射線照相底片評(píng)定2焊接

1、第6章 射線照相底片的評(píng)定 主講：胡斌定聯(lián)系建安裝工程有限公司計(jì)量檢測(cè)中心南京華建工業(yè)設(shè)備安裝檢測(cè)調(diào)試有限公司特種設(shè)備常見(jiàn)焊接方式手工電弧焊非溶化極氣體保護(hù)焊(氬弧焊)溶化極氣體保護(hù)焊（二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊）埋弧自動(dòng)焊第6章 射線照相底片的評(píng)定 6.2.3 焊接的基本知識(shí) 1 焊接的冶金特點(diǎn) 兩個(gè)分離的物體（同種或異種材質(zhì)）通過(guò)原子或分子的結(jié)合和擴(kuò)散造成永久性連接的工藝過(guò)程叫做焊接。熔化焊是金屬材料焊接的主要方法。熔化焊接時(shí)，被焊金屬在熱源作用下被加熱，發(fā)生局部熔化，同時(shí)熔化的金屬、溶渣、氣相之間進(jìn)行著一系列影響焊縫金屬的成分、組織和性能的化學(xué)冶金反應(yīng)，隨著熱源的離開(kāi)，

2、熔化金屬開(kāi)始結(jié)晶，由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)，形成焊縫。 熔化焊有以下特點(diǎn)： 1.1 溫度高 1.2 溫度梯度大 1.3 熔池小，冷卻速度快第6章 射線照相底片的評(píng)定 2 焊縫的結(jié)晶特點(diǎn) 從高溫到常溫，要經(jīng)歷兩次組織變化過(guò)程。一次結(jié)晶，從液態(tài)金屬轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w金屬的結(jié)晶過(guò)程，二次結(jié)晶，溫度降低到相變溫度時(shí)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變。 一次結(jié)晶從熔合線上開(kāi)始，晶體的生長(zhǎng)方向指向熔池中心，形成柱狀晶體，當(dāng)柱狀晶體生長(zhǎng)至相互接觸時(shí)，結(jié)晶過(guò)程結(jié)束。焊縫表面形狀、熱裂紋、氣孔、夾渣等缺陷的形成均與一次結(jié)晶有關(guān)。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 對(duì)低碳鋼及低合金鋼，一次結(jié)晶的組織是奧氏體，繼續(xù)冷卻到相變溫度時(shí)，奧氏體分解成鐵素體和珠光體，

3、冷卻速度影響鐵素體和珠光體的比率和晶粒大小，進(jìn)而影響焊縫的強(qiáng)度、硬度和塑性韌性，當(dāng)冷卻速度很大時(shí)，有可能產(chǎn)生淬硬組織馬氏體，而冷裂紋的形成與淬硬組織有關(guān)。 3 焊接接頭的組成及熱影響區(qū)組織 焊接接頭由焊縫和熱影響區(qū)兩部分組成。 二次結(jié)晶不僅僅發(fā)生在焊縫，也發(fā)生在靠近焊縫的基本金屬區(qū)域，該區(qū)域在焊接過(guò)程中受到不同程度的加熱，停留時(shí)間不同，冷卻速度不同，最終獲得各不相同的組織和機(jī)械性能，稱為熱影響區(qū)。 根據(jù)組織特征可將熱影響區(qū)劃分為熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)和不完全區(qū)四個(gè)小區(qū)。 其中熔合區(qū)和過(guò)熱區(qū)組織晶粒粗大，塑性較低，是產(chǎn)生裂紋、局部脆性破壞的發(fā)源地，是焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)。 第6章 射線照相底

