焊接工艺课件——焊接缺陷及焊接检验

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1、焊接缺陷及焊接检验焊接接头中一般都存在着焊接缺陷。焊接缺陷的存在，破坏了焊缝的完整性，引起应力集中，降低了接头的力学性能，严重的还将缩短焊接结构的使用寿命，甚至发生破断事故。了解焊接缺陷的分类、形态、分布及危害程度。分析其产生原因，寻求防止方法。焊接缺陷的种类很多，按照GB6417—86《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》将金属熔化焊焊接缺陷分为6类：裂纹,孔穴,固体夹杂物,未熔合未焊透,焊缝外观形状缺陷和其它缺陷外部缺陷位于焊缝表面，用肉眼或低倍放大镜就可以看到。如焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔等。内部缺陷位于焊缝内部，这类缺陷用破坏性检验或无损探伤法来发现。按照缺陷

2、存在部位不同分为内部和外部裂纹在焊接接头局部地区，因焊接应力和其他致脆因素的作用下，金属原子核间结合力遭到存坏，形成新的界面产生的缝隙，叫焊接裂纹。焊接裂纹是一种危害性最大的缺陷，除降低焊接接头强度外，还因裂纹端头的尖锐缺口，易引起应力集中，焊件承载后，将不断扩展，以致整体断裂。是一种不允许存在的缺陷，一旦发现，无论其尺寸大小，必须彻底消除裂纹按其生成的原因，可分为热裂纹、再热裂纹和冷裂纹（延迟裂纹）3种。裂纹裂纹1、热裂纹液态金属从结晶开始到A3线温度范围内，产生的裂纹，叫热裂纹。（1）产生的部位及特征。大多发生在焊缝中，有时也出现在热影响区内，常见的有：纵向裂纹、横向裂纹、根部

3、裂纹、孤坑裂纹、热影响区裂纹和夹杂物引起的裂纹，发生的部位及特征。在显微镜下观察，这类裂纹沿晶界开裂，断面上大多有明显氧化色彩，一般为灰蓝色。1、热裂纹（2）产生的原因。焊接时，溶池的冷却速度很快，在结晶过程中存在着偏析现象，偏析出的物质多为低熔点共晶物，焊缝金属大部分已凝固，在晶界间形成“液体间层”，削弱了晶粒间的结合力，在拉应力的作用下，柱状晶体空隙增大，低熔点共晶物又不能填充空隙，就产生了热裂纹。如没有低熔点共晶物的存在，或数量很少时，则晶粒间结合比较牢固，虽有拉应力的作用，也不会产生裂纹。（3）防止措施。热裂纹的产生与低熔点共晶物的分布和拉应力有关，防止热裂纹要从这两方面采

4、取相应措施。（A）限制易生产代熔点共晶物的有害杂质的含量，特别是尽量减少硫、磷和碳的含量。（D）改善焊缝金属组织，细化晶粒，减少或分散偏析程度，降低低熔点共晶特的有害影响。（C）选用碱性焊条，加强脱硫、磷能力，以减少焊缝中杂质的含量。（D）控制焊缝形状，尽量采用成形系数较大的焊缝或采用多层多道焊法，避免偏析物聚集在焊缝中心部位。（E）焊前预热，减小冷却速度，降低应力。（F）焊接收尾处填满弧坑，减少孤坑裂纹。（H）选择合理的焊接顺序和焊接方向，减小焊接应力。2、再热裂纹结构焊接完毕后，焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力处理或焊接接头反复加热等）产生的裂纹，（1）产生的部位及特征:

5、起源于受热影响的粗晶区和焊根部位，具有晶间断裂的特征。（2）产生的原因目前有两种说法：（a）焊接接头再次加热后，由第一次热过程所形成的过饱和固熔碳化物再次被析出，即析出沉淀碳化物，造成晶内强化，使滑移应变集中于原奥氏体晶界。当晶界的塑性应变能力不足以承受松驰应力过程所产生的应变时，则产生再热裂纹。（b）焊接接头在焊后热处理中，易使钢脆化的元素集结在晶界上，削弱了晶界的结合力，产生再热裂纹。再热裂纹在550~650摄氏度的温度区间最敏感。（3）防止措施（a）减小热影响区的过程倾向，细化奥氏体晶粒尺寸。（b）选用合适的焊接材料，提高金属在消除应力处理温度时的塑性，以提高承担松驰应变的能

6、力。（c）提高预热温度，焊后采取冷方法，且焊缝外形应圆滑规整，以减小焊接残余应力和应力集中。（d）采用正确的热处理规范和工艺，尽量不在热敏感区停留过长。3、冷裂纹焊接接头冷却过程中，温度在200摄氏度以下直到地室温产生的裂纹，叫冷裂纹。由于常在焊后一段时间发生，也叫延迟裂纹。（1）产生的部位及特征。主要有焊根裂纹、焊道下裂纹和焊趾裂纹等3种。多发生在易淬硬钢中，低碳钢和奥氏体钢中极为少见。（2）产生的原因:焊缝在结晶的过程中，氢含量不能逸出，聚集在熔合线附近热影响区中，如母材的淬硬倾向大，在冷却速度又较快的条件下，热影响区易形成脆而硬的马氏体组织，加上焊接时存在残余应力，这一个因素

7、（氢、淬硬组织、应力）共同作用下，产生冷裂纹。在不同情况下，三个因素中必有一个是主要的，如低碳低合金高强钢，虽有高的淬透性，但对氢的敏感性不大，当含氢量达到一定值时，才会产生淬硬性，而冷裂纹的主要原因是氢。在中碳低合金钢，具有高的淬硬性，而淬硬组织有高的氢脆敏感性，则淬硬组织是形成冷裂纹的原因。焊根和焊趾处的冷裂纹，则是应力因素所致。（3）防止措施（a）选用低氢型焊条，焊前严格按规定进行烘干，随用随取，焊件应仔细清理，去除油、锈和水气，减少氢的来源和渠道。（b）选择合