1、機(jī)制造過(guò)程中常見(jiàn)的焊接缺陷及其處理方法,前言1. 事故教訓(xùn)。2. 焊接接頭的重要性。,焊接接頭缺陷的定義及分類。焊接缺陷的定義。焊接缺陷的分類。2.1 按照缺陷的出現(xiàn)時(shí)間來(lái)分類。2.2 按照缺陷相對(duì)于焊縫的位置來(lái)分類。2.3 根據(jù)GB6417-86《金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說(shuō)明》的規(guī)定分類。,焊接缺陷,按缺陷出現(xiàn)的時(shí)間來(lái)分,裂紋、孔穴、夾渣、凹陷、熔接不足或滲透不足等。,通常指焊接熱循環(huán)損傷到焊道或鄰近的熱影響區(qū)，

2、造成焊件性質(zhì)劣于母材。當(dāng)焊件使用時(shí)，破裂起始于這些缺陷存在原位置。,,,,制程缺陷,使用時(shí)發(fā)生的缺陷,焊接缺陷,按缺陷出現(xiàn)的位置來(lái)分,焊瘤、咬邊、燒穿、未焊透、夾渣、表面氣孔、焊接裂紋 以及焊縫形狀和尺寸不符合要求,未焊透、夾渣、內(nèi)部氣孔、焊接裂紋等,,,,外部缺陷,內(nèi)部缺陷,第1類 裂紋； 第2類 孔穴； 第3類

3、 固體夾雜； 第4類 未熔合和未焊透；第5類 形狀缺陷； 第6類 上述以外的其它缺陷。分別用國(guó)際焊接學(xué)會(huì)（IIW）中缺陷字母代號(hào)做簡(jiǎn)化標(biāo)記。,GB6417-86規(guī)定分類,3、 焊接缺陷的影響因素及預(yù)防措施,鋼材和焊條質(zhì)量、坡口加工和裝配精度、坡口表面清理狀況及焊接設(shè)備、工藝參數(shù)、工

4、藝規(guī)程、焊接技術(shù)、天氣狀況等等 。機(jī)械化焊接方法同精密焊接設(shè)備結(jié)合使用防止坡口發(fā)生位移、避免焊接區(qū)在集中能量作用產(chǎn)生明顯張應(yīng)力。擴(kuò)大射束能源利用范圍，制訂合理的焊后熱處理規(guī)范，保證各種新型焊條的質(zhì)量，以保證達(dá)到焊縫金屬特定的物理性能，滿足材料的可焊性 。,焊接裂紋,定義 在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下,焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成新界面產(chǎn)生的裂縫。,焊接裂紋的一般原因與母材的化學(xué)成分、結(jié)晶組織、冶煉

5、方法等有關(guān)。如鋼的含碳量越高或合金量越高，鋼材的硬度就越高，通常越容易在焊接時(shí)產(chǎn)生裂紋。焊接時(shí)冷卻速度高容易產(chǎn)生裂紋。所以焊接時(shí)應(yīng)避開(kāi)風(fēng)口和避免被雨水淋濕。在焊接中，高碳鋼或合金鋼時(shí)，要根據(jù)母材的成分或特性，有的要采取加熱保溫措施后方可施焊。,焊條內(nèi)含硫、磷、碳高時(shí)焊縫容易產(chǎn)生裂紋。硫磷是有害元素,含硫高焊縫有熱脆性，含磷高焊縫有冷脆性，焊條含硫磷量都必須在0.0035以下。被焊結(jié)構(gòu)剛性大、構(gòu)件的焊接順序不當(dāng)也容易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)順序安

6、排不當(dāng)時(shí)會(huì)形成焊接收縮受阻，妨礙焊縫的自由收縮，以致產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力而產(chǎn)生焊縫裂紋。焊接時(shí)周圍的環(huán)境溫度低，或在風(fēng)口散熱條件過(guò)好造成散熱過(guò)快也會(huì)引起裂紋。,分類 熱裂紋、冷裂紋（氫致裂紋）、焊后熱處理裂紋（再熱裂紋）及延性不足裂紋、層狀撕裂及應(yīng)力腐蝕裂紋等 。,熱裂紋產(chǎn)生原因。焊縫金屬的晶界上存在低熔點(diǎn)共晶體（含硫、磷、銅等雜質(zhì)）。接頭中存在拉應(yīng)力。,熱裂紋的特征熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū),沿焊縫長(zhǎng)度方向分布。

