焊接缺陷產(chǎn)生的原因及防止方法PPT課件.ppt

焊接缺陷產(chǎn)生的原因及防止方法 培訓(xùn)要求 了解電弧焊常見缺陷的產(chǎn)生原因 掌握防止電弧焊焊接缺陷的方法 1 焊接缺陷一 焊縫表面尺寸不符合要求 焊縫表面高低不平 焊縫寬窄不齊 尺寸過大或過小 角焊縫單邊以及焊角尺寸不符合要求 產(chǎn)生原因 焊件坡口角度不對(duì) 裝配間隙不均勻 焊接速度不當(dāng)或運(yùn)條手法不正確 焊條和角度選擇不當(dāng)或改變 防止方法 選擇適當(dāng)?shù)钠驴诮嵌群脱b配間隙 正確選擇焊接工藝參數(shù) 特別是焊接電流值 采用恰當(dāng)運(yùn)條手法和角度 以保證焊縫成形均勻一致 2 焊接缺陷二 焊接裂紋 在焊接應(yīng)力及其它致脆因素的共同作用下 喊接頭局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙叫焊接裂紋 熱裂紋 焊接過程中 焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近產(chǎn)生的焊接裂紋 產(chǎn)生原因 由于熔池冷卻結(jié)晶時(shí) 受到的拉應(yīng)力作用 而凝固時(shí) 低熔點(diǎn)共晶體形成的液態(tài)薄層共同作用的結(jié)果 防止方法 1 控制焊縫中的有害雜質(zhì)的含量即碳 硫 磷的含量 減少熔池中低熔點(diǎn)共晶體的形成 2 預(yù)熱 以降低冷卻速度 改善應(yīng)力狀況 3 采用堿性焊條 4 控制焊縫形狀 盡量避免得到深而窄的焊縫 5 采用收弧板 將弧坑引至焊件外面 即使發(fā)生弧坑裂紋 也不影響焊件本身 3 焊接缺陷三 氣孔 氣孔 焊接時(shí) 熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出 殘存下來形成的空穴 產(chǎn)生原因 1 鐵銹和水分 2 焊接方法埋弧焊比手弧焊大 3 焊條種類堿性焊條容易產(chǎn)生氣孔 4 電流種類和極性 5 焊接工藝參數(shù) 速度增加 焊接電流增大 電弧電壓升高 防止方法 1 仔細(xì)清除焊件表面的鐵銹等污物 2 焊條 焊劑在焊前按規(guī)定烘干 并存放于保溫桶中 做到隨用隨取 3 采用合適的焊接工藝參數(shù) 使用堿性焊條焊接時(shí) 一定要采用短弧焊 4 焊接缺陷四 咬邊 由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng) 或操作工藝不正確 沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷叫咬邊 產(chǎn)生原因 主要是由于焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng) 焊接電流太大 電弧過長 運(yùn)條速度和焊條角度不適當(dāng)?shù)?防止方法 選擇正確的焊接電流及焊接速度 電弧不能拉的太長 掌握正確的運(yùn)條方法和運(yùn)條角度 5 焊接缺陷五 未焊透 焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象叫未焊透 產(chǎn)生原因 焊縫坡口鈍邊過大 坡口角度太小 焊根未清理干凈 間隙太小 焊條或焊絲角度不正確 電流過小 速度過快 弧長過大 焊接時(shí)有磁偏吹現(xiàn)象 或電流過大 焊件金屬尚未充分加熱時(shí) 焊條已急劇熔化 層間或母材邊緣的鐵銹 氧化皮及油污等未清理干凈 焊接位置不佳 焊接可達(dá)性不好等 防止方法 正確選用和加工坡口尺寸 保證必須的裝配間隙 正確選用焊接電流和焊接速度 