『壹』 焊接接头容易出现哪些缺陷如何防止
一、焊缝成形差 焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观,且不光亮;焊缝弯曲不直,宽窄不一,接头太多;焊缝中心突起,两边平坦或凹陷;焊缝满溢等。 1.产生原因 ⑴焊接规范选择不当; ⑵焊枪角度不正确; ⑶焊工操作不熟练; ⑷导电嘴孔径太大; ⑸焊接电弧没有严格对准坡口中心; ⑹焊丝、焊件及保护气体中含有水分; 2.防止措施 ⑴反复调试选择合适的焊接规范; ⑵保持焊枪合适的倾角; ⑶加强焊工技能培训; ⑷选择合适的导电嘴径; ⑸力求使焊接电弧与坡口严格对中; ⑹焊前仔细清理焊丝、焊件;保证保护气体的纯度。 二、裂纹 铝及铝合金焊缝中的裂纹是在焊缝金属结晶过程中产生的,称为热裂纹,又称结晶裂纹。其形式有纵向裂纹、横向裂纹(往往扩展到基体金属),还有根部裂纹、弧坑裂纹等等。裂纹将使结构强度降低,甚至引起整个结构的突然破坏,因此是完全不允许的。 1.产生原因 ⑴焊缝隙的深宽比过大; ⑵焊缝末端的弧坑冷却快; ⑶焊丝成分与母材不匹配; ⑷操作技术不正确。 2.防止措施 ⑴适当提高电弧电压或减小焊接电流,以加宽焊道而减小熔深; ⑵适当地填满弧坑并采用衰减措施减小冷却速度; ⑶保证焊丝与母材合理匹配; ⑷选择合适的焊接参数、焊接顺序,适当增加焊接速度,需要预热的要采取预热措施。 三、气孔 在铝及铝合金MIG焊中,气孔是最常见的一种缺陷。要彻底清除焊缝中的气孔是很难办到的,只能是最大限度地减小其含量。按其种类,铝焊缝中的气孔主要有表面气孔、弥散气孔、局部密集气孔、单个大气孔、根部链状气孔、柱状气孔等。气孔不但会降低焊缝的致密性,减小接头的承载面积,而且使接头的强度、塑性降低,特别是冷弯角和冲击韧性降低更多,必须加以防止。 1.产生原因 ⑴气体保护不良,保护气体不纯; ⑵焊丝、焊件被污染; ⑶大气中的绝对湿度过大;耐磨焊条 ⑷电弧不稳,电弧过长; ⑸焊丝伸出长度过长、喷嘴与焊件之间的距离过大; ⑹焊丝直径与坡口形式选择不当; ⑺在同一部位重复起弧,接头数太多。 2.防止措施 ⑴保证气体质量,适当增加保护气体流量,以排除焊接区的全部空气,消除气体喷嘴处飞溅物,使保护气流均匀,焊接区要有防止空气流动措施,防止空气侵入焊接区,保护气体流量过大,要适当适当减少流量; ⑵焊前仔细清理焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢和氧化膜,采用含脱氧剂较高的焊丝; ⑶合理选择焊接场所; ⑷适当减少电弧长度; ⑸保持喷嘴与焊件之间的合理距离范围; ⑹尽量选择较粗的焊丝,同时增加工件坡口的钝边厚度,一方面可以允许允许使用大电流,也使焊缝金属中焊丝比例下降,这对降低孔率是行之有效的; ⑺尽量不要在同一部位重复起弧,老板娘重复起弧时要对起弧处进行打磨或刮除清理;一道焊缝一旦起弧后要尽量焊长些,不要随意断弧,以减少接头量,在接头处需要有一定的焊缝重叠区域。 四、烧穿 1.产生原因 ⑴热输入量过大; ⑵坡口加工不当,焊件装配间隙过大; ⑶点固焊时焊点间距过大,焊接过程中产生较大的变形量; 操作姿势不正确。 3.防止措施 ⑴适当减小焊接电流、电弧电压,提高焊接速度; ⑵加大钝边尺寸,减小根部间隙; ⑶适当减小点固焊时焊点间距; ⑷焊接过程中,手握焊枪姿势要正确,操作要熟练。 五、未焊透 1.产生原因 ⑴焊接速度过快,电弧过长; ⑵坡口加工不当,装配间隙过小; ⑶焊接技术较低,操作姿势掌握不当; ⑷焊接规范过小; ⑸焊接电流不稳定。 2.防止措施 ⑴适当减慢焊接速度,压低电弧; ⑵适当减小钝边或增加要部间隙; ⑶使焊枪角度保证焊接时获得最大熔深,电弧始终保持在焊接熔池的前沿,要有正确的姿势; ⑷增加焊接电流及电弧电压,保证母材足够的热输入获得量; ⑸增加稳压电源装置或避开开用电高峰。 六、未熔合 1.产生原因 ⑴焊接部位氧化膜或锈未清除干净; ⑵热输入不足; ⑶焊接操作技术不当。 2.防止措施 ⑴焊前仔细清理待焊处表面; ⑵提高焊提高电流、电弧电压,减速小焊接速度; ⑶焊接时要稍微采用运条方式,在坡口面上有瞬间停歇,焊丝在熔池的前沿,提高焊工技术。 七、夹渣 1.产生原因 ⑴焊前清理不彻底; ⑵焊接电流过大,导致电嘴局部熔化混入熔池而形成夹渣; ⑶焊接速度过高。 2.防止措施 ⑴加强焊接前的清理工作,多道焊时,每焊完一道同样要进行焊缝清理; ⑵在保证熔透的情况下,适当减少焊接电流,大电流焊接时,导电嘴不要压得太低; ⑶适当降低速度,采用含脱氧剂较高的焊丝,提高电弧电压。
『贰』 常见的焊接缺陷如何防止
你好,不同的焊接缺陷产生的机理和预防措施是不一样的。介绍如下:
形状缺欠
外观质量粗糙,鱼鳞波高低、宽窄发生突变;焊缝与母材非圆滑过渡。
主要原因:操作不当,返修造成。
危害:应力集中,削弱承载能力。
尺寸缺欠
焊缝尺寸不符合施工图样或技术要求。
主要原因:施工者操作不当
危害:尺寸小了,承载截面小; 尺寸大了,削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。
咬边
原因:⒈焊接参数选择不对,U、I太大,焊速太慢。
⒉电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。
危害:母材金属的工作截面减小,咬边处应力集中。
弧坑
由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。
原因:焊丝或者焊条停留时间短,填充金属不够。
危害:⒈减少焊缝的截面积;
