常見(jiàn)焊接缺陷的成因及其防止方法

1、常見(jiàn)焊接缺陷的成因及其防止方法形狀缺陷外觀質(zhì)量粗糙，魚(yú)鱗波高低、寬窄發(fā)生突變；焊縫與母材非圓滑過(guò)渡。主要原因是操作不當(dāng)，返修造成。危害是應(yīng)力集中，削弱承載能力。焊縫尺寸缺陷尺寸不符合施工圖樣或技術(shù)要求。主要原因是施工者操作不當(dāng)危害：尺寸小了，承載截面?。怀叽绱罅?，削弱了某些承受動(dòng)載荷結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度。咬邊原因：焊接參數(shù)選擇不對(duì)，U、I 太大，焊速太慢。電弧拉得太長(zhǎng)。熔化的金屬不能及時(shí)填補(bǔ)熔化的缺口。危害：母材金屬的工作截面減小，咬邊處應(yīng)力集中?；】?: 由于收弧和斷弧不當(dāng)在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊絲或者焊條停留時(shí)間短，填充金屬不夠。危害：減少焊縫的截面積；弧坑處反應(yīng)不充分容易產(chǎn)生偏析或雜

2、質(zhì)集聚，因此在弧坑處往往有氣孔、灰渣、裂紋等。燒穿原因：焊接電流過(guò)大；對(duì)焊件加熱過(guò)甚；坡口對(duì)接間隙太大；焊接速度慢，電弧停留時(shí)間長(zhǎng)等。危害：表面質(zhì)量差燒穿的下面常有氣孔、夾渣、凹坑等缺陷。焊瘤熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。原因：焊接參數(shù)選擇不當(dāng)坡口清理不干凈，電弧熱損失在氧化皮上，使母材未熔化。危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透；焊縫幾何尺寸變化，應(yīng)力集中，管內(nèi)焊瘤減小管中介質(zhì)的流通界面計(jì)。氣孔原因：電弧保護(hù)不好，弧太長(zhǎng)；焊條或焊劑受潮，氣體保護(hù)介質(zhì)不純；坡口清理不干凈。危害：從表面上看是減少了焊縫的工作截面；更危險(xiǎn)的是和其他缺陷疊加造成貫穿性缺陷，破壞焊縫的致

3、密性。連續(xù)氣孔則是結(jié)構(gòu)破壞的原因之一。夾渣焊接熔渣殘留在焊縫中。易產(chǎn)生在坡口邊緣和每層焊道之間非圓滑過(guò)渡的部位，焊道形狀突變，存在深溝的部位也易產(chǎn)生夾渣。原因：熔池溫度低（電流?。?，液態(tài)金屬黏度大，焊接速度大，凝固時(shí)熔渣來(lái)不及浮出；運(yùn)條不當(dāng)，熔渣和鐵水分不清；坡口形狀不規(guī)則，坡口太窄，不利于熔渣上??；多層焊時(shí)熔渣清理不干凈。危害：較氣孔嚴(yán)重，因其幾何形狀不規(guī)則尖角、棱角對(duì)機(jī)體有割裂作用，應(yīng)力集中是裂紋的起源。未焊透當(dāng)焊縫的熔透深度小于板厚時(shí)形成。單面焊時(shí)，焊縫熔透達(dá)不到鋼板底部；雙面焊時(shí)，兩道焊縫熔深之和小于鋼板厚度時(shí)形成。原因：坡口角度小，間隙小，鈍邊太大；電流小，速度快來(lái)不及熔化；焊條偏

4、離焊道中心。危害：工作面積減小，尖角易產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋。未熔合熔焊時(shí)焊道與母材之間或焊道與焊道之間未能完全熔化結(jié)合的部分。原因：電流小、速度快、熱量不足；坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分熱量損失在熔化雜物上，剩余熱量不足以熔化坡口或焊道金屬。焊條或焊絲的擺動(dòng)角度偏離正常位置，熔化金屬流動(dòng)而覆蓋到電弧作用較弱的未熔化部分，容易產(chǎn)生未熔合。危害：因?yàn)殚g隙很小，可視為片狀缺陷，類似于裂紋。易造成應(yīng)力集中，是危險(xiǎn)性較大的缺陷。最后一種也是危害最大的一種焊接缺陷焊接裂紋在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，材料的原子結(jié)合遭到破壞，形成新界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。它具有尖銳的缺口和長(zhǎng)寬比大的特征，易

