焊接检验与质量管理培训课件.ppt

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1、24 二月 2023焊接检验与质量管理培焊接检验与质量管理培训训(ppt 76页页)焊接检验与质量管理培训焊接检验与质量管理培训一、焊接的基础知识二、焊接缺陷的分类三、焊接检验勇于开始，才能找到成功的路 焊接在现代工业生产中具有十分重要地作用，在制造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越，因为它可以用化大为小，化复杂为简单地方法准备坯料，然后用逐次装配焊接地方法拼小成大，这是其他工艺方法难以做到的。焊接概述1、焊接的应用、焊接的应用 应用：（1）制造金属结构件，承压设备；（2）制造机器零件和工具；（3）修复。焊接在承压类特种设备制造中也占有重要的地位。焊接质量对承压类特种设备的产品质量和使用安全

2、可靠性有直接影响。许多承压类特种设备事故源于焊接缺陷，因此，对承压类特种设备无损检测人员来说，掌握焊接知识是非常必要的。焊接应用概述 优点：（1）节省材料，减轻质量，生产成本低；（2）简化复杂零件和大型零件的加工工艺，缩短加工周期；（3）适应性好；可实现特殊结构的生产及不同材料间的连接成型；（4）整体性好，具有良好的气密性、水密性；（5）降低劳动强度，改善劳动条件。不足：结构无可拆性。焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变化，产生焊接残余应力和焊接变形。焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。2、焊接特点（1）熔化焊熔化焊 将待焊处母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法称为熔焊。（

3、2）压力焊压力焊 焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或加热），以完成焊接的方法称为压力焊。（3）钎焊钎焊 钎焊是硬钎焊和软钎焊的总称。采用比母材金属熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材溶化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。3、焊接分类 按焊缝的空间位置不同可分为：、平焊：水平面的焊接。、立焊：垂直平面，垂直方向上的焊接。、横焊：垂直平面，水平方向上的焊接。、仰焊：倒悬平面，水平方向上的焊接。.平焊：手工平焊影像明显可见的均匀分布的焊条运行波纹，成形较规正，其波纹图形如同水的波纹一样。.立焊：手工立焊影像明显可见鱼鳞状三角波

4、纹，有时呈三角沟槽，成形较规正。.横焊：手工横焊影像明显可见焊道与焊道之间的沟槽，横焊时，焊条不上下摆动，故无运条的波纹。.仰焊：手工仰焊，由于焊条摆动方式与平、立、横均不相同，其影像无平、立、横的运条波纹，如同许多个圆饼形纹组成的焊缝影像，黑度不均匀，若其背面为平焊缝，则还可见不太明显的平焊波纹。手工电弧焊埋弧自动焊氩弧焊熔化极气体保护焊等离子弧焊电渣焊承压类特种设备常用的焊接方法 氩弧焊的特点及应用氩弧焊的特点及应用u可焊接各种钢材、有色金属和合金，焊接质量优良。u可全位置自动焊接。u焊接热影响区小，焊件不易变形u电弧稳定，焊缝致密，成型美观。u氩气贵，设备复杂，焊接成本高。氩弧焊主要用于

5、易氧化的有色金属和合金钢的焊接,如铝、镁、钛及其合金、耐热钢、不锈钢等。适用于单面焊双面成形，如打底焊和管子焊接；钨极氩弧焊还适用于薄板焊接。一、氩弧焊熔化极气体保护焊：熔化极惰性气体保护焊ArHeAr+He熔化极活性气体保护焊Ar+Co2Ar+O2Ar+CO2+O2CO2气体保护焊CO2CO2+O2（GMAW）活性气体：高温时能分解出并与金属起化学反应或溶解于液态金属的气体。焊接中常用的有二氧化碳以及含有二氧化碳、氧的混合气体等。氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学作用，也不溶解于液态金属中。氩气+氧气，目的是增加保护气体的氧化性，细化熔滴，可消除电弧的漂移，改善熔池的流动性和电弧的稳定性

6、。1.1.定义定义：利用CO2作为保护气体的气体保护焊，简称CO2焊。CO2气体 CO2气体密度大，高温体积膨胀大，保护效果好。但CO2在高温下易分解为CO和O，导致合金元素的氧化，熔池金属的飞溅和CO气孔。焊接用CO2纯度要大于99.8%。(二二)CO)CO2 2气体保护焊气体保护焊 COCO2 2气体保护焊示意图气体保护焊示意图气体保护焊示意图气体保护焊示意图COCO2 2焊接时的飞溅焊接时的飞溅 CO2+Fe=FeO+CO FeO进入熔池和熔滴，与熔池和熔滴中的碳反应：FeO+C=Fe+CO 生成的CO在熔池和熔滴内体积急剧膨胀而爆破，导致飞溅。防止飞溅的措施、防止飞溅的措施、CO2焊常

