焊接缺陷及预防措施
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焊接缺陷及防止措施焊接是一种常见的连接金属材料的方法,但由于操作不当或材料质量不合格等原因,会出现焊接缺陷。
焊接缺陷会影响焊缝的强度和可靠性,甚至可能导致结构或设备的故障。
因此,了解焊接缺陷的种类及其防止措施,对于保证焊接质量和工件的安全具有重要意义。
常见的焊接缺陷包括:1.气孔:气孔是焊接过程中产生的气体聚集而形成的孔洞。
气孔会导致焊缝强度降低,易于产生裂纹。
防止气孔的措施包括使用合适的焊接电流和电焊材料,保证焊缝周围环境干燥和清洁,焊接前对材料进行充分预热等。
2.熔花:熔花是焊接过程中溢出的熔融金属。
熔花会导致焊缝表面不平整,增加氧化层的形成几率,从而降低焊缝的质量。
防止熔花的方法包括调整焊接电流和电压,控制焊接速度,使用合适的电焊材料等。
3.裂纹:裂纹是焊接过程中由于热应力或冷却过程中的变形而导致的断裂。
裂纹会明显降低焊缝的强度和可靠性。
为防止裂纹的产生,可以在焊接前对材料进行适当的预热和热处理,控制焊接过程中的热输入和温度梯度,以及进行合适的焊后热处理。
4.缩孔:缩孔是焊接过程中由于熔池冷却快速造成的孔洞。
缩孔会导致焊缝的密封性和强度下降。
为防止缩孔的产生,可以使用合适的焊接工艺参数,如焊接电流、电压和焊接速度,控制焊接过程中材料的预热温度和冷却速度,以及在焊接过程中进行适当的保护气体或熔敷金属。
5.错边:错边是焊接过程中由于材料对位不准确而产生的焊缝偏移。
错边会导致连接部位的强度和精度下降。
为避免错边,应进行合适的材料对位和夹持,控制焊接过程中的热输入和焊接速度,以及采用合适的焊接工艺。
针对以上不同类型的焊接缺陷,需采取相应的防止措施,如合理选择适用的材料、控制合适的焊接参数、确保焊缝周围环境条件良好等,以保证焊接质量。
此外,还应注意人员技术培训和操作规程的制定,提高焊接人员的技术能力和安全意识,从而减少人为因素对焊接缺陷产生的影响。
总之,焊接缺陷在焊接过程中是难免的,但通过合适的防止措施,可以降低焊接缺陷的发生概率,并提高焊接质量和工件的安全性。
焊接常见缺陷产生的原因及其预防措施1 2 3 45 6 7 8 焊接缺陷咬边火渣、火鸨气孔或者群孔裂纹未焊透未融合根部氧化i焊瘤、内凹产生因素1、焊接电流大;2、焊接过程中,在母材位置停留时间短,铁水不足。
预防措施1、在电流范围内适当减小焊接电流;2、调整焊接手法,给足铁水。
1、正确选用焊接材料;2、减少单层焊道熔1、层问活理』、干净;2、焊接敷厚度,使熔渣充分浮到熔池外表;3、增时焊条不摆动或者摆动幅度小;3、焊接材料选用不当;4、焊件太大;5、电弧电压太局。
1、母材坡口有铁锈、水、油污;2、焊条受潮;3、焊丝有锈蚀;4、焊接电流过大或者过小;5、电弧电压太高;6、焊接速度过快;7、焊件太大;8、焊接环境风大。
1、焊接材料选用不当;2、焊件太大,冷却速度快;3、焊接热输入量过大;4、拘束应力过大。
1、对口间隙小;2、焊接电流小;3、焊件大,冷却速度快。
1、焊接电流小;2、焊件大,冷却速度快。
、焊件根部保护效果不好。
1、对口间隙过大;2、焊接电流大;3、焊接速度慢,焊件温度过高。
大焊接电流,有规律性的运条、搅拌熔池、使熔渣与熔池金届充分别离;4、子细活理层间焊渣;5、降低电弧电压;6、氧弧焊时焊工手法要稳,防止鸨极短路。
1、焊接前活除焊件、焊丝上的污锈或者油质;2、焊条按规定烘烤,烘烤后放包温箱内备用,焊工使用时采用保温筒;3、正确选用焊接材料;4、控制焊接工艺条件,适当预热,采用短弧焊接;5、采用防风雨棚。
1、合理选择焊材、改善焊缝组织、提高焊缝金届的塑性;2、适当焊前预热,降低焊件的冷却速度;3、改善工艺因素,采用小的焊接标准,降低组织过热产生的晶粒粗大;4、调整焊接顺序,降低焊接应力。
1、对口间隙调整到规定的尺寸;2、在电流范围内选择较大的焊接电流;3、适当预热,调整焊条、焊炬的角度。
