焊接缺陷(welding defect)和焊接缺欠(welding imperfection) 是兩個(gè)不同的定義,在GB/T6417.1-2005《金屬熔化焊接頭缺欠及分類(lèi)說(shuō)明》中,給出了不同定義。焊接缺欠定義為在焊接接頭中因焊接產(chǎn)生的金屬不連續(xù),不致密或者連接不良現(xiàn)象;焊接缺陷定義為超過(guò)規(guī)定限值得缺陷。ISO6520中,也給出了同樣的說(shuō)明。 一般來(lái)說(shuō),焊接缺欠是:weld imperfection ,可以解釋為 any deviation from the ideal weld,事實(shí)上,任何現(xiàn)在已存物質(zhì)都存在缺欠,因而焊接缺欠是不可避免的;而焊接缺陷:weld defect,可以則可以解釋為:unacceptable weld imperfection,焊接缺陷是不能被接受的焊接缺欠。對(duì)于不同的焊接接頭和工件工況,具有不同的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),ISO5817、ISO10042等定義了不同等級(jí)的焊縫欠缺接受水平,也就是焊接缺陷認(rèn)定水平。在焊縫中存在的焊接缺陷會(huì)減小焊縫的承載面積,削弱靜力拉伸強(qiáng)度;缺陷處發(fā)生應(yīng)力集中和脆化現(xiàn)象,容易產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展;此外,缺陷會(huì)大大降低接頭處疲勞強(qiáng)度焊接缺陷按照位置可分為表面缺陷和內(nèi)部缺陷兩種。常見(jiàn)的表面缺陷:表面氣孔、表面未熔合、表面裂紋、表面咬邊、表面焊瘤以及表面凹坑等。常見(jiàn)的內(nèi)部缺欠:氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等。 外表面形狀和尺寸不符合要求 表現(xiàn):外表面形狀高低不平,焊縫成形不良,焊波粗劣,焊縫寬度不均勻,焊縫余高過(guò)高或過(guò)低,角焊縫焊腳單邊或下凹過(guò)大,母材錯(cuò)邊,接頭的變形和翹曲超過(guò)了產(chǎn)品的允許范圍等。 危害:焊縫成形不美觀,影響到焊材與母材的結(jié)合,削弱焊接接頭的強(qiáng)度性能,使接頭的應(yīng)力產(chǎn)生偏向和不均勻分布,造成應(yīng)力集中,影響焊接結(jié)構(gòu)的安全使用。 產(chǎn)生原因:焊件坡口角度不對(duì),裝配間隙不勻,點(diǎn)固焊時(shí)未對(duì)正,焊接電流過(guò)大或過(guò)小,運(yùn)條速度過(guò)快或過(guò)慢,焊條的角度選擇不合適或改變不當(dāng),埋弧焊焊接工藝選擇不正確等。 防止措施:選擇合適的坡口角度,按標(biāo)準(zhǔn)要求點(diǎn)焊組裝焊件,并保持間隙均勻,編制合理的焊接工藝流程,控制變形和翹曲,正確選用焊接電流,合適地掌握焊接速度,采用恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)條手法和角度,隨時(shí)注意適應(yīng)焊件的坡口變化,以保證焊縫外觀成形均勻一致。 焊接裂紋 表現(xiàn):焊縫裂紋是焊接過(guò)程中或焊接完成后在焊接區(qū)域中出現(xiàn)的金屬局部破裂的表現(xiàn)。 焊縫金屬?gòu)娜刍癄顟B(tài)到冷卻凝固的過(guò)程經(jīng)過(guò)熱膨脹與冷收縮變化,有較大的冷收縮應(yīng)力存在,而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過(guò)程而產(chǎn)生組織應(yīng)力,更加上母材非焊接部位處于冷固態(tài)狀況,與焊接部位存在很大的溫差,從而產(chǎn)生熱應(yīng)力等等,這些應(yīng)力的共同作用一旦超過(guò)了材料的屈服極限,材料將發(fā)生塑性變形,超過(guò)材料的強(qiáng)度極限則導(dǎo)致開(kāi)裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強(qiáng)度,并且焊縫裂紋的尖端也成為承載后的應(yīng)力集中點(diǎn),成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源。