焊接结构外观检验.ppt

1、一、焊接结构的缺陷分类,二、焊接缺陷的起因及防止措施,三、验收标准,焊接结构外观检验,黄国乔 二00九年十一月十一日,四、总结,焊接外观检验是相对简单的评估方法,但不能误解为任何一个人都可以做。虽然我们说焊缝外观目视检验同其他无损检验方法相比相对比较简单，但这并不是说随便任何一个人都可以有效地进行焊缝的目视检验。任何从事目视检验工作的人都必须掌握大量的专业知识。熟练地掌握各种焊接检验的知识需要花费数年的时间积累经验并接受各种专业培训。最重要的是焊接检验师必须熟悉各种焊接工艺和方法、以及那些评估完工焊缝质量的方法。 本资料将介绍最基本的焊接缺陷的分类以及一些基本的允收标准的应用。,前言,焊接缺陷

2、,外观缺陷,气孔,裂纹,夹渣,未焊透,其它缺陷,未熔合,一、缺陷的分类,1.外观缺陷 也叫表面缺陷指不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹、单面焊的根部未焊透等。 （1）咬边 是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。,咬边,咬边是靠近焊缝的母材上的表面缺陷。这是由于在焊接过程中母材熔化后，没有足够的填充材料适当的填入所引起的沉陷而造成的。结果是在母材上形成线性坡口，使母材可能具有相对尖锐的形状。由于是表面缺陷，对那些要承受疲劳载荷的结

3、构有很大的危害。,（2）焊瘤 是焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤。焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷，易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动物的堵塞。,焊瘤,焊接参数不当，焊接角度不对，都有可能形成焊瘤。,（3）凹坑 指焊缝表面或背面局部低于母材部分，它减小了焊缝的有限截面积，弧坑常有弧坑裂纹和弧坑缩孔。,凹坑,弧坑缩孔,（4）未焊满 是指焊缝表面上连续或断续的沟槽，它同样销弱了焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。,未焊满，焊缝低于母材

4、,凹坑与未焊满的区别：凹坑是局部的坑槽，未焊满是连续或断续沟槽。,特别注意的是：未焊满、凹坑最容易出现在内胆的直缝中。,（5）焊穿 是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔的缺陷，它是压力容器产品上不允许存在的缺陷，它完全破坏了焊缝，使接头丧失其连接承载能力。,截面图,X射线探伤照片视图,焊穿,2.气孔 气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。气孔可分为氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔，熔焊中常见的气孔是氢气孔、一氧化碳气孔。气孔减少了焊缝的有效截面积、

5、使焊缝疏松，从而降低了接头的强度，降低塑性，还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。,X射线探伤照片,焊缝内部的气孔,点状气孔,链状气孔,CO气孔为条虫状，H2气孔为孤立圆形，N气孔为蜂窝状。,密集气孔,气孔是焊接金属在熔化状态吸收的气体在其凝固过程中来不及逸出所造成的 。,焊缝截断面的气孔,3.夹渣 夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。夹渣分为两种。 （1）金属夹渣 指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝之中，习惯称为夹钨、夹铜。 （2）非金属夹渣 指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊缝之中。冶金反应不完全，脱渣性不好。,单个夹渣,线状夹渣,夹钨一般存在内胆

6、直缝氩弧焊的焊缝中，环缝中 也可能存在夹杂未熔化的金属氧化物。,点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。 4.裂纹 焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。,接头形式对裂纹倾向的影响,焊缝表面的裂纹,根据裂纹尺寸大小，分为以下三类： （1）宏观裂纹 肉眼可以见到的裂纹。 （2）微观裂纹 在显微镜下才能发现。 （3）超显微裂纹 在高倍数显微镜下才能发现，一般指晶间裂纹和晶内裂纹。 从产生的温度上看，裂纹分为两类。 （1）热裂纹 产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现，又称结晶裂纹。这种裂纹主要发生在晶界，裂纹面上有氧化

7、色彩，失去金属光泽。 （2）冷裂纹 指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹，一般是在焊接完成后一段时间才出现，故又称为延迟裂纹。 裂纹，特别是冷裂纹，带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理、选材不当等的原因引起的以外，绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。 热裂纹都是沿晶开裂，通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料焊缝中。 冷裂纹主要产生于热影响区，也有发生在焊缝区的。冷裂纹可能是沿晶开裂、穿晶开裂或两者混合出现。冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。冷裂纹产生机理：淬硬组织减少了金属的塑性储备；接头的残余应力使焊缝受拉；接头内有一定的含氢量。在所有

