焊接結構外觀檢驗.ppt

一、焊接結構的缺陷分類,二、焊接缺陷的起因及防止措施,三、驗收標準,焊接結構外觀檢驗,黃國喬 二00九年十一月十一日,四、總結,焊接外觀檢驗是相對簡單的評估方法,但不能誤解為任何一個人都可以做。雖然我們說焊縫外觀目視檢驗同其他無損檢驗方法相比相對比較簡單，但這并不是說隨便任何一個人都可以有效地進行焊縫的目視檢驗。任何從事目視檢驗工作的人都必須掌握大量的專業(yè)知識。熟練地掌握各種焊接檢驗的知識需要花費數(shù)年的時間積累經(jīng)驗并接受各種專業(yè)培訓。最重要的是焊接檢驗師必須熟悉各種焊接工藝和方法、以及那些評估完工焊縫質量的方法。 本資料將介紹最基本的焊接缺陷的分類以及一些基本的允收標準的應用。,前言,焊接缺陷,外觀缺陷,氣孔,裂紋,夾渣,未焊透,其它缺陷,未熔合,一、缺陷的分類,1.外觀缺陷 也叫表面缺陷指不用借助于儀器，從工件表面可以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等，有時還有表面氣孔和表面裂紋、單面焊的根部未焊透等。 （1）咬邊 是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽。咬邊減小了母材的有效截面積，降低結構的承載能力，同時還會造成應力集中，發(fā)展為裂紋源。,咬邊,咬邊是靠近焊縫的母材上的表面缺陷。這是由于在焊接過程中母材熔化后，沒有足夠的填充材料適當?shù)奶钊胨鸬某料荻斐傻?。結果是在母材上形成線性坡口，使母材可能具有相對尖銳的形狀。由于是表面缺陷，對那些要承受疲勞載荷的結構有很大的危害。,（2）焊瘤 是焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤。焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷，易導致裂紋。同時，焊瘤改變了焊縫的實際尺寸，會帶來應力集中。管子內部的焊瘤減小了它的內徑，可能造成流動物的堵塞。,焊瘤,焊接參數(shù)不當，焊接角度不對，都有可能形成焊瘤。,（3）凹坑 指焊縫表面或背面局部低于母材部分，它減小了焊縫的有限截面積，弧坑常有弧坑裂紋和弧坑縮孔。,凹坑,弧坑縮孔,（4）未焊滿 是指焊縫表面上連續(xù)或斷續(xù)的溝槽，它同樣銷弱了焊縫，容易產(chǎn)生應力集中，同時，由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，容易帶來氣孔、裂紋等。,未焊滿，焊縫低于母材,凹坑與未焊滿的區(qū)別：凹坑是局部的坑槽，未焊滿是連續(xù)或斷續(xù)溝槽。,特別注意的是：未焊滿、凹坑最容易出現(xiàn)在內膽的直縫中。,（5）焊穿 是指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔的缺陷，它是壓力容器產(chǎn)品上不允許存在的缺陷，它完全破壞了焊縫，使接頭喪失其連接承載能力。,截面圖,X射線探傷照片視圖,焊穿,2.氣孔 氣孔是指焊接時，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應生成的。氣孔可分為氫氣孔、氮氣孔、二氧化碳氣孔、一氧化碳氣孔、氧氣孔，熔焊中常見的氣孔是氫氣孔、一氧化碳氣孔。氣孔減少了焊縫的有效截面積、使焊縫疏松，從而降低了接頭的強度，降低塑性，還會引起泄漏。氣孔也是引起應力集中的因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。,X射線探傷照片,焊縫內部的氣孔,點狀氣孔,鏈狀氣孔,CO氣孔為條蟲狀，H2氣孔為孤立圓形，N氣孔為蜂窩狀。