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文档简介
1、焊接及焊接检验基本知识焊接小组2010年12月19日培训的主要内容 一、焊接 二、焊接检验焊接 1、焊接的基本定义及分类 2、常见的化学元素及填充材料介绍 3、焊接接头的基本概念及其基本形式 4、焊接工程图样常识 5、焊接变形的分类及控制措施 6、焊接常见缺陷分类及控制措施焊接检验 1、焊接检验的意义 2、焊接检验的分类 3、PT和MT的简单介绍 4、一些常用无损检验方法的对比 5、 API 6A对焊接检验的一些要求焊接基本定义 1、定义:被焊工件的材质(同种后异种),通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料,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。 加压的目的:破坏接触
2、表面氧化膜、增加有效的接触面积; 加热的目的:使结合处达到塑性或融化状态、破坏表面氧化膜、加快原子的热运动;焊接分类根据焊缝成形时是否成为液体1、熔焊:焊接时母材融化而不施加压力。电弧焊:熔化极焊条电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW) 气体保护焊(GMAW) 非熔化极钨极氩弧焊(TIG)气焊:氧-氢、氧-乙炔(OFC)铝热焊电渣焊激光焊2、压焊:焊接过程中必须施加压力。电阻点焊摩擦焊爆炸焊焊接分类3、钎焊:焊接时母材不发生熔化,仅钎料发生熔化。根据热源和保护条件分为: 火焰钎焊 感应钎焊 炉中钎焊 盐浴钎焊还可以根据使用的钎料的熔点分为: 软钎焊(熔点低于450) 硬钎焊(熔点高于450 )焊
3、接常见化学元素及影响介绍 N(氮):促使焊缝产生气孔(SMAW的引弧端和弧坑处) 可使焊缝的强度、硬度升高,而塑性和韧性急剧下降(Fe4N); H(氢):氢脆氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象; 白点在焊缝拉伸或弯曲断面上出现银白色圆形局部脆断点; 形成气孔 产生冷裂纹 O(氧):随着焊缝中含氧量的增加,其强度、塑性、韧性都明显下降,还可以引起热脆、冷脆和时效硬化(氧化物夹杂、CO)焊接常见化学元素及影响介绍 S(硫):促使产生结晶裂纹(Fe+ FeS 或 FeS + FeO 低熔点共晶); P(磷):增大焊缝金属的冷脆性(Ni3P+Fe或Fe3P+Fe低熔点共晶分布于晶界本身硬而脆); 细
4、化晶粒:Ti(钛)、V(钒)、Zr(锆)、Nb(铌) 提高淬透性:Cr(铬)、Mn(锰)、Mo(钼)、Si(硅)、Ni(镍)、B(硼)常见填充材料介绍 1、CHE607低氢钠型药皮的低合金钢焊条 型号:E6015-D1 国家标准规定 “E”-表示焊条;“60”-表示熔敷金属抗拉强度的最小值;“1”-表示焊条适用于全位置焊接;“5”-表示焊条药皮为低氢钠型,并可采用直流反接焊接。 牌号:J607厂家对焊条的具体命名 “J”-结构钢焊条;“60” ”-表示熔敷金属抗拉强度的最小值; “7”-低氢型药皮、直流。常见填充材料介绍 2、CHW-50C6(ER50-6)镀铜碳钢气保焊丝,采用CO2或富氩作
