焊工工艺学第十三章焊接缺欠及检验

第十三章焊接缺欠及检验§13-1焊接缺欠分析§13-2焊接质量检验§13-3焊接缺欠返修§13-1焊接缺欠分析一、焊接缺欠的分类1.外部缺欠外部缺欠位于焊缝外表面，用肉眼或低倍放大镜就可以看到。2.内部缺欠内部缺欠位于焊缝内部，这类缺欠可用无损探伤检验或破坏性检验方法来发现。二、焊接缺欠的危害1.引起应力集中在焊接接头中，凡是结构截面有突然变化的部位，其应力的分布就特别不均匀，在某点的应力值可能比平均应力值大许多倍，这种现象称为应力集中。2.造成脆断三、焊接缺欠产生的原因及防止措施1.焊缝形状及尺寸不符合要求焊缝形状及尺寸不符合要求ａ)焊缝高低不平，宽窄不均，波形粗劣ｂ)焊缝低于母材ｃ)余高过高焊接缺欠及其防止措施（1）产生焊缝形状及尺寸不符合要求的原因主要是由于焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊接电流过大或过小；运条速度或手法不当以及焊条角度选择不合适。埋弧焊时主要是由于焊接参数选择不当。（2）防止措施选择正确的坡口角度及装配间隙；正确选择焊接参数；提高焊工操作技术水平，正确地掌握运条手法和速度，随时适应焊件装配间隙的变化，以保持焊缝的均匀。2.咬边咬边（1）产生咬边的原因主要是由于焊接电流过大以及运条速度不合适；角焊时焊条角度或电弧长度不适当；埋弧焊时焊接速度过快等。（2）防止措施选择适当的焊接电流、保持运条速度均匀；角焊时焊条要采用合适的角度和保持一定的电弧长度；埋弧焊时要正确选择焊接参数。3.焊瘤焊瘤（1）产生焊瘤的的原因主要是由于焊焊接电流过大大，焊接速度度过慢，引起起熔池温度过过高，液态金金属凝固较慢慢，在自重作作用下形成焊焊瘤。操作不不熟练和运条条不当，也易易产生焊瘤。。（2）防止措施提高操作技术术水平，选选用正确的焊焊接电流，控控制熔池的温温度。使用碱碱性焊条时宜宜采用短弧焊焊接，运条方方法要正确。。4.凹坑与弧坑凹坑与弧坑ａ)凹坑ｂ)弧坑（1）产生凹坑与与弧坑的原因因主要是由于操操作技能不熟熟练，电弧拉拉得过长；焊焊接表面焊缝缝时，焊接接电流过大，，焊条又未未适当摆动，，熄弧过快；；过早进行表表面焊缝焊接接或中心偏移移等会导致凹凹坑；埋弧焊焊时，导电嘴嘴压得过低，，造成导电嘴嘴黏渣，也会会使表面焊缝缝两侧凹陷等等。（2）防止措施提高焊工操作作技能；采用用短弧焊接；；填满弧坑，，如焊条电电弧焊时，焊焊条在收尾处处作短时间的的停留或作几几次环形运条条；使用收弧弧板；CO2气体保护焊时时，选用有““火口处理（（弧坑处理））”装置的焊焊机。5.下塌与烧穿下塌与烧穿ａ)下塌ｂ)烧穿（1）产生下塌与与烧穿的原因因主要是由于焊焊接电流过大大，焊接速度度过慢，使电电弧在焊缝处处停留时间过过长；装配间间隙太大，也也会产生上述述缺欠。（2）防止措施正确选择焊接接电流和焊接接速度；减减少熔池高温温停留时间；；严格控制焊焊件的装配间间隙。6.裂纹各种部位的焊焊接裂纹１—弧坑裂纹２２—横裂纹３—热影响区裂纹纹４—纵裂纹５—熔合线裂纹６６—焊根裂纹（1）热裂纹1）热裂纹产生生的原因热裂纹的形成成示意图ａ)结晶初期ｂｂ)结晶后期2）热裂纹的特特征①热裂纹多贯贯穿在焊缝表表面，并且断断口被氧化，，呈氧化色。。②热裂纹大多多产生在焊缝缝中，有时也也出现在热影影响区。③热裂纹的微微观特征一般般是沿晶界开开裂，故又称称为晶间裂纹纹。