焊接缺陷及预防-马超

焊接缺陷及预防(焊接缺陷识别)WeldtrainingLingongEXCprojectVolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass2Date目录质量是什么？焊接缺陷裂纹、未熔合、咬边、夹渣、未焊满、焊瘤、气孔、电弧擦伤、飞溅、尺寸缺陷焊缝检查各种变数对焊接缺陷的影响VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass3DateISO19001：2000把质量定义为“一组固有的特性满足要求的程度”。明示的、通常隐含的或必须履行的需求或期望ISO19001：2000把要求定义为质量是什么？VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass4DateISO19001：2000把特性定义为1、特性可以是固有的或赋予的。2、特性可以是定性的或定量的。3、有各类别的特性，如：——物理的（如：机械的、电的、化学的或生物学的特性）——感官的（如：嗅觉、触觉、味觉、视觉、听觉）——行为的（如：礼貌、诚实、正直）——时间的（如：准时性、可靠性、可用性）——功能的（如：飞机的最高速度）——人体功效的（如：生理的特性或有关人身安全的特性）质量是什么？VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass5Date内部缺陷裂纹(Crack)未熔合(LF,Lackoffusion)气孔(Gaspore/porosity)夹渣(Slaginclusions)其他1.焊接缺陷1)缺陷种类表面缺陷裂纹(Crack)弧坑(crater)咬边(Undercut)飞溅(Spatter)其他lVolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass6Date1.焊接缺陷——裂纹裂纹，是最危险的缺陷。之所以危害性最大是因为裂纹是线性缺陷，而且它的端部非常尖锐。正是因为裂纹的端部非常尖锐，所以它在有应力的情况下易于扩展和延伸。当载荷或应力超过构件的抗拉强度时会产生裂纹。换句话说，在过载的情况下会产生裂纹。焊接时或是有载荷时可产生应力。载荷没有超过构件的最大承载能力时，已存在的缺口或应力集中处可产生局部应力集中而超过了构件的抗拉强度，这时，裂纹就在应力集中处产生了。因此，裂纹通常跟表面和内部的缺陷有关，因为这些缺陷会产生应力集中，而这些缺陷是跟焊接有关的。焊趾裂纹VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass7Date1999年重庆彩虹桥断裂事件事故内容：1999年重庆市彩虹桥发生整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。事故经过：1999年1月4日18时50分，32名群众正行走于彩虹桥上，另有22名驻綦武警战士进行训练，由西向东列队跑步至桥上约三分之二处时，整座大桥突然垮塌，桥上群众和武警战士全部坠人河中，经奋力抢救，14人生还，40人遇难死亡(其中18名武警战士、22名群众)。事故原因之一：主拱钢管焊接问题。主拱钢管在工厂加工中，对接焊缝普遍存在裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等严重缺陷，质量达不到施工及验收规范规定的二级焊缝验收标准。1.焊接缺陷——裂纹VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass8Date裂纹分类：1、根据产生原因——热裂纹、冷裂纹；2、根据不同方向——横向裂纹、纵向裂纹；3、根据不同位置——焊喉裂纹、根部裂纹、焊趾裂纹、弧坑裂纹、焊道下裂纹、热影响区裂纹、母材裂纹1.焊接缺陷——裂纹VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass9Date据统计钢结构焊接事故中，10％为焊接热裂纹，90％为冷裂纹，并主要发生在拘束度较大的T型接头和＋字型接头这样应力集中较大的地方。产生冷裂纹的因素：1、钢的淬硬倾向。（1）形成脆硬的马氏体组织；（2）晶格缺陷注：结构件温度低于＋5℃情况下焊接易出现淬硬倾向，特别是引弧处和很短的定位焊接。2、焊接接头含氢量及其分布焊接过程中氢主要来自焊接材料中的水份、焊缝周边的铁锈、油污等。3、焊接接头的应力状态——应力是导致冷裂纹的主要因素应力是由载荷、温度、湿度等因素引起的物体内部某单位面积上所承受的附加内力。应力随着外力的增加而增长，对某一种材料，应力的增长是有限的，超过这一极限，材料就要破坏。焊后立即锤击，使残余应力分散，避免造成高应力区，是局部补焊时防止冷裂纹行之有效的方法之一。4、点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起焊趾裂纹；未焊透等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引起焊缝中裂纹。1.焊接缺陷——裂纹VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass10Date应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”，用σ表示。当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力．把分布内力在一点的集度称为应力（Stress）。应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏。