焊接缺陷检验和焊材选择实用教案

1、 焊接接头的不完整性称焊接缺陷。主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝(hn fn)外观缺陷等。4.5 焊接(hnji)缺陷与检验 第1页/共21页第一页，共22页。4.5.1 4.5.1 焊接(hnji)(hnji)裂纹1、热裂纹(li wn) 热裂纹(li wn)的特征 热裂纹(li wn)可发生在焊缝区或热影响区。 热裂纹(li wn)的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹(li wn)。因热裂纹(li wn)在高温下形成，所以有氧化色彩。热裂纹动画仿真第2页/共21页第二页，共22页。 热裂纹产生的原因: 晶间存在液态(yti)薄膜。 接头中存在拉应力。 热裂纹的防止: 限制钢材和

2、焊条、焊剂的低熔点杂质，如硫和磷含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988，很容易产生热裂纹。 缩小结晶温度范围，改善(gishn)焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性减少偏析。 减少焊接应力的工艺措施，如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。第3页/共21页第三页，共22页。2、冷裂纹(li wn) 冷裂纹的形态和特征 焊缝区和热影响区都可能(knng)产生冷裂纹。冷裂纹的特征是无分支，通常为穿晶型。冷裂纹无氧化色彩。 最常见的冷裂纹是延迟裂纹，即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹。冷裂纹(li wn)动画仿真第4页/共21页第四页，共22页。 延迟裂纹的产生原因(yunyn): 焊接接

3、头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。 焊接接头含氢量较高，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，使接头脆化。 存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。第5页/共21页第五页，共22页。 防止延迟裂纹的措施: 选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。 焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油水；除锈，减少氢的来源。 工件焊前预热，焊后缓冷，可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。 采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多

4、层多道焊等。 焊后立即进行去氢（后热）处理(chl)，加热到250，保温26h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。 焊后进行清除应力的退火处理(chl)。第6页/共21页第六页，共22页。4.5.2 4.5.2 气孔(qkng)(qkng)焊缝气孔(qkng)有三种： 氢气孔 高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开(l ki)后快速冷却，氢的溶解度急速下降，析出氢气，产生氢气孔。 一氧化碳气孔 当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在熔池温度下降时，将发生如下反应： FeO+C = Fe+CO 此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生CO气孔。

5、熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。第7页/共21页第七页，共22页。氮、氢的溶解度变化(binhu)第8页/共21页第八页，共22页。 氮气孔 熔池保护不好(b ho)时，空气中的氮溶入熔池而产生。 防止(fngzh)气孔的方法： 焊条、焊剂要烘干，焊丝和焊缝坡口及其两侧的母材要清除锈、油和水。 焊接时采用短弧焊，采用碱性(jin xn)焊条。CO2焊时，采用药芯焊丝。 采用低碳材料都可减少和防止气孔的产生。第9页/共21页第九页，共22页。4.6 焊接件结构设计 4.6.1 焊件材料的选择4.6.2 焊接方法(fngf)的选择4.6.3 焊接接头工艺设计4.6.4 典型焊件的工艺

6、设计第10页/共21页第十页，共22页。4.6.1 4.6.1 焊接材料(cilio)(cilio)的选择焊接材料(cilio)的选择原则：尽量选用可焊性好的材料:W(C)0.25%的低碳钢或W(CE)0.4%的低合金钢。因这类钢淬硬倾向小，塑性高，焊接工艺(gngy)简单。尽量选用镇静钢。镇静钢含气量低，特别是含H2和O2量低，可防止气孔和裂纹等缺陷。 异种金属焊接时焊缝应与低强度金属等强度，而工艺应按高强度金属设计。 尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以简化工艺过程。第11页/共21页第十一页，共22页。生产单件钢结构件1板厚在310 mm,强度较低，且焊缝(hn fn)较短应选用手

7、弧焊。2板厚在10 mm以上，焊缝(hn fn)为长直焊缝(hn fn)或环焊缝(hn fn)应选用埋弧焊。3板厚小于3 mm，焊缝(hn fn)较短应选用CO2焊。生产大批量钢结构1板厚小于3 mm,无密封(mfng)要求应选用电阻点焊，有密封(mfng)要求应选用缝焊。2板厚在310 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用CO2自动焊。3板厚大于10 mm，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选用埋弧焊或电渣焊。生产不锈钢、铝合金和铜合金结构(jigu) 1板厚小于3mm, 应选用脉冲钨极和钨极氩弧焊。 2板厚在310 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用熔化极氩弧或等离子弧自动焊。4.6.2 焊接

8、方法的选择第12页/共21页第十二页，共22页。 焊缝(hn fn)的布置 1焊缝应尽可能分散，如右图。以便减小焊接热影响区，防止粗大组织(zzh)的出现。 2焊缝的位置(wi zhi)应尽可能对称分布，如右图，以抵消焊接变形。4.6.3 焊接接头工艺的设计第13页/共21页第十三页，共22页。 3焊缝应尽可能避开最大应力和应力集中的位置，如右图。以防止(fngzh)焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大的应力和开裂。 4焊缝应尽量避开机械加工表面，如右图，以防止(fngzh)破坏已加工面。第14页/共21页第十四页，共22页。 5应便于焊接操作，如下图。焊缝位置应使焊条易到位，焊剂(hnj)易

9、保持，电极易安放。第15页/共21页第十五页，共22页。 接头(ji tu)型式的选择与设计 接头型式应根据结构形状、强度要求、工件厚度、焊后变形大小、焊条(hntio)消耗量、坡口加工难易程度等各个方面因素综合考虑决定。1熔焊接头(ji tu)设计2压焊接头设计 （1）点焊接头设计 点焊接头设计包括焊点直径d0，焊点数n等 （2）摩擦焊的接头型式 摩擦焊接头的型式，不仅根据产品的设计要求 来确定，同时也要考虑到摩擦焊接工艺的特点。第16页/共21页第十六页，共22页。4.6.3 4.6.3 典型(dinxng)(dinxng)焊件的工艺设计结构名称：中压容器材料(cilio)：16MnR（原

10、材料(cilio)尺寸为12005000mm）件厚：筒身12mm；封头14mm；人孔圈20mm；管接头7mm压力容器第17页/共21页第十七页，共22页。生产(shngchn)数量：小批生产(shngchn) 工艺设计要点： 筒身用钢板冷卷，按实际尺寸，可分为三节，为避免(bmin)焊缝密集，筒身纵焊缝可相互错开180，封头应采用热压成型，与筒身连接处应有30 mm50mm的直段，使焊缝躲开转角应力集中位置。 根据各条焊缝的不同情况，可选用不同的焊接方法、接头型式、焊接材料与工艺。第18页/共21页第十八页，共22页。焊接过程(guchng)模拟第19页/共21页第十九页，共22页。第20页/共21页第二十页，共22页。谢谢您的观看(gunkn)！第21页/共21页第二十一页，共22页。NoImage内容(nirng)总结焊接接头的不完整性称焊接缺陷。焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹。焊条焊剂(hnj)要烘干，焊缝