8、的裂纹中，冷裂纹危害最大。,常见的裂纹形状,横向裂纹,纵向裂纹,根部裂纹,5.未焊透 未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。未焊透的危害之一是减少焊缝的有效截面积，使接头强度下降。其次，未焊透引起的应力集中所造成的危害，比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低金属的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源，是造成焊逢破坏的重要原因。,6.未熔合 未熔合是指焊逢金属与母材金属或金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合、层间未熔合和根部未熔合三种。未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。,母

9、材金属与焊缝金属未熔合,坡口根部未焊透,焊道之间未焊透,焊缝金属和熔合面或焊道间没有熔合；也就是说，熔合度低于规定范围。由于未熔合而呈线形并且端部很尖锐，所以未熔合是值得注意的缺陷。它存在于焊接区域的很多部位。,未熔合俗称“假焊”,7.其它缺陷 （1）焊缝化学成分或组织成分不符合要求。焊材与母材匹配不当，容易使焊缝金属的化学成分发生变化，或造成焊缝组织不符合要求。这可能使得焊缝的力学性能下降，还会影响接头的耐腐蚀性能。 （2）过热和过烧 若焊接工艺参数使用不当，热影响区在高温区停留时间长，会使晶粒粗大，出现过热组织。若温度进一步升高，在高温区停留时间加长，可能使晶界发生氧化或局部熔化，出现过烧

10、组织。过热可通过热处理来消除，过烧是不可逆转的缺陷 （3）白点 在焊缝金属的拉断面上出现象鱼目状的白色斑，即白点。白点是氢聚集造成的，危害极大。,二、焊接缺陷的起因及防止措施,环缝气孔,形成原因： 1.该处工件或焊丝杂质未清理干净，含有油、铁 、锈等。 2.气体保护效果不好。气路漏气，喷嘴堵塞严重；喷嘴松动，焊枪角度太大；焊丝干伸长度大，焊接部位有风。 防止措施： 1.焊接前对焊缝部位周围不少于20mm的范围内的水、油污、铁锈清除干净。 2.检查气路有无漏气，清理喷嘴飞溅物，调节好焊枪角度，按工艺要求的干伸长度调节焊丝；做好防风措施。,进出水管气孔,注意：我们平时看到的只是焊缝表面的、宏观的气

11、孔，而焊缝内部 的、微观的气孔，我们眼睛无法观测到，需要通过无损检测才可检验出来。,1.GE内胆常见的焊接缺陷及预防措施,形成原因： 1.气体流量不足，气管漏气，焊接地方有风，氩气气体纯度不够高，气体含有水分等杂质。 2.钨针伸出长度过长，焊接速度过快。 3.焊前工件杂质未清理干净。 防止措施： 1.检查气管有无漏气，加大气体流量，焊接工位挡风，选用纯度高的气体 2.按工艺要求，正确选择合适的伸出长度，焊接速度等。 3.焊前工件待焊部位清除油污、铁锈、 氧化皮等杂质。,直缝气孔,形成原因： 1.焊接电流过大。 2. 收弧不当。 防止措施： 1.调小电流。 2. 收弧时，应在收弧处稍做停留后再熄

12、弧，待熔池铁水颜色变暗后再提起焊枪。,弧坑缩孔,错误,收弧不当,形成原因： 1.焊接速度过快，熔敷率低。 2. 对接坡口间隙过大。 3.装夹不紧，桶身两直边与背面铜垫间隙大。 防止措施： 1.调小焊接速度。 2. 打磨坡口毛刺，坡口间隙控制在01mm之间。 3.装夹紧桶身两直边，直边与铜垫应贴紧。,直缝凹陷，未焊满,未焊透,形成原因： 1.焊接电流过低。 2. 焊接速度过快。 3.电弧弧长过长（即钨针端部离坡口距离过长）。 4.因钨针烧损或装夹校正不好的电弧不对中，产生焊偏现象。 防止措施： 1.在工艺要求范围内调大焊接电流。 2. 调小焊接速度。 3.压低电弧长度。 4.重新磨削钨针，焊接前

13、装夹校正，模拟空走一次焊接行程进行检验。,形成原因： 1.焊接电流小。 2. 焊接速度快。 3.母材表面有氧化皮、熔渣及氧化物等高熔点物质。 4.焊枪角度不恰当。 防止措施： 1.在工艺要求范围内调大电流。 2. 调小焊接速度。 3. 清除干净母材表面杂质。 4.调节合适的焊枪角度。,未熔合,烧穿,形成原因： 1.焊接电流大。 2. 焊接速度慢。 3.坡口的间隙大。 4.铜垫与对接坡口背面间隙大，托力不足。 防止措施： 1.在工艺要求范围内调小电流。 2. 在工艺要求范围内调大焊接速度。 3. 装夹桶身直边时，间隙要求须在01mm，并压紧。 4.调节铜垫，使其紧贴坡口背面。,形成原因： 1.焊