按形態(tài)可分為:縱向裂紋、橫向裂紋、弧坑裂紋、焊趾裂紋、焊根裂紋、熱影響區(qū)再熱裂紋等。 危害:裂紋是所有的焊接缺陷里危害最嚴(yán)重的一種。它的存在是導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)失效的最直接的因素,特別是在鍋爐壓力容器的焊接接頭中,因?yàn)樗拇嬖诳赡軐?dǎo)致一場(chǎng)場(chǎng)災(zāi)難性的事故的發(fā)生,裂紋最大的一個(gè)特征是具有擴(kuò)展性,在一定的工作條件下會(huì)不斷的“生長(zhǎng)”,直至斷裂。 產(chǎn)生原因及防止措施: (1)冷裂紋: 焊接完成后冷卻到較低溫度時(shí)(對(duì)鋼來(lái)說(shuō)是Ms溫度以下)出現(xiàn)的裂紋,或者焊接完成后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋(這種冷裂紋稱為延遲裂紋,特別是諸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金鋼種容易產(chǎn)生此類(lèi)延遲裂紋,也稱之為延遲裂紋敏感性鋼)。 冷裂紋的起源多發(fā)生在焊接熱影響區(qū)和焊縫之中,對(duì)于焊接熱影響區(qū)來(lái)說(shuō),是因?yàn)榈退苄谓M織承受不了冷卻時(shí)的體積變化及組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的應(yīng)力,特別是在具有缺口效應(yīng)的熱影響區(qū)更容易產(chǎn)生冷裂紋。此外,在焊縫中的氫原子(游離氫)相互結(jié)合形成分子狀態(tài)進(jìn)入金屬細(xì)微空隙中造成的壓應(yīng)力與焊接應(yīng)力的共同作用極易導(dǎo)致開(kāi)裂(稱為氫致裂紋或者氫脆)。冷裂紋多為穿晶裂紋,這是由于焊接接頭的金相組織和應(yīng)力狀態(tài)及氫的含量決定的。(如焊層下冷裂紋、焊趾冷裂紋、焊根冷裂紋等)。 產(chǎn)生原因: a.鋼中原淬硬傾向主要取決于化學(xué)成分、板厚、焊接工藝和冷卻條件等。鋼的淬硬傾向越大,越易產(chǎn)生冷裂紋。 b.氫的作用,氫是引起超高強(qiáng)鋼焊接冷裂紋的重要因素之一,并且有延遲的特征。高強(qiáng)鋼焊接接頭的含氫量越高,則裂紋的敏感性越強(qiáng)。 c.焊接接頭的應(yīng)力狀態(tài):高強(qiáng)度鋼焊接時(shí)產(chǎn)生延遲裂紋的傾向不僅取決于鋼的淬硬傾向和氫的作用,還決定于焊接接頭的應(yīng)力狀態(tài)。焊接時(shí)主要存在的應(yīng)力有:不均勻加熱及冷卻過(guò)程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力、金屬相變時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力、結(jié)構(gòu)自身拘束條件等。 d.焊接工藝的影響:線能量過(guò)大會(huì)引起近縫區(qū)晶粒粗大,降低接頭的抗裂性能;線能量過(guò)小,還會(huì)使熱影響區(qū)淬硬,也不利于氫的逸出而增大冷裂傾向。焊前預(yù)熱和焊后熱處理的溫度不合適,多層焊的焊層熔深不合適等。 防止措施: a.選擇合適的焊接材料:如優(yōu)質(zhì)的低氫焊接材料和低氫的焊接方法。對(duì)重要的焊接結(jié)構(gòu),應(yīng)采用超低氫、高韌性的焊接材料,焊條、焊劑使用前應(yīng)按規(guī)定烘干。 b.焊前仔細(xì)清除坡口周?chē)w金屬表面和焊絲上的水、油、銹等污物,減少氫的來(lái)源,以降低焊縫中擴(kuò)散氫的含量。 c.采用低匹配的焊縫或“軟層焊接”的方法,對(duì)防止冷裂紋也是有效的。 d.避免強(qiáng)力組裝、防止錯(cuò)邊、角變形等引起的附加應(yīng)力,對(duì)稱布置焊縫,避免焊縫密集,盡量采用對(duì)稱的坡口形式并力求填充金屬減少量,防止焊縫缺陷的產(chǎn)生。 