7、用H08Mn2SiA焊丝来进行脱氧，合金化。采用短路过渡和细颗粒过渡。为使电弧稳定，飞溅少，CO2焊采用直流反接。采用含硅、锰、钛、铝的焊丝，防止铁的氧化。采用药芯焊丝。2.2.二氧化碳焊特点二氧化碳焊特点焊接成本低；焊接热影响区小，焊件不易变形，焊接质量好；电流密度大，生产效率高；操作性能好，适于全位置焊接；焊后不用清渣，又是明弧，便于监视和控制；采用大电流时，飞溅大，烟雾多；电弧气氛具有较强的氧化性，需采取含有脱氧剂的 焊丝。CO2焊成本低，生产率高，焊缝质量较好，主要用于低碳钢和低合金结构钢焊接，适用于各种厚度。应用CO2气体保护焊需要克服：氧化碳问题、气孔问题、飞溅问题。1.定义：借助

8、水冷喷嘴对电弧的拘束作用，利用机械压缩效应（电弧通过喷嘴细小孔道时的被迫收缩）、热压缩效应（在冷气流的强迫冷却下，带电粒子流离子和电子往弧柱中心集中）和电磁收缩效应（弧柱带电粒子的电流线为平行电流线，相互磁场作用使电流线产生相互吸引而收缩）将电弧压缩为细小的等离子体，获得较高能量密度的等离子弧进行焊接的方法称为等离子弧焊。三、等离子弧焊等离子弧焊 一、焊接接头形式 焊接接头形式一般由被焊接两金属件的相互结构位置来决定，通常分为对接接头、搭接接头、角接接头及T字接头等。这四种接头形式中，对接接头节省材料，容易保证质量，应力分布均匀，应用最为广泛，但焊前准备及装配质量要求较高；搭接接头两焊件不在同

9、一平面上，浪费金属且受力时将产生附加应力，适于薄板焊件焊件；角接接头在构成直角连接时采用，一般只起连接作用而不承受工作载荷；T形接头是结构非直线连接中应用最广泛的连接形式。在结构焊接时具体采用哪种形式焊接接头，主要根据焊件结构形状、使用要求、焊件厚度进行选择；另外还应考虑坡口加工难易程度，焊接方法的种类等其它因素的要求。焊接接头勇于开始，才能找到成功的路1：焊缝的基本搭接形式一、对接：二、搭接：三、直角接：四、T形接头：五、斜角接：2：焊缝的基本坡口形状序号序号简简 图图坡口形式坡口形式焊接符号焊接符号1I 形坡口2 K形坡口 3 V形坡口 4 X形坡口5Y形坡口形坡口6X形（带钝边）形（带钝

10、边）7斜斜V形坡口形坡口8 斜斜Y形坡口形坡口 9 搭接（三面焊）搭接（三面焊）10 U形坡口形坡口 U一、成形缺陷一、成形缺陷 1、焊缝成形不良 焊缝成形是指焊接时，液态焊缝金属冷凝后形成的外形。2、咬边、咬边是常见的焊缝外观缺陷。它的产生是由于焊接参数选择不当或操作工艺不正确和技能水平不熟练，沿焊趾在母材上产生的沟槽或凹陷，对重要焊接结构，咬边是一种危险性较大的外观缺陷。它不对重要焊接结构，咬边是一种危险性较大的外观缺陷。它不但减少了母材金属的有效截面，而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，但减少了母材金属的有效截面，而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，造成应力集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和

11、应力集中裂纹。造成应力集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。外部咬边内部咬边1、电流过大2、焊接角度不合适。预防措施：立焊 仰焊时较易出现咬边的情况，电流比平焊小20%左右。产生咬边的原因：产生咬边的原因：3、焊瘤、焊瘤是指在焊接过程中，熔化的金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。焊瘤不仅影响焊缝的外观，而且也掩盖了焊瘤处焊趾的焊接质量情况，往往在这个部位上会出现未熔合缺陷。对接焊缝焊瘤及探伤底片产生焊瘤的原因1、电流过大。2、速度太慢。防止措施：立焊、横焊时看铁水，防止熔敷金属下坠。4、烧穿、焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷就是烧穿。造成烧穿的原因主要是电流

12、过大、间隙过大或突然改变了焊接位置。1、电流过大。2、速度过慢。3、坡口间隙过大。4、钝边过薄。预防措施：电流不过大，提高焊工技能。产生烧穿的原因：（5）弧坑 焊缝尾部产生的凹坑：产生弧坑的原因：1、熄弧过快。2、薄板焊接时电流过大。3、收弧是没有填满弧坑。防止措施延长收弧时间；采取正确的收弧方法。5、凹坑、凹坑是指焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。产生焊缝表面凹坑的原因主要是坡口截面不均匀，在截面大处填充金属未能填满坡口而形成的凹坑。也可能是焊接速度控制不均匀或多层焊时焊接层数与焊接速度没有配合好所致。二、接合缺陷 1 1、焊接裂纹的种类和特征焊接裂纹的种类和特征 1

