焊接缺陷与质量检验1

焊工中高级培训讲座4湖南同德职业学院培训中心谢家朋焊接缺陷与质量检验一、常见的焊接缺陷（一）裂纹（二）气孔（三）夹渣（四）未熔合未焊透（五）形状缺陷咬边焊瘤烧穿和下塌焊接缺陷一.什么叫焊接缺陷?凡是破坏焊接接头的完整性,改变正常的金相组织,降低使用性能的各种弊病,均称之为焊接缺陷.二.引起焊接缺陷的原因1.焊接规程规范执行不严格;2.被焊工件的焊接性差;3.焊接工艺参数选用不当;4.焊接的不均匀加热过程;5.焊工操作技能的熟练程度有差异;6.焊接机具材料的性能失灵或失效.三.焊接缺陷的分类焊接缺陷主要分表露缺陷和内部缺陷两种.1.表面缺陷用眼睛或放大镜发现的焊缝表面缺陷叫表露缺陷.(或外观缺陷,外表缺陷).如咬边,弧坑,焊瘤,未焊透,气孔,夹渣,裂纹等.2.内部缺陷只能通过破坏和非破坏性手段才能发现残留于焊接接头内部的缺陷.如气孔,夹渣,裂纹,未熔合,过烧.四.焊缝缺陷的特征1.焊缝外观尺寸不符合要求.主要表现焊缝过高,过低,过宽,过窄,焊缝高低不平,宽窄不齐等.外观尺寸不符合要求：余高0—3，2.咬边由于操作方法或参数选择不当在焊缝两侧与金属工件交界处形成的沟槽或凹坑叫咬边.咬边应小于0.5m,长度小于20%,3.弧坑收头时熔池没有填满,或接头时没有接合好留在焊缝表面的凹坑.4.焊瘤施焊时,由于根部间隙太大或焊接电流太大,流体金属下坠,形成非焊缝的多余瘤体叫焊瘤.5.内凹内凹又叫凹陷,是背面焊缝下塌形成的一个圆滑的沟槽.6.未焊透未焊透是指焊接时接头根部未熔透的现象未焊透.(参数不当.电流小.坡口不合适)7.未熔合焊缝的层与层之间或焊缝与母材之间,存在有未熔合为一体的现象叫未熔合.(电流太小,速度太快,焊条偏心,运条方法不当,热输入不够,层间理不够.)8.裂缝在焊缝接头上出现细小的纹状缝隙叫裂纹.裂纹又分热裂纹和冷裂纹两种.热裂纹是指在焊接过程中,焊缝和热影区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹.热裂纹可通过合理的选用焊接材料,控制母材金属的硫,磷等含量来预防.冷裂纹是指焊接接头冷却至较低温度下产生的焊接裂纹.由于应力作用下经过一段时间(几小时,几几天,甚至更长的时间)才发生,因此又叫延迟裂纹.防止冷裂纹应采取以下措施:1.减少氢的来源.2.合理选用焊接参数,以降低钢的淬硬程度,有利于氢的逸出和改善应力状态.3.采取消氢处理和焊后热处理.4.改善结构设计,降低焊接接头的拘束应力.9.气孔液体金属在凝固过程中,未来得及脱出的气体残留在焊缝中而形成的空隙叫气孔.(焊条受潮,焊件清理不干净,电弧磁偏吹,焊接参数不合理.)10.夹渣液态金属中的渣物未能及时排除而残留于焊缝中的非金属夹渣物叫夹渣.五.焊缝缺陷产生的原因1.操作不熟练或操作不当;2.电流过大或过小,电弧长度过长或过短;3坡口尺寸不符合要求,间隙配合不当;4.接口处清理不干净;5.被焊金属和焊材用错,焊条未烘干;6.焊接熔池形状和尺寸控制不住;7.焊接速度过快或过慢,每层焊缝过厚或过薄;8.电弧有偏吹现象;9.环境温度过低,风力过大;10.各层之间的浮渣清理不干净;11.存在较大的拘束力或强行拼组接口.六.焊接缺陷的防止方法1.焊前查清被焊金属材质(成分及性能).2.焊材符合国家标准,有怀疑时,应认真复试,焊条按规范烘烤.3.被焊工件端部,坡口处打磨,清理干净.4.坡口对口角度.钝边.间隙符合要求,避免错口.5.焊口位置应避开应力集中区,严禁强行对口.6.注意施焊条件(温度.风力)等.7.选择合理焊接参数(电流.弧长.速度.摆动方法等).8.采用合理组装焊接程序.9.点固焊质量.10.预热和热处理方案正确.11.焊后外观尺寸合格.12.焊接人员操作熟练,规范熟悉.1）焊缝金属及焊接接头力学性能试验①拉伸试验拉伸试验用于评定焊缝或焊接接头的强度和塑性性能。抗拉强度和屈服强度的差值能定性说明焊缝或焊接接头的塑性储备量。伸长率和断面收缩率的比较可以看出塑性变形的不均匀程度，能定性说明焊缝金属的偏析与不均匀性，以及焊接接头各区域的性能差别。焊缝金属的拉伸试验有关规定应按《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》标准进行，焊接接头的拉伸试验有关规定应按《焊接接头拉伸试验方法》标准进行。