e.焊前預(yù)熱和焊后緩冷,這不僅可以改善焊接接頭的金相組織,降低熱影響區(qū)的硬度和脆性,而且可以加速焊縫中的氫向外擴(kuò)散,此外還可以起到減小焊接殘余應(yīng)力的作用。 f.選擇合適的焊接規(guī)范。焊接速度太快,則冷卻速度相應(yīng)的也快,易形成淬硬組織,若焊接速度太慢,又會(huì)導(dǎo)致熱影響區(qū)變寬,造成晶粒粗大。選擇合理的裝配工藝和焊接順序以及多層焊的焊層熔深。 (2)層狀撕裂: 大型厚壁結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中會(huì)沿鋼板的厚度方向產(chǎn)生較大的Z向拉伸應(yīng)力,如果鋼中的較多的夾層,就會(huì)沿鋼板軋制方向出現(xiàn)一種臺(tái)階狀的裂紋,稱為層狀撕裂。 產(chǎn)生原因: 金屬材料的中含有較多的非金屬夾雜物,Z向拘束應(yīng)力大,熱影響區(qū)的脆化等。 防止措施:選用具有抗層狀撕裂能力的鋼材,在接頭設(shè)計(jì)和焊接施工中采取措施降低Z向應(yīng)力和應(yīng)力集中。 (3)熱裂紋: 又稱結(jié)晶裂紋,產(chǎn)生于焊縫形成后的冷卻過(guò)程中,主要發(fā)生在晶界上,金相學(xué)中稱為沿晶裂紋,其位置多在焊縫金屬的中心和電弧焊的起弧與熄弧的弧坑處,呈縱向或橫向輻射狀,嚴(yán)重時(shí)能貫穿到表面和熱影響區(qū)。焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋。在鋼中沿奧氏體晶界開(kāi)裂,裂紋多貫穿于焊縫表面,斷口被氧化,呈氧化色。常有結(jié)晶裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋等。熱裂紋的成因與焊接時(shí)產(chǎn)生的偏析、冷熱不均以及焊條(填充金屬)或母材中的硫含量過(guò)高有關(guān)。 產(chǎn)生原因: a.焊縫的化學(xué)元素的影響,主要是硫、磷的影響,易在鋼中形成低熔點(diǎn)共晶體,是一種脆硬組織,在應(yīng)力的作用下引起結(jié)晶裂紋。其中的硫、磷等雜質(zhì)可能來(lái)自材料本身,也有可能來(lái)自焊接材料中,也有可能來(lái)自焊接接頭的表面。 b.凝固結(jié)晶組織形態(tài)也是形成熱裂紋的一種重要因素。晶粒越粗大,柱狀晶的方向越明顯,則產(chǎn)生結(jié)晶 裂紋的傾向就越大。也就是焊接線能量越大越易形成熱裂紋。 c.力學(xué)因素對(duì)熱裂紋的影響:焊件的剛性很大,工藝因素不當(dāng),裝配工藝不當(dāng)以及焊接缺陷等都會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中而加大焊縫的熱應(yīng)力,在結(jié)晶時(shí)形成熱裂紋。 防止措施: a.控制焊縫金屬的化學(xué)成分,嚴(yán)格控制硫、磷的含量,適當(dāng)提高含錳量,以改善焊縫組織,減少偏析,控制低熔點(diǎn)共晶體的產(chǎn)生。 b.控制焊縫截面形狀,寬深比要稍大些,以避免焊縫中心的 偏析。 c.對(duì)于剛性大的焊件,應(yīng)選擇合適的焊接規(guī)范,合理的焊接次序和方向,以減少焊接應(yīng)力。 d.除奧氏體鋼等材料外,對(duì)于剛性大的焊件,采取焊前預(yù)熱和焊后緩冷的辦法,是防止產(chǎn)生熱裂紋的有效措施。 e.采用堿性焊條,甚至提高焊條或焊劑的堿度,以降低焊縫中的雜質(zhì)含量,改善偏析程度。 (4)再熱裂紋: 對(duì)于某些含有沉淀強(qiáng)化元素(如Cr、Mo、V、Nb等)的高強(qiáng)度鋼和高溫合金(包括低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強(qiáng)化的高溫合金及某些奧氏體不銹鋼等)焊接后并無(wú)裂紋發(fā)生,但在熱處理過(guò)程中析出沉淀硬化相導(dǎo)致熱影響區(qū)粗晶區(qū)或焊縫區(qū)產(chǎn)生的裂紋。有些焊接結(jié)構(gòu)即使焊后消除應(yīng)力熱處理過(guò)程中不產(chǎn)生裂紋,而在500~600℃的溫度下長(zhǎng)期運(yùn)行中也會(huì)產(chǎn)生裂紋。