1、在电而围内选择较大的焊接电流;2、适当预热,降低焊件的冷却速度。
1、米取根部氧气保护措施,到达保护效果。
焊接缺陷及防止措施焊接缺陷焊接是一种将两个材料连接在一起的方法,通常使用热力或压力来实现。
然而,焊接过程中可能会出现一些缺陷,会对焊接工件的功能和寿命产生不良影响。
下面是一些常见的焊接缺陷:焊缝裂纹焊缝裂纹是一种在焊接中产生的缺陷,通常是由于焊接材料的收缩和冷却不均匀造成的。
裂纹可能不会在焊接后立即出现,但随着时间的推移会逐渐扩大,并最终导致焊接结构的破坏。
焊接气孔气孔是金属材料中充满气体,通常是由于气体难以从熔池中逃逸,或者由于电弧在焊接过程中产生气体造成的。
气孔可能会导致焊接材料弱化,并使焊接结构产生疏松和脆性。
焊接夹渣焊接中的夹渣是指焊点中包含的未融化的焊芯或焊渣。
夹渣可能导致焊接缺陷,也会降低焊接接头的机械强度。
它通常是由于焊接过程中被挤压或未被除去的焊芯颗粒造成的。
焊接变形焊接中的变形是指焊接材料在焊接过程中发生的形状变化。
这可能是由于焊接材料的冷却不均匀或由于焊接时物体的形状造成的。
变形可能会导致焊接结构产生扭曲或变形,从而影响整个焊接结构的功能和可靠性。
防止焊接缺陷的措施为了减少焊接缺陷的出现,需要采取一些预防措施:选择合适的焊接材料选择于焊接材料相似的抗拉强度和脆性的材料,可以大幅减少焊接产生的裂纹和气孔。
优化焊接过程在焊接过程中,必须维护适当的热力和压力,以确保焊接材料的均匀收缩。
提高焊接电流或电弧温度,可以帮助将气体和夹渣排放出焊接材料中。
清除焊接材料在焊接过程中,必须清除焊接过程产生的夹渣、切碎的焊芯和焊接材料中残留的表面污染物。
对于切割和沙磨处理,可以考虑使用旋转针或激光器清除焊接部位。
控制焊接变形通过事先设计工作件,并控制焊接部位的加热和冷却,可以最大程度地减少焊接变形。
使用预先设计的支撑或间隔体可以对焊接部位变形进行控制。
总结焊接是一种广泛应用于各种制造领域的连接方法,但是,焊接过程中通常会出现一些缺陷。
了解常见的焊接缺陷,以及如何预防它们产生,可以使焊接结构更加坚固和耐用。
焊接内部缺陷原因分析及预防措施一、气孔1、现象在焊缝中出现的单个、条状或群体气孔,是焊缝内部最常见的缺陷。
2、原因分析根本原因是焊接过程中,焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池,在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。
3、防治措施预防措施主要从减少焊缝中气体的数量和加强气体从熔池中的溢出两方面考虑,主要有以下几点:(1)焊条要求进行烘培,装在保温筒内,随用随取;(2)焊丝清理干净,无油污等杂质;(3)焊件周围10~15㎜范围内清理干净,直至发出金属光泽;(4)注意周围焊接施工环境,搭设防风设施,管子焊接无穿堂风;⑸氩弧焊时,氩气纯度不低于99.95%,氩气流量合适;⑹尽量采用短弧焊接,减少气体进入熔池的机会;⑺焊工操作手法合理,焊条、焊枪角度合适;⑻焊接线能量合适,焊接速度不能过快;⑼按照工艺要求进行焊件预热。
4、治理措施(1)严格按照预防措施执行;(2)加强焊工练习,提高操作水平和责任心;(3)对在探伤过程中发现的超标气孔,采取挖补措施。
二、夹渣1、现象焊接过程中药皮等杂质夹杂在熔池中,熔池凝固后形成的焊缝中的夹杂物。
2、原因分析(1)焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等;(2)电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等,导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
