埋弧焊主要缺陷及防止 謝吉普

1、謝吉普謝吉普- -焊接技術(shù)與工程焊接技術(shù)與工程 埋弧焊主要缺陷及防止措施資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普 埋弧焊主要缺陷m埋弧焊時(shí)可能產(chǎn)生的主要缺陷，除了由于所用焊接工藝參數(shù)不當(dāng)造成的熔透不足、燒穿、成形不良以外，還有氣孔、裂紋、夾渣等。本節(jié)主要敘述氣孔、裂紋、夾渣這幾種缺陷的產(chǎn)生原因及其防止措施。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普1氣孔m埋弧焊焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因及防止措施如下：埋弧焊焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因及防止措施如下：m1)1)焊劑吸潮或不干凈焊劑中的水分、污物和氧化鐵屑等都會(huì)使焊縫產(chǎn)生氣孔，焊劑吸潮或不干凈焊劑中的水分、污

2、物和氧化鐵屑等都會(huì)使焊縫產(chǎn)生氣孔，在回收使用的焊劑中這個(gè)問(wèn)題更為突出。水分可通過(guò)烘干消除，烘干溫度與肘在回收使用的焊劑中這個(gè)問(wèn)題更為突出。水分可通過(guò)烘干消除，烘干溫度與肘間由焊劑生產(chǎn)廠家規(guī)定。防止焊劑吸收水分的最好方法是正確肋儲(chǔ)存和保管間由焊劑生產(chǎn)廠家規(guī)定。防止焊劑吸收水分的最好方法是正確肋儲(chǔ)存和保管 6 6 采用真空式焊劑回、收器可以較有效地分離焊劑與塵土，從而減少回收焊劑在采用真空式焊劑回、收器可以較有效地分離焊劑與塵土，從而減少回收焊劑在使用中產(chǎn)生氣孔的可能性。使用中產(chǎn)生氣孔的可能性。 m2)2)焊接時(shí)焊劑覆蓋不充分由于電弧外露并卷入空氣而造成氣孔。焊接環(huán)縫時(shí)，焊接時(shí)焊劑覆蓋不充分由于電

3、弧外露并卷入空氣而造成氣孔。焊接環(huán)縫時(shí)，特別是小直徑的環(huán)縫，容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止焊劑散落。特別是小直徑的環(huán)縫，容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止焊劑散落。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普1氣孔m3)3)熔渣粘度過(guò)大熔渣粘度過(guò)大 焊接時(shí)溶入高溫液態(tài)金屬中的氣體在冷卻過(guò)程中將以氣泡形式焊接時(shí)溶入高溫液態(tài)金屬中的氣體在冷卻過(guò)程中將以氣泡形式溢出。如果熔渣粘度過(guò)大，氣泡無(wú)法通過(guò)熔渣，被阻擋在焊縫金屬表面附近而造溢出。如果熔渣粘度過(guò)大，氣泡無(wú)法通過(guò)熔渣，被阻擋在焊縫金屬表面附近而造成氣孔。通過(guò)調(diào)整焊劑的化學(xué)成分，改變?nèi)墼恼扯燃纯山鉀Q。成氣孔。通過(guò)調(diào)

4、整焊劑的化學(xué)成分，改變?nèi)墼恼扯燃纯山鉀Q。 m4)4)電弧磁偏吹焊接時(shí)經(jīng)常發(fā)生電弧磁偏吹現(xiàn)象，特別是在用直流電焊接時(shí)更為電弧磁偏吹焊接時(shí)經(jīng)常發(fā)生電弧磁偏吹現(xiàn)象，特別是在用直流電焊接時(shí)更為嚴(yán)重。電弧磁偏吹會(huì)在焊縫中造成氣孔。磁偏吹的方向、受很多因素的影響，例嚴(yán)重。電弧磁偏吹會(huì)在焊縫中造成氣孔。磁偏吹的方向、受很多因素的影響，例如工件上焊接電纜的聯(lián)接位置：電纜接線處接觸不良、部分焊接電纜環(huán)繞接頭造如工件上焊接電纜的聯(lián)接位置：電纜接線處接觸不良、部分焊接電纜環(huán)繞接頭造成的二次磁場(chǎng)等。在同一條焊縫的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在接近端成的二次磁場(chǎng)等。在同一條焊縫的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。在