对某种材料来说，应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力——俗称抗拉强度。材料要想安全使用，在使用时其内的应力应低于它的极限应力，否则材料就会在使用时发生破坏。按照应力和应变的方向关系，可以将应力分为正应力σ和切应力τ。按照载荷（Load）作用的形式不同，应力又可以分为拉伸压缩应力、弯曲应力和扭转应力。额外增加知识——应力VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass11Date额外增加知识——应力0.2863nmVolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass12Date1.焊接缺陷——裂纹弧坑裂纹发生在单个焊道的终点处。如果焊工在收弧的时候没有完全填满熔池，将在收弧处形成浅滩或是弧坑。这样的薄弱区域，再加上焊接收缩应力，将形成弧坑裂纹或是网络状的裂纹，这些裂纹都是以弧坑为中心向外散发。当弧坑裂纹是以径向分布时，通常也称为弧坑星状裂纹。由于弧坑裂纹是在焊接熔池凝固时产生的，所以它也是一种热裂纹。图9.6是发生在钨极氩弧焊(GTAW)铝焊道上的弧坑裂纹。弧坑裂纹的危害性很大，因为裂纹很容易扩展。根部裂纹通常是纵向的，但是它们可能会在焊缝或母材内扩展。之所以叫它根部裂纹是因为它们通常在焊缝根部或是根部表面形成。与焊喉裂纹一样，它们通常与焊接收缩应力有关。因此，它们通常是热裂纹。接头装配或准备不当会导致根部裂纹。比如，根部间隙过大会导致应力集中而产生根部裂纹。项目项目说明(定义)1级2级3级特别事项裂纹不允许不允许不允许VOLVOA106标准VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass13Date未熔合是一种焊接不连续，即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，所以未熔合是焊接第二大缺陷。它存在于焊接区域的很多部位。图9.11是发生各种位置上的未熔合。图9.11（A）是坡口面和焊道间的未熔合。更为常见的是，未熔合还与夹渣有关。实际上，由于清理不干净而引起的夹渣可能会影响焊缝的熔合。我们常常认为未熔合是内部的焊接缺陷。但是它也会发生于焊缝的表面。如图9.11（B）。1.焊接缺陷——未熔合VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass14Date1.焊接缺陷——未熔合熔化极气体保护焊焊短路过渡时，对于必须熔合的接头部位，焊工应认真焊接。否则，有些区域的金属就不能熔化和熔合。VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass15Date未熔合的起因有很多，通常是由于焊工操作不当。1、焊接电流过小；2、焊接速度过快；3、焊条角度不正确产生了偏弧现象；4、母材未熔化时已被铁水覆盖；5、端面的污物，包括氧化皮和氧化层也会影响焊缝的熔合；6、接头形状可能会限制熔合。比如对某一焊接方法的焊条直径，坡口的角度不够。1.焊接缺陷——未熔合VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass16Date焊枪偏心焊枪角度不正确1.焊接缺陷——未熔合破口不正确项目项目说明(定义)1级2级3级特别事项未熔合不允许不允许不允许VOLVOA106标准VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass17Date1.焊接缺陷——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。由于是焊趾区缺陷，应力集中处容易引起焊趾裂纹，对那些要承受疲劳载荷的结构有很大的危害。图9.30所示的是在角焊缝和坡口焊缝中的咬边和焊瘤。坡口焊缝，咬边可能即会出现在焊缝表面也会出现在根部表面。VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass18Date1.焊接缺陷——咬边产生原因：当焊接运行速度太快，与焊缝连接的母材金属的熔化所引起的凹穴没有充足的填充金属适当的填入，咬边更易产生。当焊接加热过高，引起母材金属过多熔化，或当运条不当，咬边也可产生。项目项目说明(定义)1级2级3级特别事项咬边深度0.3mm以上不允许总焊缝长度的5%以内时允许(单个缺陷的长度不大于10mm的可允许0.3-0.5mm)总焊缝长度的10%以内时允许(可允许至0.3-0.7mm)深度0.7mm以上的不许可VOLVOA106标准图9.31说明了在一个角焊缝上的典型的咬边外观。这张图片是咬边如何最佳展现的例子。当灯光适当地放置，咬边会产生明显的阴影。有经验的焊接检验师能发现这一现象，并采用一些技术，如用手电筒照在母材表面，在咬边产生的地方，阴影就会出现。VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass19Date1.焊接缺陷——焊瘤焊瘤是另一种由于焊接技巧不当而引起的表面缺陷。焊瘤被描述为在焊趾或焊根外焊接金属的突起。它就像焊接金属溢出接头，并留在邻近的母材表面。焊瘤能在坡口焊缝的表面，或是根部出现（见图9.30）。同样地，当光线适当地照射，有一个显尔易见的阴影。VolvoConstructionEquipmentDepartment,Name,Documentname,SecurityClass20Date1.焊接缺陷——焊瘤产生原因：焊瘤的出现通常是由于焊工使用了不适当的焊接技术。如果焊接移动速度太慢，大量熔化的填充金属就将过多填入接头。结果就是过多的金属溢出并留在母材表面而没有