补充缺陷及影响因素实用教案

1、 国家标准GB6417中将(zhngjing)焊接缺陷分为六类：1、裂纹2、固体夹杂3、未熔合和未焊透4、孔穴5、形状缺陷（新标准为：“形状和尺寸不良”）6、其他缺陷第二章 焊接(hnji)缺陷第1页/共21页第一页，共22页。第二节 焊接缺陷的特征及分布一、裂纹 1、裂纹外观形貌（裂纹的形态） 2、裂纹产生的温度范围 热裂纹固相线附近，主要 分布在焊缝或热影响区的过热(u r)区，沿晶断裂。 冷裂纹Ms点以下，分布在焊缝、HAZ，沿晶、穿晶断裂。二、气孔 气孔是焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留在焊缝中形成的孔穴。不同的气孔有不同的形态。主要有条形、蠕虫状、球状等。根据三、固体夹杂

2、1、夹渣 2、夹钨第二章 焊接(hnji)缺陷第2页/共21页第二页，共22页。四、未焊透和未熔合 1、未熔合 分布特征： 坡口侧壁 多层焊层间 焊缝根部 2、未焊透五、形状缺陷(quxin) 1、咬边 2、焊瘤 3、烧穿和下榻 4、错边和角变形 5、焊缝尺寸、形状不符合要求六、其他缺陷(quxin)第二章 焊接(hnji)缺陷第3页/共21页第三页，共22页。第三节、产生（焊接）缺陷的影响因素及质量(zhling)控制对于熔化焊，产生缺陷的影响因素主要有： 1、宏观因素： 材料 结构 焊接工艺2、微观元素： 冶金方面结晶、冶金反应等 应力方面热应力、残余应力、应 力引起的应变或变形等。第二章

3、 焊接(hnji)缺陷第4页/共21页第四页，共22页。一、热裂纹1、结晶裂纹（结晶裂纹的形态分布）机理：焊缝金属凝固后期(huq)，低熔共晶液态薄膜在拉伸应力作用下开裂形成裂纹。 （1）材料因素 与母材及焊材有关，S、P杂质及C、Ni等含量高；Mn/S不合适。 （2）结构因素 焊缝附近的刚度大拘束度大、板厚 接头形式不合适 接头附近应力集中 （3）工艺因素 焊接线能量过大， 焊接顺序 焊缝尺寸 层间温度第二章 焊接(hnji)缺陷第5页/共21页第五页，共22页。2、液化裂纹(li wn)（HAZ近缝区液化裂纹(li wn)）（ 液化裂纹(li wn)的形态分布 ） 机理：沿奥氏体晶界开裂，

4、焊接时的高温作用使晶界上的低熔共晶熔化，在拉应力作用下开裂形成裂纹(li wn)。 （1）材料因素 只与母材有关，含有较多的P、S杂质、Si、B、Ni、Cr等元素。（2）结构因素 焊缝附近刚度大 应力集中 （3）工艺因素 焊接线能量影响最大 熔池形状倒草帽形易在熔合线的凹陷处产生第二章 焊接(hnji)缺陷第6页/共21页第六页，共22页。3、多边化裂纹 多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝，个别情况下出现在HAZ固相线稍下的高温区。机理：由于晶格缺陷的迁移和聚集，形成“二次边界”，即所谓的“多边化边界”。边界上聚集了大量的晶格缺陷，组织性能差，高温时的强度和塑性差，即使微小的拉应力就会产生开

5、裂，形成裂纹。 （1）材料(cilio)因素 母材合金成分Cr-Ni单相合金中提高多边化所需的激活能的元素：Mo、W、Ti、Ta等；高温相能够阻碍位错移动。 （2）结构因素 应力状态应力增加原子的活动性，加速多边化过程。 （3）工艺因素 温度越高，多边化过程所需的时间越短。 第7页/共21页第七页，共22页。4、再热裂纹 焊后在进行消应力处理或在一定温度（550650）下长时间工作时，在HAZ粗晶区部位产生的裂纹，称为再热裂纹或消除应力处理裂纹。机理：在重新加热时，粗晶区的杂质在晶界析出使晶界脆化，塑性下降，裂纹敏感性增加(晶界弱化学说）。另外，钢中的Cr、Mo、V、Ti、Nb等元素在消应力过

6、程中形成C化物析出，造成晶内的二次硬化(ynghu)，同时使晶界相对弱化，应力松弛过程中产生的塑性变形集中在晶界，形成再热裂纹。 （ 1）材料因素： 多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢、镍基合金等强度高、含有较多C及 Cr、Mo、V、Ti、Nb等元素的合金中。 （2）结构因素 应力集中和拘束度 （3）工艺因素 焊接时热输入增加使HAZ宽且晶粒粗大；焊缝尺寸及焊接缺陷；焊接顺序及后热时没有避开敏感温度区（550650）等。第8页/共21页第八页，共22页。二、冷裂纹（冷裂纹产生的部位） 延迟裂纹H致裂纹主要有 淬硬脆化裂纹淬火裂纹 低塑性脆化裂纹如铸铁焊接裂纹 1、H致裂纹 焊缝中

7、的H分两种：残余H和扩散H，其中扩散H对裂纹的产生起决定性的作用(zuyng)。 （1）材料因素 钢中的C、合金元素多；焊材中的H含量较高。 （2）结构因素 应力结构拘束度大（设计不合理） 应力集中焊缝处于应力集中区、坡口形式不 合适等 （3）工艺因素 线能量小 冷却速度快 焊材选择及其处理不当 焊后处理不当等 第二章 焊接(hnji)缺陷第9页/共21页第九页，共22页。2、淬火(cu hu)裂纹 焊后立即产生，无延迟现象 （1）材料因素 主要与材料的淬硬倾向有关。高碳钢、马氏体钢及异种钢焊接时易出现。 （2）结构因素 和H致裂纹相同 （3）工艺因素 焊材选择不合适 预热温度不够 后热未及时