5、接近端部的一段焊縫上，磁偏吹更經(jīng)常發(fā)生，因此這段焊縫氣孔也較多。為了減少磁偏部的一段焊縫上，磁偏吹更經(jīng)常發(fā)生，因此這段焊縫氣孔也較多。為了減少磁偏吹的影響，應(yīng)盡可能采用交流電源；工件上焊接電纜的聯(lián)接位置盡可能遠(yuǎn)離焊縫吹的影響，應(yīng)盡可能采用交流電源；工件上焊接電纜的聯(lián)接位置盡可能遠(yuǎn)離焊縫終端；避免部分焊接電纜在工件上產(chǎn)生二次磁場(chǎng)等。終端；避免部分焊接電纜在工件上產(chǎn)生二次磁場(chǎng)等。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普1氣孔m5)5)工件焊接部位被污染工件焊接部位被污染 焊接坡口及其附近的鐵銹、油污或其他污物在焊接時(shí)焊接坡口及其附近的鐵銹、油污或其他污物在焊接時(shí)將產(chǎn)生大量氣

6、體，促使氣孔生成，焊接之前應(yīng)予清除。將產(chǎn)生大量氣體，促使氣孔生成，焊接之前應(yīng)予清除。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋m 通常情況下，埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋，即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。通常情況下，埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋，即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。前者只限于焊縫金屬，后者則可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。前者只限于焊縫金屬，后者則可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。 m1)1)結(jié)晶裂紋結(jié)晶裂紋 鋼材焊接時(shí)，焊縫中的鋼材焊接時(shí)，焊縫中的S S 、P P等雜質(zhì)在結(jié)晶過(guò)程中形成低熔點(diǎn)共晶。等雜質(zhì)在結(jié)晶過(guò)程中形成低熔點(diǎn)共晶。隨著結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行，它們逐漸被排擠在晶界

7、，形成了隨著結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行，它們逐漸被排擠在晶界，形成了“液態(tài)薄膜液態(tài)薄膜”。焊縫凝固。焊縫凝固過(guò)程中，由于收縮作用，焊縫金屬受拉應(yīng)力，過(guò)程中，由于收縮作用，焊縫金屬受拉應(yīng)力，“液態(tài)薄膜液態(tài)薄膜”，不能承受拉應(yīng)力而，不能承受拉應(yīng)力而形成裂紋?？梢?jiàn)產(chǎn)生形成裂紋?？梢?jiàn)產(chǎn)生“液態(tài)薄膜液態(tài)薄膜”和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。m鋼材的化學(xué)成分對(duì)結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大，鋼材的化學(xué)成分對(duì)結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大，但其影響程度又與鋼中其他元素含量有關(guān)，如但其影響程度又與鋼中其他元素含量有關(guān)，如MnMn與

8、與S S 結(jié)合成結(jié)合成MnSMnS而除硫，從而對(duì)而除硫，從而對(duì)S S的有害作用起抑制作用。的有害作用起抑制作用。MnMn還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此，為還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此，為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，對(duì)焊縫金屬中的了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，對(duì)焊縫金屬中的MnMnS S值有一定要求。值有一定要求。MnMnS S值多大才有利值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋，還與含碳量有關(guān)。于防止結(jié)晶裂紋，還與含碳量有關(guān)。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋圖圖 1 1 表示表示C 、Mn 、S含量與焊縫裂紋傾向的關(guān)系?？梢?jiàn)含含量與焊縫裂紋傾向的關(guān)系?？梢?jiàn)含C

9、C量愈高，要求量愈高，要求MnS值也愈高。值也愈高。Si和和Ni的存在也會(huì)增加的存在也會(huì)增加S的有害作用。的有害作用。圖 1 Mn 、C、S同時(shí)存在對(duì)結(jié)晶裂紋的影響 資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋m埋弧焊焊縫的熔合比通常都較大，因而母材金屬的雜質(zhì)含量對(duì)結(jié)晶裂紋傾向有埋弧焊焊縫的熔合比通常都較大，因而母材金屬的雜質(zhì)含量對(duì)結(jié)晶裂紋傾向有很大關(guān)系。母材雜質(zhì)較多，或因偏析使局部很大關(guān)系。母材雜質(zhì)較多，或因偏析使局部 C 、S含量偏高，含量偏高，MnS可能達(dá)不可能達(dá)不到要求?？梢酝ㄟ^(guò)工藝措施。到要求?？梢酝ㄟ^(guò)工藝措施。( (如采用直流正接、加粗焊絲以減小電流密度、

10、如采用直流正接、加粗焊絲以減小電流密度、改變坡口尺寸等改變坡口尺寸等) ) 減小熔合比；也可以通過(guò)焊接材料調(diào)整焊縫金屬的成分，如減小熔合比；也可以通過(guò)焊接材料調(diào)整焊縫金屬的成分，如增加含增加含MnMn量，降低含量，降低含C 、Si量等。量等。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋m焊縫形狀對(duì)于結(jié)晶裂紋的形成也有明顯影響。窄而深的焊縫會(huì)造成對(duì)生的結(jié)晶焊縫形狀對(duì)于結(jié)晶裂紋的形成也有明顯影響。窄而深的焊縫會(huì)造成對(duì)生的結(jié)晶面，面，“液薄膜液薄膜”將在焊縫中心形成，有利于結(jié)晶裂紋的形成。焊接接頭形式不將在焊縫中心形成，有利于結(jié)晶裂紋的形成。焊接接頭形式不同不但剛性不同，同