⒉弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚,因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。
烧穿
原因:⒈焊接电流过大;
⒉对焊件加热过甚;
⒊坡口对接间隙太大;
⒋焊接速度慢,电弧停留时间长等。
危害:⒈表面质量差
⒉烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺欠。
焊瘤
熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。
原因:焊接参数选择不当; 坡口清理不干净,电弧热损失在氧化皮上,使母材未熔化。
危害:表面是焊瘤下面往往是未熔合,未焊透; 焊缝几何尺寸变化,应力集中,管内焊瘤减小管中介质的流通截面积。
气孔
原因:⒈电弧保护不好,弧太长。
⒉焊条或焊剂受潮,气体保护介质不纯。
⒊坡口清理不干净。
危害:从表面上看是减少了焊缝的工作截面;更危险的是和其他缺欠叠加造成贯穿性缺欠,破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。
夹渣
焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位,焊道形状突变,存在深沟的部位也易产生夹渣。
原因:⒈熔池温度低(电流小),液态金属黏度大,焊接速度大,凝固时熔渣来不及浮出;
⒉运条不当,熔渣和铁水分不清;
⒊坡口形状不规则,坡口太窄,不利于熔渣上浮;
⒋多层焊时熔渣清理不干净。
危害:较气孔严重,因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用,应力集中是裂纹的起源。
未焊透
当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时,焊缝熔透达不到钢板底部;双面焊时,两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。
原因:⒈坡口角度小,间隙小,钝边太大;
⒉电流小,速度快来不及熔化;
⒊焊条偏离焊道中心。
危害:工作面积减小,尖角易产生应力集中,引起裂纹
未熔合
熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。
原因:⒈电流小、速度快、热量不足;
⒉坡口或焊道有氧化皮、熔渣等,一部分热量损失在熔化杂物上,剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。
⒊焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置,熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分,容易产生未熔合。
危害:因为间隙很小,可视为片状缺欠,类似于裂纹。易造成应力集中,是危险性较大的缺陷。
焊接裂纹
危害最大的一种焊接缺陷
在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,材料的原子结合遭到破坏,形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征,易引起较高的应力集中,而且有延伸和扩展的趋势,所以是最危险的缺陷。
『叁』 如何防止焊接缺陷
焊接当中常见的三种缺陷产生原因及解决办法:
一、焊缝开裂
焊缝在焊接当中开裂有以下原因: 应力、拘束力、刚性、化学成分、焊缝予留的间隙、电流、焊道、母材清洁度等。这些因素都可能是造成焊缝开裂的原因。虽然焊缝开裂原因很多,但在门种场合是多种因素造成,也有两种或三种因素造成的。但不管几个因素,其中必有一个主要因素。也有各种条件都没有什么影响,只受一个因素造成焊缝开裂。因此出现焊缝开裂必须首先正确地分析出开裂的主要因素和次要因素,根据造成开裂的主要、次要因素采取相应措施进行解决。
焊接过程形成的焊缝是焊条和母材两者经过电流高温熔化后形成焊缝,是焊条和母材由固体变成液体,高温液体是热胀,冷却变成固体是收缩。由于热胀冷缩,自然使焊接结构产生应力。有些焊接结构本身就存有拘束力和刚性。
焊接过程是由固体变成液体,也就是由固态转变成液态(通常说铁水),再由液态变成固态,也就形成焊缝。液态转变成固态(也就是铁水转变成晶粒)。铁水变成晶粒的过程就是结晶过程。
母材温度低的位置先开始结晶,逐渐向焊缝中间位置伸展,焊缝中间最后结晶。由于热胀冷缩的作用,焊接结构受应力或拘束力或刚性的影响,使母材晶粒连接不到一起,轻者在焊缝中间出现小裂纹,重者在焊缝中间出现明显的裂缝。即使母材和电焊条的化学成分都好,受焊接结构的拘束力、刚性和焊接过程产生的应力影响,也会出现裂纹或裂缝。如果母材和电焊条的化学成分不好(碳、硫、磷等偏高);或是焊缝予留间隙太大,母材在焊缝边缘杂质过多,或电流过大,并且焊接速度过快、过慢、焊道过宽等因素会使焊缝开裂情况更要加重。根据焊接工程现场焊缝开裂情况,多数是因为应力、拘束力、刚性造成的。可以说往往是应力、拘束力、刚性为焊缝开裂的主要因素。
解决应力、拘束力、刚性造成焊缝开裂比较有效的办法是:采取固定焊、分散焊。所谓固定焊:先将焊件的全部焊缝,或是重要部位焊缝,先采取小电流、窄焊道、短距离焊,全部固定住。这样使焊件不易产生较大应力。即便在焊件各处都固定住,但也不可在同一位置顺序向前焊,更不可采取大电流并采用大规格焊条。应换位置焊,不使其局部位置产生过大热量。有拘束力和刚性结构可以采取同样的方法解决。