3、防治措施(1)焊件焊缝破口周围10~15㎜表面范围内打磨清理干净,直至发出金属光泽;(2)多层多道焊时,层间药皮清理干净;(3)焊条按照要求烘培,不使用偏芯、受潮等不合格焊条;(4)尽量使用短弧焊接,选择合适的电流参数;⑸焊接速度合适,不能过快。
4、治理措施(1)焊前彻底清理干净焊件表面;(2)加强练习,焊接操作技能娴熟,责任心强;(3)对探伤过程中发现的夹渣超标缺陷,采取挖补等措施处理。
三、未熔合1、现象未熔合主要时根部未熔合、层间未熔合两种。
根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊接接头未熔合;层间未熔合主要是多层多道焊接过程中层与层间的焊缝金属未熔合。
焊接缺陷及预防措施焊接是制造业中非常重要的一个工艺,它可以将两个或更多的金属部件结合在一起,使其成为一个整体。
焊接技术的应用范围非常广泛,可以用于制造工业、建筑业、汽车工业、航空工业等领域。
然而,在实际操作中,焊接缺陷的问题也经常出现。
本文将介绍几种常见的焊接缺陷和预防措施。
一、焊接缺陷的类型1.沉积物沉积物是一种常见的焊接缺陷,它指的是表面或内部附着在焊接深度中的异物。
沉积物可能是焊接材料中的杂质、坩埚涂层等,也可能是焊接前表面存在的油污和灰尘等。
沉积物可能会导致焊缝出现微孔、气泡、裂缝等现象。
2.接触不良接触不良是焊接过程中又一个常见的缺陷。
它指的是焊接接头内部接触不良,造成焊接材料之间无法充分融合,导致焊缝表面出现裂缝、气孔等缺陷,从而影响焊缝的强度和密封性。
3.气孔气孔是焊接中比较严重的一种缺陷,它通常是由于焊接接头中存在过多的气体,或在焊接过程中材料表面吸收大气中的水蒸气等原因引起的。
气孔损伤焊缝的外观和机械性能,特别是当焊接部位处于极端载荷下时。
二、焊接缺陷的预防措施1.洁净表面确保焊接接头的表面清洁,去除油污和灰尘等杂质。
在焊接前,清洗焊接接头表面并加工整齐的接头边缘将有助于焊接过程的稳定性和精度。
2.合适的焊接材料选择具有合适力学特性和化学成分的焊接材料,并且需要适配与被焊接材料的特性和属性。
在选择合适的焊接材料时,需要考虑到材料的强度、延展性、抗热、耐腐蚀性能等因素。
3.适当的焊接方法应选择适当的焊接方法和焊接参数,确保焊接过程中材料的稳定性和质量。
同时,应遵循焊接规程的建议,控制好焊接温度、焊接速度、保护气环境等参数。
4.检查和评估在焊接过程中,应定期检查和评估焊接质量和焊缝的特征。
检查焊缝的外观、尺寸和形状等特征,以确保焊接的质量和完整性。
结论在焊接过程中,焊接缺陷的出现是非常常见的。
要预防焊接缺陷,需要实施一系列的措施,例如保持表面干净,选择合适的焊接材料和方法以及定期检查焊接质量等。
焊接焊缝的缺陷与预防措施焊接是一种常见且广泛应用的金属连接方法,但焊接过程中会出现焊缝缺陷,对于焊接质量和强度产生不利影响。
因此,了解焊接焊缝的缺陷形式及其预防措施是至关重要的。
本文将介绍焊接焊缝的几种常见缺陷,并提出相应的预防措施。
1.气孔气孔是焊接中最普遍的缺陷之一。
气孔的形成是由于焊接过程中的气体未能完全排除,被困在焊缝内部形成的孔洞。
气孔的存在会导致焊缝强度降低,并可能在受力时产生应力集中,从而导致焊接断裂。
预防措施:- 检查焊接材料的表面,确保其干净无油、无水,以减少气孔的生成。
- 采用适当的焊接参数,控制焊接热输入,避免焊料表面温度过高,减少气孔的生成。
- 选择合适的焊接材料和焊接电极,以减少气孔的生成。
2.夹渣夹渣是指焊缝中存在的夹杂物,常见的有氧化物、矿物和其他金属颗粒等。
夹渣的存在会降低焊接接头的强度,甚至引发焊缝的开裂。
预防措施:- 清理工件和焊条的表面,确保无污染物和杂质,降低夹渣的产生。
- 采用正确的焊接技术和操作方法,确保焊接过程中夹渣容易浮起并排出。
- 检查焊接设备和工具的状态,确保其清洁和良好维护,以减少夹渣的生成。
3.裂纹焊接过程中的热应力和冷却过程中的收缩应力可能导致焊接接头出现裂纹。
裂纹的出现会降低焊接接头的强度和密封性。