這些裂紋統(tǒng)稱為再熱裂紋。再熱裂紋多發(fā)生在焊接過(guò)熱區(qū),屬于沿晶裂紋,其成因與微觀組織變化產(chǎn)生的應(yīng)變有關(guān)。 產(chǎn)生原因:在熱處理溫度下,由于應(yīng)力的松馳產(chǎn)生附加變形,同時(shí)在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)析出沉淀硬化相(鉬、鉻、釩等的碳化物)造成回火強(qiáng)化,當(dāng)塑性不足以適應(yīng)附加變形時(shí),就會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。 防止措施: a.控制基體金屬的化學(xué)成分(如鉬、釩、鉻的含量),使再熱裂紋的敏感性減小。 b.工藝方面改善粗晶區(qū)的組織,減少馬氏體組織,保證接頭具有一定的韌性。 c.焊接接頭:減少應(yīng)力集中并降低殘余應(yīng)力,在保證強(qiáng)度條件下,盡量選用屈服強(qiáng)度低的焊接材料。 氣 孔 在熔化焊接過(guò)程中,焊縫金屬內(nèi)的氣體或外界侵入的氣體在熔池金屬冷卻凝固前未來(lái)得及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)部或表面形成的空穴或孔隙,視其形態(tài)可分為單個(gè)氣孔、鏈狀氣孔、密集氣孔(包括蜂窩狀氣孔)等。盡管氣孔較之其它的缺陷其應(yīng)力集中趨勢(shì)沒(méi)有那么大,但是它破壞了焊縫金屬的致密性,減少了焊縫金屬的有效截面積,從而導(dǎo)致焊縫的強(qiáng)度降低。 危害:氣孔會(huì)減小焊縫的有效截面積,降低焊縫的機(jī)械性能,損壞了焊縫的致密性,特別是直徑不大,深度很深的圓柱形長(zhǎng)氣孔(俗稱針孔)危害極大,嚴(yán)重者直接造成泄漏。 產(chǎn)生原因: 在電弧焊中,由于冶金過(guò)程進(jìn)行時(shí)間很短,熔池金屬很快凝固,冶金過(guò)程中產(chǎn)生的氣體、液態(tài)金屬吸收的氣體,或者焊條的焊劑受潮而在高溫下分解產(chǎn)生氣體,甚至是焊接環(huán)境中的濕度太大也會(huì)在高溫下分解出氣體等等,這些氣體來(lái)不及析出時(shí)就會(huì)形成氣孔缺陷。根本原因是焊接過(guò)程中,焊接本身產(chǎn)生的氣體或外部氣體進(jìn)入熔池,在熔池凝固前沒(méi)有來(lái)得及溢出熔池而殘留在焊縫中。 a.焊條或焊劑受潮,或者未按要求烘干。焊條藥皮開(kāi)裂、脫落、變質(zhì)。 b.基本金屬和焊條鋼芯的含碳量過(guò)高。焊條藥皮的脫氧能力差。 c.焊件表面及坡口有水、油、銹等污物存在,這些污物在電弧高溫作用下,分解出來(lái)的一氧化碳、氫和水蒸氣等,進(jìn)入熔池后往往形成一氧化碳?xì)饪缀蜌錃饪住?/p> d.焊接電流偏低或焊接速度過(guò)快,熔池存在的時(shí)間短,以致于氣體來(lái)不及從熔池金屬中逸出。 e.電弧長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),使熔池失去了氣體的保護(hù),空氣很容易侵入熔池,焊接電流過(guò)大,焊條發(fā)紅,藥皮脫落,而失去了保護(hù)作用,電弧偏吹,運(yùn)條手法不穩(wěn)等。 f.埋弧焊時(shí),使用過(guò)高的電弧電壓,網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)過(guò)大。 防止措施:預(yù)防措施主要從減少焊縫中氣體的數(shù)量和加強(qiáng)氣體從熔池中的溢出兩方面考慮,主要有以下幾點(diǎn): a.焊前一定要將焊條或焊劑按規(guī)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行烘干,并做到隨用隨取,或取出后放在焊條保溫桶中隨用隨?。籦.應(yīng)選取藥皮不得開(kāi)裂、脫落、變質(zhì)、偏心,含碳量低,脫氧能力強(qiáng)的焊條。焊絲表面應(yīng)清潔,無(wú)油無(wú)銹。 c.認(rèn)真清理坡口及兩側(cè),去除氧化物,油脂,水分等。 