所谓分散焊,这对大型结构来说决不可在同一位置顺序焊,应当调换位置进行焊。
对大型结构不仅得先固定焊,再采取分散焊,第一焊道也不可用大电流和大规格焊条。对整体大结构来说全部焊缝自始至终都得分散焊,不然,虽然焊缝不开裂,但残留应力太大。
如果母材化学成分不好的焊接结构,再加上上述几种因素,就应改用低氢型电焊条。如J426、J427、J506、J507,因这种电焊条抗裂性特强。但是同样得采取上述避免焊缝开裂的办法。凡属于中碳钢等合金钢种的母材或厚板时,必须用低氢型焊条。
二、气孔焊缝产生气孔的因素,一般常见的有焊处不洁净,有锈、油污、气焊渣等,不仅表面能见到的不洁净物质,需要作X光的焊缝就得在焊接前将母材的焊缝边缘用气焊将内部水分烘干。常见焊缝产生气孔多半是因为电流过大。焊缝的形状多种多样:如平焊、立焊、横焊、仰焊、平角焊、立角焊,母材厚薄、坡口形状、多层焊、盖面焊等等。无论那种焊缝想避免产生气孔,除了将焊缝坡口清除洁净外,主要在焊接过程中,电流大小一定要调整适宜。电流大小适宜的标准如何掌握呢?应观众熔池的液态熔渣覆盖熔池一半左右为宜,决不可低于三分之一。这是因为焊接当中熔化的铁水中含有各种气体,铁水中气体借着覆盖的液态熔渣保护铁水缓缓凝固,以便使气体向外逸出。
产生气孔也有极少数是因为母材是低质材含硫过高,造成熔渣的粘度增大,影响气体向外逸出。并且含硫量高产生较多二氧化硫气体,更加重气孔的产生。
三、咬肉在焊接当中咬肉现象是经常出现,不算大问题,所以用户一般不反映出来。咬肉现象多半出现在立焊、横焊、角焊的焊缝边缘处。出现咬肉的原因主要有:母材表面有锈、电流过大、运条时电弧在该处停留时间过短、焊条角度不适宜等。将这几个主要原因解决了,就不会出现咬肉
『肆』 如何防止管道焊口内部缺陷
管道焊接内部缺陷成因及预防在管道焊接过程中,由于人员、设备、材料、方法、环境等各方面因素影响,在管道焊缝处产生缺陷。管道焊接内部缺陷主要有裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。
一、裂纹。
在焊缝或热影响区内开裂形成的缝隙叫裂纹。分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹等。焊接裂
纹危害性很大,它除了降低焊缝强度外,还因裂纹末端存在尖锐的缺口,而引起严重的应力集中,造成结构断裂破坏。
1、冷裂纹:焊缝冷却过程中,温度在200℃以下产生的裂纹,叫冷裂纹。由于常在焊后一段时间发生,也叫延迟裂纹。冷裂纹发生在烛焊缝或热影响区上,在碳钢或合金钢中发生较多。
1.1产生原因
焊缝在结晶过程中,氢含量过高不能逸出,聚集在离熔合线附近的热影响区中;母材的淬硬倾向大,在冷却速度较快的条件下,热影响区形成脆而硬的马氏体组织;焊接过程中由于工件局部不均匀受热,焊缝在冷却过程中会产生很大的拉应力,这种拉应力随焊缝温度的下降而增大。在氢、淬硬组织、应力三个因素共同作用下,即产生裂纹。
1.2预防措施
1.2.1合理选择焊材。选用低氢型焊条,减少含氢量,焊前严格按规定进行烘干,焊口边缘彻底清理干净,减少氢的来源;选用合适焊材,使焊缝与母材有良好的匹配,增加焊缝金属的塑性
,不产生任何不良组织,如晶粒粗化及硬脆马氏体等。
1.2.2选择合理的焊接工艺。如焊前预热、控制层间温度、减缓冷却速度,使用小电流、分散焊等措施减小焊件的温度差,改善焊缝及热影响区的组织状态等。
1.2.3焊后及时热处理。使氢能从焊缝中逸出、减少焊接残余应力及改善接头的组织和性能。
1.2.4采用合理的焊接顺序和焊接方向,改善焊接的应力状态,降低焊接残余应力。
1.2.5制定合理的成形加工和组装工艺,尽可能减小冷却变形度,避免强制组装,预防组装过程中造成各种伤痕。
2、热裂纹:热裂纹是在稍低于凝固温度下产生的裂纹。在300℃以上高温产生的裂纹都叫热裂纹。热裂纹大多产生在焊缝中,有时也出现在热影响区内。这类裂纹沿晶界开裂,断面上大多有明显氧化色彩。
2.1产生原因:热裂纹是拉应力和低熔点共晶两者联合作用形成的裂纹。无论增大那一方面的作用,都可以促使焊缝中形成热裂纹。
2.2预防措施
2.2.1控制化学成分,限制易生成低熔点共晶物和有害杂质的含量,应减少焊缝金属中的镍、碳、硫、磷含量,增加铬、钼、硅及锰等元素,可以减少热裂纹的产生。
2.2.2改善焊缝金属组织,细化晶粒,减少或分散偏析,降低低熔点共晶物的有害作用。
2.2.3选用适当的焊条药皮类型。用低氢型药皮焊条可以使焊缝晶粒细化,减少杂质偏析,
提高抗裂性。用酸性药皮焊条氧化性强,使合金元素烧损多,抗裂性下降,而且晶粒粗大,使热裂纹极易产生。
2.2.4控制焊缝形状,尽量得到焊缝成形系数较大的焊缝。
2.2.5采用多层多道焊法,控制层问温度,避免偏析物聚集在焊缝中心部位。
2.2.6焊前预热,减小冷却速度,降低应力。
2.2.7焊接收弧熔池应填满,减少弧坑裂纹。
2.2.8选择合理的焊接顺序和焊接方向,减小焊接应力。
2.2.9采用小电流、快焊速来减少焊接熔池过热、快速冷却,以减少偏析,使抗裂性提高。
3、再热裂纹:再热裂纹是焊后焊件在一定温度范围再次加热,如焊后热处理或其他加热过程产生的裂纹。焊后热处理裂纹发生于焊后应力消除热处理的加热过程中。再热裂纹起源于热影响的粗晶区和焊根部位,具有晶间断裂的特征。
3.1产生原因
3.1.1焊缝再次加热后,由第一次热过程所形成的过饱和固熔碳化物再次被析出,即析出沉淀碳化物
造成晶内强化,使滑移应变集中于原奥氏体晶界。当晶界的塑性应变能力不足以承受松弛应力过程所产生
的应变时,则产生再热裂纹。
3.1.2接头在焊后热处理中,易使刚脆化的元素集结在晶界上,削弱了晶界的结合力,产生再热裂纹。
