锻造、焊接、铸造缺陷

1、铸造、焊接、锻造过程中 的缺陷 制作人：王学明 丁松 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已 有约6000年的历史。我国约在公元前1700前 1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已 达到相当高的水平。 铸造：将室温中为液态但不久后将固化的物质倒入 特定形状的铸模待其凝固成形的加工方式。 铸造铸造 商 朝 的 司 母 戊 方 鼎 西 汉 的 透 光 镜 晋 朝 的 铸 刑 鼎 现 代 铸 造 法 兰 铸造的工艺流程图铸造的工艺流程图 铸造车间铸造车间 砂型铸造过程 砂眼砂眼 在铸件表面或 内部有充塞着 型砂的孔眼 气气 孔孔 在铸件内部、 表面或近于表 面处有大小不 等的光滑孔眼。

2、 一般为圆球形 或近似于球形 的团球形孔洞， 孔壁光滑。 缩缩 孔孔 形状为不规则 的封闭或敞露 的孔洞，孔壁 粗糙并带有枝 晶状，常出现 在铸件最后凝 固的部位（热 节处）。 披披 缝缝 披缝是铸件表 面上厚薄不均 匀的片状金属 突起物，常出 现在铸件分型 面和芯头部位 毛毛 刺刺 毛刺是铸件表 面上刺状金属 突起物，常出 现在型和芯的 裂缝处，形状 极不规则。 浇浇 不不 足足 由于金属液未 完全充满型腔 而产生的铸件 缺肉。 粘粘 砂砂 在铸件表面上、 全部或部分覆 盖着金属与砂 的混合物，或 一层烧结的型 砂，致使铸件 表面粗糙。 冷冷 隔隔 冷隔是铸件上 未完全融合的 缝隙或洼坑，

3、其交接边缘呈 圆角，多出现 在远离浇口的 铸件宽大上表 面和薄壁处、 金属流股汇合 处或激冷部位。 冲冲 砂砂 铸件表面上有 粗糙不规则的 金属瘤状物， 常位于浇口附 近。在铸件其 它部位则往往 出现砂眼。 掉掉 砂砂 铸件表面的块 状金属突起物， 其外形与掉落 的砂块很相似。 在铸件其它部 位则往往出现 砂眼或残缺。 缺缺 损损 在铸件清理或 搬运时，损坏 了铸件的完整 性。 变变 形形 由于收缩应力 或型壁变形、 开裂引起的铸 件外形和尺寸 与图纸不符。 渣渣 眼眼 在铸件内部或在铸件内部或 表面形状不规表面形状不规 则的孔眼。孔则的孔眼。孔 眼不光滑，里眼不光滑，里 面全部或部分面全部或

4、部分 充塞着渣。充塞着渣。 龟裂龟裂 由于模具受热不 均，模具老化龟 裂。 拉模拉模 拔模斜度小 模具表面不光滑 模具变形。 霉点霉点 严重影响铸件的外严重影响铸件的外 观质量，主要是脱观质量，主要是脱 模剂造成。压铸件模剂造成。压铸件 时间放得长一些，时间放得长一些， 表 面 就 会 有 白 斑表 面 就 会 有 白 斑 （霜状、去掉后呈（霜状、去掉后呈 黑色）出现，实际黑色）出现，实际 上已产生腐蚀。主上已产生腐蚀。主 要是脱模剂中有会要是脱模剂中有会 产生腐蚀作用的成产生腐蚀作用的成 分。分。 焊接焊接 焊接：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或 加压或两者并用，并且用或不用填充材料

5、，使工件的 材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。 25 案例案例 泰坦尼克号共耗资7500万英镑，吨位46328 吨，长882.9英尺，宽92.5英尺，从龙骨到四个 大烟囱的顶端有175英尺，高度相当于11层楼。 泰坦尼克号的沉没泰坦尼克号的沉没 1 1、外部缺陷、外部缺陷 位于焊缝外表面，用目测或低倍放大镜可以看到的缺 陷 常见形式的集中具体表现及其产生原因： （1 1）咬边）咬边 焊缝与母材熔合不好，出现沟槽，深度大于焊缝与母材熔合不好，出现沟槽，深度大于 0.50.5 外部咬边内部咬边 产生咬边的原因：产生咬边的原因： 1、电流过大 2、焊条角度不合适。 预防措施：立焊 仰焊

6、时较易出现咬边的情况，电 流比平焊小20%左右。 （2 2）烧穿）烧穿 熔化金属从坡口背面流出，形成穿孔的缺熔化金属从坡口背面流出，形成穿孔的缺 陷陷 薄板烧穿 35 产生烧穿的原因产生烧穿的原因 1、电流过大。 2、速度过慢。 3、坡口间隙过大。 4、钝边过薄。 预防措施：电流不过大，提高焊工技能。 （3 3）错边）错边 焊件没有对正，存在平行偏差焊件没有对正，存在平行偏差 各种位置的错边各种位置的错边 产生错边的原因产生错边的原因 定位焊时没有对正板或管的中心线 措施： 板对接 管对接 （4 4）焊瘤）焊瘤 熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形

