常见焊接缺陷及质量检验

常见焊接缺陷及焊接质量检验•技术科熔化焊焊接缺欠•缺欠与缺陷本无原则区别，均表征产品不完整或有缺损。从具体涵义来说，在焊接接头中的不连续性、不均匀性以及其他不健全等的欠缺，统称焊接缺欠。而不符合焊接产品使用性能要求的焊接缺欠称为焊接缺陷。也就是说，焊接缺陷是属于焊接缺欠中不可接受的那一种缺欠。辨别焊接缺陷的标准是焊接缺欠的容限。焊接缺欠（按主要成因分类）构造缺陷构造不连续缺口效应焊缝布置不良引起的应力与变形错边工艺缺欠咬边焊瘤未熔合未焊透烧穿未焊满凹坑夹渣电弧擦伤成形不良余高过大焊脚尺寸不合适冶金缺欠裂纹气孔夹杂物性能恶化电弧焊常见缺欠产生原因缺欠名称材料因素结构因素工艺因素气孔焊件或焊接材料不清洁（有铁锈、油类和水分等杂质）；与焊条、焊剂的成分及保护气体的气氛有关；焊条偏心，药皮脱落仰焊、横焊易产生气孔电弧功率不变，焊接速度增大时增加产生气孔的可能性；电弧电压过高（即电弧过长）；焊条、焊剂在使用前未进行烘干；气保焊时气体流量不合适夹渣焊条和焊剂的脱氧、脱硫效果不好；渣的流动性差；在原材料的夹杂中含硫量较高及硫的偏析程度大立焊、仰焊易产生夹渣电流大小不合适，熔池搅动不足；焊条药皮成块脱落；多层焊时层间清渣不够；操作不当未熔合————————焊接电流小或焊接速度过快；坡口或焊道有氧化皮、熔渣及氧化物等高熔点物质；操作不当未焊透焊条偏心破口角度太小，钝边太厚，间隙太小焊接电流小或焊接速度过快；焊条角度不对或运条方法不当；电弧过长或电弧偏吹咬边————立焊、仰焊时易产生咬边焊接电流过大或焊接速度太慢；立焊、横焊和角焊时，电弧太长；焊条角度摆动不正确或运条不当焊瘤————坡口太小焊接参数不当，电压过低，焊速不合适；焊条角度不对或电极未对准焊缝；运条不正确烧穿————坡口间隙过大；薄板或管子的焊接易产生烧穿电流过大，焊速太慢；垫板托力不足点焊常见缺陷及成因缺陷形式原因外部缺陷飞溅电流过大；压力过大压痕过深压力过大局部烧穿电流过大贯穿到焊件表面的裂纹焊接面有杂质内部缺陷未焊透焊件加热不足熔核中裂纹焊接面有杂质缩孔焊接质量检验类别特点内容破坏性检验检验过程中必须破坏被检对象的结构力学性能试验拉伸、弯曲、冲击、硬度、疲劳、韧度等试验化学分析与试验晶间腐蚀试验、铁素体含量测定金相与断口的分析宏观组织分析；微观组织分析；断口检验与分析非破坏性检验检验过程中不破坏被检对象的结构和材料外观检验母材、焊材、坡口、焊缝等表面质量检验，成品或半成品的外观几何形状和尺寸的检验强度试验水压强度试验、气压强度试验致密性试验气密性试验、吹气试验、载水试验、水冲试验、沉水试验、煤油试验、渗透试验氮检漏试验无损检测试验射线探伤；超声波探伤；磁粉探伤；渗透探伤；涡流探伤工艺性检验在产品制造过程中为了保证工艺的正确性而进行材料焊接性试验；焊接工艺评定试验；焊接电源检验；工艺装备检验；辅机及工具检验；结构的装配质量检验；焊接工艺参数检验；预热、后热及焊后热处理检验。热切割•现代焊接生产中钢材的切割主要采用热切割，因为一般很少受切割材料的厚度、形状和尺寸的限制，而且易于实现机械化和自动化切割。常用热切割分类热切割气体火焰切割气体放电切割高能切割氧-燃气切割氧矛切割氧熔剂切割等离子弧切割电弧-氧切割碳极电弧-压缩空气切割激光切割电子束切割氧-乙炔切割氧-氢切割氧-丙烷切割Ar等离子弧切割N2等离子弧切割空气等离子弧切割水再压缩等离子弧切割O2等离子弧切割激光-燃烧切割激光-熔化切割激光-气化切割氧-乙炔切割•用氧-乙炔预热火焰把金属表面加热到燃点，然后打开切割氧使金属氧化燃烧并放出热量，同时将燃烧生成的氧化熔渣从切口吹掉，形成割缝，从而实现金属切割。气割条件•不是所有的金属都能采用气割，必须满足下列条件才行•1）金属的燃点应低于它的熔点。只有这样才能使金属在固态下燃烧，以保证切口平整。若熔点低于其燃点，则加热时金属首先熔化，液态金属流动性大，熔化边缘不齐难以获得平整的切口，而成为熔割状态。