1、第九章 熔焊焊縫外觀檢查及返修 能夠了解熔焊焊縫外觀缺陷的種類，外觀缺陷產(chǎn)生的原因及防止方法。掌握外觀缺陷的返修操作技術(shù)要求。目 錄第一節(jié) 熔焊焊縫的外觀檢查一、熔焊焊縫的外觀缺陷二、產(chǎn)生熔焊焊縫外觀缺陷的原因及防止方法第二節(jié) 熔焊焊縫外觀缺陷的返修一、焊縫外觀的質(zhì)量要求二、返修前的準(zhǔn)備三、返修操作的技術(shù)要求復(fù)習(xí)思考題一、熔焊焊縫的外觀缺陷定義 焊接接頭中存在的不符合設(shè)計圖樣和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷稱為焊接缺陷。 按照焊接缺陷在焊接接頭中的位置，可以分為外觀缺陷和內(nèi)部缺陷。外觀缺陷即焊縫缺陷位于焊縫的外表面，它包括焊縫形狀和尺寸不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求、咬邊、弧坑、燒穿、焊瘤、根部收縮、表面氣孔、未焊透

2、、表面裂紋等；內(nèi)部缺陷即焊縫缺陷位于焊縫的內(nèi)部，它包括夾渣、氣孔、未焊透、未熔合和裂紋等。進(jìn)行焊縫外觀檢查之前，要將焊縫表面焊渣清理干凈，下面主要討論熔焊焊縫的外觀缺陷。1.外觀缺陷種類2.外觀缺陷檢驗依據(jù)1)焊接結(jié)構(gòu)圖樣2)焊接結(jié)構(gòu)工藝文件3)焊接結(jié)構(gòu)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)4)訂貨合同3.焊接結(jié)構(gòu)檢驗的內(nèi)容1)焊前檢驗 金屬原材料的檢驗 焊接材料的檢驗 焊件的生產(chǎn)準(zhǔn)備檢查 焊件裝配檢驗 焊件試板檢驗 焊接預(yù)熱檢驗 焊工資格檢查 焊接環(huán)境檢查2)焊接過程中的檢驗 檢查焊接參數(shù)是否與工藝規(guī)程的規(guī)定相符合。 檢查焊接材料領(lǐng)用單與實際使用的焊接材料是否相符 合；檢查焊接材料的外觀特征、顏色、牌號和尺寸。 檢查

3、現(xiàn)場施焊部位的施焊方向和順序是否與工藝規(guī)程 規(guī)定相一致。 檢查焊接試板的施焊位置，是否按正式焊件的焊接工 藝施焊。并按工藝文件所要求的內(nèi)容進(jìn)行檢驗。 檢查焊件表面的溫度變化情況，隨時驗證預(yù)熱溫度是 否符合要求。 檢查焊道的表面質(zhì)量，對發(fā)現(xiàn)的焊縫缺陷進(jìn)行及時修復(fù)。 檢查層間溫度，為了防止多道焊或多層焊時，焊縫金屬組 織過熱，要及時檢查層間溫度。 檢查焊后熱處理，焊后要及時進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。檢查 焊后熱處理的方法、工藝參數(shù)是否與工藝規(guī)程相同。 檢查焊接設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況 同時要檢查焊接設(shè)備電流表 和電壓表的指示值是否與焊接工藝規(guī)程相符合，發(fā)現(xiàn)問題 及時處理。3)焊后質(zhì)量檢驗 焊后對焊縫外觀檢驗的主要

4、內(nèi)容：按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢驗焊縫形狀和尺寸是否符合要求，是否存在咬邊、弧坑、燒穿、焊瘤、根部收縮、表面氣孔、未焊透、表面裂紋等外觀缺陷。對不符合標(biāo)準(zhǔn)的缺陷應(yīng)按程序進(jìn)行返修處理。4）外觀缺陷的檢查方法 一般是用肉眼，或用低倍放大鏡。在檢驗焊縫外觀形狀和尺寸時，經(jīng)常使用焊縫檢驗尺檢驗焊縫寬度、余高、余高差、焊件裝配錯邊、焊前坡口尺寸、坡口間隙、焊腳尺寸以及焊后變形等。常用的焊縫檢驗尺，如圖9-1所示。圖9-1 焊縫檢驗尺二、產(chǎn)生熔焊焊縫外觀缺陷的原因及防止方法缺陷名稱定義原因防止方法焊縫形狀缺陷 焊縫形狀缺陷就是焊縫外表面粗糙，焊縫高低差較大、寬窄差較大；焊縫與母材不是圓滑過渡。 焊工操作不當(dāng)或焊