11、不但剛性不同， 并且散熱條件與結(jié)晶特點(diǎn)也不同，對(duì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的影響并且散熱條件與結(jié)晶特點(diǎn)也不同，對(duì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的影響也不同。圖也不同。圖 2 2 表示不同形式接頭對(duì)結(jié)晶裂紋的影響，圖表示不同形式接頭對(duì)結(jié)晶裂紋的影響，圖2a2a、b b兩種接頭抗裂兩種接頭抗裂性較高，圖性較高，圖2c2c、d d 、e e 、f f幾種接頭抗裂性較差。幾種接頭抗裂性較差。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋m2)2)氫致裂紋這種裂紋較多的氫致裂紋這種裂紋較多的發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和高碳鋼的焊接熱影響區(qū)中這高碳鋼的焊接熱影響區(qū)中這可能在焊后立即出現(xiàn)，也

12、可能可能在焊后立即出現(xiàn)，也可能在焊后幾時(shí)、幾天、甚至更長(zhǎng)在焊后幾時(shí)、幾天、甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。這種焊后若干時(shí)時(shí)間才出現(xiàn)。這種焊后若干時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋稱為延遲裂紋。間才出現(xiàn)的裂紋稱為延遲裂紋。氫致裂紋是焊接接頭含氫量、氫致裂紋是焊接接頭含氫量、接頭顯微組織、接頭拘束情況接頭顯微組織、接頭拘束情況等因素相互作用的結(jié)果。等因素相互作用的結(jié)果。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋m在焊接厚度在焊接厚度 1010mm 以下的工件時(shí)，一般很少發(fā)現(xiàn)這種裂紋。工件較厚時(shí)，焊以下的工件時(shí)，一般很少發(fā)現(xiàn)這種裂紋。工件較厚時(shí)，焊接接頭冷卻速度較大，對(duì)淬硬傾向大的母材金屬，易在接頭處

13、產(chǎn)生硬脆的組織。接接頭冷卻速度較大，對(duì)淬硬傾向大的母材金屬，易在接頭處產(chǎn)生硬脆的組織。另一方面，焊接時(shí)溶解于焊縫金屬中的氫，由于冷卻過(guò)程中溶解度下降，另一方面，焊接時(shí)溶解于焊縫金屬中的氫，由于冷卻過(guò)程中溶解度下降， 向向熱影響區(qū)擴(kuò)散。當(dāng)熱影響區(qū)的某些區(qū)域氫濃度很高而溫度繼續(xù)下降時(shí)，一些氫熱影響區(qū)擴(kuò)散。當(dāng)熱影響區(qū)的某些區(qū)域氫濃度很高而溫度繼續(xù)下降時(shí)，一些氫原子開(kāi)始結(jié)合成氫分子，在金屬內(nèi)部造成很大的局部應(yīng)力，在接頭拘束應(yīng)力作原子開(kāi)始結(jié)合成氫分子，在金屬內(nèi)部造成很大的局部應(yīng)力，在接頭拘束應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋。用下產(chǎn)生裂紋。 焊接某些超高強(qiáng)度鋼時(shí)，這種裂紋也會(huì)出現(xiàn)在焊縫金屬中。焊接某些超高強(qiáng)度鋼時(shí)，這種

14、裂紋也會(huì)出現(xiàn)在焊縫金屬中。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普2裂紋m針對(duì)氫致裂紋產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面采取措施。針對(duì)氫致裂紋產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面采取措施。 ma.a.減少氫的來(lái)源及其在焊縫金屬中的溶解，采用低氫焊劑；焊劑保管中注意防減少氫的來(lái)源及其在焊縫金屬中的溶解，采用低氫焊劑；焊劑保管中注意防潮，使用前嚴(yán)格烘干；對(duì)焊絲、工件焊口附近的銹、油污、水分等焊前必須清理潮，使用前嚴(yán)格烘干；對(duì)焊絲、工件焊口附近的銹、油污、水分等焊前必須清理干凈。通過(guò)焊劑的冶金反應(yīng)把氫結(jié)合成不溶于液態(tài)金屬的化合物，如高干凈。通過(guò)焊劑的冶金反應(yīng)把氫結(jié)合成不溶于液態(tài)金屬的化合物