d.當(dāng)用堿性焊條施焊時(shí),應(yīng)保持較低的電弧長(zhǎng)度,外界風(fēng)大時(shí)應(yīng)采取防風(fēng)措施。 e.盡量采用短弧焊接,減少氣體進(jìn)入熔池的機(jī)會(huì); f.選擇合適的焊接規(guī)范,縮短滅弧停歇時(shí)間。滅弧后,當(dāng)熔池尚未全部凝固時(shí),就及時(shí)再引弧給送熔滴,擊穿焊接。 g.運(yùn)條角度要適當(dāng),操作應(yīng)熟練,不要將熔渣拖離熔池。 h.氬弧焊時(shí),氬氣純度不低于99.95%,氬氣流量合適;i.焊工操作手法合理,焊條、焊槍角度合適; j.焊接線能量合適,焊接速度不能過(guò)快; k.按照工藝要求進(jìn)行焊件預(yù)熱。 夾渣與夾雜物 熔化焊接時(shí)的冶金反應(yīng)產(chǎn)物,例如非金屬雜質(zhì)(氧化物、硫化物等)以及熔渣,由于焊接時(shí)未能逸出,或者多道焊接時(shí)清渣不干凈,以至殘留在焊縫金屬內(nèi),稱為夾渣或夾雜物。視其形態(tài)可分為點(diǎn)狀和條狀,其外形通常是不規(guī)則的,其位置可能在焊縫與母材交界處,也可能存在于焊縫內(nèi)。另外,在采用鎢極氬弧焊打底+手工電弧焊或者鎢極氬弧焊時(shí),鎢極崩落的碎屑留在焊縫內(nèi)則成為高密度夾雜物(俗稱夾鎢)。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是焊接后殘留在焊縫內(nèi)部的非金屬夾雜物,都稱為夾渣或夾雜物。立焊和仰焊比平焊容易產(chǎn)生夾渣。 危害:減少焊縫的有效截面積,降低了焊縫的機(jī)械性能。 產(chǎn)生原因: a.焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過(guò)程中藥皮脫落在熔池中等;b.電弧過(guò)長(zhǎng)、焊接角度部隊(duì)、焊層過(guò)厚、焊接線能量小、焊速快等,導(dǎo)致熔池中熔化的雜質(zhì)未浮出而熔池凝固。 c.由于焊條藥皮受潮,藥皮開(kāi)裂或變質(zhì),藥皮成塊脫落進(jìn)入熔池,又未能充分熔化或反應(yīng)不完全,使熔渣不能浮出熔池表面,造成夾渣。 d.焊接時(shí),焊接電流太小,熔化金屬和熔渣所得到的熱量不足,流動(dòng)性差,再加上這時(shí)熔化金屬凝固速度快,使得熔渣來(lái)不及浮出。 e.焊接時(shí),焊條角度和運(yùn)條方法不恰當(dāng),熔渣和鐵水分辨不清,把熔渣和熔化金屬混雜在一起。焊縫熔寬忽寬忽窄,熔寬與熔深之比過(guò)小,咬邊過(guò)深及焊層形狀不良等都夾渣。 f.坡口設(shè)計(jì)、加工不當(dāng)也導(dǎo)致焊縫夾渣。 g.基體金屬和焊接材料的化學(xué)成分不當(dāng)。如當(dāng)熔池中含氧、氮、硫較多時(shí),其產(chǎn)物(氧化物、氮化物、硫化物等)在熔化金屬凝固時(shí),因速度較快來(lái)不及浮出,就會(huì)殘留在焊縫中形成夾渣。 防止措施: a.焊前打磨焊縫破口; b.多層焊時(shí),層間藥皮清理干凈,再進(jìn)行下一道焊接;c.焊條按照要求烘培,不使用偏芯、受潮等不合格焊條;d.盡量使用短弧焊接,選擇合適的電流參數(shù); f.選用具有良好工藝性能的焊條,選擇合適的焊接電流,以改善熔渣上浮的條件,有利于防止夾渣的產(chǎn)生。遇到焊條藥皮成塊脫落時(shí),必須停止焊接,查明原因并更換焊條。 f.焊接速度合適,不能過(guò)快。 兩種典型夾雜:夾鎢與夾珠 (1)夾鎢: 夾鎢是夾雜的一種特殊形式,指在手工鎢極氬弧焊時(shí),由于鎢極強(qiáng)烈發(fā)熱,鎢極端部熔化、蒸發(fā),或因鎢極與焊件接觸,使鎢過(guò)渡到了焊縫中。 危害:焊縫的機(jī)械性能,特別是韌性和塑性下降。 防止措施:選用直徑大小適宜的鎢極,并配合適當(dāng)?shù)碾娏鳎箽鍤饪煽康乇Wo(hù)鎢極端部,以防止鎢極燒損,采用短弧操作,并應(yīng)及時(shí)修磨鎢極端部。 (2)夾珠: 夾珠,也是夾雜的一種特殊形式,如果焊接規(guī)范不合理,或焊工操作不當(dāng),會(huì)有金屬飛濺物或孤立的單個(gè)金屬熔滴飛出熔池,落到其它已經(jīng)冷卻但尚未焊完的焊道上,這些飛濺物和熔滴不可能 與已冷卻的焊道自行熔合。