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    聊一聊那些該死的焊接缺陷

    2019-12-02 09:30:59 我要評論(0) 字號:T | T
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    焊接缺陷(welding defect)和焊接缺欠(welding imperfection) 是兩個不同的定義,在GB/T6417.1-2005《金屬熔化焊接頭缺欠及分類說明》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生的金屬不連...

    接缺陷(welding defect)和焊接缺欠(welding imperfection) 是兩個不同的定義,在GB/T6417.1-2005《金屬熔化焊接頭缺欠及分類說明》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生的金屬不連續,不致密或者連接不良現象;焊接缺陷定義為超過規定限值得缺陷。ISO6520中,也給出了同樣的說明。

    一般來說,焊接缺欠是:weld imperfection ,可以解釋為 any deviation from the ideal weld,事實上,任何現在已存物質都存在缺欠,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。對于不同的焊接接頭和工件工況,具有不同的評定標準,ISO5817、ISO10042等定義了不同等級的焊縫欠缺接受水平,也就是焊接缺陷認定水平。在焊縫中存在的焊接缺陷會減小焊縫的承載面積,削弱靜力拉伸強度;缺陷處發生應力集中和脆化現象,容易產生裂紋并擴展;此外,缺陷會大大降低接頭處疲勞強度焊接缺陷按照位置可分為表面缺陷和內部缺陷兩種。常見的表面缺陷: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。常見的內部缺欠:氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等。

    1

    外表面形狀和尺寸不符合要求

    表現: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,焊縫余高過高或過低,角焊縫焊腳單邊或下凹過大,母材錯邊,接頭的變形和翹曲超過了產品的允許范圍等。

    危害:焊縫成形不美觀,影響到焊材與母材的結合,削弱焊接接頭的強度性能,使接頭的應力產生偏向和不均勻分布,造成應力集中,影響焊接結構的安全使用。

    產生原因:焊件坡口角度不對,裝配間隙不勻,點固焊時未對正,焊接電流過大或過小,運條速度過快或過慢,焊條的角度選擇不合適或改變不當,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,按標準要求點焊組裝焊件,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,采用恰當的運條手法和角度,隨時注意適應焊件的坡口變化,以保證焊縫外觀成形均勻一致。

    2

    焊接裂紋

    表現:焊縫裂紋是焊接過程中或焊接完成后在焊接區域中出現的金屬局部破裂的表現。 焊縫金屬從熔化狀態到冷卻凝固的過程經過熱膨脹與冷收縮變化,有較大的冷收縮應力存在,而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過程而產生組織應力,更加上母材非焊接部位處于冷固態狀況,與焊接部位存在很大的溫差,從而產生熱應力等等,這些應力的共同作用一旦超過了材料的屈服極限,材料將發生塑性變形,超過材料的強度極限則導致開裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強度,并且焊縫裂紋的尖端也成為承載后的應力集中點,成為結構斷裂的起源。按形態可分為:縱向裂紋、橫向裂紋、弧坑裂紋、焊趾裂紋、焊根裂紋、熱影響區再熱裂紋等。

    危害:裂紋是所有的焊接缺陷里危害最嚴重的一種。它的存在是導致焊接結構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,因為它的存在可能導致一場場災難性的事故的發生,裂紋最大的一個特征是具有擴展性,在一定的工作條件下會不斷的“生長”,直至斷裂。

    產生原因及防止措施:

    (1)冷裂紋:

    焊接完成后冷卻到較低溫度時(對鋼來說是Ms溫度以下)出現的裂紋,或者焊接完成后經過一段時間才出現的裂紋(這種冷裂紋稱為延遲裂紋,特別是諸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金鋼種容易產生此類延遲裂紋,也稱之為延遲裂紋敏感性鋼)。

    冷裂紋的起源多發生在焊接熱影響區和焊縫之中,對于焊接熱影響區來說,是因為低塑形組織承受不了冷卻時的體積變化及組織轉變產生的應力,特別是在具有缺口效應的熱影響區更容易產生冷裂紋。此外,在焊縫中的氫原子(游離氫)相互結合形成分子狀態進入金屬細微空隙中造成的壓應力與焊接應力的共同作用極易導致開裂(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力狀態及氫的含量決定的。(如焊層下冷裂紋、焊趾冷裂紋、焊根冷裂紋等)。