認(rèn)真操作 防止焊偏等 6 焊接缺陷六 夾渣 焊后殘留在焊縫中的熔渣叫夾渣 產(chǎn)生原因 焊接電流太小 以致液態(tài)金屬和熔渣分不清 焊接速度過快 使熔渣來不及浮起 多層焊時(shí) 清渣不干凈 焊縫成形系數(shù)過小以及手弧焊時(shí)焊條角度不正確等 防止方法 采用具有良好工藝性能的焊條 正確選用焊接電流和運(yùn)條角度 焊件坡口角度不宜過小 多層焊時(shí) 認(rèn)真做好清渣工作等 7 其它焊接缺陷 七 未熔合 焊道與母材之間或焊道與焊道之間 未完全熔化結(jié)合的部分 產(chǎn)生原因 層間清渣不干凈 焊接電流太小 焊條偏心 焊條擺動(dòng)幅度太窄等 防止方法 加強(qiáng)層間清渣 正確選擇焊接電流 注意焊條擺動(dòng)等 八 焊瘤 焊接過程中 熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上 所形成的金屬瘤 產(chǎn)生原因 操作不熟練和運(yùn)條角度不當(dāng) 防止方法 提高操作技術(shù)水平 正確選擇焊接工藝參數(shù) 靈活調(diào)動(dòng)焊條角度 裝配間隙不宜過大 8 九 燒穿 焊接過程中 熔化金屬自坡口背面流出 形成穿孔的缺陷叫燒穿 產(chǎn)生原因 對(duì)焊件加熱過甚 防止方法 正確選擇焊接電流和焊接速度 嚴(yán)格控制焊件的裝配間隙 另外 還可以采用襯墊等防止燒穿 9 試述金屬熔焊焊縫缺陷的分類及表示方法 根據(jù)GB6417 86 金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說明 的規(guī)定 將金屬熔焊焊縫缺陷分為以下幾類 第1類裂紋 第2類孔穴 第3類固體夾雜 第4類未熔合和未焊透 第5類形狀缺陷和第6類上述以外的其它缺陷 本標(biāo)準(zhǔn)按缺陷性質(zhì)分大類 按其存在的位置及狀態(tài)分小類 以表格的方式列出 缺陷用數(shù)字序號(hào)標(biāo)記 每一缺陷大類用一個(gè)三位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記 第一缺陷小類用一個(gè)四位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記 因此 每一數(shù)字序號(hào)僅適合于某一特定類型的缺陷 例如 1021表示 焊縫橫向裂紋 1023表示 熱影響區(qū)橫向裂紋 等 10 1 什么是熱裂紋 促使形成熱裂紋的因素有哪些 焊接過程中 焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)間產(chǎn)生的焊接裂紋即熱裂紋 又稱結(jié)晶裂紋 其特征是斷口呈藍(lán)黑色 即金屬在高溫被氧化的顏色 裂紋總是產(chǎn)生在焊縫正中心或垂直于焊縫魚鱗波紋 焊縫表面可見的熱裂紋呈不明顯的鋸齒狀 或與焊縫波紋相垂直呈放射狀分布 個(gè)別情況下 熱裂紋也可能出現(xiàn)在熱影響區(qū) 熱裂紋主要發(fā)生在雜質(zhì)含量較多的鋼 單相奧氏體鋼 鎳基合金 鋁合金 鉬合金等的焊縫金屬中 11 2 促使形成熱裂紋的因素有 1 焊縫金屬的化學(xué)成分焊縫金屬中C S P元素較多時(shí) 促使形成熱裂紋 錳在熔池中能與硫形成MnS進(jìn)入熔渣 可減少硫的有害作用 適量時(shí)可減少焊縫的熱裂紋傾向 鋼中含銅量過多時(shí) 會(huì)增大焊縫熱裂紋傾向 2 焊縫橫截面形狀焊縫熔寬與厚度的比值越小 即熔寬較小 厚度較大時(shí) 容易產(chǎn)生熱裂紋 3 焊接應(yīng)力焊件剛性大 