合單V坡口根部未熔合7、1、6未熔合2、產生原因:焊接電流過小、速度過快;焊條擺動角度不對或磁偏吹;熔池處于下坡焊位置,母材尚未熔化即被鐵水覆蓋;坡口表面有油污物或氧化物。3、危害性:未熔合就是一種平面型(或曰面積型)缺陷,不僅減小有效截面積,降低焊縫承載能力,且應力集中效應非常明顯,極易擴展成裂紋,其危害程度僅次于裂紋。4、防止措施:a)采用較大得焊接電流,b)正確地進行施焊操作,c)注意坡口部位得清潔。未熔合X影像7、1、7其她焊接缺陷1、焊縫化學成分或組織不符合要求:如焊材與母材匹配不當,或焊接過程中某些元素燒損致使焊縫化學成分變化或組織不符合要求,從而引起焊縫力學性能與耐腐蝕性能得降低。2、過熱與過燒:焊接規范選用不當時,熱影響區長時間停留在高溫區,會使晶粒變得粗大,產生過熱組織。當溫度繼續升高、停留時間加長,會使晶界發生氧化或局部熔化出現過燒組織(如燒穿空洞周圍得組織)。過熱組織可以通過熱處理