焊接缺陷与焊接质量检验

焊接缺陷与焊接质量检验2008-07-1021:05焊接缺陷与焊接质量检验一、焊接检验的目二、焊接检验的分类三、焊接检验过程四、焊接缺陷五、介绍六种超声波探伤仪一、焊接检验的目的•1、确保焊接结构（件）制造质量，保证其安全运行焊接时由于各种原因，焊缝（或焊接接头）会出现一些缺陷，这些缺陷都影响焊缝和焊接产品质量。这些缺陷中有的（如裂纹、未熔合等）是不允许存在的，有的(如气孔、夹渣等）虽允许存在但按质量级别其数量不允许超过一定的范围。避免焊缝缺陷的产生实现零缺陷是我们追求的目标。焊接检验的目的，是发现焊缝及接头中的缺陷，找出缺陷产生的规律，指出避免和消除缺陷的办法，确保出厂产品达到相关标准要求，达到焊接产品能安全可靠地使用的目的。焊接质量检验可以为今后同类构件的焊接生产避免焊接缺陷的产生提供借鉴，使产品质量得到不断改进和持续提高。2、改进焊接技术，提高产品质量焊接检验可以评定制造工艺正确与否。同时在制定焊接工艺时也可预先制备试样，利用焊接检验技术选择最佳工艺程序，使焊缝达到规定的质量等级要求。3、降低产品成本，正确进行安全评定，由于焊接检验贯穿于焊接生产的全过程，这就可能避免出现产品之后报废的现象，大大减少了原材料和工时的浪费，以及因拖延工期而带来的经济损失，无疑会带来显著的社会效益和经济效益。4、由于有焊接检验的可靠保证，可促使焊接技术的更广泛应用二、焊接检验的分类2008-07-1408:14焊接检验可具体地认为是采用调查、检查、度量、试验和检测等方法，把产品的焊接质量同其使用要求不断地相比较的过程。焊接检验可分为破坏性检验、非破坏性检验和声发射检测三类。名称试验类型试验分类拉伸试验弯曲试验冲击试验压扁试验硬度试验疲劳试验化学分析腐蚀试验宏观检验微观检验断口检验外观检查水压试验气压试验氦检漏试验水冲试验沉水试验载水试验煤油试验氨渗漏试验吹气试验气密性试验射线探伤超声波探伤磁粉探伤渗透探伤涡流探伤破坏性检验能直接而又可靠的测量出使用情况的反应，但只适用于抽样检验声发射检测具有其它检验方法所不具备的动态无损检验的特点，它是利用材料在应力或外力作用下产生变形或断裂时所出现的声发射信号，确定其中的缺陷的产生、运动和发展的情况。非破坏性检验目前广泛应用于焊接检验中。它能在不破坏焊接结构（件）、不改变或不影响其使用性能的前提下保证产品的安全性和可靠性。非破坏性检验包括外观检查、强度检验、致密性试验和无损检验。其中当今普遍应用无损检验技术。三、焊接检验过程2008-08-0421:29•三、焊接检验过程•A、焊接检验的依据：图样、技术标准和检验文件规定1）施工图样：图样使生产中使用的基本资料，加工制作应按图样的规定进行。图样规定了原材料、焊缝位置、坡口形状和尺寸及焊缝的检验要求等。2）技术标准：包括有关的技术条件，它规定焊接产品的质量要求和质量评定方法，使从事检验工作的指导性文件。如：N05052《金属焊接》介绍了焊接方法、质量评定等级、对各种焊接方法的要求及参考值；SQB45201《点焊技术条件》规定了焊接接头的质量及评定，包括接头强度、焊点尺寸、接头缺陷等。•DIN8570《焊接结构的自由公差》规定了焊接零部件及焊接结构的长度、角度、形状和位置的自由偏差、铝制构件的对接焊缝和位置的自由偏差。•JB/T5943-91《工程机械焊接件通用技术条件》规定了焊接件的技术要求、试验方法、检验规则等。对于焊缝表面质量分级及其形状偏差的范围和外部缺陷都做了明确规定。3）检验文件：包括工艺规程、检验规程、检验工艺等，它们具体规定了检验方法和检验程序，指导现场检验人员进行工作。另外，还包括检查过程中收集的检验单据；检验报告、不良品处理单、更改通知单等书面通知4）订货合同：用户对产品焊接质量的要求在合同中由明确标定的，也可作为图样和技术文件的补充规定•B焊接检验过程，基本上由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验等环节组成•1、焊前检验•焊前检验主要是对焊前准备的检查，是贯彻预防为主的方针，最大限度避免或减少焊接缺陷的产生，保证焊接质量的积极有效措施。