3.2预防措施
3.2.1减小热影响区的过热倾向,细化奥氏体晶粒尺寸。 3.2.2选用合适的焊接材料,提高金属在消除应力热处理温度时的塑性,以提高承担松弛应变的能力。
3.2.3提高预热温度、焊后采取缓冷,并使焊缝外形均匀平整,以减小焊接残余应力和应力集中。
3.2.4采用正确的热处理规范和工艺,尽量不在热敏感区停留过长。
『伍』 焊接时冷裂纹和热裂纹的产生
1)热裂纹的特征
热裂纹常发生在焊缝区,在焊缝结晶过程中产生的叫结晶裂纹,也有发生在热影响区中,在加热到过热温度时,晶间低熔点杂质发生熔化,产生裂纹,叫液化裂纹。
特征:沿晶界开裂(故又称晶间裂纹),断口表面有氧化色。
(2)热裂纹产生原因:
① 晶间存在液态间层
焊缝:存在低熔点杂质偏析 } 形成液态间层
热影响区:过热区晶界存在低熔点杂质
② 存在焊接拉应力
(3)热裂纹的防止措施:
冶金因素
} 热裂纹
拉应力
① 限制钢材和焊材的低熔点杂质,如S、P含量。
② 控制焊接规范,适当提高焊缝成形系数(即焊道的宽度与计算厚度之比)枣焊缝成形系数太小,易形成中心线偏析,易产生热裂纹。
③ 调整焊缝化学成分,避免低熔点共晶物;缩小结晶温度范围,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,提高塑性,减少偏析。
④ 减少焊接拉应力
⑤ 操作上填满弧坑
4.3.2.2 冷裂纹
(1)冷裂纹的形态和特征
焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹,常见冷裂纹形态有三种,如图6-2-17
冷裂纹形态 { 焊道下裂纹:在焊道下的热影响区内形成的焊接冷裂纹,常平行于熔合线发展
焊指裂纹:沿应力集中的焊址处形成的冷裂纹,在热影响内扩展
焊根裂纹:沿应力集中的焊缝根部所形成的冷裂纹,向焊缝或热影响发展
图5-2-17 焊接冷裂纹
a-焊道下裂纹; b-焊趾裂纹;c-焊根裂纹
特征:无分支、穿晶开裂、断口表面无氧化色。
最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹(即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹-------因为氢是最活跃的诱发因素,而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间)。
(2)延迟裂纹的产生原因
① 焊接接头存在淬硬组织,性能脆化。
② 扩散氢含量较高,使接头性能脆化,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力。(氢是诱发延迟裂纹的最活跃因素,故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹)
③ 存在较大的焊接拉应力
(3)防止延迟裂纹的措施
① 选用碱性焊条,减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性
② 减少氢来源枣焊材要烘干,接头要清洁(无油、无锈、无水)
③ 避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷(可以降低焊后冷却速度)
④ 降低焊接应力枣采用合理的工艺规范,焊后热处理等
⑤ 焊后立即进行消氢处理(即加热到250℃,保温2~6左右,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面)。
很全面了
『陆』 焊缝缺陷的危害是什么如何防止焊接缺陷
焊缝缺陷是造成锅炉、压力容器失效和事故的主要原因,因此,必须对焊缝缺陷的危害性有充分的认识。 (1)焊缝弧坑缺陷对焊接接头的强度和应力水平有不利的影响。焊瘤不仅影响了焊缝的外观,而且也掩盖了焊瘤处焊趾的质量情况,往往会在这个部位上出现未熔合缺陷。 (2)咬边是一种危险性较大的外观缺陷。它不但减少焊缝的承压面积,而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口,造成应力集中,很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。因此,对咬边有严格的限制。 (3)气孔、夹渣等体积性缺陷的危害性主要表现为降低焊接接头的承载能力。如果气孔穿透焊缝表面。介质积存在孔穴内,当介质有腐蚀性时,将形成集中腐蚀,孔穴逐渐变深、变大,以至腐蚀穿孔而泄漏。夹渣边缘如果有尖锐形状,还会在该处形成应力集中。 (4)未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是应力集中的地方,在交变载荷作用下很可能生成裂纹。 (5)裂纹是最尖锐的一种缺口,它的缺口根部曲率半径接近于零。尖锐根部有明显的应力集中,当应力水平超过尖锐根部的强度极限时,裂纹就会扩展,以至贯穿整个截面而造成锅炉压力容器失效。特别是当焊接接头处于脆性状态时,裂纹的扩展速度极快,造成脆性破裂事故。裂纹还会加剧疲劳破坏和应力腐蚀破坏。 要保证焊接接头的质量,就应在焊接过程中采用有效措施,防止产生焊接缺陷。 (1)防止咬边的措施是电流大小要适当;运条要均匀;焊条角度要正确;焊接电弧要短些;埋弧自动焊的焊速要适当。 (2)防止产生气孔的措施是:不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯锈蚀的焊条;各种类型的焊条或焊剂都应按规定的温度和保温时间进行烘干;焊接坡口及其两侧应清理干净;正确地选择焊接工艺参数;碱性焊条施焊时,应短弧操作。