5、保护焊接; 3、CHS202R(E316-16)钛钙型药皮的压力容器专用不锈钢焊条; 4、CHW-65CG600Mpa级石油储罐专用镀铜气保焊丝; 5、CHNiCrMo-3(ENi6625)低氢钠型药皮的因康镍焊条;焊接接头的基本概念及基本形式 1、焊接接头是由焊缝金属、熔合区、热影响区和母材组成。 熔合区:焊缝与热影响区相互过渡区域,是焊缝边境上固液两相交错的部分。 熔合区宽度一般为0.1-0.5mm; 热影响区(HAZ):熔焊时在集中热源的作用下,焊缝两侧发生组织和性能变化的区域。 焊条电弧焊6.0-8.5mm 埋弧焊2.3-4.0mm 氧乙炔气焊27.0mm 真空电子束焊0.05-0.7
6、5mm焊接接头的基本概念及基本形式焊接接头的基本概念及基本形式 2、焊接接头的基本形式 对接接头 T(十字)型接头 搭接接头 角接头 3、焊缝的基本形式 对焊焊缝 角焊缝 4、坡口的基本形式 型坡口、V型坡口、U型坡口、J型坡口焊接工程图样常识焊接工程图样常识 .焊接工程图样常识焊接变形的分类 1、定义:焊接变形是指焊接后残留在构件中的变形。 2、分类: 纵向收缩变形:构件在焊缝方向发生收缩; 横向收缩变形:构件焊后在垂直焊缝方向发生收缩; 弯曲变形:构件发生弯曲; 角变形:焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移; 波浪变形:焊后构件呈波浪形,这种变形在焊接薄板时最容易发生; 错边变形:焊接过程中
7、,两焊接件的热膨胀不一致,可能引起长度方向上的错边和厚度方向的错边。 扭曲变形:焊后在结构上出现扭曲;焊接变形的防止措施 焊接变形防止措施 1、设计措施 选择合理的焊缝形状和尺寸; 选择合理的坡口形式; 减少焊缝数量; 合理安排焊缝数量; 2、工艺措施 反变形法; 刚性固定法; 合理的选择焊接方法,规范;焊接常见缺陷分类 焊接缺陷常见的类型:气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边、裂纹。 生产的影响因素:人员关键要素;母材和焊材决定要素;焊接设备状况重要要素;标准/规范的执行状况施工管理要素;环境管理状况施工管理要求。 一、裂纹 1、热裂纹:在焊接高温下产生; 结晶裂纹焊接常见缺陷分类 高温液
8、化裂纹 多边化裂纹 2、再热裂纹:在再次加热过程中出现的裂纹;焊接常见缺陷分类3、冷裂纹:由于拘束应力、淬硬组织和氢的共同作用下产生的;延迟裂纹淬硬脆化裂纹低温性脆化裂纹4、层状撕裂:呈“台阶”形的层状开裂;焊接常见缺陷分类 5、应力腐蚀裂纹:焊接构件,如容器、管道在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下(包括工作应力和残余应力)产生一种延迟破坏现象。焊接常见缺陷分类 二、气孔 第一类:高温时某些气体溶解于熔池金属中,当凝固和相变时,气体的溶解度突然下降而来不及逸出残留在焊缝内部的气体,如氢气孔和氮气孔; 第二类:由于冶金反应产生的不溶于金属的气体,如CO气孔和水等。焊接常见缺陷分类 三、夹杂 氧化物
9、(二氧化硅)、氮化物(铁四氮)、硫化物(硫化亚铁)夹杂; 四、未熔合焊接常见缺陷分类 五、未焊透 六、咬边焊接常见缺陷分类 七、下垂、烧穿 八、焊缝形面不良(余高过高、下塌、焊瘤)焊接常见缺陷控制措施 常见缺陷的控制措施 1、 气孔的控制 (1)按国家标准要求,加强施工环境控制,现场建立合理的施工清洁区。 (2)按焊接施工方案要求进行坡口清理,严格控制坡口两侧的清洁度。 (3)加强焊工基本技能的培训,控制焊接电弧的合适长度。 (4)严禁管内有穿堂风,采取端部封堵等措施。 (5)加强现场通风条件,控制空气潮湿度小于等于90%。 (6)采用低氢型焊条。 (7)选择设备性能稳定的电焊机且标定合格。