7、熱裂紋的微觀特征是沿晶界開(kāi)裂，所以又稱晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形成，所以有氧化色彩。焊后立即可見(jiàn)。,1、熱裂紋（又稱結(jié)晶裂紋）,防止措施選用適宜的焊接材料，嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔點(diǎn)共晶，其熔點(diǎn)為988℃，很容易產(chǎn)生熱裂紋。嚴(yán)格控制焊縫截面形狀，避免突高，扁平圓弧過(guò)渡?？s小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細(xì)化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。確定合理的焊接工藝參數(shù)，減緩焊縫的冷卻速度，以減小焊接應(yīng)力。

8、如采用小線能量，焊前預(yù)熱，合理的焊縫布置等。,2、冷裂紋,冷裂紋的特征多出現(xiàn)在焊道與母材熔合線附近的熱影響區(qū)中，多為穿晶裂紋。冷裂紋無(wú)氧化色彩。冷裂紋發(fā)生于碳鋼或合金鋼，高的含碳量和合金含量。冷裂紋具有延遲性質(zhì)，主要是延遲裂紋。,冷裂紋產(chǎn)生原因焊接接頭(焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū))的淬火傾向嚴(yán)重，產(chǎn)生淬火組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。,防止冷裂紋的措施選用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，提高焊縫金屬塑性。焊條焊劑要烘干，焊縫

9、坡口及附近母材要去油、水、除銹，減少氫的來(lái)源。,焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化；磷含量過(guò)高同樣產(chǎn)生冷裂紋。存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴(kuò)散需要時(shí)間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時(shí)間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂紋。,,工件焊前預(yù)熱，焊后緩冷（大部分材料的溫度可查表），可降低焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，并可減少焊接殘余應(yīng)力。采取減小焊接應(yīng)力的工藝措施，如對(duì)稱焊，小線能量的多

10、層多道焊等，焊后進(jìn)行清除應(yīng)力的退火處理。焊后立即進(jìn)行去氫（后熱）處理，加熱到250℃，保溫2～6h，使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫逸出金屬表面。,熱裂紋的特征及原因焊接完成后，在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)焊件再次加熱。多發(fā)生在焊接過(guò)熱區(qū)，屬于沿晶裂紋，裂紋生成時(shí)產(chǎn)生很少或無(wú)變形。發(fā)生于鎳基合金、不銹鋼和少數(shù)合金鋼，鋼中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素會(huì)促使形成再熱裂紋。裂紋起源于未焊透根部、焊趾及咬邊等應(yīng)力集中處。,3、焊后熱處理裂紋,防止措施

11、合理的預(yù)熱與焊后熱處理規(guī)范?？刂撇牧铣煞?，應(yīng)用低強(qiáng)度焊縫 使焊縫強(qiáng)度低于母材以增高其塑性變形能力。緩和應(yīng)力狀態(tài)，減少拘束、應(yīng)力集中，減少殘余應(yīng)力。,4、層狀撕裂,層狀撕裂的特征焊接時(shí)，在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋稱為層狀撕裂。層狀撕裂經(jīng)常發(fā)生在厚板的T形接頭和角接接頭中。,層狀撕裂的原因軋制鋼板中存在硫化物、氧化物和硅酸鹽等低熔點(diǎn)非金屬夾雜物。垂直于厚度方向的焊接應(yīng)力作用。,防止措施嚴(yán)格控制鋼材的含

12、硫量。預(yù)熱和使用低氫焊條,采用強(qiáng)度級(jí)別較低的焊接材料。在與焊縫相連接的鋼板表面堆焊幾層低強(qiáng)度焊縫金屬作為過(guò)渡層，以避免夾雜物處于高溫區(qū)。,氣孔,定義焊接時(shí)，熔池中的氣體在金屬凝固時(shí)未能逸出而形成的空穴。,氣孔分類焊縫氣孔有三種：氫氣孔、一氧化碳?xì)饪住⒌獨(dú)饪?。氫氣孔?高溫時(shí)，氫在液體中的溶解度很大，大量的氫溶入焊縫熔池中，而焊縫熔池在熱源離開(kāi)后快速冷卻，氫的溶解度急速下降，析出氫氣，產(chǎn)生氫氣孔。一氧化碳?xì)饪祝寒?dāng)熔池氧化嚴(yán)重時(shí)