而只是粘附在原焊縫表面,而且,這些金屬飛濺物和熔滴的表面上,也可能還復(fù)蓋有熔渣,如果在焊接下一層焊道就會(huì)被夾入焊縫中,形成“夾珠”。 防止措施:選擇合適的焊接規(guī)范,提高焊工的焊接技術(shù)水平,嚴(yán)格執(zhí)行焊接操作規(guī)程。在每一層焊道施焊前,仔細(xì)地清理原焊縫表面的熔渣、熔滴和飛濺物等雜物。適當(dāng)加大焊接電流,減慢焊接速度,可使粘附在原焊縫表面的飛濺、熔滴等物熔化。 未焊透 母體金屬接頭處中間(X坡口)或根部(V、U坡口)的鈍邊未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。 危害:未焊透降低了焊接接頭的機(jī)械強(qiáng)度,在未焊透的缺口和端部會(huì)形成應(yīng)力集中點(diǎn),在焊接件承受載荷時(shí)容易導(dǎo)致開(kāi)裂。 產(chǎn)生原因: a.坡口角度小,鈍邊過(guò)大,裝配間隙小或錯(cuò)邊,所選用的焊條 直徑過(guò)大,使熔敷金屬送不到根部。 b.焊接電流太小,焊接速度太快,由于電弧穿透力降低使得熔池變淺而造成。 c.由于操作不當(dāng),使熔敷金屬未能送到預(yù)定位置,或由于電弧的磁偏吹使熱能散失,該地方電弧作用不到,或者單面焊雙面成形的擊穿焊由于電弧燃燒時(shí)間短或坡口根部未能形成一定尺寸的熔孔而造成未焊透。 防止措施: a.選擇合適的坡口角度,裝配間隙及鈍邊尺寸,并防止錯(cuò)邊。 b.選擇合適的焊接電流,焊條直徑,運(yùn)條角度應(yīng)適當(dāng)。如果焊條藥皮厚度不均產(chǎn)生偏弧時(shí),應(yīng)及時(shí)更換。 選擇合適的線能量、焊接速度,并使用短弧焊接,以增加熔透能力。 未熔合 固體金屬與填充金屬之間(焊道與母材之間),或者填充金屬之間(多道焊時(shí)的焊道之間或焊層之間)局部未完全熔化結(jié)合,稱為未熔合。也稱為“假焊”常見(jiàn)的未熔合部位有三處;坡口邊緣未熔合、焊縫金屬層間未熔合。造成未熔合的主要原因是焊接線能量小,焊接速度快。 危害:是一種比較危險(xiǎn)的焊接缺陷,焊縫出現(xiàn)間斷和突變部位,使得焊接接頭的強(qiáng)度大大降低。未熔合部位還存在尖劈間隙,承載后應(yīng)力集中嚴(yán)重,極易由此處產(chǎn)生裂紋。 產(chǎn)生原因: a.電流不穩(wěn)定,電弧偏吹,使得偏離部位(如母材或上一道焊層)所得到的熱能不足以熔化基體金屬或上道焊層的熔敷金屬。 b.在坡口或上一層焊縫的表面有油、銹等臟物,或存在熔渣及氧化物,阻礙了金屬的熔合。 c.焊接電流過(guò)大,焊條熔化過(guò)快、坡口母材金屬或前一層焊縫金屬未能充分熔化,熔敷金屬卻已復(fù)蓋上去了,造成“假焊”。 d.在橫焊時(shí),由于上側(cè)坡口金屬熔化后產(chǎn)生下墜,影響下側(cè)坡口面金屬的加熱熔化,造成“冷接”。 e.橫焊操作時(shí)在上、下坡口面擊穿順序不對(duì),未能先擊穿下坡口后擊穿上坡口,或者在上、下坡口面上擊穿孔位置未能錯(cuò)開(kāi)一定距離,使上坡口熔化金屬下墜產(chǎn)生粘接,造成未熔合。 防止措施: a.焊條或焊炬的傾斜角度要適當(dāng),并注意觀察坡口兩側(cè)母材金屬的熔化情況。 適當(dāng)加大焊接電流,提高焊接線能量;以使基體金屬或前一道焊層金屬充分熔化。 c.當(dāng)焊條偏弧時(shí),應(yīng)及時(shí)調(diào)整焊條角度,或更換焊條,使電弧始終對(duì)準(zhǔn)熔池。 d.對(duì)坡口表面和前一層焊道的表面,應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行清理,使之露出金屬光澤后再施焊。 e.橫焊操作時(shí),掌握好上、下坡口面的擊穿順序和保持適宜的熔孔位置和尺寸大小。氣焊和氬弧焊時(shí),焊絲的送進(jìn)就熟練地從熔孔上坡口拖到下坡口。 咬邊 在焊縫金屬與基體金屬交界處,沿焊趾的母材部位,金屬被電弧燒熔后形成的凹槽,稱為咬邊。 危害:咬邊減少了基本金屬的有效截面,降低了結(jié)構(gòu)的承載能力,直接削弱了焊接接頭的強(qiáng)度,同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中,發(fā)展為裂紋源。 