10、(8)按工艺评定要求,避免出现紊流。焊接常见缺陷控制措施 2、夹渣的控制 (1)加强焊工基本技能的培训,控制铁水与熔渣分离。 (2)按焊接工艺数据单要求,控制焊接电流。 (3)加强焊接过程的层道清理。 (4)使用合适规格的焊条。 (5)焊接接地线应该在工件中合理接地,控制电弧偏吹 3、未熔合的控制 (1)加强焊工基本技能的培训,消除根部未熔合缺陷产生。 (2)注意层间修整,避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合焊接常见缺陷控制措施 (3)严格按WPS要求,采用合理的焊接电流。 4、未焊透的控制 (1)加强坡口质量检查,控制合理的钝边量。 (2)加强装配质量检查,严把装配质量关,控制合理的错边量。
11、(3)加强标准培训及伪缺陷在结构的模拟检验,避免内部缺陷的错判。 (4)加强焊工基本技能的培训。 (5)按焊接工艺数据单要求采用合理的焊接电流。 (6)使用合适规格的焊材。焊接常见缺陷控制措施5、防止裂纹产生的主要措施(1)控制焊缝中S、P、C等有害杂质的含量,这几种元素不仅能形成低熔相或共晶,而且还能促使偏晶,从而增加结晶裂纹的敏感性;重要的焊接结构采用碱性焊条或焊剂;(2)改善焊缝的结晶形态,在焊缝或母材中加入一些细化晶粒元素,如Mo、V、Ti、Zr 、AI等元素,以提高其抗裂性能;(3)合理设计焊缝形状,焊接接头形状不同,受力状态也不相同,结晶条件和热的分布也不同;(4)控制母材的化学成
12、分,合理选择和使用焊接材料,尽量选用低氢和超低氢的焊接材料;(5)严格烘干焊条和焊剂(6)正确制定焊接工艺:合理选择预热温度(根据母材的碳当量确定)、合理选择焊接电流、紧急后热、充分利用多层焊的特点;(7)加强工艺纪律管理:彻底清理焊接表面、保证焊条质量、注意操作环境。焊接检验的意义 对自己负责,对客户负责; 确保焊接结构(件)制造质量,保证其安全运行; 改进焊接技术,提高产品质量; 生产过程中若每一道工序都进行检验,就能及时发现问题及时进行处理,避免了最后发现大量的缺陷,难以返修而报废,造成时间、材料和人力浪费,使制造成本增加; 由于焊接检验的可靠保证,可促使焊接技术广泛应用。焊接检验的分类
13、 1、破坏性检验 力学性能试验拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、压扁试验、硬度试验、疲劳试验; 化学分析试验化学分析、腐蚀试验; 金相检验宏观检验、微观检验、断口检验; 2、非破坏性检验 外观检查 强度检验水压试验、气压试验; 致密性试验气密性试验、载水试验、氦检漏试验; 无损检验射线探伤(RT)、超声波探伤(UT)、磁粉探伤(MT)、 渗透探伤(PT);PT和MT的简单介绍 渗透探伤(PT)利用带有荧光染料(荧光法)或红色染料(着色法)渗透剂的渗透作用,显示出缺陷痕迹。基本操作步骤:预清洗清除零件表面的铁屑、铁锈、毛刺、氧化皮、熔渣、油污等;渗透涂上适当的渗透剂,通过毛细作用使缺陷产生液体渗透;中间清洗把零件表面多余的渗透剂从被检测表面除掉,但保留缺陷处的渗透液;干燥是被检测表面干燥;显象显象剂将缺陷处的渗透液吸附到零件表面,好似“流血”;观察经过一段时间后再评判显示的缺陷;记录评定结果;PT和MT的简单介绍 磁粉探伤(MT)在磁化后的工件表面上撒上磁粉(干式磁粉)或喷上悬浮液(湿式磁粉),磁粉粒子便会吸附在缺陷区域,显示出缺陷的位置、磁痕的形状和大小。基本操作步骤:探伤前的准备校验设备灵敏度;确定磁化方向、电流、通电时间与缺陷位置垂直、湿式采用交流电;喷磁悬液搅拌均匀;对磁痕进行观察及评定裂纹、成排的气孔或超标的线性或圆形显示;退磁;清洗、干燥、防
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