焊接检测

焊接检测本课程的教学目的与主要内容1．本课程的教学目的通过本课程学习使学生了解焊接检验在保证和提高焊接产品质量中的地位和作用；理解焊接生产过程中所需检验的内容、检验的方法，并能正确选择这些检验方法；对常用的无损检验方法能理解其原理，了解其使用范围、操作规程及检验标准。在能力上达到能正确选择和使用常用检验仪器和工具；能对检验结果进行简单判断，并填写检验报告。本课程的教学目的与主要内容2．本课程的主要内容焊前检验、焊接过程中的检验、焊后检验；焊接结构成品的几何尺寸检查、强度检验以及焊缝的外观检查；采用射线探伤、超声波探伤、磁力探伤和渗透探伤等无损探伤手段，对焊缝及近缝区表面缺陷和内部缺陷的检验。焊接检测第一章焊接检测概述第二章射线探伤第三章超声波探伤第四章磁粉探伤第五章渗透探伤第一章焊接检测概述第一节焊接检测的职能和依据焊接检验应树立的观点下道工序是用户、工作对象是用户、用户第一预防为主、防检结合检验是企业每个员工的本职工作焊接检验的地位和作用焊接检验在焊接结构生产中占有重要地位，其作用主要表现在以下三个方面：确保焊接结构制造质量降低产品成本促使焊接技术的广泛应用焊接检验的内容、步骤与依据内容：包括对焊缝或焊接接头的质量检验；制造产品的原材料、参与制造的人员、采用的设备、制定的工艺方法和生产环境等的检验；以及对焊接产品整体结构与性能的检验。步骤：1．明确质量要求2．进行项目检测3．评定检验结果4．报告检验结果依据：产品的施工图样、技术标准、检验文件和定货合同。焊接检验的分类按检验数量分类：抽检、全检按检验方法分类：破坏性检验：力学性能试验、化学分析试验和金相检验非破坏性检验：外观检验、耐压试验和密封性试验无损检验：射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤第二节检测中常见的焊缝缺陷焊接缺陷：指由焊接过程在焊接接头中发生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。焊接缺陷的危害：影响焊缝的致密性减小焊缝的有效面积，显著降低焊缝的强度和韧性；裂纹两端的缺口效应会造成严重的应力集中，很容易引起扩展，形成宏观裂纹或整体断裂表1—1金属熔化焊接头缺陷分类及说明分类名称分类名称裂纹横（纵）向裂纹弧坑裂纹枝状裂纹放射状裂纹间断裂纹微观裂纹形状缺陷咬边焊瘤下榻下垂烧穿未焊满角焊缝凸度过大角变形错边焊缝宽度不齐焊缝表面粗糙、不平滑空穴球形气孔均布气孔局部密集气孔链状气孔条虫形气孔表面气孔固体夹杂夹渣氧化物夹渣金属夹渣其他缺陷电弧擦伤飞溅钨飞溅定位焊缺陷表面撕裂层间错位打磨过量未熔合未焊透未熔合未焊透表1—2按外观形态划分的裂纹特征和分布名称特征分布横向裂纹裂纹长度方向与焊缝轴线相垂直焊缝、热影响区和母材中纵向裂纹裂纹长度方向与焊缝轴线相平行弧坑裂纹形态有横向、纵向或星状焊缝收弧弧坑处表1—3按温度范围划分的裂纹特征和分布名称特征分布热裂纹发生在晶界处，形成温度较高，与空气接触的开口表面呈兰色或天蓝色焊缝表面或内部冷裂纹在较低温度下形成，表面光亮热影响区表1—4气孔的特征与分布名称特征分布氢气孔断面形状多为螺丝形，从焊缝表面上看呈圆喇叭形，内壁光滑出现在焊缝表面上氮气孔与蜂窝相似，常成堆出现出现在焊缝表面上CO气孔表面光滑，像条虫状出现在焊缝内部，沿结晶方向分布焊接缺陷的影响因素了解影响产生焊接缺陷的有关因素，对检验时判断缺陷有重要作用。焊接工艺方法对焊接缺陷的产生有很大关系，见表1—5。