    產生原因:

    a.鋼中原淬硬傾向主要取決于化學成分、板厚、焊接工藝和冷卻條件等。鋼的淬硬傾向越大,越易產生冷裂紋。

    b.氫的作用,氫是引起超高強鋼焊接冷裂紋的重要因素之一,并且有延遲的特征。高強鋼焊接接頭的含氫量越高,則裂紋的敏感性越強。

    c.焊接接頭的應力狀態:高強度鋼焊接時產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力狀態。焊接時主要存在的應力有:不均勻加熱及冷卻過程中所產生的熱應力、金屬相變時產生的組織應力、結構自身拘束條件等。

    d.焊接工藝的影響:線能量過大會引起近縫區晶粒粗大,降低接頭的抗裂性能;線能量過小,還會使熱影響區淬硬,也不利于氫的逸出而增大冷裂傾向。焊前預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:如優質的低氫焊接材料和低氫的焊接方法。對重要的焊接結構,應采用超低氫、高韌性的焊接材料,焊條、焊劑使用前應按規定烘干。

    b.焊前仔細清除坡口周圍基體金屬表面和焊絲上的水、油、銹等污物,減少氫的來源,以降低焊縫中擴散氫的含量。

    c.采用低匹配的焊縫或“軟層焊接”的方法,對防止冷裂紋也是有效的。

    d.避免強力組裝、防止錯邊、角變形等引起的附加應力,對稱布置焊縫,避免焊縫密集,盡量采用對稱的坡口形式并力求填充金屬減少量,防止焊縫缺陷的產生。

    e.焊前預熱和焊后緩冷,這不僅可以改善焊接接頭的金相組織,降低熱影響區的硬度和脆性,而且可以加速焊縫中的氫向外擴散,此外還可以起到減小焊接殘余應力的作用。

    f.選擇合適的焊接規范。焊接速度太快,則冷卻速度相應的也快,易形成淬硬組織,若焊接速度太慢,又會導致熱影響區變寬,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:

    大型厚壁結構在焊接過程中會沿鋼板的厚度方向產生較大的Z向拉伸應力,如果鋼中的較多的夾層,就會沿鋼板軋制方向出現一種臺階狀的裂紋,稱為層狀撕裂。

    產生原因: 金屬材料的中含有較多的非金屬夾雜物,Z向拘束應力大,熱影響區的脆化等。

    防止措施:選用具有抗層狀撕裂能力的鋼材,在接頭設計和焊接施工中采取措施降低Z向應力和應力集中。

    (3)熱裂紋:

    又稱結晶裂紋,產生于焊縫形成后的冷卻過程中,主要發生在晶界上,金相學中稱為沿晶裂紋,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,嚴重時能貫穿到表面和熱影響區。焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋。在鋼中沿奧氏體晶界開裂,裂紋多貫穿于焊縫表面,斷口被氧化,呈氧化色。常有結晶裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋等。熱裂紋的成因與焊接時產生的偏析、冷熱不均以及焊條(填充金屬)或母材中的硫含量過高有關。

    產生原因:

    a.焊縫的化學元素的影響,主要是硫、磷的影響,易在鋼中形成低熔點共晶體,是一種脆硬組織,在應力的作用下引起結晶裂紋。其中的硫、磷等雜質可能來自材料本身,也有可能來自焊接材料中,也有可能來自焊接接頭的表面。

    b.凝固結晶組織形態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,則產生結晶 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.力學因素對熱裂紋的影響:焊件的剛性很大,工藝因素不當,裝配工藝不當以及焊接缺陷等都會導致應力集中而加大焊縫的熱應力,在結晶時形成熱裂紋。

    防止措施:

    a.控制焊縫金屬的化學成分,嚴格控制硫、磷的含量,適當提高含錳量,以改善焊縫組織,減少偏析,控制低熔點共晶體的產生。

    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.對于剛性大的焊件,應選擇合適的焊接規范,合理的焊接次序和方向,以減少焊接應力。

    d.除奧氏體鋼等材料外,對于剛性大的焊件,采取焊前預熱和焊后緩冷的辦法,是防止產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含量,改善偏析程度。

    (4)再熱裂紋:

    對于某些含有沉淀強化元素(如Cr、Mo、V、Nb等)的高強度鋼和高溫合金(包括低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強化的高溫合金及某些奧氏體不銹鋼等)焊接后并無裂紋發生,但在熱處理過程中析出沉淀硬化相導致熱影響區粗晶區或焊縫區產生的裂紋。有些焊接結構即使焊后消除應力熱處理過程中不產生裂紋,而在500~600℃的溫度下長期運行中也會產生裂紋。這些裂紋統稱為再熱裂紋。再熱裂紋多發生在焊接過熱區,屬于沿晶裂紋,其成因與微觀組織變化產生的應變有關。

    產生原因:在熱處理溫度下,由于應力的松馳產生附加變形,同時在熱影響區的粗晶區析出沉淀硬化相(鉬、鉻、釩等的碳化物)造成回火強化,當塑性不足以適應附加變形時,就會產生再熱裂紋。