裝配和焊接時(shí)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力 會(huì)促使形成熱裂紋 12 3 如何防止產(chǎn)生熱裂紋 1 控制焊縫金屬中有害雜質(zhì)的含量碳素結(jié)構(gòu)鋼用焊芯 絲 的含碳量均 0 10 硫 磷的含量應(yīng) 0 03 焊接高合金鋼時(shí)控制更嚴(yán) 2 預(yù)熱能減小焊接熔池的冷卻速度 降低焊接應(yīng)力 隨著母材含碳量或碳當(dāng)量的增加 應(yīng)適當(dāng)增高預(yù)熱溫度 奧氏體不銹鋼焊縫不能采用預(yù)熱的方法來防止產(chǎn)生熱裂紋 13 3 采用堿性焊條和焊劑由于堿性焊條和焊劑具有較強(qiáng)的脫硫 磷能力 因此具有較高的抗熱裂能力 4 適當(dāng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)直接影響焊縫的橫斷面形狀 因此適當(dāng)減小焊接電流以減少焊縫厚度 有利于提高焊縫的抗裂性能 5 采用收弧板焊接終了斷弧時(shí) 由于弧坑冷卻速度較快 常因偏析而在弧坑處形成熱裂紋 即所謂的弧坑裂紋 所以終焊時(shí)應(yīng)逐漸斷弧 并填滿弧坑 必要時(shí)可采用收弧板 將弧坑移至焊件外 此時(shí)即使產(chǎn)生弧坑裂紋 也因焊后需將收弧板割掉 并不影響結(jié)構(gòu)本身 14 4 什么是冷裂紋 延遲裂紋 促使形成冷裂紋 延遲裂紋的因素有哪些 焊接接頭冷卻到較低溫度下 對(duì)于鋼來說在Ms溫度以下 時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋稱為冷裂紋 鋼的焊接接頭冷卻到室溫后并在一定時(shí)間 幾小時(shí) 幾天 甚至十幾天 才出現(xiàn)的焊接冷裂紋稱為延遲裂紋 冷裂紋 包括延遲裂紋 主要發(fā)生在中碳鋼 高碳鋼 低合金或中合金高強(qiáng)鋼 鈦及鈦合金的焊接接頭中 冷裂紋多發(fā)生在接頭熱影響區(qū)或熔合線上 個(gè)別情況下出現(xiàn)在焊縫上 根據(jù)冷裂紋產(chǎn)生的部位 可將冷裂紋分為如下三種見圖1 15 16 1 焊道下裂紋在靠近堆焊焊道的熱影響區(qū)內(nèi)所形成的焊接冷裂紋 其走向常與熔合線平行 但也有時(shí)垂直于熔合線 2 焊趾裂紋沿應(yīng)力集中的焊趾處所形成的焊接冷裂紋 其走向常與焊縫縱向平等 由焊趾的表面開始 向母材的深處延伸 3 焊根裂紋沿應(yīng)力集中的焊縫根部所形成的焊接冷裂紋 其走向從焊縫根部開始 伸向熱影響區(qū)或焊縫中 形成冷裂紋的三大因素是 鋼種的淬硬傾向大 焊接接頭的含氫量高和結(jié)構(gòu)的焊接應(yīng)力大 特別是由氫促使形成的冷裂紋往往具有延遲的性質(zhì) 常稱為 氫致裂紋 17 5 如何防止產(chǎn)生冷裂紋 1 控制焊縫金屬的含氫量采用堿性低氫型焊條和焊劑 嚴(yán)格按規(guī)定烘干焊條和焊劑 仔細(xì)清除焊接區(qū)的污物 銹 油 水 2 預(yù)熱減慢接頭的冷卻速度以降低淬硬傾向 3 后熱 消氫處理 后熱是指焊接結(jié)束或焊完一條焊縫后 將焊件或焊接區(qū)立即加熱到150 250 并保溫一段時(shí)間 消氫處理是在300 400 加熱溫度內(nèi)進(jìn)行 兩者均能促使氫逸出 但消氫處理效果更好 4 采用較大的焊接線能量減慢接頭的冷卻速度 但線能量太大時(shí) 會(huì)促使熱影響區(qū)形成過熱組織 所以應(yīng)適當(dāng)控制 不能無限制地增大 5 采用奧氏體不銹鋼焊條因奧氏體組織塑性好 可減少焊接應(yīng)力 并能溶解較多的氫 所以可用來焊接淬硬傾向較強(qiáng)的低合金高強(qiáng)鋼 