5、引起較高的應(yīng)力集中，而且有延伸和擴(kuò)展的趨勢(shì)，所以是最危險(xiǎn)的缺陷。裂紋形成的原因及防止措施熱裂紋形成及防止常見(jiàn)的熱裂紋有兩種：結(jié)晶裂紋、液化裂紋結(jié)晶裂紋是焊接熔池初次結(jié)晶過(guò)程中形成的裂紋，是焊縫金屬沿初次結(jié)晶晶界的開(kāi)裂。而液化裂紋是緊靠熔合線的母材晶界被局部重熔，在收縮力的作用下而產(chǎn)生的裂紋。焊接時(shí)，熔池在電弧熱的作用下，被加熱到相當(dāng)高的溫度，而受熱膨脹，而母材卻不能自由收縮，于是高溫的熔池受到一定的壓力。當(dāng)熔池開(kāi)始冷卻時(shí)，就以半融化的母材為晶核開(kāi)始處結(jié)晶。最先結(jié)晶的是純度較高的的合金。最后凝固的是低熔點(diǎn)共晶體。低熔點(diǎn)共晶物的多少取決于焊縫金屬中 C、S、 L 等元素的含量。當(dāng)含量較少時(shí)，不足以

6、在初生晶粒間形成連續(xù)的液態(tài)膜。焊接熔池的冷卻速度極快，低熔點(diǎn)共晶物幾乎與初析相同時(shí)完成結(jié)晶。因此連續(xù)冷卻的金屬熔池雖然受到收縮應(yīng)力的作用也不至于產(chǎn)生晶間裂紋。當(dāng)?shù)腿埸c(diǎn)共晶體量較多時(shí)，情況就不同了，初次結(jié)晶的偏析程度較大，并在初次結(jié)晶的晶體之間形成晶間液膜，當(dāng)熔池冷卻收縮時(shí)，被液膜分割的晶體邊界就會(huì)被拉開(kāi)就形成了裂紋，這是主要原因，另有兩個(gè)其它原因：一是焊縫金屬所經(jīng)受的應(yīng)變?cè)黾铀俣却笥诘腿埸c(diǎn)共晶物凝固的速度；另外，初生晶體的張大方向和殘留低熔共晶體的相對(duì)位置的影響。如果焊接熔池如圖方式結(jié)晶，則低熔點(diǎn)共晶物會(huì)夾在正在長(zhǎng)大的柱狀晶體之間，或者在從兩面相對(duì)增長(zhǎng)的晶面之間。在這種情況下，使得正在結(jié)晶的焊

7、縫金屬很容易被收縮應(yīng)力拉開(kāi)而形成裂紋。如按左圖所示方式結(jié)晶，則低熔共晶體被長(zhǎng)大的晶體推向熔池表面，不可能嵌在柱狀晶體之間，這種形狀的焊縫就不易裂紋。可見(jiàn)，關(guān)鍵的措施就是：a 應(yīng)嚴(yán)格控制焊縫金屬中 C、S、P 和其它易形成低熔點(diǎn)共晶體的合金成分的含量，這些元素和雜質(zhì)的含量越低，焊縫金屬的抗裂紋能力越大。當(dāng)焊縫中 C>0.15%,S>0.04%就可能有裂紋出現(xiàn)， 如果母材中含碳量很高， 就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下來(lái)。B 改變焊縫橫截面的形狀也就改變了焊接熔池的結(jié)晶方向， 使之有利于將低熔點(diǎn)共晶體推向不易產(chǎn)生裂紋的位置。液化裂紋產(chǎn)生的原因：焊接時(shí)緊靠熔合線的母材區(qū)域被