    防止措施:

    a.控制基體金屬的化學成分(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:減少應力集中并降低殘余應力,在保證強度條件下,盡量選用屈服強度低的焊接材料。

    3

    氣 孔

    在熔化焊接過程中,焊縫金屬內的氣體或外界侵入的氣體在熔池金屬冷卻凝固前未來得及逸出而殘留在焊縫金屬內部或表面形成的空穴或孔隙,視其形態可分為單個氣孔、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力集中趨勢沒有那么大,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,從而導致焊縫的強度降低。

    危害:氣孔會減小焊縫的有效截面積,降低焊縫的機械性能,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氣孔(俗稱針孔)危害極大,嚴重者直接造成泄漏。

    產生原因:

    在電弧焊中,由于冶金過程進行時間很短,熔池金屬很快凝固,冶金過程中產生的氣體、液態金屬吸收的氣體,或者焊條的焊劑受潮而在高溫下分解產生氣體,甚至是焊接環境中的濕度太大也會在高溫下分解出氣體等等,這些氣體來不及析出時就會形成氣孔缺陷。根本原因是焊接過程中,焊接本身產生的氣體或外部氣體進入熔池,在熔池凝固前沒有來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。焊條藥皮開裂、脫落、變質。

    b.基本金屬和焊條鋼芯的含碳量過高。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,分解出來的一氧化碳、氫和水蒸氣等,進入熔池后往往形成一氧化碳氣孔和氫氣孔。

    d.焊接電流偏低或焊接速度過快,熔池存在的時間短,以致于氣體來不及從熔池金屬中逸出。

    e.電弧長度過長,使熔池失去了氣體的保護,空氣很容易侵入熔池,焊接電流過大,焊條發紅,藥皮脫落,而失去了保護作用,電弧偏吹,運條手法不穩等。

    f.埋弧焊時,使用過高的電弧電壓,網絡電壓波動過大。

    防止措施:預防措施主要從減少焊縫中氣體的數量和加強氣體從熔池中的溢出兩方面考慮,主要有以下幾點:

    a.焊前一定要將焊條或焊劑按規定的溫度和時間進行烘干,并做到隨用隨取,或取出后放在焊條保溫桶中隨用隨;b.應選取藥皮不得開裂、脫落、變質、偏心,含碳量低,脫氧能力強的焊條。焊絲表面應清潔,無油無銹。

    c.認真清理坡口及兩側,去除氧化物,油脂,水分等。

    d.當用堿性焊條施焊時,應保持較低的電弧長度,外界風大時應采取防風措施。

    e.盡量采用短弧焊接,減少氣體進入熔池的機會;

    f.選擇合適的焊接規范,縮短滅弧停歇時間。滅弧后,當熔池尚未全部凝固時,就及時再引弧給送熔滴,擊穿焊接。

    g.運條角度要適當,操作應熟練,不要將熔渣拖離熔池。

    h.氬弧焊時,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,焊接速度不能過快;

    k.按照工藝要求進行焊件預熱。

    4

    夾渣與夾雜物

    熔化焊接時的冶金反應產物,例如非金屬雜質(氧化物、硫化物等)以及熔渣,由于焊接時未能逸出,或者多道焊接時清渣不干凈,以至殘留在焊縫金屬內,稱為夾渣或夾雜物。視其形態可分為點狀和條狀,其外形通常是不規則的,其位置可能在焊縫與母材交界處,也可能存在于焊縫內。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,鎢極崩落的碎屑留在焊縫內則成為高密度夾雜物(俗稱夾鎢)。 簡單來說就是焊接后殘留在焊縫內部的非金屬夾雜物,都稱為夾渣或夾雜物。立焊和仰焊比平焊容易產生夾渣。

    危害:減少焊縫的有效截面積,降低了焊縫的機械性能。

    產生原因:

    a.焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過程中藥皮脫落在熔池中等;b.電弧過長、焊接角度部隊、焊層過厚、焊接線能量小、焊速快等,導致熔池中熔化的雜質未浮出而熔池凝固。

    c.由于焊條藥皮受潮,藥皮開裂或變質,藥皮成塊脫落進入熔池,又未能充分熔化或反應不完全,使熔渣不能浮出熔池表面,造成夾渣。

    d.焊接時,焊接電流太小,熔化金屬和熔渣所得到的熱量不足,流動性差,再加上這時熔化金屬凝固速度快,使得熔渣來不及浮出。

    e.焊接時,焊條角度和運條方法不恰當,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,熔寬與熔深之比過小,咬邊過深及焊層形狀不良等都夾渣。

    f.坡口設計、加工不當也導致焊縫夾渣。

    g.基體金屬和焊接材料的化學成分不當。如當熔池中含氧、氮、硫較多時,其產物(氧化物、氮化物、硫化物等)在熔化金屬凝固時,因速度較快來不及浮出,就會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,層間藥皮清理干凈,再進行下一道焊接;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;