,密集氣孔,氣孔是焊接金屬在熔化狀態(tài)吸收的氣體在其凝固過程中來不及逸出所造成的 。,焊縫截斷面的氣孔,3.夾渣 夾渣是指焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。夾渣分為兩種。 （1）金屬夾渣 指鎢、銅等金屬顆粒殘留在焊縫之中，習慣稱為夾鎢、夾銅。 （2）非金屬夾渣 指未熔的焊條藥皮或焊劑、硫化物、氧化物、氮化物殘留于焊縫之中。冶金反應不完全，脫渣性不好。,單個夾渣,線狀夾渣,夾鎢一般存在內膽直縫氬弧焊的焊縫中，環(huán)縫中 也可能存在夾雜未熔化的金屬氧化物。,點狀夾渣的危害與氣孔相似，帶有尖角的夾渣會產(chǎn)生尖端應力集中，尖端還會發(fā)展為裂紋源，危害較大。 4.裂紋 焊縫中原子結合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。,接頭形式對裂紋傾向的影響,焊縫表面的裂紋,根據(jù)裂紋尺寸大小，分為以下三類： （1）宏觀裂紋 肉眼可以見到的裂紋。 （2）微觀裂紋 在顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)。 （3）超顯微裂紋 在高倍數(shù)顯微鏡下才能發(fā)現(xiàn)，一般指晶間裂紋和晶內裂紋。 從產(chǎn)生的溫度上看，裂紋分為兩類。 （1）熱裂紋 產(chǎn)生于Ac3線附近的裂紋。一般是焊接完畢即出現(xiàn)，又稱結晶裂紋。這種裂紋主要發(fā)生在晶界，裂紋面上有氧化色彩，失去金屬光澤。 （2）冷裂紋 指在焊畢冷至馬氏體轉變溫度M3點以下產(chǎn)生的裂紋，一般是在焊接完成后一段時間才出現(xiàn)，故又稱為延遲裂紋。 裂紋，特別是冷裂紋，帶來的危害是災難性的。世界上的壓力容器事故除極少數(shù)是由于設計不合理、選材不當?shù)鹊脑蛞鸬囊酝?，絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。 熱裂紋都是沿晶開裂，通常發(fā)生在雜質較多的碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼等材料焊縫中。 冷裂紋主要產(chǎn)生于熱影響區(qū)，也有發(fā)生在焊縫區(qū)的。冷裂紋可能是沿晶開裂、穿晶開裂或兩者混合出現(xiàn)。冷裂紋引起的構件破壞是典型的脆斷。冷裂紋產(chǎn)生機理：淬硬組織減少了金屬的塑性儲備；接頭的殘余應力使焊縫受拉；接頭內有一定的含氫量。在所有的裂紋中，冷裂紋危害最大。,常見的裂紋形狀,橫向裂紋,縱向裂紋,根部裂紋,5.未焊透 未焊透指母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部的現(xiàn)象。未焊透的危害之一是減少焊縫的有效截面積，使接頭強度下降。其次，未焊透引起的應力集中所造成的危害，比強度下降的危害大得多。未焊透嚴重降低金屬的疲勞強度。未焊透可能成為裂紋源，是造成焊逢破壞的重要原因。,6.未熔合 未熔合是指焊逢金屬與母材金屬或金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合、層間未熔合和根部未熔合三種。未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對承載截面積的減小非常明顯，應力集中也比較嚴重，其危害性僅次于裂紋。,母材金屬與焊縫金屬未熔合,坡口根部未焊透,焊道之間未焊透,焊縫金屬和熔合面或焊道間沒有熔合；也就是說，熔合度低于規(guī)定范圍。由于未熔合而呈線形并且端部很尖銳，所以未熔合是值得注意的缺陷。它存在于焊接區(qū)域的很多部位。,未熔合俗稱“假焊”,7.其它缺陷 （1）焊縫化學成分或組織成分不符合要求。