13、，熔池存在較多的FeO，在熔池溫度下降時(shí)，將發(fā)生如下反應(yīng)： FeO+C = Fe+CO↑ 此時(shí)，若熔池已開(kāi)始結(jié)晶，則CO將來(lái)不及逸出，便產(chǎn)生CO氣孔。 熔池氧化愈嚴(yán)重，含碳量愈高，越易產(chǎn)生CO氣孔。 氮?dú)饪祝喝鄢乇Ｗo(hù)不好時(shí)，空氣中的 氮溶入熔池而產(chǎn)生。,氮、氫的溶解度變化,氣孔產(chǎn)生的一般原因和預(yù)防措施焊接部位不潔凈容易產(chǎn)生氣孔。因此，焊接部位要求在焊接前清除油污、鐵銹等臟

14、物；使用低氫焊條焊接時(shí)要求更為嚴(yán)格。焊條和焊劑一定要嚴(yán)格按照規(guī)定的溫度進(jìn)行烘焙和保溫。要求采取適宜的焊接規(guī)范，不要采用過(guò)大的焊接電流。注意控制母材及焊材的化學(xué)成分。焊接速度過(guò)快，焊接時(shí)操作不當(dāng)，電弧拉得過(guò)長(zhǎng)，使得有較多氣體溶入金屬溶液內(nèi)。焊波接頭氣孔，使用低氫焊條往往容易在焊縫接頭處出現(xiàn)表面和內(nèi)部氣孔。氣體保護(hù)焊時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)氣體流量至適當(dāng)值。,未焊透,定義及特征 焊接時(shí)焊接接頭底層未完全熔透的現(xiàn)象。未焊透缺陷有時(shí)為表面缺

15、陷（單面焊縫），有時(shí)為內(nèi)部缺陷(雙面焊縫)。未焊透主要影響和削弱截面積引起應(yīng)力集中，消弱焊接連接的強(qiáng)度可達(dá)60%-80%。沒(méi)有熔透的缺陷在施工中經(jīng)常有發(fā)生，重要結(jié)構(gòu)均不允許存在未焊透。,未焊透產(chǎn)生的一般原因坡口角度或間隙過(guò)小，鈍邊過(guò)大、坡口邊緣不齊或裝配不良。焊接工藝參數(shù)選用不當(dāng)。焊件坡口表面清理不凈、有較厚的油和銹蝕,背面清根不徹底。焊工操作技術(shù)差。,防止未焊透產(chǎn)生的措施正確選用和加工坡口尺寸。選擇合適的焊接電流和焊接速度

16、，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)，隨時(shí)注意調(diào)整焊條角度。認(rèn)真清除坡口邊緣兩側(cè)污物，封底焊清根要徹底。提高焊工的操作技術(shù)水平。,未熔合,定義及特征固體金屬與填充金屬之間（焊道與母材之間），或者填充金屬之間（多道焊時(shí)的焊道之間或焊層之間）局部未完全熔化結(jié)合，或者在點(diǎn)焊（電阻焊）時(shí)母材與母材之間未完全熔合在一起，未熔合常伴有夾渣存在。,預(yù)防措施正確選擇焊接工藝參數(shù)，采用合理的焊接電流。 加強(qiáng)焊工基本技能的培訓(xùn)，認(rèn)真操作，消除根部未熔合缺陷產(chǎn)生。

17、 注意層間修整，避免出現(xiàn)溝槽及運(yùn)條不當(dāng)而導(dǎo)致未熔合。 正確處理焊接停留時(shí)間。,未熔合產(chǎn)生的一般原因 焊接熱輸入太低，電弧指向偏斜，坡口側(cè)壁有銹垢及污物，層間清渣不徹底等。,夾渣與夾雜,定義及特征焊接時(shí)的冶金反應(yīng)產(chǎn)物，例如非金屬雜質(zhì)（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接時(shí)未能逸出，或者多道焊接時(shí)清渣不干凈，以至殘留在焊縫金屬內(nèi)，稱為夾渣或夾雜物。視其形態(tài)可分為點(diǎn)狀和條狀，其外形通常是不規(guī)則的，其位置可能在焊縫與母材交界處，