避免產(chǎn)生冷裂紋 18 2020 1 8 19 6 什么是再熱裂紋 防止產(chǎn)生再熱裂紋的方法有哪些 焊后焊件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱 消除應(yīng)力熱處理或其它加熱過程 而產(chǎn)生的裂紋稱為再熱裂紋 再熱裂紋通常發(fā)生在熔合線附近的粗晶區(qū)中 從焊趾部位開始 延向細(xì)晶區(qū)停止 1 預(yù)熱預(yù)熱溫度為200 450 若焊后能及時(shí)后熱 可適當(dāng)降低預(yù)熱溫度 例如 18MnMoNb鋼焊后在180 熱處理2h 預(yù)熱溫度可降低至180 2 應(yīng)用低強(qiáng)度焊縫使焊縫強(qiáng)度低于母材以增高其塑性變形能力 3 減少焊接應(yīng)力合理地安排焊接順序 減少余高 避免咬邊及根部未焊透等缺陷以減少焊接應(yīng)力 20 焊接時(shí) 在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋稱為層狀撕裂 產(chǎn)生層狀撕裂的原因是在軋制鋼板中存在硫化物 氧化物和硅酸鹽等低熔點(diǎn)非金屬夾雜物 其中尤以硫化物的作用為主 在軋制過程中被延展成片狀 分布在與表面平行的各層中 在垂直于厚度方向的焊接應(yīng)力作用下 夾雜物首先開裂并擴(kuò)展 以后這種開裂在各層之間相斷發(fā)生 連成一體 造成層狀撕裂的階梯性 防止層狀撕裂的方法 1 嚴(yán)格控制鋼材的含硫量 2 采用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊接材料 3 在與焊縫相連接的鋼板表面堆焊幾層低強(qiáng)度焊縫金屬作為過渡層 以避免夾雜物處于高溫區(qū) 4 預(yù)熱和使用低氫焊條 21 7 試述防止焊縫中產(chǎn)生氣孔的常用方法 1 仔細(xì)清除焊件表面上的污物 手弧焊時(shí)在坡口面兩側(cè)各10mm 埋弧焊時(shí)各20mm范圍內(nèi)去除銹 油 應(yīng)打磨至露出金屬表面光澤 特別是在使用堿性焊條和埋弧焊時(shí) 更應(yīng)做好清潔工作 2 焊條和焊劑一定要嚴(yán)格按照規(guī)定的溫度進(jìn)行烘焙 酸性焊條75 150 堿性焊條350 450 焊劑250 并保溫1 2h 烘焙后的焊條應(yīng)放在焊條保溫筒內(nèi) 隨用隨取 堿性焊條在露天存放4h以上時(shí)應(yīng)重新烘焙 重復(fù)烘焙的次數(shù)不得超過3次 3 不應(yīng)使用過大的焊接電流 22 4 采用直流電源施焊時(shí) 電源極性應(yīng)為反接 5 堿性焊條施焊時(shí) 應(yīng)采用短弧焊 6 引弧時(shí)應(yīng)將焊條略作停頓 對(duì)引弧處進(jìn)行預(yù)熱 否則引弧處容易形成氣孔 7 采用手弧焊打底 埋弧焊蓋面的工藝時(shí) 打底焊條應(yīng)為堿性焊條 用酸性焊條打底極易產(chǎn)生氣孔 8 氣體保護(hù)焊時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)氣體流量至適當(dāng)值 流量太小 保護(hù)不良 易使空氣侵入形成氣孔 23 8 試述常用無損檢驗(yàn)方法的種類及其選擇 不損壞被檢查材料或成品的性能和完整性而檢測(cè)其缺陷的方法稱為無損 探傷 檢驗(yàn) 常用的無損檢驗(yàn)方法有超聲 射線 X 照相 磁粉 滲透 熒光 著色 和渦流探傷等 其中超聲探傷和射線探傷適于焊縫內(nèi)部缺陷的檢測(cè) 磁粉探傷和滲透探傷則用于焊縫表面質(zhì)量檢驗(yàn) 