焊材與母材匹配不當，容易使焊縫金屬的化學成分發(fā)生變化，或造成焊縫組織不符合要求。這可能使得焊縫的力學性能下降，還會影響接頭的耐腐蝕性能。 （2）過熱和過燒 若焊接工藝參數(shù)使用不當，熱影響區(qū)在高溫區(qū)停留時間長，會使晶粒粗大，出現(xiàn)過熱組織。若溫度進一步升高，在高溫區(qū)停留時間加長，可能使晶界發(fā)生氧化或局部熔化，出現(xiàn)過燒組織。過熱可通過熱處理來消除，過燒是不可逆轉的缺陷 （3）白點 在焊縫金屬的拉斷面上出現(xiàn)象魚目狀的白色斑，即白點。白點是氫聚集造成的，危害極大。,二、焊接缺陷的起因及防止措施,環(huán)縫氣孔,形成原因： 1.該處工件或焊絲雜質未清理干凈，含有油、鐵 、銹等。 2.氣體保護效果不好。氣路漏氣，噴嘴堵塞嚴重；噴嘴松動，焊槍角度太大；焊絲干伸長度大，焊接部位有風。 防止措施： 1.焊接前對焊縫部位周圍不少于20mm的范圍內的水、油污、鐵銹清除干凈。 2.檢查氣路有無漏氣，清理噴嘴飛濺物，調節(jié)好焊槍角度，按工藝要求的干伸長度調節(jié)焊絲；做好防風措施。,進出水管氣孔,注意：我們平時看到的只是焊縫表面的、宏觀的氣孔，而焊縫內部 的、微觀的氣孔，我們眼睛無法觀測到，需要通過無損檢測才可檢驗出來。,1.GE內膽常見的焊接缺陷及預防措施,形成原因： 1.氣體流量不足，氣管漏氣，焊接地方有風，氬氣氣體純度不夠高，氣體含有水分等雜質。 2.鎢針伸出長度過長，焊接速度過快。 3.焊前工件雜質未清理干凈。 防止措施： 1.檢查氣管有無漏氣，加大氣體流量，焊接工位擋風，選用純度高的氣體 2.按工藝要求，正確選擇合適的伸出長度，焊接速度等。 3.焊前工件待焊部位清除油污、鐵銹、 氧化皮等雜質。,直縫氣孔,形成原因： 1.焊接電流過大。 2. 收弧不當。 防止措施： 1.調小電流。 2. 收弧時，應在收弧處稍做停留后再熄弧，待熔池鐵水顏色變暗后再提起焊槍。,弧坑縮孔,錯誤,收弧不當,形成原因： 1.焊接速度過快，熔敷率低。 2. 對接坡口間隙過大。 3.裝夾不緊，桶身兩直邊與背面銅墊間隙大。 防止措施： 1.調小焊接速度。 2. 打磨坡口毛刺，坡口間隙控制在01mm之間。 3.裝夾緊桶身兩直邊，直邊與銅墊應貼緊。,直縫凹陷，未焊滿,未焊透,形成原因： 1.焊接電流過低。 2. 焊接速度過快。 3.電弧弧長過長（即鎢針端部離坡口距離過長）。 4.因鎢針燒損或裝夾校正不好的電弧不對中，產(chǎn)生焊偏現(xiàn)象。 防止措施： 1.在工藝要求范圍內調大焊接電流。 2. 調小焊接速度。 3.壓低電弧長度。 4.重新磨削鎢針，焊接前裝夾校正，模擬空走一次焊接行程進行檢驗。,形成原因： 1.焊接電流小。 2. 焊接速度快。 3.母材表面有氧化皮、熔渣及氧化物等高熔點物質。 4.焊槍角度不恰當。 防止措施： 1.在工藝要求范圍內調大電流。 2. 調小焊接速度。 3. 清除干凈母材表面雜質。 4.調節(jié)合適的焊槍角度。,未熔合,燒穿,形成原因： 1.焊接電流大。 2. 焊接速度慢。 3.坡口的間隙大。 4.銅墊與對接坡口背面間隙大，托力不足。 防止措施： 1.在工藝要求范圍內調小電流。 2. 在工藝要求范圍內調大焊接速度。 3. 裝夾桶身直邊時，間隙要求須在01mm，并壓緊。 4.調節(jié)銅墊，使其緊貼坡口背面。,形成原因： 1.焊接電流、電壓匹配不適合。 2. 焊絲干伸長度過長。 3.保護氣體不純或氣管漏氣、流量小。 4.焊槍角度過大。 防止措施： 1.在工藝要求范圍內調節(jié)電流、電壓，使兩者匹配適合。 2. 調節(jié)適當?shù)暮附z干伸長度。 3. 檢查氣管，調大流量。 4.調節(jié)合適的焊槍角度。,焊接飛濺大,形成原因： 1.導電嘴松動或磨損。 