『柒』 什么叫焊缝成型系数它对焊缝质量有何影响
在熔焊时在单道焊缝横截面上焊缝宽度,与焊缝计算厚度(H)之间比值即内ф=B/H叫焊缝成形系数容。
焊缝成形系数小时形成窄而深的焊缝,在焊缝中心由于区域偏析会聚集较多的杂质,抗热裂纹性能差,所以形成系数值不能太小,如自动埋弧焊时焊缝的成形系数要大于 1.3,即焊缝的宽度至少为焊缝计算厚度的1.3倍。
『捌』 焊缝成形缺陷有哪些说明焊缝成形缺陷的防止措施
夹渣、气孔来,裂纹,咬边源,弧坑,焊瘤等。
夹渣和气孔的成因主要是熔池冷却太快,熔渣和气体来不及浮上熔池的液态金属表面而形成,尽量形成宽而浅的焊缝,而不要窄而深的,焊缝接头处注意充分预热等。
裂纹要分冷裂纹和热裂纹,要注意的主要是焊材的选择以及焊接前和焊接后的热处理。
弧坑的成因主要是焊工操作,注意弧坑补起就可以了。
咬边的原因一般是电流过大过电压过高,注意焊接工艺调整就可以了。
焊瘤有打底焊道的背面焊瘤和立焊横焊的焊瘤,成因都是因为焊缝液态金属体积过大而重力下淌,主要还是焊工操作注意即可。
『玖』 焊接常见问题及处理方法
一、焊接中的局部变形的原因及预防措施
(一)产生原因
(1)加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形。5)焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。
(二)预防措施
(1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。(2)制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝, 先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊缝。(3)对尺寸大焊缝多的工件,采用分段、分层、间断施焊,并控制电流、速度、方向一致。(4)手工焊接较长焊缝时, 应采用分段进行间断焊接法, 由工件的中间向两头退焊,焊接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形。(5)大型工件如形状不对称,应将小部件组焊矫正完变形后,在进行装配焊接,以减少整体变形。(6)工件焊接时应经常翻动,使变形互相抵消。(7)对于焊后易产生角变形的零部件,应在焊前进行预变形处理,如钢板v 形坡口对接,在焊接前应将接口适当垫高,这样可使焊后变平。(8)通过外焊加固件增大工件的刚性来限制焊接变形,加固件的位置应设在收缩应力的反面。
(三)处理方法
对已变形的工件,如变形不大,可采用火烤矫正。如变形较大,采用边烤边用千斤顶顶的方法矫正。
二 钢结构焊接裂纹的原因及预防措施
(一)热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的裂纹, 又称高温裂纹或结晶裂纹,通常产生在焊缝内部,有时也可能出现在热影响区,表现形式有:纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象,低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析,凝固以后强度也较低,当焊接应力足够大时,就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外, 如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质,当焊接拉应力足够大时,也会被拉开。总之,热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。针对其产生原因,其预防措施如下:
(1)限制母材及焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体)中易偏析元素和有害杂质的含量,特别应控制硫、磷的含量和降低含碳 ,一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.04 5% ,磷的含量不应大于0.055% ;另外钢材含碳量越离,焊接性能越差,一般焊缝中碳的含量控制在0.10% 以下时,热裂纹敏感性可大大降低。(2)调整焊缝金属的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝品粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共品的有害影响。(3)采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的杂质含摄,改善结晶时的偏析程度。(4)适当提高焊缝的形状系数,采用多层多道焊接方法, 避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。(5)采用合理的焊接顺序和方向,采用较小的焊接线能超,整体预热和锤击法,收弧时填满弧坑等工艺措施。
(二) 冷裂纹
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内(300— 200℃以下)产生的,可以在焊接后立即出现,也可以在焊接以后的较长时间才发生, 故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有3个:焊接接头形成淬硬组织;扩散氢的存在和浓集;存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有:
(1)选择合理的焊接规范和线能 ,改善焊缝及热影响区组织状态, 如焊前预热、控制层问温度、焊后缓冷或后热等以加快氢分子逸出。(2)采用碱性焊条或焊剂,以降低焊缝中的扩散氧含量。(3)焊条和焊剂在使用前应严格按照规定的要求进行烘干(低氢焊条300℃ ~3 50℃保温lh;酸性焊条l 00℃ ~l50℃保温lh;焊剂200℃~250。C保温2h),认真清理坡口和焊丝,太除油污、水分和锈斑等脏物,以减少氢的来源。(4)焊后及时进行热处理.一是进行退火处理,以消除内应力,使淬火组织回火,改善其韧性;二:是进行消氢处理, 使氢从焊接接头中充分逸出。(5)提高钢材质量,减少钢材中的层状夹杂物。(6)采取可降低焊接应力的各种工艺措施。
三、钢结构焊接检验中的相关问题
(一)焊缝等级、检验等级、评定
等级的区别与联系要求进行内部质量探伤的焊缝,按质量等级分一级和二级,称一级焊缝和二级焊缝,此即为焊缝等级。检验等级系指检验检测达到的精度,即检测仪器与检测方法结合而得到的检测结果的精确程度。超声波探伤采用G B /T ll 34 5 l 9 89标准按检测等级由低到高分为A、B、C三个级别,射线探伤采用GB/T 3 3 2 3一l 9 8 7标准按检测等级由低到高分为A、A B、B三个级别,它们分别规定了手工超声波探伤的检测方法、探测面、检测范围和允许缺陷当量(dB值)以及射线探伤所要达到的灵敏度(透照厚度与像质计的关系)。
评定级别是指探伤人员在检出缺陷后依据标准对缺陷测量进而确定的焊缝内部质量级别。具体来说,超声波探伤指对波高在测长线与判废线之间(Ⅱ区)缺陷测长后,依标准GB/Tl1345 l989表6进行缺陷定级;射线探伤是指测量底片上缺陷指示长度和大小,依标准GB /T3 3 2 3一l987表6.表7、表9、表l0并综合评级(见该标准l 6.1~l 6.4),这一条是每一个探伤人员必须熟练掌握的。
(二)超标缺陷处理与复探、扩探GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范》只规定了检测方法.检测比例和合格级别, 对于缺陷的处理没有明确要求。
参照JG l 8 l 建筑钢结构焊接技术规程》和其他行业焊接检验标准规范的要求,对十检出的缺陷可作如下处理:(1)检测出的不允许缺陷必须返修,返修后按同种检测方法检测合格后方认为该焊缝合格。(2)对要求抽查检验的焊缝,发现不允许缺陷后,应在被检测区域两端整条焊缝长度的各l 0%且不小于00inin(长度允许时)的区域扩检。a)若在扩检区域未发现超标缺陷,应认为该焊缝合格。b)若在扩检区域发现超标缺陷,则该条焊缝全检。(3)对于现场安装要求抽查检验的焊缝,发现不允许缺陷后,按下述原则扩检;a)增加该类型同一焊工焊接的两条焊缝检测,若此两条扩检焊缝未发现超标缺陷,应认为该批焊缝合格。b)若此两条扩检焊缝发现超标缺陷, 则每一条含超标缺陷的焊缝按卜述原则再各抽检两条焊缝。C)若再次抽检的焊缝未发现超标缺陷,应认为该批焊缝合格。d)若再次抽检的焊缝仍发现有超标缺陷, 则该焊工焊接的该类型焊缝全检。同时,可协商适当增加其余焊缝检测比例。
『拾』 焊接技术存在的缺陷
焊缝缺陷分为六大类:裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其它缺陷。
一、 外观缺欠
1、咬边 因焊接造成沿焊趾(或焊根)处出现的低于母材表面的凹陷或沟槽称为咬边。它是由于焊接过程中,焊件边缘的母材金属被熔化后,未及时得到熔化金属的填充所致。咬边可出现于焊缝一侧或两侧,可以是连续的或间断的。
(1)危害:咬边将削弱焊接接头的强度,产生应力集中。在疲劳载荷作用下,使焊接接头的承载能力大大下降。它往往还是引起裂纹的发源地和断裂失效的原因。焊接技术条件中一般规定了咬边的容限尺寸。
(2)形成原因:焊接工艺参数不当,操作技术不正确造成。如焊接电流大,电弧电压高(电弧过长),焊接速度太快。
(3)防止措施:选择适当的焊接电流和焊接速度,采用短弧操作,掌握正确的运条手法和焊条角度,坡口焊缝焊接时,保持合适的焊条离侧壁距离。
2、焊瘤 焊接过程中,在焊缝根部背面或焊缝表面,出现熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤称为焊瘤。焊瘤一般是单个的,有时也能形成长条状,在立焊、横焊、仰焊时多出现。
(1)危害:影响焊缝外观,使焊缝几何尺寸不连续,形成应力集中的缺口。管道内部的焊瘤将影响管内介质的有效流通。
(2)形成原因:操作不当或焊接规范选择不当。如焊接电流过小,而立焊、横焊、仰焊时电流过大,焊接速度太慢,电弧过长,运条摆动不正确。
(3)防止措施:调整合适的焊接电流和焊接速度,采用短弧操作,掌握正确的运条手法。
3、凹坑 焊后在焊缝表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺陷。
未焊满 由于填充金属不足,在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽。
(1)危害:将会减小焊缝的有效工作截面,降低焊缝的承载能力。
(2)形成原因:焊接电流过大,焊缝间隙太大,填充金属量不足。
(3)防止措施:正确选择焊接电流和焊接速度,控制焊缝装配间隙均匀,适当加快填充金属的添加量。
4、烧穿 焊接过程中熔化金属自坡口背面而流出,形成穿孔的缺陷。常发生于底层焊缝或薄板焊接中。
