焊接质量通病培训教材.pptx
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1、一、焊接质量通病及防治措施一、焊接质量通病及防治措施第1页/共36页前言前言焊接是金属加工的重要工艺之一,焊接缺陷也是不可避免的,但对焊接缺陷焊接质量标准中有明确的要求,因此,要求采取相应的工艺方法来防止和降低焊接缺陷的产生。第2页/共36页焊接冶金学焊接冶金学 焊接冶金学是焊接专业的主干课程之一,是其它专业课程的基础。在培养焊接技术人员的过程中起着极其重要的作用。通过本课程的学习,能够系统地掌握金属材料在熔化焊条件下的有关化学冶金和物理冶金方面的普遍规律,在这个基础上能分析各种条件下金属材料的焊接性,为制定合理的焊接工艺、探索提高焊接质量的新途径奠定理论基础。第3页/共36页焊接冶金学(基本
2、原理)是金属熔焊的理论基础,课程主要内容有:焊接的物理本质、焊接接头的形成;焊接温度场的基本概念;焊接化学冶金问题、气相与金属的相互作用、溶渣与金属的相互作用、焊接时的氧化与还原、焊缝金属的合金化、以及焊缝金属中S、P等杂质的控制等;焊接材料(包括焊条、焊剂及焊丝、药芯焊丝等)、焊接熔池的凝固及固态相变、焊缝中的偏、夹杂和气孔;焊接热影响区的组织和性能、焊接条件下CCT图建立与应用;焊接热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。第4页/共36页一)、焊接缺陷的分类一)、焊接缺陷的分类第5页/共36页焊接缺陷的分类焊接缺陷的分类 焊缝尺寸不符合要求焊缝尺寸不符合要求 咬边咬边 外部缺陷
3、外部缺陷 焊瘤焊瘤 弧疤弧疤 弧坑弧坑 焊接缺陷焊接缺陷 气孔气孔 夹渣夹渣 内部缺陷内部缺陷 裂缝裂缝 未焊透未焊透 未熔合未熔合第6页/共36页二)、焊接缺陷对焊接接头的影响二)、焊接缺陷对焊接接头的影响 1)裂纹裂纹 焊接中的裂纹,如冷、热裂纹,除伴有具有脆性的组织结构外,是严重的应力集中源,它可大幅度降低结构或接头的疲劳强度。早期的研究己表明,在宽60mm、厚12.7mm的低碳钢对接接头试样中,在焊缝中具有长25mm、深5.2mm的裂纹时(它们约占试样横截面积的10%),在交变载荷条件下,其2106循环寿命的疲劳强度大约降低了55%65%。第7页/共36页2)未焊透未焊透 应当说明,不
4、一定把未焊透均认为是缺陷,因为有时人为地要求某些接头为周部焊透,典型的例子是某些压力容器接管的设计。未焊透缺陷有时为表面缺陷(单面焊缝),有时为内部缺陷(双面焊缝),它可以是局部性质的,也可以是整体性质的其主要影响足削弱截面积和引起应力集中。以削弱面积10%时的疲劳寿命与未含有该类缺陷的试验结果相比,其疲劳强度降低了25%,这意味着其影响不如裂纹严重。3)未熔合未熔合 由于试样难以制备,至今有关研究极其稀少但是无可置疑,未熔合属于平面缺陷,因而不容忽视,一般将其和未焊透等同对待。第8页/共36页4)咬边咬边 表征咬边的主要参量有咬边长度L、咬边深度h、咬边宽度W。影响疲劳强度的主要参量是咬边深
5、度h,目前可用深度h或深度与板厚比值(h/B)作为参量评定接头疲劳强度。5)气孔气孔 为体积缺陷,Harrison对前人的有关试验结果进行了分析总结,疲劳强度下降主要是由于气孔减少了截面积尺寸造成,它们之间有一定的线性关系。但是一些研究表明,当采用机加工方法加工试样表面,使气孔处于表面上时,或刚好位于表面下方时,气孔的不利影响加大,它将作为应力集中源起作用,而成为疲劳裂纹的起裂点。这说明气孔的位置比其尺寸对接头疲劳强度影响更大,表面或表层下气孔具有最不利影响。第9页/共36页6)夹渣夹渣 IIW的有关研究报告指明:作为体积型缺陷,夹渣比气孔对接头疲劳强度影响要大。通过上述介绍可见焊接缺陷对接头