•焊前检验主要包括12项内容。•1）基本金属质量检验•检查投料单据、实物标记、实物表面质量、投料划线的正确性和标记移植的齐全性，并及时作好检查记录，然后才可转入焊前备料、下料等工序。•2）焊接材料质量检验•对焊丝、焊条、焊剂、气体（Ar、He、N2、CO、压缩空气等）质量检验，注意核对焊接材料是否符合图样、文件规定；核对实物标记；焊接材料代换时，应符合等同性能、改善性能、改善焊接性三原则，并应履行审批手续。•3）焊接结构设计鉴定•应具有良好的可检测性，即有适当的探伤空间位置，有便于进行探伤的检测面，有适宜探伤的探测部位的底面（如射线探伤可贴片）•4）焊件备料的检查•对坡口的检查，如坡口形状、尺寸及表面粗糙度加工质量；清理质量；σs＞392MPa或Cr—Mo低合金钢焊件坡口表面探伤及时去处裂纹•5）焊件装配质量检查•对装配结构、装配工艺、定位焊缝质量的检查，当定位焊缝作为主焊缝一部分时，其质量及检验方式同主焊缝•6）焊接试板的检查•焊前试板主要用于单批生产总选择设备工作状态，以控制投产后的焊接质量；工序试板用于复杂工序间，控制不合格焊缝不转入下道工序；产品试板可评定成品焊缝的质量。应对焊前试板、工序试板、产品试板进行检查。•7）能源的检查•对电源、气体燃料（O2、H2、液化石油气等）的检查。电源检查应注意电源波动程度；气体燃料的检查应注意其纯度和压力•8）辅机具的检查•对变位机、转胎、装配夹具、焊接夹具进行检查，主要检查动作的灵活性、定位精度和夹紧力等•9）工具的检查•如：面罩、手把、电缆等，应注意选择深浅合适的护目玻璃•10）焊接环境检查•如：环境温度、湿度、风速、雨雪等，环境条件不利时应注意防护措施的有效性•11）焊接预热检查•如：预热方式、预热温度，预热温度的测点应距焊缝边缘100～300mm•12）焊工资格检查•如：检测焊工合格证，证件的有效期。(该证件包括的考试项目应与所焊产品一致）•2、焊接过程检验•焊接过程不仅指形成焊缝的过程，还应包括后热和焊后热处理过程。需要特别指出的是焊工直接操纵焊接设备并能充分接近焊接区和随时调整焊接参数，以适应焊缝成形质量的要求，因此，焊工的自检能积极主动地控制焊接质量•焊接过程检验主要包括7项内容。•1）焊接规范的检验•检验主要内容包括对手工电弧焊规范的检验、埋弧自动焊和半自动焊规范的检验、CO2气体保护焊规范的检验、电阻焊规范的检验、气焊规范的检验。在对以上焊接规范进行检验时应注意不同的焊接方法有不同的检验内容和要求，但原则上均应执行工艺。当有变化时，应办理焊接工艺更改手续。•2）复核焊接材料•对焊接材料的特征（如颜色、尺寸）及焊缝外观特征进行复核。发现焊接材料有疑问时应及时查找原始标记，确保材料牌号、规格与规定相符•3）焊接顺序的检查•对施焊顺序、施焊方向进行检查，以保证施焊方向正确无误•4）检查焊道表面质量•焊道表面不应有裂纹、夹渣等焊接缺陷，每一次熔敷所形成的一条单道焊缝称焊道，焊道表面缺陷应及时消除，以避免多层焊时缺陷的叠加•5）检查后热•焊后立即对焊件全部或局部进行加热或保温使其缓冷的工艺措施称为后热，主要可防止产生延迟裂纹和起消氢处理作用。应检查后热温度和后热保温时间•6）检查焊后热处理•对焊后正火热处理及焊后消除应力热处理进行检查，正火处理可改善焊缝金属组织、细化晶粒、提高韧性；这些均应严格按热处理工艺要求检查•3、焊后检验•焊接结构（件）虽然在焊前和焊接过程中都进行了有关检验，但由于制造过程中外界因素的变化或规范、能源的波动等仍有可能产生焊接缺陷。因此，必须进行焊后检验。•焊接检验的内容：•1、焊后对焊接质量进行检查和验收；•2、用通用量具或样板检查焊缝的几何形状与尺寸；•3、用目测、渗透探伤和磁粉探伤等方法检查焊缝外部缺陷；•4、用射线照相、超声波探伤或钻孔方法等检查焊缝内部缺陷。•参考标准JB/T5943—91《工程机械焊接件通用技术条件》•在实际检验工作中具体检验步骤可参照以下8项内容。•1）对现场组装的焊接质量及产品制造时的焊接质量进行检验。