15、，如高 MnMn 高高 Si Si 焊劑可以把焊劑可以把 H H 結(jié)合成結(jié)合成 HF 和和 OH 兩種穩(wěn)定化合物進(jìn)入熔渣中，減少氫對(duì)生兩種穩(wěn)定化合物進(jìn)入熔渣中，減少氫對(duì)生成裂紋的影響。成裂紋的影響。 m b.b.正確的選擇焊接工藝參數(shù)，降低鋼材的淬硬程度并有利于氫的逸出和改善應(yīng)正確的選擇焊接工藝參數(shù)，降低鋼材的淬硬程度并有利于氫的逸出和改善應(yīng)力狀態(tài)，必要時(shí)可采用預(yù)熱。力狀態(tài)，必要時(shí)可采用預(yù)熱。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普裂紋mc.c.采用后熱或焊后熱處理采用后熱或焊后熱處理 焊后后熱有利于焊縫中的溶解氫順利的逸出。有些工焊后后熱有利于焊縫中的溶解氫順利的逸出

16、。有些工件焊后需要進(jìn)行熟處理，一般情況下多采用回火處理。這種熱處理的效果一方面件焊后需要進(jìn)行熟處理，一般情況下多采用回火處理。這種熱處理的效果一方面可消除焊接殘余應(yīng)力，另一方面使已產(chǎn)生的馬氏體高溫回火，改善組織。同時(shí)接可消除焊接殘余應(yīng)力，另一方面使已產(chǎn)生的馬氏體高溫回火，改善組織。同時(shí)接頭中的氫可進(jìn)一步逸出，有利于消除氫致裂紋，改善熱影響區(qū)的延性。頭中的氫可進(jìn)一步逸出，有利于消除氫致裂紋，改善熱影響區(qū)的延性。 m d.d.改善接頭設(shè)計(jì)，降低焊接接，頭的拘束應(yīng)力在焊接接頭設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能消改善接頭設(shè)計(jì)，降低焊接接，頭的拘束應(yīng)力在焊接接頭設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能消除引起應(yīng)力集中的因素，如避免缺口、防止焊縫

17、的分布過(guò)分密集等。坡口形狀盡除引起應(yīng)力集中的因素，如避免缺口、防止焊縫的分布過(guò)分密集等。坡口形狀盡量對(duì)稱為宜，不對(duì)稱的坡口裂紋敏感性較大。在滿足焊縫強(qiáng)度的基本要求下，應(yīng)量對(duì)稱為宜，不對(duì)稱的坡口裂紋敏感性較大。在滿足焊縫強(qiáng)度的基本要求下，應(yīng)盡量減少填充金屬的用量。盡量減少填充金屬的用量。m埋弧焊時(shí)，焊接熱影響區(qū)除了可能產(chǎn)生氫致裂紋外，還可能產(chǎn)生淬硬脆化裂紋、埋弧焊時(shí)，焊接熱影響區(qū)除了可能產(chǎn)生氫致裂紋外，還可能產(chǎn)生淬硬脆化裂紋、層狀撕裂等。層狀撕裂等。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普3夾渣m埋弧焊時(shí)，焊縫的夾渣除與焊劑的脫渣性能有關(guān)外，還與工件的裝配情況和焊埋弧焊時(shí)

18、，焊縫的夾渣除與焊劑的脫渣性能有關(guān)外，還與工件的裝配情況和焊接工藝有關(guān)。對(duì)接焊縫裝配不良時(shí)，易在焊縫底層產(chǎn)生夾渣。焊縫成形對(duì)脫渣接工藝有關(guān)。對(duì)接焊縫裝配不良時(shí)，易在焊縫底層產(chǎn)生夾渣。焊縫成形對(duì)脫渣情況也有明顯影響。平而略凸的焊縫比深凹或咬邊的焊縫更容易脫渣。雙道焊情況也有明顯影響。平而略凸的焊縫比深凹或咬邊的焊縫更容易脫渣。雙道焊的第一道焊縫，當(dāng)它與坡口上緣熔合時(shí)，脫渣容易，如圖的第一道焊縫，當(dāng)它與坡口上緣熔合時(shí)，脫渣容易，如圖 3a3a 所示；而當(dāng)焊縫所示；而當(dāng)焊縫不能與坡口邊緣充分熔合時(shí)，脫渣困難，如圖不能與坡口邊緣充分熔合時(shí)，脫渣困難，如圖 3b3b 所示。所示。資料引自藍(lán)領(lǐng)精英俱樂(lè)部微信公眾號(hào)weld008課件整理制作謝吉普3夾渣m在焊接第二道焊縫時(shí)易造成夾渣。焊接深坡口時(shí)，有較多的小焊道組成的焊縫，在焊接第二道焊縫時(shí)易造成夾渣。焊接深坡口時(shí)，有較多的小焊道組成的焊縫，夾渣的可能性?。欢休^多的大焊道組成的焊縫，夾渣的可能性大。圖夾渣的可能性??；而有較多的大焊道組成的焊縫，夾渣的可能性大。圖4 4 為這為這兩種焊縫對(duì)夾渣的影響。兩