6、疲劳强度的影响,不但与缺陷尺寸有关,而旦还决定于许多其他因素,如表面缺陷比内部缺陷影响大,与作用力方向垂直的面状缺陷的影响比其它方向的大;位于残余拉应力区内的缺陷的影响比在残余压应力区的大;位于应力集中区的缺陷(如焊缝趾部裂纹)比在均匀应力场中同 样缺陷影响大。第10页/共36页二、焊接质量通病及防治措施二、焊接质量通病及防治措施第11页/共36页缺陷一、焊缝尺寸缺陷一、焊缝尺寸不符合要求不符合要求 产生原因:产生原因:1.1.焊口坡口角度不当。焊口坡口角度不当。2.2.对口间隙不均匀。对口间隙不均匀。3.3.焊接规范选择不当。焊接规范选择不当。4.4.运条速度和操作不当。运条速度和操作不当。
7、5.5.焊条运条角度不合适。焊条运条角度不合适。防治措施防治措施1.1.对对口口角角度度要要合合适适,对对口口间隙要均匀。间隙要均匀。2.2.正确选择焊接规范。正确选择焊接规范。3.3.加加强强焊焊工工技技术术培培训训,熟熟悉掌握运条速度和角度。悉掌握运条速度和角度。4.4.对对尺尺寸寸过过小小的的焊焊缝缝应应封封焊至要求的尺寸。焊至要求的尺寸。第12页/共36页缺陷二、咬边缺陷二、咬边产生原因产生原因1.1.熔焊电流过大。熔焊电流过大。2.2.电弧过长。电弧过长。3.3.焊焊条条角角度度掌掌握握不不当当和和运条操作不熟悉。运条操作不熟悉。防治措施防治措施1.1.选选择择合合适适的的焊焊接接电
8、电流流,不宜过大。不宜过大。2.2.采用短弧焊接。采用短弧焊接。3.3.掌掌握握合合适适的的焊焊条条角角度度和和熟熟练练的的运运条条手手法法,在在焊焊条条横横向向摆摆动动时时,应应在在坡坡口口边边缘缘停停留留稍稍长长时时间间,使使熔熔化化的的金金属属填填满满边边缘缘,而中间要稍快些。而中间要稍快些。第13页/共36页缺陷三、焊瘤缺陷三、焊瘤产生原因:产生原因:1.1.坡口边缘污物未清理干坡口边缘污物未清理干 净。净。2.2.焊接电流过大,焊条金焊接电流过大,焊条金 属熔化时,母材还未充属熔化时,母材还未充 分熔化。分熔化。3.3.焊接速度太慢,对口间焊接速度太慢,对口间 隙过大隙过大。防治措施
9、:防治措施:1.1.彻底清理坡口及其附近彻底清理坡口及其附近的污物。的污物。2.2.对口间隙要合适。对口间隙要合适。3.3.选择适当的焊接电流选择适当的焊接电流4.4.控制电弧长度。控制电弧长度。5.5.手工操作熟练,严格掌手工操作熟练,严格掌握熔池温度,采用相应握熔池温度,采用相应的运条手法。的运条手法。6.6.出现焊瘤时,若伴有未出现焊瘤时,若伴有未熔合裂缝等缺陷时,应熔合裂缝等缺陷时,应彻底清除,进行补焊彻底清除,进行补焊。第14页/共36页缺陷四、弧疤缺陷四、弧疤产生原因:产生原因:由于电弧的短暂引燃与由于电弧的短暂引燃与急速熄灭产生的急速熄灭产生的 防治措施:防治措施:1.1.常检查
10、焊接线及接地的常检查焊接线及接地的绝缘情况,及时将破损绝缘情况,及时将破损处用绝缘胶布包好。处用绝缘胶布包好。2.2.接地线牢靠禁止在坡口接地线牢靠禁止在坡口外引弧。外引弧。3.3.暂时不焊时,应将电焊暂时不焊时,应将电焊钳置于绝缘木板上或挂钳置于绝缘木板上或挂起,并及时切断焊接电起,并及时切断焊接电流。流。4.4.发现有电弧探伤,应用发现有电弧探伤,应用砂轮机修磨。砂轮机修磨。第15页/共36页缺陷五、弧坑缺陷五、弧坑产生原因:产生原因:1.1.由于熄弧时间短产生由于熄弧时间短产生的。的。2.2.焊接薄板时焊接电流焊接薄板时焊接电流过大。过大。防治措施:防治措施:1.1.收弧时,在熔池处短暂
11、收弧时,在熔池处短暂停留或作连续几次点焊,停留或作连续几次点焊,防止电弧突然熄灭,以防止电弧突然熄灭,以产生足够的熔化金属填产生足够的熔化金属填满熔池。满熔池。2.2.氩弧焊时,可利用衰减氩弧焊时,可利用衰减装置使收弧电流逐渐减装置使收弧电流逐渐减少,通过添加填充金属,少,通过添加填充金属,获得饱满的焊缝。获得饱满的焊缝。第16页/共36页缺陷六、气孔缺陷六、气孔产生原因:产生原因:1 1 焊条受潮或未按要求进行烘干。焊条受潮或未按要求进行烘干。2 2 焊条药皮变质或剥落。焊条药皮变质或剥落。3 3 焊条焊芯或焊丝锈蚀。焊条焊芯或焊丝锈蚀。4 4 焊丝清理不干净,有油污。焊丝清理不干净,有油污