18、也可能存在于焊縫內(nèi)。,夾渣與夾雜的一般原因坡口角度或焊接電流太小。焊件邊緣有氧割或碳弧氣刨熔渣，邊緣清理不凈，有殘留 氧化物鐵皮和碳化物等。酸性焊條時(shí),由于電流小或運(yùn)條不當(dāng)形成糊渣。堿性焊條時(shí),由于電弧過(guò)長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)造成夾渣。,預(yù)防措施清除焊道上的雜質(zhì)、污物，尤其是焊接坡口要保持清潔干燥，控制鐵水與熔渣分離。按焊接工藝數(shù)據(jù)要求，選用合適的焊接電流和焊接速度，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)。多層焊時(shí),加強(qiáng)焊接過(guò)程的層道清理，仔細(xì)

19、觀察坡口兩側(cè)熔化情況,每一層都要認(rèn)真清理焊渣。使用合適規(guī)格的焊條、選用適宜的坡口形式及尺寸。提高焊工的操作技術(shù)水平。,,,,鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，鎢極氬弧焊打底+手工電弧焊，夾鎢,鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，兩側(cè)線狀?yuàn)A渣,W18Cr4V（高速工具鋼）-45鋼棒對(duì)接電阻焊縫中的夾渣斷口照片,,咬邊,定義及特征在母材與焊縫熔合線附近因?yàn)槿刍^(guò)強(qiáng)會(huì)造成熔敷金屬與母材金屬的過(guò)渡區(qū)形成凹陷（沿焊趾的

20、母材部位產(chǎn)生的溝槽和凹陷），沿焊縫邊緣低于母材表面的凹槽狀缺陷?？煞譃橥庖н吅蛢?nèi)咬邊。咬邊不僅減少了焊接接頭的有效工作截面，而且在咬邊處造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。咬邊缺陷多見(jiàn)于橫、立、仰焊。,防止措施嚴(yán)格按焊接工藝規(guī)程要求，選擇合適的焊接電流和焊接速度，電弧不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，選用正確的焊條角度和運(yùn)條方法。角焊縫更應(yīng)隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長(zhǎng)度。加強(qiáng)焊工基本技能培訓(xùn)；加強(qiáng)焊接標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定缺陷標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，正確判斷咬邊的深度和長(zhǎng)度，加強(qiáng)焊工的自檢工作

21、，正確處理咬邊缺陷。,產(chǎn)生的一般原因焊接電流過(guò)大、電壓過(guò)高、電弧過(guò)長(zhǎng)且偏吹。運(yùn)條角度不當(dāng)、手法不穩(wěn)及焊速不合適。,,鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，外部咬邊,鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，內(nèi)部咬邊,焊瘤,定義及特征焊瘤是焊接時(shí)有過(guò)多熔化金屬流到焊縫附近沒(méi)有熔化的母材上的現(xiàn)象；焊瘤在橫、立、仰焊中最為常見(jiàn)，常伴有未熔合和夾渣產(chǎn)生。,防止措施選擇合適的焊接電流，適當(dāng)加快焊速使熔池溫度不至過(guò)高。

22、掌握熟練的操作技術(shù)，嚴(yán)格控制熔池溫度,盡量采用短弧焊接（弧長(zhǎng)≤焊條直徑）。保持正確的運(yùn)條角度（與焊件夾角45度為宜）。根據(jù)不同的焊接位置要，嚴(yán)格地控制熔池的大小。,焊瘤產(chǎn)生的一般原因及危害操作不熟練和運(yùn)條方法不當(dāng)。電流過(guò)大、電弧拉得過(guò)長(zhǎng)、焊速太慢、熔池溫度過(guò)高。它使焊縫的實(shí)際尺寸發(fā)生偏差，尺寸變化較大處易引起應(yīng)力集中。,燒穿,定義及特征母體金屬熔化過(guò)度時(shí)造成的穿透（穿孔）即為燒穿，常見(jiàn)于薄板焊接。,防止措施正確選擇焊接

23、電流和焊接速度。嚴(yán)格控制焊件的裝配間隙并保持均勻一致。電弧在焊縫接頭處不能長(zhǎng)時(shí)間停留，要?jiǎng)蛩龠\(yùn)條。,產(chǎn)生的一般原因電流過(guò)大而焊速太慢。焊件裝配間隙太大。,焊縫的形狀和尺寸,定義及特征焊縫外表沿長(zhǎng)度方向高低不平,焊波寬窄不齊, 焊縫截面不豐滿或增強(qiáng)高過(guò)高，焊縫外形尺寸過(guò)大，成形粗劣, 錯(cuò)邊量、焊后變形較大，變形量等不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸等。,危害焊縫的增強(qiáng)高過(guò)高會(huì)引起應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋。尺寸過(guò)小的焊縫，有效工作截面減少，焊