8、后热或后热温度低第二章 焊接(hnji)缺陷第10页/共21页第十页，共22页。3、低塑性脆化裂纹 （1）材料因素 低塑性材料铸铁、堆焊硬质合金、高铬合金等 （2）结构因素 拘束度大 不均匀的受热(shu r)热应力 （3）工艺因素 工艺不合适如铸铁冷焊时应采取小电流、分散和短段焊、焊后锤击、加退火焊道等工艺。 第二章 焊接(hnji)缺陷第11页/共21页第十一页，共22页。三、层状撕裂（层状撕裂类型） 沿轧制方向出现的一种阶梯状裂纹（台阶状）。 1、材料因素 与非金属杂质含量及其分布形态有关。 2、结构因素 Z向拘束力厚板 焊后残余应力 应力集中T形接头、角接头和十字接头等 3、工艺因素

9、线能量过大过热(u r)、粗晶 预热及预热温度 控制层间温度第二章 焊接(hnji)缺陷第12页/共21页第十二页，共22页。四、气孔 气孔可分为：表面气孔和内部气孔及CO、H和N气孔等。 形成气孔的气体分两类： 高温时溶解到熔池金属中，凝固和相变时时，气体溶解度突然(trn)下降，来不及逸出而残留在焊缝中（H和N）。 冶金反应产生的不溶入金属的气体（CO）。 影响因素也是材料、工艺及结构有关。 材料的氧化性 焊件和焊材的清洁 熔池存在时间 电弧的稳定性 电弧长度 焊丝的干伸长度或导电嘴到工件的距离 保护气氛 第二章 焊接(hnji)缺陷第13页/共21页第十三页，共22页。五、夹杂（渣）(图

10、) 夹杂主要有：氧化物、氮化物和硫化物 夹渣主要是焊接熔渣等杂物 影响因素：材料、工艺等 母材和焊材中的夹杂物含量高 焊缝脱氧、脱硫不充分 保护不好(b ho) 熔渣的粘度高 Mn/S达不到要求（小） 焊接速度快 焊接线能量第二章 焊接(hnji)缺陷第14页/共21页第十四页，共22页。六、未熔合和未焊透 未熔合：主要与材料和焊接工艺有关 表面(biomin)氧化膜 热物理性能 线能量 电弧稳定性（磁偏吹等） 未焊透：主要与结构、焊接工艺有关 坡口不合适（角度、钝边、间隙等） 电流小、电压大 焊接速度 焊工操作不当 第二章 焊接(hnji)缺陷第15页/共21页第十五页，共22页。七、形状缺

11、陷 1、咬边 主要与工艺有关 电流过大 立焊、仰焊 运条方式及角度等 2、焊瘤 主要与结构、工艺有关 坡口角度小 电流小、电压大 焊速慢 电弧不稳定 操作(cozu)不当等第二章 焊接(hnji)缺陷第16页/共21页第十六页，共22页。3、烧穿和下榻 主要与材料、结构、工艺有关 材料的高温强度低 薄板及管子(gun zi) 坡口间隙大、钝边小 焊接电流大 焊速慢 无垫板或垫板的托力不够 操作不当等 4、错边 主要与结构和工艺有关 结构设计不合理 装配不正确 焊接夹具 操作不当等 第二章 焊接(hnji)缺陷第17页/共21页第十七页，共22页。5、角变形 主要与结构、工艺有关 坡口形状（填充

12、金属量及受热面积情况等） 坡口角度 板厚（填充金属量或焊缝层数） 焊接顺序 线能量 控制措施（反变形等） 焊接夹具等6、焊缝尺寸、形状不符合要求 与材料、结构和工艺有关 熔渣的粘度 熔渣的表面张力 坡口形状和尺寸 装配间隙 焊接规范不合适（电流、电压(diny)、速度） 操作（运条角度和方式等）7、其他缺陷 电弧擦伤 飞溅 第二章 焊接(hnji)缺陷第18页/共21页第十八页，共22页。一、钎焊接头缺陷 1、致密性缺陷 夹渣、夹气、未钎透、裂纹等 影响因素很多，往往与接头设计、钎焊前工件及钎料的清理、钎料质量、钎料用量、钎剂、钎焊温度、保温时间、钎料与母材的相互作用、钎焊材料的热物理性能等有

13、关。 2、母材自裂 影响因素：材料强度（高强度材料易产生）、钎料与母材的相互作用、应力及其状态(zhungti)（有锤击、划痕及冷作硬化的焊件）等。 3、溶蚀 主要与材料、工艺有关 钎料与母材的相互作用 钎焊温度 保温时间第四节 钎焊接头缺陷(quxin)、产生的原因及防止措施第二章 焊接(hnji)缺陷第19页/共21页第十九页，共22页。一、焊接缺陷的危害 易引起焊接结构失效或破坏，甚至会 引起重大事故。二、焊接缺陷对质量的影响 1、焊接缺陷引起应力(yngl)集中 2、焊接缺陷对静载强度的影响 3、焊接缺陷对脆性断裂的影响 4、焊接缺陷对疲劳强度的影响 5、焊接缺陷对应力(yngl)腐蚀开裂的影响第二章 焊接(hnji)缺陷第五节 焊接(hnji)缺陷的危害及对质量的影响第20页/共21页第二十页，共22页。感谢您的观看(gunkn)！第21页/共21页第二十一页，共22页。NoImag