12、。5 5 保护气体温度不够,杂质含量高。保护气体温度不够,杂质含量高。6 6 焊焊接接电电流流过过大大,致致使使焊焊条条发发红红,降降低低了了药药皮皮的的保保护护效效果。果。7 7 电弧长度过长。电弧长度过长。8 8 电源电压波动过大,造成电弧不稳定燃烧。电源电压波动过大,造成电弧不稳定燃烧。9.9.气体保护罩保护气体流量小,影响保护效果。气体保护罩保护气体流量小,影响保护效果。第17页/共36页缺陷六、气孔缺陷六、气孔防治措施:防治措施:1.1.不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏芯或焊芯锈蚀的不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏芯或焊芯锈蚀的焊条。焊条。2.2.焊条使用前,应按规定要求进行烘烤。焊
13、条使用前,应按规定要求进行烘烤。3.3.焊接前,对焊丝、母材坡口及两侧进行清理,彻底去焊接前,对焊丝、母材坡口及两侧进行清理,彻底去除油污、铁锈等物。除油污、铁锈等物。4.4.焊接时,应有可靠的防风、防雨措施,管内不得有穿焊接时,应有可靠的防风、防雨措施,管内不得有穿堂风。堂风。5.5.选用合适的焊接电流和焊接速度,采用短板焊接,进选用合适的焊接电流和焊接速度,采用短板焊接,进行适当的预燃。行适当的预燃。6.6.氩弧焊时,使用高纯度符合要法语的氩气。氩弧焊时,使用高纯度符合要法语的氩气。第18页/共36页缺陷七、夹渣缺陷七、夹渣产生原因:产生原因:1.1.母材中的夹渣混入到焊缝中。母材中的夹渣
14、混入到焊缝中。2.2.焊条药皮中的高熔点绷焊条药皮中的高熔点绷 分以及坡边边缘气化物分以及坡边边缘气化物及渣壳等未清理干净,焊接时滞留在熔化金属及渣壳等未清理干净,焊接时滞留在熔化金属中。中。3.3.坡口角度小,焊接电流过小,熔池粘度大等使坡口角度小,焊接电流过小,熔池粘度大等使熔渣不能及时浮出。熔渣不能及时浮出。4.4.焊条药皮成块脱落后未被电弧熔化。焊条药皮成块脱落后未被电弧熔化。5.5.多层道焊时熔渣清理不干净。多层道焊时熔渣清理不干净。第19页/共36页缺陷七、夹渣缺陷七、夹渣防治措施:防治措施:1.1.彻底清量母材坡口表面及附近区域的铁锈、油污等污物。彻底清量母材坡口表面及附近区域的
15、铁锈、油污等污物。2.2.多层道焊时,层间清理要彻底。多层道焊时,层间清理要彻底。3.3.选择适当的焊接电流,使熔池温度达到足以使熔渣充分选择适当的焊接电流,使熔池温度达到足以使熔渣充分浮出。浮出。4.4.加强焊工技术培训,熟练掌握操作技术,正确运条,始加强焊工技术培训,熟练掌握操作技术,正确运条,始终保持熔池清晰可见,促进熔渣与铁水良好分离。终保持熔池清晰可见,促进熔渣与铁水良好分离。5.5.选用焊接工艺性良好的焊接材料。选用焊接工艺性良好的焊接材料。第20页/共36页缺陷八、热裂纹缺陷八、热裂纹产生原因:产生原因:1.1.热热裂裂纹纹是是由由于于焊焊接接熔熔池池在在结结晶晶过过程程中中存存
16、在在着着偏偏析析,低低熔熔点点共共晶晶和和杂杂质质在在结结晶晶过过程程中中的的液液态态间间层层存存在在开开成成偏偏析析,当当焊焊接接应应力力足足够够大大时时,产产生生裂纹。裂纹。2.2.母母材材的的晶晶界界上上存存在在有有低低熔熔点点共共晶晶和和杂杂质质,焊焊接接过过程程中中,在在热热影影响响区区温温度度超超过过其其熔熔点点时时,这这些些低低熔熔点点化化合合物物熔熔化化形形成成液液态态间间层层,当当焊焊接接应应力力足够大时,产生裂纹。足够大时,产生裂纹。第21页/共36页缺陷八、热裂纹缺陷八、热裂纹防治措施:防治措施:1.1.限制母材及焊接材料中易偏析元素及在害杂质(如硫、限制母材及焊接材料中
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