14、接电流、电压匹配不适合。 2. 焊丝干伸长度过长。 3.保护气体不纯或气管漏气、流量小。 4.焊枪角度过大。 防止措施： 1.在工艺要求范围内调节电流、电压，使两者匹配适合。 2. 调节适当的焊丝干伸长度。 3. 检查气管，调大流量。 4.调节合适的焊枪角度。,焊接飞溅大,形成原因： 1.导电嘴松动或磨损。 2.焊丝干伸长度过大。 3.送丝管阻力过大。 4.焊丝校直调整不良。 防止措施： 1.紧固或更换导电嘴 。 2. 调整合适的焊丝干伸长度。 3.定期保养清洗或更换。 4.重新调整焊丝。,蛇形焊缝,形成原因： 1. 焊枪松动导致角度不对中。 2. 组对装配间隙大。 防止措施： 1. 调好焊枪

15、，并定期检查紧固。 2.减小端盖与桶身的组对 间隙。,环缝焊偏、烧穿,形成原因： 1.焊接电流过大 。 2. 焊接速度过快。 3.焊接角度不适当 。 防止措施： 1. 调小焊接电流。 2. 调小焊接速度。 3.调整焊枪的角度 。,咬边,补出来的焊缝,形成原因： 1.员工补焊技能不熟练 2. 补焊方法不恰当。 防止措施： 1. 对员工专门的补焊培训。 2.小形状的缺陷应用氩弧焊补焊，大形状的缺陷用二氧化碳气保焊补焊，补焊前应把需补焊的焊缝打磨平整，再焊接。补焊的电流应比正常的电流大一点。,形成原因： 1.焊接电流过大或过小 。 2. 焊接速度过快引起的咬边。 3.母材坡口或焊丝的油、铁锈、水分未

16、清理干净混进焊接区里面 。 4.焊接工艺不恰当，导致焊缝出现晶粒粗大，减少了金属的塑性储备，当焊缝受到应力腐蚀时开裂。 防止措施： 1. 调节合适的焊接电流。 2. 调小焊接速度。 3. 坡口两边20mm范围内，清理各种杂质干净。 4.进行焊接工艺评定，找出适合的焊接工艺。,环缝裂纹导致的漏水,形成原因： 1.T型焊缝咬边比较严重，引起应力集中 。 2. 焊缝余高过高。 3.补前坡口表面清理不干净清理 。 防止措施： 1. 此处是两条焊缝的交接处，是应力集的区域，不允许有咬边，若有咬边应用氩弧焊填丝补焊平。 2. 余高应控制在03mm之间。 3. 坡口两边20mm范围内，清理各种杂质干净。,咬

17、边引起的裂纹,收弧不当,形成原因及可能产生的缺陷： 1.收弧后即刻提起焊枪，尚处于高温状态的熔池没有滞后气体保护。 2. 产生弧坑缩孔。 3.由于没有保护气体保护，空气溶解高温的熔池里，焊缝产生气孔。 防止措施： 1. 熄弧后，应等熔池颜色变淡后，再提起焊枪。 2. 利用滞后断气的气体保护熔池。 3. 同上。,2.一般焊接常见的缺陷及预防措施,续表,三、验收标准,1焊缝外形要求,焊缝外形应均匀，焊道与焊道、焊道与与基本金属之间应平滑过渡 (1).焊缝宽度（C）和余高（h）,见下表,焊缝最大宽度Cmax和最小宽度Cmin的差值，在任意50mm焊缝长度范围内不得大于4mm,整个焊缝长度范围内不得大

18、于5mm。,(2).焊缝直线度,在任意300mm连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f值应符合下表值：,焊缝边缘直线度f值：3,(3).焊缝表面的凹凸,焊缝表面凹凸，在焊缝任意25mm长度范围内焊缝余高hmax-hmin的差值不得大于 2mm。,角焊缝的焊脚尺寸K值由设计或有关技术文件注明，但其焊脚尺寸K值的偏差应符合以下的规定。 当K12 时，尺寸偏差+3，当K12时，尺寸偏差+4。,(4).焊缝的焊脚尺寸K值偏差,焊缝外形尺寸经检验超出上述规定时，应进行修磨或按一定的工艺进行局部补焊 返修后应符合标准中规定，且补焊的焊缝应与原焊缝圆滑过度。,2.焊接接头缺陷标准（引用GB/T12469-1990）,在焊缝或母材中常常会有一些地方不够完美，我们称之为不规则。如果不规则达到一定大小，它可能会影响结构的服役。规范通常规定了缺陷所允许的限度。大于这些限度的不规则被称为缺陷。缺陷是那些需要纠正的不规则。不规则的严重性取决于许多因素，包括其是否是线性或非线性的，它端部的形状和它是否开口到表面。 缺