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如何通过焊接缺陷了解它与无损检测之间的关系
发布时间:2020-07-15 02:04:10浏览:64次
  • 详细介绍

一、 一般常见的焊接缺陷可分为四类:

(1)焊缝尺寸不符合要求:如焊缝超高、超宽、过窄、高低差过大、焊缝过渡到母材不圆滑等。

(2)焊接表面缺陷:如咬边、焊瘤、内凹、满溢、未焊透、表面气孔、表面裂纹等。

(3)焊缝内部缺陷:如气孔、夹渣、裂纹、未熔合、夹钨、双面焊的未焊透等。

(4)焊接接头性能不符合要求:因过热、过烧等原因导致焊接接头的机械性能、抗腐蚀性能降低等。

二. 焊接缺陷对焊接构件的危害,主要有以下几方面:

(1)引起应力集中

焊接接头中应力的分布是十分复杂的。凡是结构截面有突然变化的部位,应力的分布就特别不均匀,在某些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。

造成应力集中的原因很多,而焊缝中存在工艺缺陷是其中一个很重要的因素。

焊缝内存在的裂纹、未焊透及其他带尖缺口的缺陷,使焊缝截面不连续,产生突变部位,在外力作用下将产生很大的应力集中。

应力超过缺陷前端部位金属材料的断裂强度时,材料就会开裂破坏。

  
(2)缩短使用寿命

对于承受低周疲劳载荷的构件,如果焊缝中的缺陷尺寸超过一定界限,循环一定周次后,缺陷会不断扩展,长大,直至引起构件发生断裂。

  
(3)造成脆裂,危及安全

脆性断裂是一种低应力断裂,是结构件在没有塑性变形情况下,产生的快速突发性断裂,其危害性很大。

焊接质量对产品的脆断有很大的影响。

三. 焊接缺陷

(一)焊接变形

工件焊后一般都会产生变形,如果变形量超过允许值,就会影响使用。

焊接变形的几个例子如图2-19所示。

产生的主要原因是焊件不均匀地局部加热和冷却。因为焊接时,焊件仅在局部区域被加热到高温,离焊缝愈近,温度愈高,膨胀也愈大。

但是,加热区域的金属因受到周围温度较低的金属阻止,却不能自由膨胀;而冷却时又由于周围金属的牵制不能自由地收缩。

结果这部分加热的金属存在拉应力,而其它部分的金属则存在与之平衡的压应力

当这些应力超过金属的屈服极限时,将产生焊接变形;当超过金属的强度极限时,则会出现裂缝。

(二)焊缝的外部缺陷

1.焊缝增强过高 

如图2-20所示,当焊接坡口的角度开得太小或焊接电流过小时,均会出现这种现象。

焊件焊缝的危险平面已从M-M平面过渡到熔合区的N-N平面,由于应力集中易发生破坏,因此,为提高压力容器的疲劳寿命,要求将焊缝的增强高铲平。

  

2.焊缝过凹 

如图2-21所示,因焊缝工作截面的减小而使接头处的强度降低。

3.焊缝咬边 

在工件上沿焊缝边缘所形成的凹陷叫咬边,如图2-22所示。

它不仅减少了接头工作截面,而且在咬边处造成严重的应力集中。

  
4.焊瘤 

熔化金属流到溶池边缘未溶化的工件上,堆积形成焊瘤,它与工件没有熔合,见图2-23。

焊瘤对静载强度无影响,但会引起应力集中,使动载强度降低。

  

5.烧穿 

如图2-24所示。烧穿是指部分熔化金属从焊缝反面漏出,甚至烧穿成洞,它使接头强度下降。

以上五种缺陷存在于焊缝的外表,肉眼就能发现,并可及时补焊。

如果操作熟练,一般是可以避免的。

  
(三)焊缝的内部缺陷
  
1.未焊透 

未焊透是指工件与焊缝金属或焊缝层间局部未熔合的一种缺陷。未焊透减弱了焊缝工作截面,造成严重的应力集中,大大降低接头强度,它往往成为焊缝开裂的根源。

  
2.夹渣 

焊缝中夹有非金属熔渣,即称夹渣。夹渣减少了焊缝工作截面,造成应力集中,会降低焊缝强度和冲击韧性。

  
3.气孔 

焊缝金属在高温时,吸收了过多的气体(如H2)或由于溶池内部冶金反应产生的气体(如CO),在溶池冷却凝固时来不及排出,而在焊缝内部或表面形成孔穴,即为气孔。

气孔的存在减少了焊缝有效工作截面,降低接头的机械强度。若有穿透性或连续性气孔存在,会严重影响焊件的密封性。

  
4.裂纹 

焊接过程中或焊接以后,在焊接接头区域内所出现的金属局部破裂叫裂纹。裂纹可能产生在焊缝上,也可能产生在焊缝两侧的热影响区。有时产生在金属表面,有时产生在金属内部。

通常按照裂纹产生的机理不同,可分为热裂纹和冷裂纹两类。
  
4.1热裂纹 

热裂纹是在焊缝金属中由液态到固态的结晶过程中产生的,大多产生在焊缝金属中。

其产生原因主要是焊缝中存在低熔点物质(如FeS,熔点1193℃ ),它削弱了晶粒间的联系,当受到较大的焊接应力作用时,就容易在晶粒之间引起破裂。

焊件及焊条内含S、Cu等杂质多时,就容易产生热裂纹。

热裂纹有沿晶界分布的特征。当裂纹贯穿表面与外界相通时,则具有明显的氢化倾向。
  
4.2冷裂纹 

冷裂纹是在焊后冷却过程中产生的,大多产生在基体金属或基体金属与焊缝交界的熔合线上。

其产生的主要原因是由于热影响区或焊缝内形成了淬火组织,在高应力作用下,引起晶粒内部的破裂,焊接含碳量较高或合金元素较多的易淬火钢材时,较易产生冷裂纹。

焊缝中熔入过多的氢,也会引起冷裂纹。

裂纹是非常危险的一种缺陷,它除了减少承载截面之外,还会产生严重的应力集中,在使用中裂纹会逐渐扩大,可能导致构件的破坏。所以焊接结构中一般不允许存在这种缺陷,一经发现须铲去重焊。

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