预防措施:- 选择合适的焊接方法,控制焊接热输入和焊接速度,减少焊接产生的热应力。
- 采用适当的预热和后热处理工艺,以减小接头热应力和冷却收缩应力。
- 采用合适的焊接顺序,避免焊缝局部的过快冷却和热应力集中。
4.热裂纹热裂纹是焊缝在焊接过程中产生的一种裂纹,通常发生在高温下。
它是由于焊接过程中的热引起焊接材料在固态时的形变不均匀,产生内部应力而引起的。
预防措施:- 选择合适的焊接方法和工艺参数,避免焊接材料过多的热输入。
- 采用适当的焊接顺序,避免焊接接头局部过快冷却和热应力集中。
- 进行预热和后热处理,以减小热裂纹的发生。
总结:为了保证焊接接头的质量和强度,我们应该充分了解焊接焊缝缺陷的形成原因,并采取相应的预防措施。
预防焊接缺陷的措施焊接是一种常见的金属连接方式,广泛应用于各种工业领域。
然而,焊接过程中容易出现各种缺陷,如裂纹、气孔、夹渣等,这些缺陷会严重影响焊接件的质量和使用寿命。
因此,预防焊接缺陷是非常重要的。
本文将介绍一些预防焊接缺陷的措施。
1. 选择合适的焊接材料焊接材料的选择对焊接质量有很大影响。
应根据焊接件的材料和使用环境选择合适的焊接材料。
一般来说,焊接材料应与被焊接材料具有相似的化学成分和物理性质,以确保焊缝的强度和耐腐蚀性。
此外,还应注意焊接材料的质量,选择有保障的品牌和供应商。
2. 控制焊接参数焊接参数包括焊接电流、电压、焊接速度、焊接温度等。
这些参数的选择和控制对焊接质量至关重要。
应根据被焊接材料的厚度、形状、材质等因素,选择合适的焊接参数。
同时,应注意控制焊接过程中的温度和速度,避免过热或过快的焊接速度导致焊接缺陷。
3. 清洁焊接表面焊接表面的清洁程度对焊接质量有很大影响。
焊接表面应清除油污、锈蚀、氧化物等杂质,以确保焊接表面的光洁度和金属间的良好接触。
清洁焊接表面可以采用机械清洗、化学清洗、喷砂等方法。
4. 采用合适的焊接工艺不同的焊接工艺适用于不同的焊接材料和焊接要求。
应根据具体情况选择合适的焊接工艺,如手工电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
同时,还应注意控制焊接工艺中的参数和操作方法,避免出现焊接缺陷。
5. 检测焊接质量焊接完成后,应进行焊缝检测,以确保焊接质量符合要求。
常用的焊缝检测方法包括目视检测、X射线检测、超声波检测等。
检测结果应记录并保存,以备后续参考。
6. 培训焊接人员焊接人员的技能水平和经验对焊接质量有很大影响。
应对焊接人员进行培训和考核,提高其焊接技能和质量意识。
同时,还应注意保护焊接人员的健康和安全,提供必要的防护措施和设备。
预防焊接缺陷需要从多个方面入手,包括选择合适的焊接材料、控制焊接参数、清洁焊接表面、采用合适的焊接工艺、检测焊接质量和培训焊接人员等。
只有全面采取措施,才能确保焊接质量和安全。
焊接培训资料--焊接缺陷焊接是一种常见的连接金属材料的方法,应用广泛,但在焊接过程中可能会出现一些焊接缺陷。
本文将主要讨论焊接缺陷的分类、原因以及如何避免和修复这些缺陷。
第一篇:一、焊接缺陷的分类焊接缺陷可以分为表面缺陷和内部缺陷两大类。
表面缺陷主要包括焊缝不充分、气孔、裂纹、夹渣等。
内部缺陷则包括焊缝夹杂物、未熔合、未熔透等。
1. 焊缝不充分:焊缝不充分是指焊接时金属材料没有完全融合,导致焊缝的强度降低。
主要原因是焊接接头准备不充分、焊接电流过小或焊接速度过快等。
2. 气孔:气孔是焊接过程中产生的气体聚集在焊缝中形成的孔洞。
气孔的出现主要是由于焊接材料表面涂有油脂、水分等杂质、焊接电流过大或焊接区域未完全覆盖保护气体等原因造成的。
二、焊接缺陷的原因1. 材料本身质量差:焊接缺陷的一个重要原因是焊接材料本身的质量差。
如果材料含有太多的夹杂物、杂质或其他有害成分,焊接过程中就容易产生缺陷。
2. 焊接参数不合理:焊接参数不合理也是焊接缺陷的一个重要原因。