2.焊絲干伸長度過大。 3.送絲管阻力過大。 4.焊絲校直調整不良。 防止措施： 1.緊固或更換導電嘴 。 2. 調整合適的焊絲干伸長度。 3.定期保養(yǎng)清洗或更換。 4.重新調整焊絲。,蛇形焊縫,形成原因： 1. 焊槍松動導致角度不對中。 2. 組對裝配間隙大。 防止措施： 1. 調好焊槍，并定期檢查緊固。 2.減小端蓋與桶身的組對 間隙。,環(huán)縫焊偏、燒穿,形成原因： 1.焊接電流過大 。 2. 焊接速度過快。 3.焊接角度不適當 。 防止措施： 1. 調小焊接電流。 2. 調小焊接速度。 3.調整焊槍的角度 。,咬邊,補出來的焊縫,形成原因： 1.員工補焊技能不熟練 2. 補焊方法不恰當。 防止措施： 1. 對員工專門的補焊培訓。 2.小形狀的缺陷應用氬弧焊補焊，大形狀的缺陷用二氧化碳氣保焊補焊，補焊前應把需補焊的焊縫打磨平整，再焊接。補焊的電流應比正常的電流大一點。,形成原因： 1.焊接電流過大或過小 。 2. 焊接速度過快引起的咬邊。 3.母材坡口或焊絲的油、鐵銹、水分未清理干凈混進焊接區(qū)里面 。 4.焊接工藝不恰當，導致焊縫出現(xiàn)晶粒粗大，減少了金屬的塑性儲備，當焊縫受到應力腐蝕時開裂。 防止措施： 1. 調節(jié)合適的焊接電流。 2. 調小焊接速度。 3. 坡口兩邊20mm范圍內，清理各種雜質干凈。 4.進行焊接工藝評定，找出適合的焊接工藝。,環(huán)縫裂紋導致的漏水,形成原因： 1.T型焊縫咬邊比較嚴重，引起應力集中 。 2. 焊縫余高過高。 3.補前坡口表面清理不干凈清理 。 防止措施： 1. 此處是兩條焊縫的交接處，是應力集的區(qū)域，不允許有咬邊，若有咬邊應用氬弧焊填絲補焊平。 2. 余高應控制在03mm之間。 3. 坡口兩邊20mm范圍內，清理各種雜質干凈。,咬邊引起的裂紋,收弧不當,形成原因及可能產(chǎn)生的缺陷： 1.收弧后即刻提起焊槍，尚處于高溫狀態(tài)的熔池沒有滯后氣體保護。 2. 產(chǎn)生弧坑縮孔。 3.由于沒有保護氣體保護，空氣溶解高溫的熔池里，焊縫產(chǎn)生氣孔。 防止措施： 1. 熄弧后，應等熔池顏色變淡后，再提起焊槍。 2. 利用滯后斷氣的氣體保護熔池。 3. 同上。,2.一般焊接常見的缺陷及預防措施,續(xù)表,三、驗收標準,1焊縫外形要求,焊縫外形應均勻，焊道與焊道、焊道與與基本金屬之間應平滑過渡 (1).焊縫寬度（C）和余高（h）,見下表,焊縫最大寬度Cmax和最小寬度Cmin的差值，在任意50mm焊縫長度范圍內不得大于4mm,整個焊縫長度范圍內不得大于5mm。,(2).焊縫直線度,在任意300mm連續(xù)焊縫長度內，焊縫邊緣沿焊縫軸向的直線度f值應符合下表值：,焊縫邊緣直線度f值：3,(3).焊縫表面的凹凸,焊縫表面凹凸，在焊縫任意25mm長度范圍內焊縫余高hmax-hmin的差值不得大于 2mm。,角焊縫的焊腳尺寸K值由設計或有關技術文件注明，但其焊腳尺寸K值的偏差應符合以下的規(guī)定。 當K12 時，尺寸偏差+3，當K12時，尺寸偏差+4。,(4).焊縫的焊腳尺寸K值偏差,焊縫外形尺寸經(jīng)檢驗超出上述規(guī)定時，應進行修磨或按一定的工藝進行局部補焊 返修后應符合標準中規(guī)定，且補焊的焊縫應與原焊縫圓滑過度。,2.焊接接頭缺陷標準（引用GB/T12469-1990）,在焊縫或母材中常常會有一些地方不夠完美，我們稱之為不規(guī)則。如果不規(guī)則達到一定大小，它可能會影響結構的服役。規(guī)范通常規(guī)定了缺陷所允許的限度。大于這些限度的不規(guī)則被稱為缺陷。缺陷是那些需要糾正的不規(guī)則。不規(guī)則的嚴重性取決于許多因素，包括其是否是線性或非線性的，它端部的形狀和它是否開口到表面。 缺陷