每一種無損探傷方法均有其優(yōu)點(diǎn)和局限性 各種方法對(duì)缺陷的檢出機(jī)率既不會(huì)有100 也不會(huì)完全相同 因而應(yīng)根據(jù)焊縫材質(zhì) 結(jié)構(gòu)及探傷方法的特點(diǎn) 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等來進(jìn)行選擇 不同焊縫材質(zhì)探傷方法的選擇見表8 24 25 9 試述射線探傷的原理及焊接缺陷的影像特征 射線探傷可分別采用X 兩種射線 其探傷原理見圖3 當(dāng)射線通過金屬材料時(shí) 部分能量被吸收 使射線發(fā)生衰減 如果透過金屬材料的厚度不同 裂紋 氣孔 未焊透等缺陷 該處發(fā)生空穴 使材料變薄 或體積質(zhì)量不同 夾渣 產(chǎn)生的衰減也不同 透過較厚或體積質(zhì)量較大的物體時(shí)衰減大 因此射到底片上的強(qiáng)度就較弱 底片的感光度就較小 經(jīng)過顯影后得到的黑度就淺 反之 黑度就深 根據(jù)底片上黑度深淺不同的影像 就能將缺陷清楚地顯示出來 射線的穿透能力比X射線強(qiáng) 適合于透視厚度大于50mm的焊件 射線探傷常見焊接缺陷的影像特征見表9 26 27 28 10 試述射線探傷的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)GB3323 87 鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí) 的規(guī)定 射線探傷的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為照相質(zhì)量等級(jí)和焊縫質(zhì)量等級(jí)兩部分 根據(jù)采用的射源種類及其能量的高低 膠片的種類 增感方式 底片的黑度 射源與膠片間的距離等參數(shù) 照相質(zhì)量等級(jí)分為A AB和B三級(jí) 質(zhì)量級(jí)別順次增高 即后者比前者分辨相同尺寸的缺陷時(shí) 透照的厚度大 鍋爐壓力容器的縫照相質(zhì)量為AB級(jí) 焊縫質(zhì)量等級(jí)共分四級(jí) 級(jí)焊縫內(nèi)缺陷最少 質(zhì)量最高 級(jí)焊縫內(nèi)的缺陷依次增多 質(zhì)量逐次下降 缺陷數(shù)量超過 級(jí)者為 級(jí) 級(jí)最差 缺陷數(shù)量的規(guī)定 級(jí)焊縫內(nèi)不準(zhǔn)有裂紋 未熔合 未焊透和條狀?yuàn)A渣 允許有少量氣孔和點(diǎn)狀?yuàn)A渣 級(jí)焊縫內(nèi)不準(zhǔn)有裂紋 未熔合以及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透 允許有一定數(shù)量的氣孔 條狀?yuàn)A渣和不加墊板單面焊中的未焊透 29 11 試述磁粉探傷的原理及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 利用在強(qiáng)磁場(chǎng)中 鐵磁性材料表層缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸引磁粉的現(xiàn)象 而進(jìn)行的無損檢驗(yàn)法稱為磁粉探傷 磁粉探傷原理 首先將被檢焊縫局部充磁 焊縫中便有磁力線通過 對(duì)于斷面尺寸相同 內(nèi)部材料均勻的焊縫 磁力線的分布均勻的 當(dāng)焊縫表面或內(nèi)部有裂紋 氣孔 夾渣等缺陷時(shí) 磁力線將繞過磁阻較大的缺陷 產(chǎn)生彎曲見圖5a 