•2）金属能同氧发生剧烈的燃烧反应并放出足够的反应热。这种燃烧除补偿辐射、导热和排渣等热散失外，还必须保证将切口前缘和下层金属迅速且连续地预热到燃点。•3）金属燃烧生产的氧化物（熔渣）的熔点应低于该金属的熔点，且流动性好。若熔渣的熔点高，就会在切割表面形成固态氧化膜，阻碍氧与金属之间持续进行燃烧反应使气割过程不能正常进行。•铁的熔点略低于其氧化物的熔点，但氧化反应热大，尤其熔渣粘度低，流动性好，易于为切割氧排除，故其气割性良好，铜及其合金反应热很少，而导热率又很高，故不可气割；铝虽然氧化反应热很高，但其氧化物Al2O3的熔点高出其熔点两倍以上，且燃点接近熔点，也不可气割。•一般钢材主要成分是铁，故其气割性良好，但是随着碳和其他合金元素的增加，其气割性将变差。影响气割过程的工艺因素•1）切割氧纯度。纯度越高燃烧反应速度越快，能大大提高切割速度。若氧气纯度差，不仅切割速度急剧下降而且切割面粗糙，切口下缘挂渣严重，且氧气消耗量也增加。一般认为氧气纯度低于95%就不能气割，若要获得无挂渣气割，则氧气纯度需99.6%以上。•2）切割氧流量若氧气不足，则金属燃烧不完全，且清渣能力减弱，造成挂渣。若氧气量过大，则会使金属冷却甚至造成切割中断。氧流量是由割嘴号来选定，号码越大氧流量越大。•3）为能把金属整个厚度割透，并能快速向前切割，要求切割氧具有较大的流速和动量，这就要求切割氧有一定的压力。对于普通气割来说，氧压增大切割厚度和速度也增大，但增大到一定值后，继续增大氧压切割厚度和速度反而减小。•4）切割氧流形状切割氧射流（通常称风线）要尽可能细长，且保持圆柱形。这样切口上下一致，切割精度也比较高。其形状决定于割嘴氧孔形状的设计和孔道面的粗糙度。•5）切割氧流的攻角又称割嘴的倾角，直线切割时，割嘴向切割方向后倾一定角度（20°~30°）可以大大加快切割速度和改善切割质量。薄板切割要点•1.切割4mm以下钢板时，因板薄受热快而散热慢，极易引起切口上边缘熔化，下边缘挂渣和割后变形大。若切割速度稍慢，及预热火焰控制不当，会造成前面割开而后面又熔合在一起的现象。故常采取以下措施：•1).选用G01—30型割炬及小号割嘴。•2).用小的预热火焰能率，控制乙炔流量。•3).割嘴向后倾角加大到30~45°。•4).割嘴与割件间距加大到10~15mm。•5).切割速度尽可能快。•6).成批生产时可把薄钢板叠成25~50层，一次割开。这样不仅生产率高，且切割质量也比单层好。关键是割前须把钢板表面的铁锈污物清除干净，然后把经平整的薄板叠好用夹具夹紧，使各层钢板紧密相贴，便于传热。等离子弧切割•利用等离子弧的热能实现金属材料熔化的切割方法称等离子弧切割。其原理是利用高速，高温和高能的等离子气流来加热和熔化被切割材料，并借助内部或外部的高速气流或水流将熔化材料排开，直至等离子气流束穿透工件背面而形成切口。等离子弧切割工艺•1.气体选择气体主要用途备注Ar，Ar+H2，Ar+N2，Ar+N2+H2切割不锈钢、有色金属及其合金Ar仅用于切割薄金属N2，N2+H2N2作为水再压缩等离子弧的工作气体，也可用于切割碳素钢O2，空气切割碳素钢和低合金钢，也用于切割不锈钢和铝重要的铝合金结构件一般不用2.工艺参数选择•1）切割电流主要受喷嘴孔径和电极直径限制。过大易烧损电极和喷嘴。一般取•I（A）=（70~100）dd--喷嘴孔径（mm）•2）空载电压在设计切割电源时已确定，与割炬结构、喷嘴与工件距离、气体流量等有关。高空载电压易于引弧，但对手工切割存在安全问题。•3）气体流量要与喷嘴孔径相适应。流量大，利于压缩电弧，使等离子弧能量更为集中，对提高切割速度和吹走熔化金属有利。但流量过大，从电弧中带走的热量过多，降低切割能力，切割面质量恶化，也不利于电弧稳定。•4）切割速度主要受切割质量的制约。一般根据工件的材质和厚度选用工作电流合适的割炬，在切割时以切口下缘无粘渣或少量挂渣时的切割速度为宜。•5）喷嘴距工件的距离在电极内缩量一定时（通常为2~4mm），喷嘴距工件的高度一般在6~8mm。