產(chǎn)生原因:產(chǎn)生咬邊的主要原因是電弧熱量太高,即電流太大,運(yùn)條速度太小所造成的。 焊條與工件間角度不正確,擺動(dòng)不合理,電弧過(guò)長(zhǎng),焊接次序不合理;b.電弧在焊縫兩側(cè)停頓時(shí)間短,液態(tài)金屬未能填滿熔池;c.直流焊時(shí)電弧的磁偏吹; d.橫焊時(shí)在上坡口面停頓的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),以及運(yùn)條、操作不正確也會(huì)造成咬邊;e.埋弧焊時(shí)主要是焊接電流過(guò)大,焊接速度過(guò)快,焊絲角度不當(dāng)造成的。 防止措施: a.選擇適宜的焊接電流,運(yùn)條角度,進(jìn)行短弧操作;b.焊條擺動(dòng)至坡口邊緣,稍作穩(wěn)弧停頓,操作應(yīng)熟練、平穩(wěn);c.埋弧焊的焊接工藝參數(shù)要選擇適當(dāng); d.使用交流焊代替直流焊也能有效的防止咬邊。 凹坑 也稱之為凹陷,是指焊道中心部的金屬低于焊道邊緣和母材表面的現(xiàn)象。 危害:減小了基本金屬的有效截面,造成焊接接頭處所受的應(yīng)力不均勻,直接削弱了焊接接頭的強(qiáng)度,并有應(yīng)力集中傾向。 產(chǎn)生原因: a.裝配間隙過(guò)大,鈍邊偏小,熔池體積較大,液態(tài)金屬因自重產(chǎn)生下墜。 b.焊條直徑或焊接電流偏大,滅弧慢或連弧焊接使熔池溫度增高,冷卻慢,導(dǎo)致熔池金屬重力增加而使表面張力減小。 c.運(yùn)條角度不當(dāng),減弱了電弧對(duì)熔池金屬的壓力或焊條未運(yùn)送到坡口根部。 防止措施: a.在進(jìn)行單面焊雙面成形焊接時(shí),要選擇合適的坡口鈍邊、角度、間隙。操作要熟練、準(zhǔn)確。 b.嚴(yán)格控制擊穿的電弧加熱時(shí)間及運(yùn)條 角度,熔孔大小要適當(dāng),采用短弧施焊。 未焊滿 未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱,焊條過(guò)細(xì),運(yùn)條不當(dāng)?shù)葧?huì)導(dǎo)致未焊滿。未焊滿同樣削弱了焊縫,容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,同時(shí),由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大,容易帶來(lái)氣孔、裂紋等。防止未焊滿的措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。 焊瘤 焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出,冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。 危害:焊瘤下方常常伴有未熔合、夾渣等缺陷;焊瘤會(huì)造成焊縫表面應(yīng)力集中,易導(dǎo)致裂紋;對(duì)于管道焊接,焊瘤的存在會(huì)減小管道有效面積,給焊縫造成額為應(yīng)力。 產(chǎn)生原因: a.由于鈍邊薄,間隙大,擊穿熔孔尺寸大; b.由于焊接電流過(guò)大,擊穿焊接時(shí)電弧燃燒、加熱時(shí)間長(zhǎng),造成熔池溫度增高。熔池體積增大中,液態(tài)金屬因自身重力作用下墜而形成的焊瘤;c.操作運(yùn)條或送焊絲動(dòng)作不熟練,焊條或焊絲與焊炬角度不適當(dāng);d.焊接速度過(guò)慢。 防止措施: a.選擇適宜的鈍邊尺寸和裝配間隙,控制熔孔大小并均勻一致;b.盡量使焊縫處于平焊位置,選擇合理的焊接規(guī)范,擊穿焊接電弧加熱時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng);c.使用無(wú)偏芯焊條。 滿溢 熔焊金屬流淌而出敷蓋在焊道兩側(cè)的母材金屬上,稱為滿溢。