此時(shí)在焊縫表面撒上磁粉 磁力線將穿過表面缺陷上的磁粉 形成 漏磁 磁粉就被吸附在缺陷上見圖5b 根據(jù)被吸附磁粉的形狀 多少 厚薄程度 便可判斷缺陷的大小和位置 內(nèi)部缺陷由于離焊縫表面較遠(yuǎn) 磁力線在其上不會(huì)形成漏磁 磁粉不能被吸住 無堆積現(xiàn)象 所以缺陷無法顯露 30 常用磁粉是四氧化三鐵 Fe3O4 和三氧化二鐵 Fe2O3 缺陷磁痕按形狀可分為三種 1 線狀缺陷磁痕其顯示長度為寬度的3倍以上 2 圓型缺陷磁痕除線狀缺陷磁痕以外的缺陷磁痕 3 分散缺陷磁痕在一定區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在幾個(gè)缺陷的磁痕 31 12 試述滲透探傷的原理及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 采用帶有螢光染料 螢光法 或紅色染料 著色法 的滲透劑的滲透作用 顯示缺陷痕跡的無損檢驗(yàn)法稱為滲透探傷 滲透探傷原理 將含有染料的滲透液涂敷在被檢焊件表面 利用液體的毛細(xì)作用 使其滲入表面開口缺陷中 然后去除表面多余滲透液 干燥后施加顯像劑 將缺陷中的滲透液吸附到焊件表面上來 通過觀察缺陷顯示跡痕來進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)表面開口缺陷的質(zhì)量評(píng)定 其基本步驟見圖6 32 13 試述焊接容器耐壓檢驗(yàn)的目的及常用方法 將水 油 氣等充入容器內(nèi)徐徐加壓 以檢查其泄漏 耐壓 破壞等的試驗(yàn)稱為耐壓檢驗(yàn) 耐壓檢驗(yàn)的目的是檢查受壓容器焊接接頭的穿透性缺陷和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度 并附有降低焊接應(yīng)力的作用 常用的耐壓檢驗(yàn)方法是水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn) 其中以水壓試驗(yàn)用得最多 1 水壓試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)將容器內(nèi)充滿水 然后緩慢加壓 待壓力升至容器工作壓力時(shí) 暫停升壓 管子無需 進(jìn)行初步檢查 若無漏水或無異?，F(xiàn)象 再升壓到試驗(yàn)壓力 并在該壓力下保持5min 管子試驗(yàn)時(shí)允許保持10 20s 然后降至工作壓力 并用10 15kg的圓頭小錘 在距焊縫15 20mm處沿焊縫方向進(jìn)行輕輕敲打 仔細(xì)檢查 檢查時(shí) 壓力應(yīng)保持不變 檢查結(jié)果 如容器壁和焊縫上沒有水珠和水霧 則認(rèn)為水壓試驗(yàn)合格 33 2 氣壓試驗(yàn)用干燥潔凈的空氣 氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w作為介質(zhì)充入容器內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn) 試驗(yàn)時(shí) 應(yīng)先緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10 保持5 10min 進(jìn)行初步檢查 然后升壓到規(guī)定試驗(yàn)壓力的50 如無異?，F(xiàn)象 其后按每級(jí)為規(guī)定試驗(yàn)壓力的10 逐級(jí)升壓到試驗(yàn)壓力 保持10 30min 經(jīng)肥皂液或其它檢漏檢查無漏氣 無可見的異常變形即為合格 氣壓試驗(yàn)上仍一定