13、.1.焊接热裂纹焊接热裂纹 (1)(1)结晶裂纹结晶裂纹 (2)(2)高温液化裂纹高温液化裂纹 (3)(3)多边化裂纹多边化裂纹 2.2.焊接冷裂纹焊接冷裂纹 (2)(2)淬硬脆化裂纹淬硬脆化裂纹 (1)(1)延迟裂纹延迟裂纹 (3)(3)低塑性脆化裂纹低塑性脆化裂纹 3.3.其他裂纹其他裂纹 (1)(1)再热裂纹再热裂纹 (2)(2)层状裂纹层状裂纹 (3)(3)应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹分配头与外前封头焊接处的热影响区产生的裂纹分配头与外前封头焊接处的热影响区产生的裂纹备注、该瓶已由返修车间将分配头切除。分配头与外前封头焊接处的热影响区产生的裂纹分配头与外前封头焊接处的热影响区产生的裂纹 4

14、.4.结晶裂纹的防止措施结晶裂纹的防止措施 (1)(1)冶金措施冶金措施 1)1)严格控制焊材中的硫、磷和碳的含量；严格控制焊材中的硫、磷和碳的含量；2)2)改善焊缝的一次结晶组织改善焊缝的一次结晶组织,细化晶粒细化晶粒(加入加入MoMo、V V、TiTi、NbNb、ZrZr和稀土等元素；焊接和稀土等元素；焊接 奥氏体不锈钢时加入奥氏体不锈钢时加入CrCr、MoMo、V V等铁素体形成等铁素体形成 元素）；元素）；3)3)限制熔合比限制熔合比(尤其是一些易向焊缝转移尤其是一些易向焊缝转移 某些有害杂质的母材某些有害杂质的母材)；4)4)利用利用“愈合作用愈合作用”（如铝合金焊接）。（如铝合金焊

15、接）。(2)(2)应力控制应力控制 1)1)选择合理的接头形式选择合理的接头形式（使熔深减小）；（使熔深减小）；2)2)确定合理的焊接顺序确定合理的焊接顺序 (尽量使焊缝处于较小的刚度下焊接尽量使焊缝处于较小的刚度下焊接)；3)3)确定合理的焊接参数确定合理的焊接参数（适当增加焊接电流，使冷速下降；预热等）。（适当增加焊接电流，使冷速下降；预热等）。5.应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹 (1)(1)应力腐蚀裂纹的形成机理应力腐蚀裂纹的形成机理 活化通路应力腐蚀理论活化通路应力腐蚀理论 腐蚀电池是一个大阴极和小阳极时，腐蚀电池是一个大阴极和小阳极时，阳极的溶解表现为集中性腐蚀损伤。只要在腐蚀过程中，阳极

16、始终保持处阳极的溶解表现为集中性腐蚀损伤。只要在腐蚀过程中，阳极始终保持处 于裂纹的最前沿，裂尖处于活化状态而不钝化，其他部位（裂纹端口两侧）发于裂纹的最前沿，裂尖处于活化状态而不钝化，其他部位（裂纹端口两侧）发生钝化，使裂纹一直向前发展至断裂。生钝化，使裂纹一直向前发展至断裂。应变产生活性通道应力腐蚀理论应变产生活性通道应力腐蚀理论 钝化膜在应力作用下发生破裂，钝化膜在应力作用下发生破裂，裂隙处暴露出的金属成为活化阳极，发生溶解。在腐蚀过程中，钝化膜破裂的裂隙处暴露出的金属成为活化阳极，发生溶解。在腐蚀过程中，钝化膜破裂的同时又发生破裂钝化膜的修复，在连续发生应变的条件下修复的钝化膜又遭破同

17、时又发生破裂钝化膜的修复，在连续发生应变的条件下修复的钝化膜又遭破坏，以致继续腐蚀。坏，以致继续腐蚀。氢脆型应力腐蚀理论氢脆型应力腐蚀理论 腐蚀电池是一个由小阴极和大阳极组成，大腐蚀电池是一个由小阴极和大阳极组成，大阳极发生溶解，表现为均匀性腐蚀。小阴极区如果发生析氢，将发生阴极区金阳极发生溶解，表现为均匀性腐蚀。小阴极区如果发生析氢，将发生阴极区金属的集中性渗氢，在持续载荷作用下导致脆断，应力腐蚀就会顺利发展。随着属的集中性渗氢，在持续载荷作用下导致脆断，应力腐蚀就会顺利发展。随着裂纹的出现，裂纹尖端应力、应变集中促进金属中氢向裂纹尖端聚集，最终导裂纹的出现，裂纹尖端应力、应变集中促进金属中