24、接接頭強(qiáng)度降低。錯(cuò)邊和變形過(guò)大，有可能使傳力扭曲及產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成強(qiáng)度下降。,缺陷原因焊件坡口角度不當(dāng), 鈍邊、及裝配間隙不均，焊件邊緣切割不齊。焊接電流過(guò)大或過(guò)小。運(yùn)條速度和角度不當(dāng)、不正確的搖動(dòng)和移動(dòng)不均勻。,防止形狀缺陷的措施改善形狀和尺寸不足，尤其是角焊縫更要經(jīng)常注意焊條與母材的角度,以保證焊縫成形均勻一致。選擇合理的坡口角度（45°為宜）和均勻的 裝配間隙（2mm為宜）。,提高焊

25、工的操作技術(shù)水平，根據(jù)裝配間隙變化，隨時(shí)調(diào)整焊速及焊條角度。保持正確的運(yùn)條角度勻速運(yùn)條。,其他缺陷,弧坑電弧焊時(shí)在焊縫的末端（熄弧處）或焊條接續(xù)處（起弧處）低于焊道基體表面的凹坑，在這種凹坑中很容易產(chǎn)生氣孔和微裂紋，因而該處焊縫嚴(yán)重削弱，產(chǎn)生弧坑的原因是熄弧時(shí)間過(guò)短,或焊接突然中斷,焊接薄板時(shí)電流過(guò)大。防止產(chǎn)生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時(shí),焊條應(yīng)作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條。,內(nèi)凹或下陷焊縫根部向上收縮低于母材下表面時(shí)稱為內(nèi)

26、凹，焊縫蓋面低于母材上表面時(shí)稱為下陷。,焊偏在焊縫橫截面上顯示為焊道偏斜或扭曲。,偏析在焊接時(shí)因金屬熔化區(qū)域小、冷卻快，容易造成焊縫金屬化學(xué)成分分布不均勻，從而形成偏析缺陷，多為條狀或線狀并沿焊縫軸向分布。,以上的外部缺陷多容易使焊件承載后產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)，或者減小了焊縫的有效截面積而使得焊縫強(qiáng)度降低，因此在焊接工藝上一般都有明確的規(guī)定，并且常常采用目視檢查即可發(fā)現(xiàn)這些外部缺陷,GB6417-86《金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說(shuō)明》的

27、規(guī)定,金屬熔焊焊縫缺陷分為以下幾類 第1類裂紋；第2類孔穴；第3類固體夾雜；第4類未熔合和未焊透；第5類形狀缺陷和第6類上述以外的其它缺陷。,本標(biāo)準(zhǔn)按缺陷性質(zhì)分大類，按其存在的位置及狀態(tài)分小類，以表格的方式列出。缺陷用數(shù)字序號(hào)標(biāo)記。每一缺陷大類用一個(gè)三位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記，第一缺陷小類用一個(gè)四位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記。因此，每一數(shù)字序號(hào)僅適合于某一特定類型的缺陷。例如，1021表示“焊縫橫向裂紋”，1023表示“熱影響區(qū)橫向裂紋”等。,熔焊

28、接頭中裂紋的種類及表示方法。,熔焊接頭中孔穴的種類及表示方法。,焊接頭中固體夾雜的種類及表示方法,未熔合和未焊透的種類及表示方法,形狀缺陷的種類及表示方法,其它缺陷的種類及表示方法,,,焊縫外部不應(yīng)有裂紋、孔穴、固體類夾渣、未熔合、未焊透等目測(cè)可見(jiàn)的明顯缺陷，焊縫質(zhì)量評(píng)定級(jí)別應(yīng)符合JB/ZQ4000.3的規(guī)定，對(duì)接焊縫為BS級(jí)，角接焊縫為BK級(jí)。 因此，我們有必要對(duì)焊接標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于焊接缺陷的要求做簡(jiǎn)單的介紹。,機(jī)制造中關(guān)于焊接規(guī)