7、成的金属瘤成的金属瘤。 对接焊缝焊瘤及探伤底片对接焊缝焊瘤及探伤底片 产生焊瘤的原因产生焊瘤的原因 1、电流过大。 2、速度太慢。 防止措施：立焊、横焊时看铁水，防止熔敷金属下 坠。 （5 5）弧坑）弧坑 焊缝尾部产生的凹坑：焊缝尾部产生的凹坑： 产生弧坑的原因： 1、熄弧过快。 2、薄板焊接时电流过大。 3、收弧是没有填满弧坑。 防止措施 延长收弧时间； 采取正确的收弧方法。 2 2、内部缺陷、内部缺陷 位于焊缝内部缺陷，用破坏性试验或无损探伤的 方法可以发现。 常见的几种内部缺陷： （1 1）裂纹）裂纹 焊缝产生缝隙焊缝产生缝隙 着色探伤显示产生的裂纹着色探伤显示产生的裂纹 产生裂纹的原因

8、：产生裂纹的原因： 1、焊条、材料中含氢、磷、硫含量过多。 2、冷却速度过快。 3、应力过大。 防止措施：控制有害元素、缓慢冷却 减小焊接应力。 （2 2）气孔）气孔 焊缝中存在遗留气体：焊缝中存在遗留气体： 单个气孔 密集气孔 产生气孔的原因：产生气孔的原因： 1、焊条、焊件受潮。 氢气孔 2、焊条、焊件表面有油、锈。 3、保护效果不好。 4、药皮脱落、电弧过长、手法不稳。 氮气孔 防止方法：焊前去油、水、锈，采用完整的焊条。 （3 3）夹渣）夹渣 焊后焊缝中残留焊渣焊后焊缝中残留焊渣 产生夹渣的原因：产生夹渣的原因： 1、焊道之间清理不干净。 2、电流过小。 3、运条方法不当。 防止办法：

9、清理焊道、选择合适的电流和 正确 的运条方法。 （4 4）未焊透）未焊透 接头根部没有完全熔透接头根部没有完全熔透 未焊透未焊透 产生的原因：产生的原因： 1、电流过小。 2、速度过快。 3、焊接角度不正确。 （5 5）未熔合）未熔合 焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化 焊缝与母材焊缝与母材 焊缝之间焊缝之间 产生未熔合的原因：产生未熔合的原因： 1、电流过小。 2、焊条偏心。 3、坡口侧有油、锈等赃物。 锻造成形：金属在锻锤的冲击力或压力机的压力 作用下，在破坏自身完整性的条件下，稳定地改 变其内部组织和几何形状与尺寸，获得所需要的 组织结构和几何形状与

10、尺寸的加工方法。 锻造成形锻造成形 唐刀的锻造工艺 表面裂纹表面裂纹多发生在轧制棒材和锻制棒 材上，一般呈直线形状，和轧制或锻造的主变形方 向一致。造成这种缺陷的原因很多，例如钢锭内的 皮下气泡在轧制时一面沿变形方向伸长，一面暴露 到表面上和向内部深处发展。又如在轧制时，坯料 的表面如被划伤，冷却时将造成应力集中，从而可 能沿划痕开裂等等。这种裂纹若在锻造前不去掉， 锻造时便可能扩展引起锻件裂纹。 锻件缺陷锻件缺陷 折叠 折叠形成的原因是当金属坯料在轧制过程中，由于 轧辊上的型槽定径不正确，或因型槽磨损面产生的 毛刺在轧制时被卷入，形成和材料表面成一定倾角 的折缝。对钢材，折缝内有氧化铁夹杂，

11、四周有脱 碳。折叠若在锻造前不去掉，可能引起锻件折叠或 开裂。 结疤 结疤是在轧材表面局部区域的一层可剥落的 膜。 结疤的形成是由于浇铸时钢液飞溅而凝结在钢锭 表面，轧制时被压成薄膜，贴附在轧材的表面，即 为结疤。锻后锻件经酸洗清理，薄膜将会剥落而成 为锻件表面缺陷。 层状断口 特征是其断口或断面与折断了的石板、树皮很相似。 层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢等）， 碳钢中也有发现。这种缺陷的产生是由于钢中存在 的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏松等缺陷， 在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长，使钢材呈片层 状。如果杂质过多，锻造就有分层破裂的危险。 亮线（亮区） 在纵向断口上呈现结晶发亮的有

12、反射能力的细条线， 多数贯穿整个断口，大多数产生在轴心部分。亮线 主要是由于合金偏析造成的。轻微的亮线对力学性 能影响不大，严重的亮线将明显降低材料的塑性和 韧性。 非金属夹杂 熔炼或浇铸的钢水冷却过程中由于成分之间或金属 与炉气、容器之间的化学反应形成的。另外，在金 属熔炼和浇铸时，由于耐火材料落入钢液中，也能 形成夹杂物，这种夹杂物统称夹渣。在锻件的横断 面上，非金属夹杂可以呈点状、片状、链状或团块 状分布。严重的夹杂物容易引起锻件开裂或降低材 料的使用性能。 碳化物偏析 经常在含碳高的合金钢中出现。其特征是在局部区 域有较多的碳化物聚集。它主要是钢中的莱氏体共 晶碳化物和二次网状碳化物，在开坯和轧制时未被 打碎和均匀分布造成