•检验内容：•a、检验程序和检验项目，包括检查资料的齐全性；核对质量证明文件；检查实物与质量证明的一致性；按有关工艺规程和技术文件规定进行检验；对产品重要部位、易产生质量问题的部位、运输中易破损和变形的部位应给予特别注意，重点检查。•b检验方法和验收标准•对焊接产品的质量进行检查，以便及时发现漏检或错检，及时处理、消除隐患，保证焊接结构（件）安全可靠地运行。焊后检验所采用的检验方法、检验项目、验收标准应符合有关标准的规定，应与焊接过程中采用的检验方法、检验项目、验收标准相同，避免引起制造单位与验收使用单位的意见分歧。•2）外观检查•检查的内容包括焊缝表面缺陷、焊接接头表面清理质量、焊缝尺寸偏差的检查等。焊缝外观检验是焊缝表面清理以后目视或用放大镜检查焊缝及近缝区有无外表可见的缺陷以及焊缝外形尺寸。重点应检查焊缝接头部位、收弧部位、形状和尺寸突变部位、焊缝与母材连接部位、母材引弧部位等。•焊缝缺陷的类型很多，按其在焊缝中的位置可分为外部缺陷和内部缺陷。•外部缺陷位于焊缝外面，用肉眼或低倍的放大镜就可以看到。例如：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、表面气孔、可见裂纹、未焊透等。内部缺陷位于焊缝的内部，这类缺陷用破坏形检验或无损探伤方法来发现。内部缺陷包括未熔合、气孔、夹渣、裂纹等。•在第四项重点介绍常见焊接缺陷。•3）无损检验•无损检验是用对焊缝及木材没有损伤的方法对焊缝及母材的表面或全部断面进行检验判定有无缺陷、缺陷类型及大小的方法。无损检测常用的有X光拍片检测、超声波检测以及荧光和磁粉检测。特厚板、重要构件要用γ射线或直线加速器检测。•4）力学性能检验•对焊接接头、焊缝及熔敷金属进行拉伸、弯曲、冲击、压扁、硬度、疲劳试验•5）金相检验•对焊接接头金相组织分析，一般先进行宏观分析，然后有针对性的进行显微金相分析。宏观分析包括低倍分析（粗晶分析）和端口分析。显微金相分析包括焊缝和热影响区组织分析。•6）焊缝金属化学试验分析包括焊缝晶间腐蚀检验和焊缝铁素体含量检验力学性能检验、金相检验、焊缝金属化学试验分析为破坏性检验。•7）致密性试验•主要用于对焊接容器的密封性试验。•常压液体容器对焊缝进行煤油渗漏检验及盛水检验。•盛装带有挥发性液体或气体的压力容器或受压元件要进行充气检查或氨气检查。•压力容器的水压试验（设计规定进行气压试验代替水压试验时进行气压试验）。•有的受压元件要进行沉水检查。•包括气密性试验、吹气试验、氨渗漏试验、煤油试验、载水试验、沉水试验、水冲试验、氦检漏试验。•8）焊缝强度检验•包括水压试验和气压试验。试验的产品必须是其它检验项目均已完全合格；应严格执行试验规程并应有可靠的安全措施。•在检验工作中，可酌情选择以上8种检验项目进行检测四、焊接缺陷2008-08-0421:43••四、焊接缺陷•（一）焊接缺陷的分类、特征及分布•焊接缺陷分为七类：裂纹、气孔、固体夹杂、未熔合、未焊透、形状缺陷、其他缺陷•第一类：裂纹•焊接裂纹是指金属在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。1、按裂纹的外观形貌和产生的部位可分为7种名称特征分布横向裂纹裂纹长度方向与焊缝轴线相垂直位于焊缝、热影响区或母材中纵向裂纹裂纹长度方向与焊缝轴线相平行弧坑裂纹形貌有横向、纵向或星形状位于焊缝收弧弧坑处放射状裂纹从某一点向四周放射的裂纹位于焊缝、热影响区或母材中枝状裂纹形貌呈树枝状间断裂纹裂纹呈断续状态微观裂纹在显微镜下才能观察到2、按裂纹产生的温度范围来划分可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹三种。•（1）热裂纹•热裂纹产生的主要原因一是某些杂质元素与金属及其合金元素形成低熔点共晶，这些共晶体聚积在晶界上，不能承受力量，又破坏了晶粒之间的联系而形成热裂纹；二是线膨胀系数大的母材焊接时受热膨胀体积增大，晶间结合力减弱，在焊接应力作用下也易产生热裂纹。•根据裂纹形成