表1—5焊接工艺方法的重要因素与焊接缺陷的关系工艺条件夹渣未熔合未焊透咬边变形气孔裂纹焊接方法◇◇◇◇◇◇◇焊接材料△△△◇☆☆施焊位置☆☆☆◇◇△◇接头形式☆☆☆☆☆☆☆焊接结构◇☆◇定位焊◇◇◇☆◇◇焊工培训◇◇◇☆◇◇◇注：☆—表示有很大关系◇—表示有一定关系△—表示关系一般常用焊接结构（件）及其焊缝质量等级焊接结构（件）类型检验方法焊缝质量等级核容器、航空航天器件、化工设备中的重要构件等1、外观检验2、射线探伤3、压力试验Ⅰ级锅炉、压力容器、球罐、化工机械、潜水器、起重机等1、外观检查2、射线或超声波探伤3、磁粉或渗透探伤4、压力试验Ⅱ级船体、公路钢桥、液化气钢瓶1、外观检查2、射线或超声波探伤3、致密性试验Ⅲ级一般不重要结构外观检查Ⅳ级表1四种常用无损检验方法的特点与应用探伤方法特点应用射线探伤直观性强、准确度高、可靠性好，且底片可长期保存；但设备较复杂、成本高、并需要严密防护金属与非金属材料的内部缺陷，如焊缝中的气孔、裂纹、夹渣等超声波探伤灵敏度高、设备轻巧、操作方便、检测速度快、成本低且对人无害；但无法对缺陷进行准确定性与准确定量金属与部分非金属材料的内部缺陷，如焊缝中的气孔、裂纹、夹渣等磁粉探伤成本低、操作灵活、结果可靠铁磁性材料表面或近表面缺陷，如坡口表面裂纹，焊缝表面与近表面裂纹、气孔、夹渣等渗透探伤设备简单、操作容易、成本低，缺陷显示直观；但探伤剂有毒，操作时需要防护金属与非金属材料表面开口缺陷表2产品进行探伤时所要求的条件探伤方法探伤空间位置的要求探伤表面的要求射线探伤要较大的空间位置，以满足射线机头的位置要求和调整焦距表面不需机械加工，只需清除影响显示缺陷的东西，并有放置铅字码、铅箭头和透度计的位置超声波探伤要求较小的空间位置，只放置探头和探头移动空间尽可能做表面加工，以利于声波耦合，并有探头移动的表面范围磁力探伤要在磁化探伤部位撒放磁粉、观察缺陷的空间位置清除影响磁酚聚积的氧化皮等污物，并有探头工作的位置渗透探伤要有涂布探伤剂和观察缺陷的空间要求清除表面污物第三节焊缝的常规检测金属材料的质量检验（1）验收主要项目：牌号、规格、数量、批号、炉号、化学成分和力学性能以及表面质量。（2）复验无质量检验证明书的材料；新材料；重要产品的母材；材料质量证明书与实物明显不符。（3）投料前的检查项目投料单据,实物标记,实物表面质量,标记移植：焊接材料的检验在焊接材料投入生产时，应检查以下项目：（1）核对焊接材料的选用是否正确（2）核对焊接材料实物标记（3）检查焊接材料的表面质量（4）检查焊接材料的工艺性处理是否符合要求焊件备料的检验1．放样、划线、下料的质量检查项目：尺寸和形状、公差、排料、标记移植2．坡口质量检查项目：坡口形状、尺寸与表面粗糙度、坡口清理情况及坡口面探伤3．成型加工的质量检查焊件装配质量的检验1．装配结构的检验项目：零件之间的相对位置、焊缝位置及坡口。2．装配工艺的检验项目：检验定位焊预热和装配顺序。3．定位焊缝质量的检验焊接的其他工作检查1．焊工考核项目：焊工合格证、有效期、考试项目2．焊接工具的检查项目：防护面罩、焊钳、焊接电缆焊接环境的检查GB150—1998《钢制压力容器》中规定，当施焊环境出现以下任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：（1）雨雪天气；（2）相对湿度大于90％；（3）焊条电弧焊时风速大于10m/s；（4）气体保护焊时风速大于2m/s。当环境温度低于0℃时，应在施焊范围内预热到15℃。在现场施焊条件下，不同性能的钢材其允许焊接的最低温度规定为：低碳钢，-20℃；低合金结构钢，-10℃；中、高合金钢，0℃。焊接规范执行情况的检查1．焊条电弧焊焊接规范的检查通常只规定各层的焊条型号和直径、电源种类和极性，而对焊接电流只规定一个范围。2．埋弧焊焊接规范的检查主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度等。当采用滚轮架组焊环缝时，则要检查滚轮架转速下该直径环缝的线速度是否符合要求。3．气体保护焊焊接规范的检查主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径和伸出长度、保护气体的流量和混合气体的配比预热的检查预热是减少焊接应力的重要工艺措施。检查预热主要是检查预热方法、预热范围和预热温度。在一般情况下，允许预热温度略高于规定的温度（通常焊接工艺卡给出的预热温度是下限值）。焊接后热的检查焊接后热的主要作用是加快焊缝中氢的逸出，为达到这一目的，必须检查以下几点：（1）及时加热在焊缝冷却到100℃以上时及时加热。