焊接电流、电压、焊接速度、保护气体流量等参数的选择与设置非常关键,如果这些参数选择不当,就容易导致焊接缺陷的产生。
第二篇:三、如何避免焊接缺陷1. 牢记焊接原理:焊接操作人员应该熟记焊接原理,了解焊接过程中各种参数的作用和要求,确保操作正确。
2. 保证焊接材料质量:选择优质的焊接材料,避免使用含有太多夹杂物、杂质的材料,同时要保证焊接材料的储存条件良好。
3. 合理设置焊接参数:根据焊接材料和焊接要求,合理设置焊接电流、电压、焊接速度等参数。
通过实验和经验总结,找到最佳的焊接参数组合。
4. 做好前期准备工作:焊接前应将焊接接头进行清洁处理,确保表面没有油脂、水分等杂质。
同时,还应对焊接机器进行检查和维护,确保其正常运行。
四、焊接缺陷的修复方法1. 对于焊缝不充分的缺陷,可以采取焊后补焊或采用其他焊接方法进行修复。
2. 对于气孔缺陷,可以采用填焊、补焊等方法进行修复。
焊接中常见的缺陷及预防措施焊接过程中常见的缺陷包括焊缝夹渣、焊缝裂纹、气孔和熔胀等问题。
下面将对每个缺陷进行详细介绍,并提供预防措施。
1.焊缝夹渣:焊缝夹渣是指焊缝中残留有固态或气态的夹杂物或渣滓。
夹渣会影响焊接质量,并减少焊缝的机械性能。
防止焊缝夹渣的措施包括:-在焊接前,确保接头表面清洁,去除油污、水分和氧化物等。
-使用合适的焊接电流和电压,以避免产生过多的熔池,从而减少夹渣的可能性。
-控制焊接速度,使熔池能够适当冷却,防止夹渣的固化。
-使用合适的焊接材料和保护气体,以减少氧化物生成的机会。
2.焊缝裂纹:焊缝裂纹是焊接过程中产生的裂纹,主要分为冷裂纹、热裂纹和应力裂纹等。
焊缝裂纹会降低焊接接头的强度和密封性。
防止焊缝裂纹的措施包括:-控制焊接热输入,避免产生过高的焊接温度,从而减少热应力。
-在焊接过程中施加适当的预应力,以减轻焊接接头的应力集中。
-使用适当的焊接工艺,如预热、热处理等,以提高焊接接头的韧性和抗裂性。
-使用合适的焊接材料,选择低碳钢、不锈钢等具有良好韧性的材料。
3.气孔:气孔是焊缝中残留的气体。
气孔会降低焊缝的强度和密封性,并增加腐蚀和疲劳的可能性。
防止气孔的措施包括:-使用合适的焊接材料,避免含有过多的气体夹杂物。
-控制焊接速度和焊接电流,避免产生过大的气泡。
-使用合适的保护气体,如纯净氩气或二氧化碳,以减少气孔的形成。
-预热焊接接头,使接头内的气体被排除,减少气孔的生成。
4.熔胀:熔胀是焊接过程中材料体积增大的现象。
熔胀会导致焊缝变形、裂纹等问题。
防止熔胀的措施包括:-控制焊接电流和电压,避免产生过大的熔池。
-控制焊接速度和焊接温度,使熔池适当冷却,减少熔胀的可能性。
-使用适当的支撑结构,减少焊缝的变形和应力集中。
-使用合适的焊接材料和焊接工艺,以减少熔胀的产生。
总结:为了预防以上焊接缺陷,焊工应严格按照焊接规范和操作规程进行焊接,并结合适当的监测和检验手段,如探伤、X射线检测等,及时发现和纠正焊接缺陷,确保焊接质量和接头性能。
焊接缺陷及预防措施王露露(延安职业技术学院,陕西延安 717100)摘要:焊接缺陷的产生过程是十分复杂的,既有冶金的原因,也受到应力和变形的,缺陷对焊接结构承载能力有非常显著影响,更为重要的是应力和变形与缺陷同时存在。
焊接缺陷容易出现在焊缝及附近地区,而那些地方正是结构中拉伸残余应力最大的地方。
焊接缺陷是平面的或是立体的,平面类型的缺陷比立体类型的缺陷对应力增加的影响大的多,因而也危险的多。
为此,在分析焊接缺陷对结构产生影响的基础上,结合焊接实际提出了相应的预防措施。
关键词:焊接缺陷;气孔;裂纹;预防措施焊接缺陷英文名welding defect,指焊接过程中在焊接接头中产生的未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、烧穿、偏析、未填满、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连接不良的现象。