3）热裂纹的防防止措施①限制钢材和和焊材中的硫硫、磷等元素素含量②降低含碳量量③改善熔池金金属的一次结结晶④控制焊接参参数⑤采用碱性焊焊条和焊剂⑥采用适当的的断弧方式⑦降低焊接应应力（2）冷裂纹冷裂纹ａ)焊道下冷裂纹纹ｂ)焊趾冷裂纹ｃｃ)焊根冷裂纹1）冷裂纹产生生的原因氢引起冷裂纹纹的机理2）冷裂纹的特特征①冷裂纹的断断裂表面没有有氧化色彩。。②冷裂纹多产产生在热影响响区或热影响响区与焊缝交交界的熔合线线上，但也有有可能产生在在焊缝上。③冷裂纹一般般为穿晶裂纹纹，少数情况况下也可能沿沿晶界发生。。3）冷裂纹的防防止措施①选用碱性低低氢型焊条，，可减少焊缝缝中的氢。②焊条和焊剂剂应严格按规规定进行烘干干，随用随取取。③改善焊缝金金属的性能，，加入某些合合金元素以提提高焊缝金属属的塑性。④正确选择焊焊接参数，采采取预热、缓缓冷、后热以以及焊后热处处理等工艺措措施。⑤改善结构的的应力状态，，降低焊接应应力等。7.气孔焊缝中的气孔孔ａ)连续气孔ｂｂ)密集气孔ｃｃ)外部气孔ｄｄ)内部气孔（1）气孔产生的的原因焊接时，高温温熔池内存在在着各种气体体，一部分是是能溶解于液液态金属中的的氢气和氮气气；另一部分分是冶金反应应产生的不溶溶于液态金属属的一氧化碳碳等。焊缝结晶时，，由于焊接熔熔池结晶速度度快，气泡来来不及逸出而而残留在焊缝缝中形成了气气孔。（2）防止气孔的的措施1）焊前将焊丝丝和焊接坡口口及其两侧20~30mm范围内的焊件件表面清理干干净。2）焊条和焊剂剂按规定进行行烘干，不不得使用药皮皮开裂、剥落落、变质、偏偏心或焊芯锈锈蚀的焊条。。3）选择合适的的焊接参数。。4）碱性焊条施施焊时应采用用短弧焊，并并采用直流反反接。5）若发现焊条条偏心，要及及时调整焊条条角度或更换换焊条。8.夹渣夹渣ａ)单面焊缝ｂｂ)双面焊缝（1）产生夹渣的的原因主要是由于焊焊件边缘及焊焊道、焊层之之间清理不干干净；焊接接电流太小，，焊接速度度过大，使熔熔渣残留下来来而来不及浮浮出；运条条角度和运条条方法不当，，使熔渣和铁铁液分离不清清，以致阻碍碍了熔渣上浮浮等。（2）防止措施采用具有良好好工艺性能的的焊条；选择择适当的焊接接参数；焊前前、焊间要做做好清理工作作，清除残留留的锈皮和熔熔渣；操作作过程中注意意熔渣的流动动方向，调整整焊条角度和和运条方法，，特别是在采采用酸性焊条条时，必须须使熔渣在熔熔池的后面，，若熔渣流到到熔池的前面面，就很容易易产生夹渣。。9.未焊透（1）产生未焊透透的原因主要是由于焊焊接坡口钝边边过大，坡坡口角度太小小，装配间隙隙太小；焊接接电流过小，，焊接速度过过快，使熔熔深浅，边缘缘未充分熔化化；焊条角度度不正确，电电弧偏吹，使使电弧热量偏偏于焊件一侧侧；层间或母母材边缘的铁铁锈或氧化皮皮及油污等未未清理干净。。（2）防止措施正确选用坡口口形式及尺寸寸，保证装配配间隙；正确确选用焊接电电流和焊接速速度；认真操操作，防止焊焊偏，注意意调整焊条角角度，使熔化化金属与母材材金属充分熔熔合。10.未熔合（1）产生未熔合合的原因主要是由于焊焊接热输入太太低；焊条条、焊丝或焊焊炬火焰偏于于坡口一侧，，使母材或前前一层焊缝金金属未得到充充分熔化就被被填充金属覆覆盖；坡口及及层间清理不不干净；单面面焊双面成形形焊接时，第第一层的电弧弧燃烧时间短短等。（2）防止措施焊条、焊丝和和焊炬的角度度要合适，运运条摆动应应适当，要注注意观察坡口口两侧的熔化化情况；选用用稍大的焊接接电流和火焰焰能率，焊速速不宜过快，，使热量增加加足以熔化母母材或前一层层焊缝金属；；发生电弧偏偏吹时应及时时调整角度，，使电弧对准准熔池；加强强坡口及层间间清理。11.