4、片的評(píng)定 低碳鋼焊接接頭熱影響區(qū)的劃分、組織特性和性能如圖6-11所示和見(jiàn)表（書(shū)163頁(yè)） 第6章 射線照相底片的評(píng)定 6.2.4 焊接缺陷的危害性及分類 1 焊接缺陷的危害性 焊接缺陷對(duì)鍋爐壓力容器安全的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：1.1 由于缺陷的存在，減少了焊縫的承載截面面積，削弱了拉伸強(qiáng)度。1.2 由于缺陷形成缺口，缺口尖端會(huì)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。1.3 缺陷可影響致密性，或穿過(guò)筒壁，發(fā)生泄漏。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 2 焊接缺陷分類 金屬熔化焊焊接接頭中的缺陷可分為六類： 裂紋、未熔合、未焊透、夾渣、氣孔、形狀缺陷1.1 裂紋 局部斷裂形成的缺陷按延伸方向分為

5、縱向裂紋、橫向裂紋、輻射狀裂紋。按發(fā)生部位分為焊縫裂紋、熱影響區(qū)裂紋、熔合區(qū)裂紋、焊趾裂紋、焊道下裂紋、弧坑裂紋等按發(fā)生條件和時(shí)機(jī)分為：熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋。 焊縫中結(jié)晶裂紋的出現(xiàn)地帶圖7-1 各種裂紋的分布情況裂紋1焊縫上縱向裂紋；2焊縫上橫向裂紋；3HAZ縱向裂紋；4HAZ橫向裂紋；5弧坑裂紋；6焊道下裂紋；7焊縫內(nèi)晶間裂紋；8HAZ焊縫貫穿裂紋；9焊趾裂紋；10焊縫根部裂紋第6章 射線照相底片的評(píng)定 1) 熱裂紋熱裂紋發(fā)生在焊縫金屬凝固末期，敏感溫度區(qū)間大致在固相線附近的高溫區(qū)，最常見(jiàn)的熱裂紋區(qū)是結(jié)晶裂紋，其生成原因是在焊縫金屬凝固過(guò)程中，結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成的低溶點(diǎn)共晶物富集于晶界，

6、形成所謂“液態(tài)薄膜”，由于焊縫凝固收縮而受到拉應(yīng)力，最終開(kāi)裂形成裂紋。結(jié)晶裂紋最常見(jiàn)的情況是沿焊縫中心長(zhǎng)度方向開(kāi)裂，為縱向裂紋，有時(shí)也發(fā)生在焊縫內(nèi)部?jī)蓚€(gè)柱狀晶之間，為橫向裂紋?；】恿鸭y是另一種形態(tài)的，常見(jiàn)的熱裂紋。熱裂紋都是沿晶界開(kāi)裂的，通常發(fā)生在雜質(zhì)較多的碳鋼和奧氏體不銹鋼等材料焊縫中。 裂紋剖面第6章 射線照相底片的評(píng)定 2) 冷裂紋 冷裂紋一般在焊后冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下產(chǎn)生，對(duì)于低碳鋼和低合金鋼，大致在300200以下。冷裂紋可能在焊后立即出現(xiàn)，也可在幾小時(shí)，幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間以后發(fā)生，這種冷裂紋稱為延遲裂紋，具有更大的危險(xiǎn)性。 拘束應(yīng)力、淬硬組織和擴(kuò)散氫是產(chǎn)生延遲裂紋的三大因素。延遲

7、裂紋多發(fā)生在熱影響區(qū)，少數(shù)發(fā)生在焊縫上，沿縱向或橫向都有發(fā)生。焊趾裂紋、焊道下裂紋、根部裂紋都是延遲裂紋常見(jiàn)的形態(tài)。 冷裂紋微觀形態(tài)有沿晶開(kāi)裂，也有穿晶開(kāi)裂。多發(fā)生在低合金高強(qiáng)鋼和中、高碳鋼的焊接接頭。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 3) 再熱裂紋 再熱裂紋是指某些含鉬、釩、鉻、鈮、鈦等沉淀強(qiáng)化元素的低合金高強(qiáng)鋼和耐熱鋼，焊接冷卻后又重新加熱（通常是消除應(yīng)力熱處理）的過(guò)程中，在焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)產(chǎn)生的裂紋。產(chǎn)生裂紋的原因是在再加熱時(shí)焊接殘余應(yīng)力松弛，導(dǎo)致較大的附加變形，與此同時(shí)，熱影響區(qū)的粗晶部位會(huì)析出合金碳化物組成的沉淀硬化相，如果粗晶部位的蠕變塑性不足以適應(yīng)應(yīng)力的松弛所產(chǎn)生的附加變形，則沿