（2）加热温度加热温度一般要求250℃～350℃。（3）加热持续时间在上述加热温度下应保持3～4h。（4）加热范围要求焊缝每侧的加热宽度不小于板厚的5倍，且不小于100mm。（5）保温措施热源撤除后应采取良好的保温措施。产品试板的质量检查1．压力容器产品试板的种类产品焊接试板、工艺纪律检查试板、母材热处理试板2．制作产品试板的要求1）试板材料要与产品使用的材料具有相同的钢号、规格和热处理工艺。2）试板必须采用与产品相同的坡口形式，且加工坡口的方法也必须相同。3）试板应由焊接正式产品的焊工焊接，并采用与正式产品焊接相同的工艺条件进行施焊。4）对于容器上的试板必须在筒体纵缝的延长部分与筒体连续施焊。5）对有热处理要求的产品，试板应随产品一起热处理。焊接结构几何尺寸的检验判断焊接结构的几何尺寸是否合格，实际上是判断这些尺寸的公差是否符合要求。焊接结构上的几何尺寸有两类：一类是在图样上直接给出公差要求，对这类尺寸的检验可直接按图样要求进行检查；另一类是图样上不标公差的尺寸（自由公差），对这类尺寸的检验则应根据不同行业和产品的有关标准或国标（例如GB19804—2005《焊接结构的一般尺寸公差和形位公差》）规定进行检查。焊缝外观检验1．焊缝的目视检验目视检验是用眼睛直接观察和分辨缺陷。一般情况下，目视检验的距离约为600mm，眼睛与被检工件表面所成的视角不小于30°。在检查过程中可以采用适当照明、利用反光镜调节角度、借助低倍放大镜观察对眼睛不能接近的焊缝必须借助望远镜、内孔管道镜等进行观察。目视检验应在焊接工作结束后，将工件表面的焊渣和飞溅清理干净，按表1—9所列的项目进行检验。2．焊缝尺寸的检验焊缝尺寸检验主要是测量焊缝外观尺寸是否符合图样标注尺寸或技术标准规定的尺寸。表1—9焊缝目视检验的项目检验项目检验部位质量要求备注清理质量所有焊缝及其边缘无焊渣、飞溅及阻碍检验的附着物几何形状焊缝与母材连接处焊缝完整不得有漏焊，连接处应圆滑过渡用焊接检验尺测量焊缝形状和尺寸急剧变化的部位焊缝高低、宽窄及结晶焊波应均匀焊接缺陷1．整条焊缝和热影响区附近2．重点检查焊缝的接头部位、收弧部位几何形状和尺寸突变部位1．无裂纹、夹渣、焊瘤烧穿等缺陷2．气孔、咬边应符合有关标准规定1．接头部位易产生焊瘤、咬边等缺陷2．收弧部位易产生弧坑裂纹等缺陷伤痕补焊装配拉肋板拆除部位无缺肉及遗留焊疤母才引弧部位无表面气孔、裂纹、夹渣、疏松等缺陷第四节焊接结构的耐压试验和密封性试验压力试验压力试验又称为强度试验，可用于检查焊接接头的强度和致密性，是对焊接产品整体质量的检验压力试验包括水压试验和气压试验。水压试验是最常用的压力试验方法。水的压缩性很小，倘若容器一旦因缺陷扩展而发生泄露，水压立即下降，不会引起爆炸。水压试验既廉价又安全，操作也很方便，因此得到了广泛应用。对于极少数不能充水的容器，则可采用不会发生危险的其它液体，但要注意试验温度应低于液体的燃点或沸点。由于气体的压缩比大，气压试验时因缺陷扩展有可能引起爆炸危险，因此只有当容器的结构设计不允许进行水压试验，或者有水渍存在不便清除而有可能参与介质反应发生爆炸时，才能采用气压试验。水压试验1、水压试验前的准备1）产品在进行水压试验之前，焊接工作必须全部结束，且焊缝的返修、焊后热处理、力学性能检验和无损探伤都必须合格。2）受压部件充水之前，药皮、焊渣等杂物必须清理干净。3）根据试验压力选择压力表的量程，并要求表盘直径不小于100mm。压力表的量程应为试验压力的2倍左右，但应不低于1.5倍和高于4倍的试验压力。2、水压试验的规范1）水压试验的环境温度应高于5℃，低于5℃时应采取防冻措施。2）水压试验时水的温度应高于材料的脆性转变温度。我国现行标准规定碳素钢、16MnR和正火15MnVR钢制容器水压试验的水温不得低于5℃；其它低合金钢不低于15℃。一般情况下使用的水温为20～70℃。试验压力见表1—13压力等级耐压试验压力PT气密试验压力水压气压低压1.25p1.20p1.05p中压1.25p