滿溢的焊接接頭,在焊縫金屬與未熔母材金屬的交界處,存在一個(gè)猶如人工預(yù)制的裂口,承載后應(yīng)力集中現(xiàn)象十分嚴(yán)重,極易擴(kuò)展成裂紋。主要是坡口邊緣的污物沒(méi)有清除干凈,焊接電流過(guò)大,焊條金屬熔化了,而母材金屬還沒(méi)有充分熔化,也容易產(chǎn)生滿溢。采用合適的焊接 規(guī)范施焊,焊前要清理干凈坡口及附近的表面。 弧坑 電弧焊時(shí),由于斷弧或收弧不當(dāng),在焊縫末端(熄弧)處,形成低于母材金屬表面的凹坑,稱為弧坑?;】犹帍?qiáng)度大削弱,易在弧坑處引發(fā)其它微裂紋、氣孔等缺陷,該處易引起應(yīng)力集中。熄弧時(shí)間過(guò)短,或焊接突然中斷,薄板焊接時(shí),焊接電流過(guò)大,埋弧焊時(shí),沒(méi)有分兩步按下“停止”按鈕。焊縫結(jié)尾應(yīng)在收弧處作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條,以便繼續(xù)填加一定量的熔化金屬。埋弧焊時(shí),應(yīng)分兩次按“停止”按鈕(先停止送絲,后切斷電源),重要的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置引弧板和熄弧板。 電弧擦傷 電弧焊時(shí),在坡口外母材上引弧或打弧產(chǎn)生的局部損傷(弧痕),稱為電弧擦傷。電弧擦傷處,由于冷卻速度快,容易造成表面脆化,可能 成為引起焊件脆斷的原因。要保證焊接二次線路完好,焊工操作應(yīng)熟練準(zhǔn)確。 明冷縮孔 熔化金屬在凝固過(guò)程中收縮而產(chǎn)生的孔穴,稱為冷縮孔。施焊時(shí)滅弧快,由于母材金屬的熱傳導(dǎo)作用,熔池中靠近坡口兩側(cè)熔化金屬快速冷卻、凝固,而熔池中部冷卻較慢。從而產(chǎn)生一種“橫向冷卻收縮”現(xiàn)象。應(yīng)注意在熄地不要太突然或太快,更換焊條時(shí),要填滿熔池然后滅弧,還可采用兩點(diǎn)擊穿法施焊,以防止冷卻速度過(guò)快。 燒穿 是指焊接過(guò)程中,熔深超過(guò)工件厚度,熔化金屬自焊縫背面流出,形成穿孔性缺。 燒穿是鍋爐壓力容器產(chǎn)品上不允許存在的缺陷,它完全破壞了焊縫,使接頭喪失其聯(lián)接飛及承載能力。焊接電流過(guò)大,速度太慢,電弧在焊縫處停留過(guò)久,都會(huì)產(chǎn)生燒穿缺陷。工件間隙太大,鈍邊太小也容易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象。選用較小電流并配合合適的焊接速度,減小裝配間隙,在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊,使用脈沖焊,能有效地防止燒穿。 過(guò)燒 焊縫金屬在焊接過(guò)程中受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng),造成晶粒粗大,金屬變脆,晶粒邊界被激烈氧化,焊縫“發(fā)渣”,金屬表面變黑并起氧化皮,這種現(xiàn)象稱為過(guò)燒。焊接速度太慢,焊炬在某處的停留時(shí)間太長(zhǎng)。焊工操作手法欠熟練。焊接速度放快一些,焊炬停留時(shí)間盡量均衡。 其他缺陷 (1)成形不良:指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。有焊縫超高,表面不光滑,以及焊縫過(guò)寬,焊縫向母材過(guò)渡不圓滑等。 (2)錯(cuò)邊:指兩個(gè)工件在厚度方向上錯(cuò)開(kāi)一定位置,它既可視作焊縫表面缺陷,又可視作裝配成形缺陷。 (3)塌陷:?jiǎn)蚊婧笗r(shí)由于輸入熱量過(guò)大,熔化金屬過(guò)多而使液態(tài)金屬向焊縫背面塌落,成形后焊縫背面突起,正面下塌。 (4)各種焊接變形如角變形、扭曲、波浪變形等都屬于焊接缺陷O角變形也屬于裝配成形缺陷。 附錄:一些常用的焊接ISO GBT6417.1-2005 ISO 10042-2006 ISO 17640-2005 ISO5817-2014 ISO-6520-1-2007 ISO14598 本文編輯:糖糖 |
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