(1)形成原因:焊接过热,如坡口形状不良,装配间隙太大,焊接电流过大,焊接速度过慢,操作不当,电弧过长且在焊缝处停留时间太长等。
(2)防止措施:减小根部间隙,适当加大钝边,严格控制装配质量,正确选择焊接电流,适当提高焊接速度,采用短弧操作,避免过热。
5、焊缝表面形状及尺寸偏差 焊缝表面形状及尺寸偏差属于形状缺陷,其经常出现的有:对接焊缝超高、角焊缝凸度过大、焊缝宽度不齐、焊缝表面不规则等。
(1)危害:影响焊缝外观质量,易造成应力集中。
(2)形成原因:坡口角度不当,装配间隙不均匀,焊接规范选择不当,焊接电流过大或过小,焊接速度不均匀,运条手法不正确,焊条或焊丝过热等。
(3)防止措施:选择正确焊接规范,适当的焊条及其直径,调整装配间隙,均匀运条,避免焊条和焊丝过热。
二、内部缺欠
1、气孔 焊接过程中熔池金属高温时吸收和产生的气泡,在冷却凝固时未能逸出而残留在焊缝金属内所形成的孔穴,称为气孔。气孔是一种常见的缺陷,不仅出现在焊缝内部与根部,也出现在焊缝表面。焊缝中的气孔可分为球形气孔、条形气孔、虫形气孔以及缩孔等.气孔可以是单个或链状成串沿焊缝长度分布,也可以是密集或弥散状分布。
焊接区中的气体来源:大气的侵入,溶解于母材、焊丝和焊芯中的气体,受潮药皮或焊剂熔化时产生的气体,焊丝或母材上的油污和铁锈等脏物在受热后分解所释放出的气体,焊接过程中冶金化学反应产生的气体。熔焊过程中形成气孔的气体主要有:氢气、一氧化碳和氮气。
氢气孔:多数情况下出现在焊缝表面上,断面形状多呈螺钉状,从焊缝表面上看呈圆喇叭口形,气孔四周内壁光滑。个别情况下也以小圆球形状存在于焊缝内部。
氮气孔:多数以成堆的蜂窝状出现在焊缝表面上。
一氧化碳气孔:多数情况下产生在焊缝内部,沿结晶方向分布,有些象条虫状,表面光滑。
(1)危害:影响焊缝外观质量,削弱焊缝的有效工作截面,降低焊缝的强度和塑性,贯穿性气孔则使焊缝的致密性破坏而造成渗漏。
(2)产生原因:焊接区保护受到破坏;焊丝和母材表面有油污、铁锈和水分;焊接材料受潮,烘焙不充分;焊接电流过大或过小,焊接速度过快;采用低氢型焊条时,电源极性错误,电弧过长,电弧电压偏高;引弧方法或接头不良等。
(3)防止措施:提高操作技能,防止保护气体(焊剂)给送中断;焊前仔细清理母材和焊丝表面油污、铁锈等,适当预热除去水分;焊前严格烘干焊接材料,低氢型焊条必须存放在焊条保温筒中;采用合适的焊接电流、焊接速度,并适当摆动;使用低氢型焊条时应仔细校核电源极性,并短弧操作;采用引弧板或回弧法的操作技术。
2、夹渣 焊后残留在焊缝中的熔渣,称为夹渣。夹渣不同于夹杂,夹杂是指在焊缝金属凝固过程中残留的金属氧化物或来自外部的金属颗粒,如氧化物夹杂、硫化物夹杂、氮化物夹杂和金属夹杂等。夹渣是一种宏观缺陷。夹渣的形状有圆形、椭圆形或三角形,存在于焊缝与母材坡口侧壁交接处,或存在于焊道与焊道之间。夹渣可以是单个颗粒状分布,也可以是长条状或线状连续分布。
(1)危害:减少焊接接头的工作截面,影响焊缝的力学性能(抗拉强度和塑性)。焊接技术条件中允许存在一定尺寸和数量的夹渣。
(2)产生原因:多层焊时,每层焊道间的熔渣未清除干净,焊接电流过小,焊接速度过快;焊接坡口角度太小,焊道成形不良;焊条角度和运条技法不当;焊条质量不好等。
(3)防止措施:每层应认真清除熔渣;选用合适的焊接电流和焊接速度;适当加大焊接坡口角度;正确掌握运条手法,严格控制焊条角度可焊丝位置,改善焊道成形;选用质量优良的焊条。
3、未熔合 熔化焊时,在焊缝金属与母材之间或焊道(层)金属之间未能完全熔化结合而留下的缝隙,称为未熔合。有侧壁未熔合、层间未熔合和焊缝根部未熔合三种形式。
(1)危害:未熔合属于面状缺陷,易造成应力集中,危害性很大(类同于裂纹)。焊接技术条件中不允许焊缝存在未熔合。
(2)产生原因:多层焊时,层间和坡口侧壁渣清理不干净;焊接电流偏小;焊条偏离坡口侧壁距离太大;焊条摆动幅度太窄等。
(3)防止措施:仔细清除每层焊道和坡口侧壁的熔渣;正确选择焊接电流,改进运条技巧,注意焊条摆动。
4、未焊透 焊接时,接头根部未完全熔透的现象,称为未焊透。单面焊时,焊缝熔透达不到根部为根部未焊透;双面焊时,在两面焊缝中间也可形成中间未焊透。
(1)危害:削弱焊缝的工作截面,降低焊接接头的强度并会造成应力集中。焊接技术条件中不允许焊接接头中超过一定容限量的未焊透。
(2)产生原因:坡口钝边太厚,角度太小,装配间隙过小;焊接电流过小,电弧电压偏低,焊接速度过大;焊接电弧偏吹现象;焊接电流过大使母材金属尚未充分加热时而焊条已急剧熔化;焊接操作不当,焊条角度不正确而焊偏等。
(3)防止措施:正确选用和加工坡口尺寸,保证装配间隙;正确选用焊接电流和焊接速度;认真操作,保持适当焊条角度,防止焊偏。
5、焊接裂纹 在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下,焊接过程中或焊接后,焊接接头中局部区域(焊缝或焊接热影响区)的金属原子结合力遭到破坏而出现的新界面所产生的缝隙,称为焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征。焊接裂纹是最危险的缺陷,除降低焊接接头的力学性能指标外,裂纹末端的缺口易引起应力集中,促使裂纹延伸和扩展,成为结构断裂失效的起源。焊接技术条件中是不允许焊接裂纹存在的。
在焊接接头中可能遇到各种类型的裂纹。按裂纹发生部位的焊缝金属中裂纹、热影响区裂纹或熔合线裂纹、根部裂纹、焊趾裂纹、焊道下裂纹和弧坑裂纹。按裂纹的走向有纵向裂纹、横向裂纹和弧坑星形裂纹。按裂纹的尺寸有宏观裂纹和显微裂纹。按裂纹产生的机理有热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂。