5、接位置有障礙物，影響焊工操作；焊縫的返修部位因去除缺陷，局部加寬了坡口，使補焊寬度與原焊縫明顯不一致。 提高焊工操作技術(shù)水平；嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。缺陷名稱定義原因防止方法焊縫尺寸缺陷 焊縫的幾何尺寸不符合施工圖樣或相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 焊工在施焊前，沒有詳細(xì)閱讀施工圖樣或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不清楚對焊縫尺寸要求；焊條電弧焊運條橫向擺動不均勻或焊接速度不均勻；焊接參數(shù)選擇不合適。 提高焊工素質(zhì)和操作技術(shù)水平；嚴(yán)格按照圖樣施工。缺陷名稱定義原因防止方法咬邊 咬邊是指沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷，如圖9-2所示。 焊接參數(shù)選擇不合適，焊接電流過大，焊條角度不正確造成的咬邊；焊工操作時，電弧過長，電弧在

6、焊縫邊緣停留時間短，熔化金屬不能及時填補熔化金屬缺口而造成咬邊；焊接位置選擇不佳，由于液態(tài)金屬的重力作用和表面張力作用，在立焊及仰焊位置容易發(fā)生咬邊；焊條擺動不正確導(dǎo)致角焊縫上部邊緣產(chǎn)生咬邊；使用直流電源進(jìn)行焊接時，由于焊件接線回路的位置選擇不當(dāng)產(chǎn)生磁偏吹，使焊接電弧偏離焊道而產(chǎn)生咬邊。 嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程；提高焊工操作技術(shù)水平；選擇合適的焊接位置施焊；選擇正確的焊件接線回路位置施焊。圖9-2 咬邊缺陷名稱定義原因防止方法弧坑 弧坑是焊條電弧焊時，由于收弧不當(dāng)，在焊道末端形成的低于母材的低洼部分，如圖9-3所示。 焊條在收弧處停留時間短、提前熄??；由于電弧吹力而引起的凹坑沒有得到足夠的熔化金

7、屬填充而形成弧坑。 提高焊工操作技術(shù)水平；用正確的焊接工藝方法填滿弧坑。圖9-3 弧坑缺陷名稱定義原因防止方法燒穿 在焊接過程中，由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，操作技術(shù)不佳，或者焊件裝配間隙過大等原因，使熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。 焊接電流過大；焊件對接間隙太大；焊接速度過慢；電弧在焊縫處停留時間太長。燒穿容易發(fā)生在打底焊道、薄板對接焊縫或管子對接焊縫中。 合理選擇焊接參數(shù)；嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程；提高焊工操作技術(shù)水平。缺陷名稱定義原因防止方法焊瘤 在焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化母材上所形成的金屬瘤。 焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，焊接電流太大、電弧電壓太大；鈍邊過小，間隙過大；焊接操作時，焊

8、條擺動角度不對，焊工操作技術(shù)水平低。 合理選擇焊接參數(shù)；嚴(yán)格執(zhí)行裝配工藝規(guī)程；提高焊工操作技術(shù)水平。缺陷名稱定義原因防止方法根部收縮 根部收縮即指根部焊縫金屬低于背面母材金屬的表面，如圖9-4所示。 焊工操作不熟練；焊接參數(shù)選擇不當(dāng)。 合理選擇焊接參數(shù)；嚴(yán)格執(zhí)行裝配工藝規(guī)程；提高焊工操作技術(shù)水平。圖9-4 根部收縮缺陷名稱定義原因防止方法氣孔 孔是在焊接過程中，溶入熔池金屬中的氣體在金屬凝固以前未能來得及逸出，而在焊縫金屬中(內(nèi)部或表面)所形成的孔穴。 施焊前，坡口兩側(cè)有油污、鐵銹等雜質(zhì)存在；焊條或焊劑受潮，施焊前未烘干焊條或焊劑；焊條芯生銹，保護(hù)氣體介質(zhì)不純等。在焊接電弧高溫作用下，分解出大

9、量的氣體，溶入焊接熔池形成氣孔。電弧長度過長，使部分空氣溶入焊接熔池形成氣孔。 焊前仔細(xì)清理焊縫坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹等雜質(zhì)；正確烘干焊條或焊劑(一般地，堿性焊條烘干溫度為350450保溫2h；酸性焊條烘干溫度為150250保溫12h)；正確選擇焊接參數(shù)；提高焊工操作技術(shù)水平。缺陷名稱定義原因防止方法未焊透 在熔焊時，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，如圖9-5所示。 坡口角度小，焊件裝配間隙小，鈍邊太大；焊接電流小，焊接速度太快，母材金屬未充分熔化；焊條偏離焊道中心或焊條角度不正確。 嚴(yán)格焊件裝配工藝規(guī)程；合理選擇焊接參數(shù)；提高焊工操作技術(shù)水平。圖9-5 未焊透缺陷名稱定義原因防止方法裂