8、晶界發(fā)生裂紋。再熱裂紋的敏感溫度區(qū)間為550650. 裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種。裂紋是一種面積型缺陷，顯著減少承載截面面積，更嚴(yán)重的是裂紋尖端應(yīng)力高度集中，為無(wú)窮大，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 1.2 未熔合 未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。 按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合、根部未熔合、層間未熔合三種，見(jiàn)圖。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 1.2 未熔合 產(chǎn)生未熔合缺陷的主要原因有：焊接電流過(guò)??；焊接速度過(guò)快；焊條角度不對(duì)；產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象（有磁性），焊接處于下坡焊位置，母材未熔化已被鐵水覆蓋；母材表面有污物或氧化物影響溶敷

9、金屬與母材間的熔化結(jié)合等。 未熔合也是一種面積型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載截面面積的減少非常明顯，應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重，其危害性僅次于裂紋。第6章 射線照相底片的評(píng)定 1.3 未焊透 未焊透是指母材金屬之間沒(méi)有熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭的根部造成的缺陷。 未焊透可分為雙面焊未焊透和單面焊未焊透兩種。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 1.3 未焊透 產(chǎn)生原因： 焊接電流過(guò)小，焊接速度過(guò)快；坡口角度太??；根部鈍邊太厚；根部間隙太?。缓笚l角度不當(dāng)；電弧太長(zhǎng)。 未焊透也是一種比較危險(xiǎn)的缺陷，其危害程度取決于未焊透的形狀、深度和長(zhǎng)度。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 1.4 夾渣 夾渣是指焊縫金屬中殘留有

10、外來(lái)固體物質(zhì)所形成的缺陷。 夾渣按形態(tài)，可分為點(diǎn)狀?yuàn)A渣、塊狀?yuàn)A渣、條狀?yuàn)A渣。按殘留固體物質(zhì)種類，可分為非金屬夾渣和金屬夾渣（如夾鎢、夾銅等）。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 非金屬夾渣的主要成分是硅酸鹽，也有一些氧化物和硫化物，主要來(lái)自焊條藥皮或焊劑溶渣。 金屬夾渣最常見(jiàn)的是鎢夾渣，它是由鎢極氬弧焊中的鎢極燒損，掉入熔池中形成的。 非金屬夾渣產(chǎn)生原因：焊接電流太小，焊接速度太快；熔池金屬凝固過(guò)快；運(yùn)條不正確；層間清渣不徹底等。 金屬夾渣產(chǎn)生原因：焊接電流過(guò)大或鎢極直徑太小，鎢極有損傷，氬氣保護(hù)不良，鎢極觸及熔池底部未及時(shí)離開(kāi)。 夾渣是一種體積型缺陷，容易被射線照相檢出。夾渣會(huì)減少焊縫受力截面。夾渣的棱角容易引起應(yīng)力集中，成為交變載荷的疲勞源。 第6章 射線照相底片的評(píng)定 1.5 氣孔 氣孔是指溶入焊縫金屬的氣體引起的空洞。氣體按形狀可分為球形氣孔、條形氣孔、針形氣孔；按分布狀態(tài)可分為單個(gè)氣孔、密集氣孔、鏈狀氣孔、蟲(chóng)狀氣孔。 夾珠 “夾珠”是另一類特殊的氣孔，一般在自動(dòng)焊中產(chǎn)生，它是由前一道焊接生成的氣孔，被后一道焊接熔穿，鐵水流進(jìn)氣孔的空間而形成的。夾珠比一般氣孔要大一些，直徑一般在5mm左右。如圖7-17所示。夾珠在底片上多為圓形的灰白色影像，在白色的影像周?chē)?/p>