18、氢向裂纹尖端聚集，最终导致应力腐蚀断裂。致应力腐蚀断裂。(2)(2)应力腐蚀裂纹的防止措施应力腐蚀裂纹的防止措施 应力腐蚀的形成必须同时具有三个因素的综合作用应力腐蚀的形成必须同时具有三个因素的综合作用,即即材质材质、介介质质和和拉应力拉应力。因此，应从三方面的影响因素着手，从产品结构设。因此，应从三方面的影响因素着手，从产品结构设计、安装施工到生产管理各个环节采取相应措施。计、安装施工到生产管理各个环节采取相应措施。材质：材质：采用双相不锈钢材料；采用双相不锈钢材料；选择与母材的化学成分和组织基本一致的焊材（等成分选择与母材的化学成分和组织基本一致的焊材（等成分原则）；原则）；介质：介质：必

19、须具体考虑介质对母材腐蚀的可能性，为了减轻或消必须具体考虑介质对母材腐蚀的可能性，为了减轻或消除特定环境中的应力腐蚀，可在介质中加缓蚀剂。也可采用表面除特定环境中的应力腐蚀，可在介质中加缓蚀剂。也可采用表面处理技术，在构件表面制备牺牲阳极涂层或物理隔离涂层。处理技术，在构件表面制备牺牲阳极涂层或物理隔离涂层。应力：焊接过程中选择合理的接头形式，减小残余应力；应力：焊接过程中选择合理的接头形式，减小残余应力；正确的焊接顺序；正确的焊接顺序；合适的热输入；合适的热输入；焊后可以进行进行消除应力处理。焊后可以进行进行消除应力处理。（4）未焊透接头根部没有完全熔透未焊透未焊透 未焊透是指在焊接过程中接

20、头的根部未完全熔透的现象。1、电流过小。2、速度过快。3、焊接角度不正确。产生的原因：（3）夹渣 7 7、夹渣、夹渣 夹渣是指焊后残留在焊缝中的熔渣。夹渣既存在于焊缝金属的内部，也可能存在于相邻焊道之间。夹渣的存在，会降低焊缝金属的强度。在焊缝金属塑性较差、承受疲劳载荷的情况下，还有可能发展成裂纹。因此对焊缝内部的夹渣必须给予限制。1、焊道之间清理不干净。2、电流过小。3、运条方法不当。防止办法：清理焊道、选择合适的电流和 正确的运条方法。产生夹渣的原因：焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化（5）未熔合 焊缝与母材 焊缝之间 1、电流过小。2、焊条偏心。3、坡口侧有油、锈等赃物。产生未熔合的原

21、因：（2）气孔 焊缝中存在遗留气体：密集气孔产生气孔的原因：1、焊条、焊件受潮。氢气孔 2、焊条、焊件表面有油、锈。3、保护效果不好。药皮脱落、电弧过长、手法不稳。氮气孔 防止方法：焊前去油、水、锈，气体保护焊时做好防风措施，提高操作技术。三、焊接检验三、焊接检验1、焊接检验的目的 焊接检验贯穿于整个焊接生产过程中。在不同阶段焊接检验的目的也各不相同。按不同的焊接检验阶段，焊接检验可分为焊前检验、焊接过程中的检验和焊后检验。焊前检验可以减少和降低产生焊接缺陷的各种影响因素，对预防焊接缺陷的产生具有重要意义。（一）焊前检验包括：1）所用焊接材料和母材的检查和验收。2）检查焊接材料及母材的牌号和规

22、格、焊接方式及尺寸是否与焊接工艺文件的要求一致，焊前清理是否符合规定，焊接设备运行是否正常等。3）生产前焊接试样检验，即在产品部件焊接前，应对试样进行断口或接头的力学性能等试验，试验合格后，才能焊接产品。（二）焊接过程中的检验 焊接过程中的检验可以防止和及时发现焊接缺陷，分析缺陷产生的原因，采取必要的纠正措施，保证焊件在制造过程中的质量。焊接过程中的检验包括：1）焊接工艺纪律检查，包括焊接参数、焊接操作是否规范等。焊接装配检查，包括对接接口错边量的检查、工装的正确使用、是否按工艺图纸要求制作等。2）焊缝的外观质量检查和无损检测。焊缝的外观质量检验：外观检验贯穿整个焊接过程的始终，它不仅是对产品最终焊缝外观尺寸和表面质量的检验，对产品焊接过程中的每一道焊缝也应进行外观检验。外观检验分为目视检验和尺寸检验。