8、加熱到接近鋼熔點(diǎn)的高溫，此時(shí)母材晶體本身未發(fā)生熔化，而晶界的低熔點(diǎn)共晶物則已完全熔化。當(dāng)焊接熔池冷卻時(shí)，焊縫應(yīng)變速度較高。如果這些低熔點(diǎn)共晶物未完全重新凝固之前，接合區(qū)就已受到較大應(yīng)變，則在這些晶界上就會(huì)出現(xiàn)裂紋。晶間液層的熔點(diǎn)越低，凝固時(shí)間越長(zhǎng)，則液化裂紋的傾向越大。液化裂紋的成因歸于母材晶粒邊界的低熔點(diǎn)共晶物，因此液化裂紋多產(chǎn)生于 C、S、P 雜質(zhì)較高的母材與焊縫的熔合邊界?？刹扇〉拇胧篴 對(duì)需用大規(guī)范埋弧焊的鋼板進(jìn)行篩選，采用S、 P 含量較低的鋼板。B 對(duì)于直邊不開(kāi)坡口的對(duì)接接頭，加大接縫間隙至4_5mm,這樣可在較小的焊接電流下完成全焊頭的焊縫。C將對(duì)接焊縫開(kāi)成V 形坡口，采用低規(guī)

9、范多道埋弧自動(dòng)焊。以上工藝方法會(huì)降低焊接生產(chǎn)率，只是在無(wú)法更換材料時(shí)才用。根本辦法還是選用含 C、S、P較低的材料。含 C0.2%以下， S，P 在 0.03%以下就不會(huì)再出現(xiàn)近縫區(qū)的液化裂紋。冷裂紋形成及防止焊接接頭的冷裂紋主要在屈服極限大于 300MPa的低合金鋼中產(chǎn)生。鋼材的強(qiáng)度越高，焊接產(chǎn)生冷裂紋的可能性越大，在低碳鋼的焊接接頭中一般不出現(xiàn)冷裂紋。關(guān)于這種裂紋的形成機(jī)理可以如下解釋：在不利的條件下焊接時(shí)，焊接熔池中溶解了較多的氫，焊縫金屬快速冷卻后，大部分氫快速過(guò)飽和溶劑與焊縫金屬中。在焊接殘余應(yīng)力作用下，氫逐漸向產(chǎn)生應(yīng)力與應(yīng)變集中的熱影響區(qū)擴(kuò)散，并在某些微區(qū)聚集。而低合金鋼熱影響區(qū)又

10、往往存在馬氏體淬硬組織，他的塑性變形能力很低。當(dāng)氫的濃度達(dá)到某一臨界值時(shí)，變脆的金屬即使是微小的應(yīng)變也經(jīng)受不起，而在殘余應(yīng)力的作用下就會(huì)開(kāi)裂。危險(xiǎn)的是這些開(kāi)裂面會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展，而且在裂紋的端部會(huì)有氫凝聚導(dǎo)致新的開(kāi)裂，最終發(fā)展成宏觀裂紋。防止的措施a 控制近縫區(qū)的冷卻速度，使之不易形成淬硬組織；b 將工件預(yù)熱（降低冷卻速度） ；c 建立低氫的焊接條件。冷裂紋是一種最危險(xiǎn)的缺陷，具有延遲性。有的甚至在焊縫無(wú)損探傷后才形成，而造成不可彌補(bǔ)的漏檢。在熱裂紋最常見(jiàn)的再熱裂紋是焊后熱處理過(guò)程中形成的裂紋，所以又叫“消除應(yīng)力處理裂紋”。產(chǎn)生于具有沉淀硬化傾向的低合高強(qiáng)鋼和奧氏體不銹鋼中。其中 Cr-Mo-V，

11、Cr-Mo-V-B， Mn-Ni-Mo-V 型等低合金鋼對(duì)再熱裂紋由最高的敏感性。措施選用對(duì)這種裂紋不敏感的材料制造壓力容器。 Mn鋼、 Mn-Mo鋼、 Mn-Ni-Mo 鋼一般無(wú)再熱裂紋傾向。其次可適當(dāng)?shù)母淖児に嚄l件。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、

12、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)櫍?性行淑均， 曉暢軍事， 試用于昔日， 先帝稱之曰 “能 ”，是以眾議舉寵為督： 愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時(shí)，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書(shū)、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來(lái)二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來(lái)，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之明；