一、外观缺陷:外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,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。
二、内部缺陷焊接的内部缺陷主要有气孔、夹渣、裂纹、未熔合等现象。
(一)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。
其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。
(1)气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。
群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。
按气孔内气体成分分类,有氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。
熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。
(2)气孔的形成机理常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。
当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。
(3)产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。
焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。
焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。
(4)气孔的危害:气孔减少了焊缝的有效截面积,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。
(5)防止气孔的措施a.清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。
b.采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。
c.采用直流反接并用短电弧施焊。
d.焊前预热,减缓冷却速度。
e.用偏强的规范施焊。
可能产生的气孔主要有3种:一氧化碳气孔、氢气孔和氮气孔。
1、一氧化碳气孔氧化碳气孔产生CO气孔的原因,主要是熔池中的FeO和C发生如下的还原反应:FeO+C==Fe+CO,该反应在熔池处于结晶温度时,进行得比较剧烈,由于这时熔池已开始凝固,CO气体不易逸出,于是在焊缝中形成CO气孔。
如果焊丝中含有足够的脱氧元素Si和Mn,以及限制焊丝中的含碳量,就可以抑制上述的还原反应,有效地防止CO气孔的产生。
所以CO2电弧焊中,只要焊丝选择适当,产生CO气孔的可能性是很小的。
2、氢气孔如果熔池在高温时溶入了大量氢气,在结晶过程中又不能充分排出,则留在焊缝金属中形成气孔。
电弧区的氢主要来自焊丝、工件表面的油污及铁锈,以及CO2气体中所含的水分。
油污为碳氢化合物,铁锈中含有结晶水,它们在电弧高温下都能分解出氢气。
减少熔池中氢的溶解量,不仅可防止氢气孔,而且可提高焊缝金属的塑性。
所以,一方面焊前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈,另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。
CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。
另外,氢是以离子形态溶解于熔池的。
直流反极性时,熔池为负极,它发射大量电子,使熔池表面的氢离子又复合为原子,因而减少了进入熔池的氢离子的数量。