2弯曲试验弯曲试验用于评定焊接接头塑性并反映出焊接接头各个区域的塑性差别，暴露焊接缺陷，考核熔合区的结合质量。弯曲试验可分为横弯、纵弯、正弯、前弯及侧弯。③冲击试验冲击试验用于评定焊缝金属和焊接接头的韧性和缺口敏感性。试样为V形缺口，缺口应开在焊接接头最薄弱区，如熔合区、过热区、焊缝根部等。缺口表面的光洁程度、加工方法对冲击值均有影响。缺口加工应采用成型刀具，以获得真实的冲击值。V形缺口冲击试验应在专门的试验机上进行。4硬度试验硬度试验用于评定焊接接头的硬化倾向，并可间接考核焊接接头的脆化程度。硬度试验可以测定焊接接头的洛氏、布氏和维氏硬度，对比焊接接头各个区域性能上的差别，找出区域性偏析和近缝区的淬硬倾向。5断裂韧度COD试验此试验用于评定焊接接头的COD(裂纹张开位移)断裂韧度，通常将预制疲劳裂纹分别开在焊缝、熔合区和热影响区，评定各区的断裂韧度，试验按《焊缝金属COD试验方法》和《裂纹张开位移，(COD)试验方法》进行。⑥疲劳试验疲劳试验用于评定焊缝金属和焊接接头的疲劳强度及焊接接头疲劳裂纹扩展速度(da/dN)，在交变载荷下的疲劳强度按《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》进行；测定接头da/dN按《焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验方法》进行。①宏观组织分析能直接用目测或借助低倍放大镜进行的检验，其内容如下表所示。2）金相检验宏观组织检验方法利用显微镜能检查焊接接头各区域的微观组织和偏析等问题。通过微观组织分析，研究母材、焊接材料与焊接工艺存在的问题及解决途径。有些情况下，也可用复膜检查方法，对制造过程中或运行中的焊接接头表面制作复膜，然后在显微镜下作宏观或微观组织分析和缺陷分析。此法亦可属非破坏性的金相检验法。②微观组织分析①化学成分分析从焊缝金属中钻取试样，除应注意试样不得氧化和沾染油污之外，还应注意取样部位在焊缝中所处的层次。不同层次的焊缝金属受母材的稀释作用不同，一般以多层焊或多层堆焊的第三层以上的成分作为熔敷金属的成分。②扩散氢的测定熔敷金属中扩散氢的测定，有45℃甘油法、水银法及色谱法三种。过去多用甘油法，但该法测定精度较差，正逐步被色谱法所代替。水银法因污染问题而极少应用。③腐蚀试验焊缝金属和焊接接头的腐蚀破坏有以下几种形式：总体腐蚀、晶间腐蚀、刀状腐蚀、应力腐蚀、海水腐蚀、气体腐蚀和腐蚀疲劳等。不锈钢及耐酸钢等钢种的晶间腐蚀试验有关规定应按《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法》标准进行。3）化学分析与试验1）外观检验以目测观察为主，并可以借助低倍放大镜观察。此法用于发现焊接接头的外部缺陷。焊接接头外部缺陷的存在，通常是产生内部缺陷的标志。2）水压试验用于评定锅炉、压力容器、管道等焊接构件的整体强度性能、变形量大小以及有无渗漏现象。水压试验时应注意：①焊接构件内的空气必须排尽；②焊接构件上和水泵上应同时装有校验合格的压力表；③试验环境温度不得低于5℃；④试验压力应按规定逐级上升；⑤试验场地应有防护设施。水压试验应按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《压力容器安全技术监查规程》进行。2．非破坏性检验①气密性试验检验小容积的压力容器，容器置于水槽中充气，焊缝金属致密性不良时，水中呈现气泡，检验大容积的压力容器，容器充气后，在焊缝处涂肥皂水检验渗漏。②氨气试验对检验的压力容器充以氨气，在焊缝上贴一条比焊缝略宽的浸过硝酸汞溶液的试纸，若焊缝区有泄漏，试纸的相应部件上将呈现黑色斑纹。③煤油试验用于检验不承受压力的焊缝。在焊缝及热影响区涂刷石灰水溶液，在另一而涂刷煤油，如有穿透性缺陷时，则煤油会渗透过缝隙使涂有白色底基的粉面上呈现黑色斑痕。3）致密性检验①着色渗透探伤有关探伤规定应按《渗透探伤方法》标准进行。②磁粉探伤有关探伤规定可参考《钢制压力容器磁粉探伤》标准进行。③超声波探伤有关焊缝的探伤应按《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》标准规定进行。④射线探伤有关焊缝的射线探伤应按《钢焊接接头射线照相及底片等级分类法》标准规定进行。4）无损探伤