安全知识危险因素主要工伤事故有害因素易燃易爆气体；压力容器和燃料容器；带点设备、电器；明火；登高、金属容器内、水下或窄小空间里操作爆炸；火灾；触电；灼伤；急性中毒；高空坠落；物体打击电焊烟尘；有害气体；弧光辐射；射线；热辐射；噪声一、预防触电事故的安全知识•（1）弧焊设备的外壳必须接零或接地，而且接线应牢靠，以免由于漏电而造成触电事故；•（2）弧焊设备的初级接线、修理和检查应由电工进行，焊工不可私自拆修；•（3）推拉电源闸刀时，应带好干燥的皮手套，面部不要对着闸刀，以免推拉闸刀时可能发生电弧火花而灼伤脸部；•（4）焊钳应有可靠的绝缘。中断工作时，焊钳要放在安全的地方，防止焊钳和焊件之间产生短路而烧坏弧焊机；•（5）焊工的工作服、手套、绝缘鞋应保持干燥；•（6）在容器或狭小的工作场所焊接时，需两人轮换操作，其中一人留守在外面监护，以防发生意外时，立即切断电源便于急救；•（7）在潮湿的地方工作时，应用干燥的木板或橡胶片等绝缘物做垫板；•（8）在光线暗的地方或夜间工作时，使用的工作照明灯的电压应低于36伏；•（9）更换焊条时，不仅应带好手套，而且应避免身体与焊件接触；•（10）焊接电缆必须有完整的绝缘，不可将电缆放在弧焊电源的附近或炽热的焊缝金属上，避免高温而烧坏绝缘层，同时也要避免碰撞磨损。焊接电缆如有破损应立即进行修理或调换；•（11）遇到焊工触电时，切不可用赤手去拉触电者，应先迅速将电源切断，如果切断电源后触电者呈现昏迷状态，应立即实行人工呼吸，直至送到医院为止。二、预防弧光辐射的安全知识•（1）焊工必须使用有电焊防护玻璃的面罩；•（2）面罩应该轻便、成形合适，耐热、不导电、不导热、不漏光；•（3）焊工工作时应穿白色帆布工作服，防止弧光灼伤皮肤；•（4）操作引弧时，焊工应该注意周围工人，以免强烈弧光伤害他人眼睛；•（5）在厂房内和人多的区域进行焊接时，尽可能的使用屏风板，避免周围人受弧光伤害；•（6）装配定位焊时，要求焊工或装配工应带防护眼睛。三、预防火灾和爆炸的安全知识•焊接时，由于电弧及气体火焰的温度很高，而且在焊接过程中有大量的金属火花飞溅物，如稍有疏忽大意，就会引起火灾甚至爆炸。因此焊工在工作时，为了防止火灾及爆炸事故的发生，必须采取下列安全措施：•（1）焊接前要认真检查工作场地周围是否有易燃、易爆物品（如棉纱、油漆、汽油、煤油、木屑、乙炔发生器等），如有易燃、易爆物，应将这些物品搬离焊接工作点5m以外。•（2）在高空作业时更应注意防止金属火花飞溅而引起的火灾。•（3）严禁在有压力的容器和管道上焊接。•（4）焊补储存过易燃物的容器（如汽油箱等）时，焊前必须将容器内的介质放净，并用碱水清洗内壁，再用压缩空气吹干，确认安全可靠后方可进行焊接。•（5）在进入容器内工作时，焊、割炬应随焊工同时进出，严禁将焊、割炬放在容器内焊工擅自离开，以防混合气体燃烧和爆炸。•（6）焊条头和焊后的焊件不能随便乱扔，要妥善管理，更不能扔在易燃、易爆物品的附近，以免发生火灾。•（7）每天下班时应检查工作场地附近是否有引起火灾的隐患，如确认安全，才可离开。四、焊接切割作业前的检查和安全措施•1、检查污染物•凡被化学物质，或油脂污染的设备都应清洗后再焊接或切割。如果是易燃、易爆或者是有毒的污染物，更应彻底清洗，并经有关部门检查，填写动火证后，才能进行焊接切割。•一般在焊接切割前采用一嗅、二看、三测爆的检查方法。•一嗅就是嗅气味，危险物品大部分有气味，这要从实际工作经验中加以总结，在嗅到有气味的物品时，应重新清洗。•二看就是查看清洁程度如何，特别是塑料，如：四氟乙烯等这类物质必须清除干净，因为塑料不但易燃，而且高温裂解产生有毒气体。•三测爆就是在容器内部抽取试样用测爆仪测定爆炸极限，大型容器的抽样应从上、中、下容易聚集的部位进行，确认没有危险时，方可进行焊接切割作业。气焊及气割安全一般要求•1.乙炔最高工作压力禁止超过147KPa表压。•2.禁止使用纯铜、银或含铜（银）超过7