(1)热裂纹 焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区域产生的焊接裂纹,称为热裂纹,又称高温裂纹。
热裂纹多发生在焊缝金属中,有时也出现在热影响区或熔合线。热裂纹有沿着焊缝纵向,位于结晶中心线的纵向裂纹,也有垂直于焊缝的横向裂纹,或在弧坑中产生的星形弧坑裂纹。热裂纹可以显露于焊缝表面,也可以存在于焊缝内部。其基本形貌特征是:在固相线附近高温下产生,沿奥氏体晶界开裂。热裂纹可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。
① 结晶裂纹 熔他一次结晶过程中,在液相和固相并存的高温区,焊缝金属沿一次结晶晶界开裂的裂纹,称为结晶裂纹。通常热裂纹多指是结晶裂纹。多数情况下,结晶裂纹的断口呈高温氧化色彩,主要出现在焊缝中,个别情况下也产生在焊接热影响区。
产生条件:低熔点共晶偏析物(FeS)以片状液态薄膜聚集于晶界,焊接拉应力。
防止措施:通过控制产生条件的两方面着手:首先严格控制焊缝金属中C、Si、S、P含量,提高焊缝金属的含Mn量,采用低氢型焊接材料。其次焊前要预热,减小焊后冷却速度,调整焊接规范,适当加大焊接坡口角度,以得到焊缝成形系数大的焊缝,必要时采用多层焊。
② 液化裂纹 焊接过程中,在焊接热循环作用下,存在于母材近缝区金属或多层焊缝的层间金属晶界的低熔点共晶物局部被重新熔化开裂的裂纹,称为液化裂纹。
防止措施:控制和选用C、S、P含量较低而Mn含量较高的母材,焊接时采用低热输入量的焊接规范进行多道焊。
③ 多边化裂纹 焊接时,焊缝或近缝区的金属处于固相线温度以下的高温区域,由于晶格缺陷(如空位和位借)的移动和聚集,形成二次边界,即“多边化边界”,从而引起边界高温强度和塑性降低,沿着多边化的边界产生开裂,称为多边化裂纹。这类裂纹常以任意方向贯穿树枝晶界,断口多呈现为高温低塑性断裂特征。多边化裂纹多发生在单相奥氏体合金的焊缝或近缝区的金属中。
防止措施:在焊缝中加入Mo、W、Ti等细化晶粒的合金元素,阻止形成“多边化边界”,在工艺上采取减小焊接应力的措施。
(2)再热裂纹(SR裂纹) 焊接接头在焊后一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或经其它加热过程),在焊接热影响区的粗晶区产生的裂纹,称为再热裂纹或消应力处理裂纹。再热裂纹与热裂纹一样也是一种沿晶界开裂的裂纹,但其断口呈低温氧化色彩。
产生条件:钢中某些沉淀强化元素(如 Mo、 V、 Cr、 Nb等),经历再热(焊后再次加热)敏感温度区域500—700℃,焊接接头存在较高的残余应力和焊缝表面有应力集中的缺口部位(咬边、凹陷等)。
从产生条件可看出,再热裂纹多发生在具有析出沉淀硬化相的低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金的焊接接头之中。普通碳素钢中一般不会产生这种裂纹。
防止措施:提高预热温度和采用后热处理,减小焊接应力和过热区硬化;选用高塑性低强度匹配的焊接材料;改进焊接接头设计,尽量不采用高拘束度的焊接节点,消除一切可能引起应力集中的表面缺陷,修磨焊缝呈圆滑过渡;正确选择焊后热处理温度。
(3)冷裂纹 焊接接头在焊后冷却到较低温度下(200℃左右)所产生的焊接裂纹,称为冷裂纹。根据裂纹出现的部位,可分为焊道下裂纹、焊趾裂纹、焊根裂纹、横向裂纹。
产生条件:三个因素共同作用形成冷裂纹,即焊接应力、淬硬组织、扩散氢。冷裂纹 多发生在低合金高强钢、中合金钢、高碳钢的焊接热影响区和熔合区中,个别情况下,也出现在焊缝金属中。
形貌特征:焊后冷却至较低温度下产生,贯穿晶粒开裂,断口呈金属光亮。
根据产生的机理不同,冷裂纹可分为延迟裂纹、淬硬脆化裂纹和低塑性脆化裂纹三类。
① 延迟裂纹(氢致裂纹) 是一种最常见的冷裂纹形态。它是焊后冷却到室温并放置一段时间(延迟潜伏期,几小时、几天、几十天)之后才出现的焊接冷裂纹,具有延迟的性质。因为这种裂纹的产生与焊缝金属中的扩散氢活动密切相关,所以又称氢致裂纹。
② 淬硬脆化裂纹 有些钢种如马氏体不锈钢、工具钢,由于淬硬倾向较大,焊接时易形成淬硬组织,在焊接应力的作用下导致开裂,称之为淬硬脆化裂纹。与延迟裂纹不同的是淬硬脆化裂纹基本上是在焊后立即产生,无延迟期,除了焊接热影响区出现外,有时还会出现在焊缝中。
③ 低塑性脆化裂纹 焊接脆性材料时(如铸铁),当焊后冷却到400℃以下时,由于焊接收缩应变超过材料的本身塑性而导致开裂,称之为低塑性脆化裂纹。它可在焊缝中出现,也可发生在焊接热影响区中。其断口具有脆性断裂的形貌特征。
防止措施:焊前预热,降低冷却速度;选择合适的焊接规范参数;采用低氢型焊接材料,并严格烘干;彻底清除焊丝及母材焊接区域的油污、铁锈和水分,焊后立即后热或焊后热处理,改进接头设计降低拘束应力。
(4)层状撕裂 是一种焊接时沿钢板轧制方向平行于表面呈阶梯状“平台”开裂的冷裂纹。呈穿晶或沿晶开裂的形态特征,通常发生在轧制钢板的靠近熔合线的热影响区中,与熔合线平行形成阶梯式的裂纹。由于不露出表面,所以一般很难发现,只有通过探伤发现,且难以返修。层状撕裂多产生在T形接头和角接接头中,受垂直于钢板表面方向拉伸应力的作用而产生。
产生条件:沿钢板轧制方向存在分层夹杂物(如硫化物等),焊接时产生垂直于厚度方向的焊接应力。
防止措施:严格控制钢材的含硫量,改进接头形式和坡口形状,与焊缝连接的坡口表面预先堆焊过渡层,选用强度等级较低的低氢型焊接材料,采用低焊接热输入和焊接预热。