夹钨（1）产生夹钨的的原因主要是由于当当焊接电流过过大或钨极直直径太小时，，使钨极端部部强烈地熔化化烧损；氩气气保护不良引引起钨极烧损损；炽热的钨钨极触及熔池池或焊丝而产产生飞溅等。。（2）防止措施根据工件的厚厚度选择相应应的焊接电流流和钨极直径径；使用符合合标准要求纯纯度的氩气；；施焊时，采采用高频振荡荡器引弧，在在不妨碍操作作的情况下，，尽量采用短短弧，以增强强保护效果；；操作要仔仔细，不使钨钨极触及熔池池或焊丝产生生飞溅，经常常修磨钨极端端部。§13-2焊接质量检验验一、焊接质量量检验的过程程和分类1.焊前检验2.焊接过程中的的检验3.焊后成品检验验焊接质量检验二、无损检验验1.外观检验焊缝检验尺用用法举例ａ)测量错边ｂｂ)测量焊缝宽度度ｃ)测量角焊缝厚厚度焊缝检验尺用用法举例ｄ)测量双Ｙ形形坡口角度ｅｅ)测量焊缝余高高ｆ)测量角焊缝焊焊脚ｇ)测量焊缝间隙隙ｈ)测量坡口角度度ｉ)测量管道坡口口角度2.密封性检验（1）气密性检验验常用的气密性性检验是将远远低于容器工工作压力的压压缩空气压入入容器，利用用容器内外气气体的压力差差来检查有无无泄漏。（2）煤油试验在焊缝表面（（包括热影响响区部分）涂涂上石灰水溶溶液，干燥后后便呈白色，，再在焊缝的的另一面涂上上煤油。3.耐压检验（1）水压试验锅炉汽包的水水压试验１—水压机２—压力计３—锅炉汽包（2）气压试验气压试验和水水压试验一样样，用于检验验在压力下工工作的焊接容容器和管道的的焊缝致密性性和强度，气气压试验比水水压试验更为为灵敏和迅速速，但气压试试验的危险性性比水压试验验大。气压试验时必必须严格遵守守安全技术操操作规程。4.无损探伤（1）渗透探伤1）荧光探伤荧光探伤１—紫外线光源２２—滤光板３—紫外线４—被检验焊件５５—充满荧光物质质的缺欠2）着色探伤着色探伤的原原理与荧光探探伤相似，不不同之处只是是着色探伤是是用着色剂来来取代荧光液液而显现缺欠欠。着色探伤的灵灵敏度较荧光光探伤高，操操作也较方便便。（2）磁粉探伤焊缝中有缺欠欠时产生漏磁磁的情况ａ)内部裂纹ｂｂ)近表面裂纹ｃｃ)表面裂纹（3）超声波探伤伤超声波探伤原原理示意图ａ)直探头探伤原原理ｂ)斜探头探伤原原理（4）射射线线探探伤伤1）射射线线探探伤伤的的原原理理X射线线探探伤伤示示意意图图2）射射线线探探伤伤时时缺缺欠欠的的识识别别与与评评定定底片片中中焊焊接接缺缺欠欠的的影影像像三、、破破坏坏性性检检验验1.力学学性性能能试试验验焊接接试试样样的的截截取取位位置置１—拉伸伸２２—弯曲曲３３—冲击击４４—硬度度５５—焊缝缝拉拉伸伸６６—舍弃弃（1）拉拉伸伸试试验验典型型的的三三种种焊焊接接拉拉伸伸试试样样１—焊缝缝金金属属拉拉伸伸试试样样２２—接头头横横向向拉拉伸伸试试样样３—接头头纵纵向向拉拉伸伸试试样样（2）弯弯曲曲与与压压扁扁试试验验1）弯弯曲曲试试验验弯曲曲试试验验ａ)弯曲曲角角度度ｂｂ)横弯弯ｃｃ)侧弯弯ｄｄ)纵弯弯2）压压扁扁试试验验管接接头头纵纵缝缝压压扁扁试试验验（3）硬硬度度试试验验硬度度试试验验是是用用来来测测定定焊焊接接接接头头各各部部位位硬硬度度的的试试验验。。根根据据硬硬度度结结果果可可以以了了解解区区域域偏偏析析和和近近缝缝区区的的淬淬硬硬倾倾向向，，可可作作为为选选用用焊焊接接工工艺艺时时的的参参考考，，常常见见的的测测定定硬硬度度方方法法有有布布氏氏硬硬度度法法（（HBW）、、洛洛氏氏硬硬度度法法（（HR）和维维氏氏硬硬度度法法（（HV）。。（4）冲冲击击试试验验焊接接接接头头的的冲冲击击试试样样2.