焊接及焊接检验基础知识

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