    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生。遇到焊條藥皮成塊脫落時,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,由于鎢極強烈發熱,鎢極端部熔化、蒸發,或因鎢極與焊件接觸,使鎢過渡到了焊縫中。

    危害:焊縫的機械性能,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,并配合適當的電流,使氬氣可靠地保護鎢極端部,以防止鎢極燒損,采用短弧操作,并應及時修磨鎢極端部。

    (2)夾珠: 夾珠,也是夾雜的一種特殊形式,如果焊接規范不合理,或焊工操作不當,會有金屬飛濺物或孤立的單個金屬熔滴飛出熔池,落到其它已經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,也可能還復蓋有熔渣,如果在焊接下一層焊道就會被夾入焊縫中,形成“夾珠”。

    防止措施:選擇合適的焊接規范,提高焊工的焊接技術水平,嚴格執行焊接操作規程。在每一層焊道施焊前,仔細地清理原焊縫表面的熔渣、熔滴和飛濺物等雜物。適當加大焊接電流,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。

    5

    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械強度,在未焊透的缺口和端部會形成應力集中點,在焊接件承受載荷時容易導致開裂。

    產生原因:

    a.坡口角度小,鈍邊過大,裝配間隙小或錯邊,所選用的焊條 直徑過大,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,使熔敷金屬未能送到預定位置,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,并防止錯邊。

    b.選擇合適的焊接電流,焊條直徑,運條角度應適當。如果焊條藥皮厚度不均產生偏弧時,應及時更換。

    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。

    6

    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(多道焊時的焊道之間或焊層之間)局部未完全熔化結合,稱為未熔合。也稱為“假焊”常見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:是一種比較危險的焊接缺陷,焊縫出現間斷和突變部位,使得焊接接頭的強度大大降低。未熔合部位還存在尖劈間隙,承載后應力集中嚴重,極易由此處產生裂紋。

    產生原因:

    a.電流不穩定,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.焊接電流過大,焊條熔化過快、坡口母材金屬或前一層焊縫金屬未能充分熔化,熔敷金屬卻已復蓋上去了,造成“假焊”。

    d.在橫焊時,由于上側坡口金屬熔化后產生下墜,影響下側坡口面金屬的加熱熔化,造成“冷接”。

    e.橫焊操作時在上、下坡口面擊穿順序不對,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開一定距離,使上坡口熔化金屬下墜產生粘接,造成未熔合。

    防止措施:

    a.焊條或焊炬的傾斜角度要適當,并注意觀察坡口兩側母材金屬的熔化情況。

    適當加大焊接電流,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.當焊條偏弧時,應及時調整焊條角度,或更換焊條,使電弧始終對準熔池。

    d.對坡口表面和前一層焊道的表面,應認真進行清理,使之露出金屬光澤后再施焊。

    e.橫焊操作時,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,焊絲的送進就熟練地從熔孔上坡口拖到下坡口。

    7

    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,降低了結構的承載能力,直接削弱了焊接接頭的強度,同時還會造成應力集中,發展為裂紋源。

    產生原因:產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高,即電流太大,運條速度太小所造成的。

    焊條與工件間角度不正確,擺動不合理,電弧過長,焊接次序不合理;b.電弧在焊縫兩側停頓時間短,液態金屬未能填滿熔池;c.直流焊時電弧的磁偏吹;

    d.橫焊時在上坡口面停頓的時間過長,以及運條、操作不正確也會造成咬邊;e.埋弧焊時主要是焊接電流過大,焊接速度過快,焊絲角度不當造成的。

    防止措施:

    a.選擇適宜的焊接電流,運條角度,進行短弧操作;b.焊條擺動至坡口邊緣,稍作穩弧停頓,操作應熟練、平穩;c.埋弧焊的焊接工藝參數要選擇適當;

    d.使用交流焊代替直流焊也能有效的防止咬邊。

    8

    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力不均勻,直接削弱了焊接接頭的強度,并有應力集中傾向。

    產生原因:

    a.裝配間隙過大,鈍邊偏小,熔池體積較大,液態金屬因自重產生下墜。

    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,導致熔池金屬重力增加而使表面張力減小。

    c.運條角度不當,減弱了電弧對熔池金屬的壓力或焊條未運送到坡口根部。

    防止措施:

    a.在進行單面焊雙面成形焊接時,要選擇合適的坡口鈍邊、角度、間隙。操作要熟練、準確。

    b.嚴格控制擊穿的電弧加熱時間及運條 角度,熔孔大小要適當,采用短弧施焊。

    9

    未焊滿

    未焊滿是指焊縫表面上連續的或斷續的溝槽。填充金屬不足是產生未焊滿的根本原因。規范太弱,焊條過細,運條不當等會導致未焊滿。未焊滿同樣削弱了焊縫,容易產生應力集中,同時,由于規范太弱使冷卻速度增大,容易帶來氣孔、裂紋等。防止未焊滿的措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。

    10

    焊瘤

    焊縫中的液態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;焊瘤會造成焊縫表面應力集中,易導致裂紋;對于管道焊接,焊瘤的存在會減小管道有效面積,給焊縫造成額為應力。

    產生原因:

    a.由于鈍邊薄,間隙大,擊穿熔孔尺寸大;

    b.由于焊接電流過大,擊穿焊接時電弧燃燒、加熱時間長,造成熔池溫度增高。熔池體積增大中,液態金屬因自身重力作用下墜而形成的焊瘤;c.操作運條或送焊絲動作不熟練,焊條或焊絲與焊炬角度不適當;d.焊接速度過慢。

    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,選擇合理的焊接規范,擊穿焊接電弧加熱時間不可過長;c.使用無偏芯焊條。

    11

    滿溢

    熔焊金屬流淌而出敷蓋在焊道兩側的母材金屬上,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,存在一個猶如人工預制的裂口,承載后應力集中現象十分嚴重,極易擴展成裂紋。主要是坡口邊緣的污物沒有清除干凈,焊接電流過大,焊條金屬熔化了,而母材金屬還沒有充分熔化,也容易產生滿溢。采用合適的焊接 規范施焊,焊前要清理干凈坡口及附近的表面。

    12

    弧坑

    電弧焊時,由于斷弧或收弧不當,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;】犹帍姸却笙魅,易在弧坑處引發其它微裂紋、氣孔等缺陷,該處易引起應力集中。熄弧時間過短,或焊接突然中斷,薄板焊接時,焊接電流過大,埋弧焊時,沒有分兩步按下“停止”按鈕。焊縫結尾應在收弧處作短時間停留或作幾次環形運條,以便繼續填加一定量的熔化金屬。埋弧焊時,應分兩次按“停止”按鈕(先停止送絲,后切斷電源),重要的結構應設置引弧板和熄弧板。

    13

    電弧擦傷

    電弧焊時,在坡口外母材上引弧或打弧產生的局部損傷(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,焊工操作應熟練準確。

    14

    明冷縮孔

    熔化金屬在凝固過程中收縮而產生的孔穴,稱為冷縮孔。施焊時滅弧快,由于母材金屬的熱傳導作用,熔池中靠近坡口兩側熔化金屬快速冷卻、凝固,而熔池中部冷卻較慢。從而產生一種“橫向冷卻收縮”現象。應注意在熄地不要太突然或太快,更換焊條時,要填滿熔池然后滅弧,還可采用兩點擊穿法施焊,以防止冷卻速度過快。

    15

    燒穿

    是指焊接過程中,熔深超過工件厚度,熔化金屬自焊縫背面流出,形成穿孔性缺! ┦清仩t壓力容器產品上不允許存在的缺陷,它完全破壞了焊縫,使接頭喪失其聯接飛及承載能力。焊接電流過大,速度太慢,電弧在焊縫處停留過久,都會產生燒穿缺陷。工件間隙太大,鈍邊太小也容易出現燒穿現象。選用較小電流并配合合適的焊接速度,減小裝配間隙,在焊縫背面加設墊板或藥墊,使用脈沖焊,能有效地防止燒穿。

    16

    過燒

    焊縫金屬在焊接過程中受熱時間過長,造成晶粒粗大,金屬變脆,晶粒邊界被激烈氧化,焊縫“發渣”,金屬表面變黑并起氧化皮,這種現象稱為過燒。焊接速度太慢,焊炬在某處的停留時間太長。焊工操作手法欠熟練。焊接速度放快一些,焊炬停留時間盡量均衡。

    17

    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,以及焊縫過寬,焊縫向母材過渡不圓滑等。

    (2)錯邊:指兩個工件在厚度方向上錯開一定位置,它既可視作焊縫表面缺陷,又可視作裝配成形缺陷。

    (3)塌陷:單面焊時由于輸入熱量過大,熔化金屬過多而使液態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

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