所以直流反极性时,焊缝中含氢量为正极性时的1/3~1/5,产生氢气孔的倾向也比正极性时小。
3、氮气孔氮气的来源:一是空气侵入焊接区;二是CO2气体不纯。
试验表明:在短路过渡时CO2气体中加入φ(N2)=3%的氮气,射流过渡时CO2气体中加入φ(N2)=4%的氮气,仍不会产生氮气孔。
而正常气体中含氮气很少,φ(N2)≤1%。
由上述可推断,由于CO2气体不纯引起氮气孔的可能性不大,焊缝中产生氮气孔的主要原因是保护气层遭到破坏,大量空气侵入焊接区所致。
造成保护气层失效的因素有:过小的CO2气体流量;喷嘴被飞溅物部分堵塞;喷嘴与工件的距离过大,以及焊接场地有侧向风等。
因此,适当增加CO2保护气体流量,保证气路畅通和气层的稳定、可靠,是防止焊缝中氮气孔的关键。
另外,工艺因素对气孔的产生也有影响。
电弧电压越高,空气侵入的可能性越大,就越可能产生气孔。
焊接速度主要影响熔池的结晶速度。
焊接速度慢,熔池结晶也慢,气体容易逸出;焊接速度快,熔池结晶快,则气体不易排出,易产生气孔。
(二)裂纹:焊接件中最常见的一种严重缺陷。
金属的焊接性中包括了两大类的问题:一类是焊接引起的材料性能变坏,使焊件失掉了材料原来特有的性能,如不锈钢焊后失掉其耐蚀性等;另一类是在焊接接头或其附近的母材内产生裂纹和气孔等缺陷.裂纹影响焊接件的安全使用,是一种非常危险的工艺缺陷。
焊接裂纹不仅发生于焊接过程中,有的还有一定潜伏期,有的则产生于焊后的再次加热过程中。
焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同,可以有不同的分类方法。
按裂纹形成的条件,可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。
热裂纹多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征;但有时也能在低于固相线的温度下,沿“多边形化边界”形成。
热裂纹通常多产生于焊缝金属内,但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属(母材)内。
按其形成过程的特点,又可分为下述三种情况。
结晶裂纹产生于焊缝金属结晶过程末期的“脆性温度”区间,此时晶粒间存在着薄的液相层,因而金属塑性极低,由冷却的不均匀收缩而产生的拉伸变形超过了允许值时,即沿晶界液层开裂。
消除结晶裂纹的主要冶金措施为通过调整成分,细化晶粒,严格控制形成低熔点共晶的杂质元素等,以达到提高材料在脆性温度区间的塑性;此外,从设计和工艺上尽量减少在该温度区间的内部拉伸变形。
液化裂纹主要产生于焊缝熔合线附近的母材中,有时也产生于多层焊的先施焊的焊道内。
形成原因是由于在焊接热的作用下,焊缝熔合线外侧金属内产生沿晶界的局部熔化,以及在随后冷却收缩时引起的沿晶界液化层开裂。
造成这种裂纹的情况有二:一是材料晶粒边界有较多的低熔点物质;另一种是由于迅速加热,使某些金属化合物分解而又来不及扩散,致局部晶界出现一些合金元素的富集甚至达到共晶成分。
防止这类裂纹的原则为严格控制杂质含量,合理选用焊接材料,尽量减少焊接热的作用。
多边化裂纹是在低于固相线温度下形成的。
其特点是沿“多边形化边界”分布,与一次结晶晶界无明显关系;易产生于单相奥氏体金属中。
这种现象可解释为由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件,使晶体内形成大量的空位和位错,在一定的温度、应力作用下排列成亚晶界(多边形化晶界),当此晶界与有害杂质富集区重合时,往往形成微裂纹。
消除此种缺陷的方法是加入可以提高多边形化激活能的合金元素,如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等;另一方面是减少焊接时过热和焊接应力。