化学学分分析析及及腐腐蚀蚀试试验验（1）化化学学分分析析焊缝缝的的化化学学分分析析是是指指检检查查焊焊缝缝金金属属的的化化学学成成分分，，通通常常用用直直径径为为6mm的钻钻头头在在焊焊缝缝中中钻钻取取试试样样，，一一般般常常规规分分析析需需试试样样50~60g。（2）腐腐蚀蚀试试验验腐蚀蚀试试验验的的目目的的在在于于确确定定在在给给定定的的条条件件下下金金属属抗抗腐腐蚀蚀的的能能力力，，估估计计产产品品的的使使用用寿寿命命，，分分析析腐腐蚀蚀的的原原因因，，找找出出防防止止或或延延缓缓腐腐蚀蚀的的方方法法。。3.金相相检检验验（1）宏宏观观金金相相检检验验宏观观金金相相检检验验是是用用肉肉眼眼或或借借助助低低倍倍放放大大镜镜直直接接进进行行检检查查。。（2）微微观观金金相相检检验验微观观金金相相检检验验是是用用1000~1500倍的的显显微微镜镜来来观观察察焊焊接接接接头头各各区区域域的的显显微微组组织织、、偏偏析析、、缺缺欠欠及及析析出出相相的的状状况况等等的的一一种种金金相相检检验验方方法法。。根根据据分分析析检检验验结结果果，，可可确确定定焊焊接接材材料料、、焊焊接接方方法法和和焊焊接接参参数数等等是是否否合合理理。。§13-3焊接接缺缺欠欠返返修修一、、返返修修前前的的准准备备1.根据据无无损损探探伤伤（（主主要要是是ＸＸ射射线线探探伤伤））的的结结果果，，正正确确确确定定焊焊接接缺缺欠欠的的种种类类、、位位置置、、数数量量等等，，并并分分析析其其产产生生原原因因。。2.根据据缺缺欠欠的的性性质质及及产产生生原原因因，，制制定定有有效效的的返返修修工工艺艺。。二、、返返修修工工艺艺1.清除除缺缺欠欠、、制制备备坡坡口口裂纹纹两两端端钻钻止止裂裂孔孔2.焊接接方方法法与与焊焊接接材材料料的的选选择择焊缝缝返返修修一一般般采采用用焊焊条条电电弧弧焊焊进进行行，，这这是是由由焊焊条条电电弧弧焊焊操操作作方方便便、、位位置置适适应应性性强强等等特特点点所所决决定定的的。。但但若若坡坡口口宽宽窄窄深深浅浅基基本本一一致致，，尺尺寸寸较较长长，，并并可可处处于于平平焊焊或或环环焊焊位位置置时时，，也也可可采采用用埋埋弧弧焊焊来来返返修修。。3.返修修工工艺艺措措施施（1）采采用用小小规规格格直直径径、、小小电电流流等等小小焊焊接接参参数数焊焊接接，，降降低低返返修修部部位位塑塑性性储储备备的的消消耗耗。。（2）采采用用窄窄焊焊道道、、短短段段，，多多层层多多道道，，分分段段跳跳焊焊等等焊焊接接方方法法，，减减小小焊焊接接应应力力与与变变形形，，但但每每层层接接头头要要尽尽量量错错开开。。（3）每每焊焊完完一一道道后后，，须须清清除除尽尽熔熔渣渣，，填填满满弧弧坑坑，，并并把把电电弧弧后后引引再再熄熄灭灭，，起起附附加加热热处处理理作作用用，，并并立立即即用用带带圆圆角角的的尖尖头头小小锤锤锤锤击击焊焊缝缝，，以以松松弛弛应应力力。。（4）加加焊焊回回火火焊焊道道，，但但焊焊后后需需磨磨去去多多余余金金属属，，使使之之与与母母材材圆圆滑滑过过渡渡或或采采用用TIG焊重重熔熔法法。。回火火焊焊道道（5）凡凡须须预预热热的的材材料料，，预预热热温温度度要要较较原原焊焊缝缝提提高高50℃左左右右，，并并且且其其道道间间温温度度不不应应低低于于预预热热温温度度，，否否则则，，需需加加热热到到要要求求温温度度后后方方可可焊焊接接。。（6）要要求求焊焊后后热热处处理理的的锅锅炉炉、、压压力力容容器器应应在在热热处处理理前前返返修修，，否否则则，，返返修修后后应应重重新新进进行行热热处处理理。。