10、紋 在焊接應(yīng)力及其他致脆因素共同作用下，金屬材料原子間結(jié)合遭到破壞，形成新界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。 熱裂紋產(chǎn)生的原因：低熔點化合物不均勻地分布在焊縫中心和最后凝固部位，形成液態(tài)薄膜。在結(jié)晶快要結(jié)束時，凝固金屬和液態(tài)金屬共存，由于液態(tài)金屬量很小，形成的液態(tài)薄膜在拉應(yīng)力作用下，使薄膜破壞形成微裂紋；熔合線附近熱影響區(qū)的低熔點硫化物熔化后形成液態(tài)薄膜，在焊接拉應(yīng)力作用下形成微裂紋。 熱裂紋的防止方法：嚴(yán)格控制母材及焊接材料中的有害雜質(zhì)含量；在焊接材料中加入細(xì)化晶粒元素，改善焊縫凝固結(jié)晶組織；采用低氫型焊條，適當(dāng)改進(jìn)焊縫成形系數(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程。缺陷名稱定義原因防止方法裂紋 在焊接應(yīng)力及其他致

11、脆因素共同作用下，金屬材料原子間結(jié)合遭到破壞，形成新界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。 冷裂紋產(chǎn)生的原因：焊縫金屬在高溫時溶解較多氫，低溫時溶解氫量少，殘存在固態(tài)金屬中形成氫分子，形成很大的內(nèi)壓力；焊接接頭內(nèi)存在較大的內(nèi)應(yīng)力；被焊工件的淬透性較大，則在冷卻過程中，形成淬硬組織。這就是產(chǎn)生焊接冷裂紋的三要素。 冷裂紋的防止方法：改進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計，改善焊縫的拘束條件；嚴(yán)格控制氫來源，選用低氫型焊接材料，嚴(yán)格清理焊縫坡口兩側(cè)2030mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污等雜質(zhì)，施焊前將焊條或焊劑按要求烘干；合理選用預(yù)熱、層間保溫、后熱或緩冷措施；合理選擇焊接參數(shù)，加速焊縫金屬中的氫氣逸出；合理安排焊接順序，減少焊接應(yīng)力。缺

12、陷名稱定義原因防止方法錯邊 錯邊屬于形狀缺陷，由于對接的兩個焊件沒有對正而使板或管的中心線存在平行偏差而形成的缺陷。 板與板或管與管進(jìn)行對接時，板或管的中心線要對正。一、焊縫外觀的質(zhì)量要求二、返修前的準(zhǔn)備1.返修人員 為了保證壓力容器、壓力管道、鍋爐等焊接產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)行返修的焊工必須按鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則進(jìn)行考試，并取得合格證，才能在有效期內(nèi)，在合格的材料、位置、焊接方法等范圍內(nèi)，按照焊接工藝指導(dǎo)書從事焊接返修工作，因為外觀質(zhì)量的好壞，在很大程度上反應(yīng)了焊工的操作技能水平。2.制定返修工藝 對于壓力容器、壓力管道、鍋爐等焊接結(jié)構(gòu)經(jīng)無損探傷不合格的焊縫或經(jīng)壓力試驗有泄漏的焊縫，

13、應(yīng)進(jìn)行返修補焊。對需要返修的焊縫缺陷，應(yīng)經(jīng)焊接技術(shù)人員和原施焊焊工共同分析產(chǎn)生缺陷的原因，提出相應(yīng)改進(jìn)措施，編制焊縫返修工藝，提出更合理的焊接參數(shù)，經(jīng)焊接責(zé)任工程師批準(zhǔn)后實施。三、返修操作的技術(shù)要求1)返修前，應(yīng)將焊接缺陷用碳弧氣刨或角向磨光機(jī)全 部清除干凈，兩端打磨至圓滑過渡。焊接坡口的尺 寸應(yīng)有利于操作，坡口的寬度一般為8mm或為缺陷 深度的1.5倍，二者取大值，坡口的長度不小于 50mm。相鄰兩處返修的距離小于50mm時，則開一 個坡口進(jìn)行返修。2)坡口表面及兩側(cè)20mm范圍內(nèi)應(yīng)將水、鐵銹、油污 等其他有害雜質(zhì)清除干凈。3)奧氏體高合金鋼坡口兩側(cè)應(yīng)刷防濺劑，防止飛濺物 粘在母材上。4)焊條、焊劑按規(guī)定烘干，保溫；焊絲需除油、鐵 銹；保護(hù)氣體應(yīng)干燥。5)根據(jù)母材的化學(xué)成分、焊接性能、母材厚度、焊接 接頭拘束度、焊接方法和焊接環(huán)境等綜合因素確定 預(yù)熱與否及預(yù)熱溫度。采用局部預(yù)熱時，應(yīng)防止局 部應(yīng)力過大，預(yù)熱范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊件厚 度的3倍，且不小于100mm。6)焊接設(shè)備應(yīng)處于良好狀態(tài)，儀表指示準(zhǔn)確。7)嚴(yán)格按制定的焊接