(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,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。
根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹。
淬火裂纹产生在钢的马氏体转变点(Ms)附近(见过冷奥氏体转变图)或在200℃以下的裂纹,主要发生于中、高碳钢,低合金高强度钢以及钛合金等,主要产生部位在热影响区以及焊缝金属内。
裂纹走向为沿晶或穿晶。
形成冷裂纹的主要因素有:①金属的含氢量偏高;②脆性组织或对氢脆敏感的组织;③焊接拘束应力(或应变)。
氢致延迟裂纹焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚,特别是在容易启裂的三轴拉应力集中区富集,引起氢脆,即降低金属在启裂位置(或裂纹前端)的临界应力,当此处的局部应力超过此临界应力时,就造成开裂。
这种裂纹的形成有明显的时间延迟的特征,其原因在于氢扩散富集需要时间(孕育期)。
产生此种裂纹的条件是存在着氢和对氢敏感的组织,同时又有较大的拘束应力。
因此,它常产生在严重应力集中的焊件根部和缝边,以及过热区。
防止的措施包括:①降低焊缝中的含氢量,例如采用低氢焊条,严格烘干焊接材料等;②合理的预热及后热;③选用碳当量较低的原材料;④减小拘束应力,避免应力集中。
变形裂纹这种裂纹的形成不一定是因为氢含量偏高,在多层焊或角焊缝产生应变集中的情况下,由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。
(3)再热裂纹产生于某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。
其主要原因一般认为当焊后再次加热到 500~700℃时,在热影响区的过热区内,由于特殊碳化物析出引起的晶内二次强化,一些弱化晶界的微量元素的析出,以及使焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界,而导致沿晶开裂。
因此,这种裂纹具有晶间开裂的特征,并且都发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。
为了防止这种裂纹的产生,首先在设计时要选择再热裂纹敏感性低的材料,其次从工艺上要尽量减少近缝区的内应力和应力集中问题。
(4)层状撕裂主要产生于厚板角焊时,见附图。
其特征为平行于钢板表面,沿轧制方向呈阶梯形发展。
这种裂纹往往不限于热影响区内,也可出现在远离表面的母材中。
其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布,使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向,另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力,所以引起层状撕裂。
通常认为片状硫化物夹杂危害最大,而层状硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。
防止这种缺陷,主要应在冶金过程中严格控制夹杂物的数量和分布状态。
另外,改进接头设计和焊接工艺,也有一定的作用裂纹的危害:裂纹的危害,尤其是冷裂纹,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:(1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓"液态薄膜",在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹[2]。
结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。