（7）同同一一部部位位的的焊焊缝缝返返修修次次数数一一般般不不超超过过3次。。4.检验验返修修完完后后，，应应修修磨磨返返修修焊焊缝缝使使之之与与母母材材圆圆滑滑过过渡渡，，然然后后按按原原焊焊缝缝要要求求进进行行同同样样内内容容的的检检验验（（如如外外观观、、无无损损探探伤伤等等）），，验验收收标标准准不不得得低低于于原原焊焊缝缝标标准准。。检检验验合合格格后后，，方方可可进进行行下下道道工工序序；；否否则则，，应应重重新新返返修修，，在在允允许许次次数数内内直直至至合合格格为为止止。。9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。21:29:3221:29:3221:2912/28/20229:29:32PM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2221:29:3221:29Dec-2228-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。21:29:3221:29:3221:29Wednesday,December28,202213、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。12月月-2212月月-2221:29:3221:29:32December28,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。28十十二月20229:29:32下午午21:29:3212月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月229:29下下午12月-2221:29December28,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/2821:29:3321:29:3328December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。9:29:33下下午午9:29下下午午21:29:3312月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。21:29:3321:29:3321:2912/28/20229:29:33PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2221:29:3321:29Dec-2228-Dec-2212、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。21:29:3321:29:3321:29Wednesday,December28,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2221:29:3321:29:33December28,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。28十十二二月20229:29:33下下午21:29:3312月月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月229:29下