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文檔簡介

一、影響焊接缺陷的因素01材料因素焊絲或焊條、焊劑、保護氣體。焊接材料與母材匹配,匹配不當(dāng)可引起焊接區(qū)域出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷,也可能使鋼材產(chǎn)生脆化、軟化、耐腐蝕性能變化!02工藝因素首先是焊接熱源的特點,也就是功率密度、功率大小、最高溫度;其次是熔池及附近區(qū)域的保護方式,如熔渣保護、氣體保護、氣-渣聯(lián)合保護及真空焊接等。焊接過程就是冶金過程,必然對接頭質(zhì)量和性能起決定性影響。二、常見焊接質(zhì)量缺陷產(chǎn)生原因分析01結(jié)晶裂紋在金屬凝固過程中,金屬純度不同結(jié)晶速度不同,金屬結(jié)晶使得體積減小收縮,產(chǎn)生拉伸變形,當(dāng)變形量超過塑性變形極限就產(chǎn)生了結(jié)晶裂紋。冶金因素和收縮力的因素是影響結(jié)晶裂紋形成的兩個主要因素。從而可知焊絲與母材配套是非常重要的。02冷裂紋

高強鋼焊接時經(jīng)常遇到延遲裂紋,原因是:鋼種的淬硬傾向;焊接接頭的含氫量及其分布;焊接接頭約束應(yīng)力狀態(tài)。這是產(chǎn)生延遲裂紋的三大因素。a.鋼的淬硬傾向,取決于鋼的材質(zhì),牌號越高,強度越硬,淬硬性越強。板厚度大易產(chǎn)生冷裂縫,溫差大冷卻速度快易產(chǎn)生冷裂縫。在急劇冷卻的條件下容易發(fā)生脆斷。b.氫的作用,氫是引起焊接件產(chǎn)生延遲裂紋的主要原因并且具有延遲的特征。焊接接頭氫含量越高,則產(chǎn)生裂紋的傾向越大,當(dāng)含氫量超過某一臨界值時,便開始出現(xiàn)裂紋。氫的含量越大裂紋的尺寸和數(shù)量越大。氫的臨界含量與預(yù)熱溫度以及冷卻速度等而異,隨著碳當(dāng)量的提高產(chǎn)生焊接裂紋的臨界含氫量將降低。就是說:鋼的碳當(dāng)量越高,強度越高,產(chǎn)生焊接裂紋的臨界氫含量就越低,更易于產(chǎn)生冷裂紋。c.焊接接頭約束應(yīng)力狀態(tài),在焊接時主要存在以下應(yīng)力:不均勻加熱和冷卻產(chǎn)生的熱應(yīng)力;結(jié)構(gòu)本身產(chǎn)生的應(yīng)力,和結(jié)構(gòu)的剛度、約束條件、焊縫位置、焊接順序、構(gòu)件自重以及負載有關(guān)。03再熱裂紋產(chǎn)生的原因焊接接頭再次加熱時,由于第一次焊接熱過程中的飽和碳化合物

(主要是釩、鉬、鉻的碳化物)再次析出,參與第二次焊接冶金過程,

造成晶界的弱化和脆化,當(dāng)境界的塑性應(yīng)變能力不足以承受焊接產(chǎn)生

的收縮應(yīng)變時,就產(chǎn)生了再熱裂紋。04氣孔產(chǎn)生的原因焊接時熔池金屬在凝固過程中,有大量的砌體要從金屬中逸出來,當(dāng)凝固速度大于氣體逸出速度時,就形成氣孔。

產(chǎn)生氣孔的主要原因:母材或填充金屬表面有銹、油污等,焊絲焊劑未烘干會增加氣孔量,因為銹、油污、焊藥皮、焊劑中的水分在高溫下分解為氣體,增加了高溫金屬中的氣體含量。焊接能量過小,熔池冷卻速度過快,不利于氣體逸出。焊縫金屬脫氧不足,焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等因素也會增加氧氣孔。此外,埋弧自動焊電壓過高,接頭未清理干凈,焊劑中混有垃圾,焊劑覆蓋厚度不當(dāng)或焊劑斗阻塞,焊絲表面清理不夠等,焊接過程中都易產(chǎn)生氣孔。

氣孔的危害:氣孔減少了焊縫的有效面積,使焊縫疏松,從而降低了焊縫強度,降低塑性,嚴(yán)重時還會引起泄漏。氣孔也是引起應(yīng)力集中的因素,應(yīng)力集中易產(chǎn)生斷裂。氫氣孔還可能促成冷裂紋的出現(xiàn)。05接頭組織性能不符合要求的產(chǎn)生原因焊材與母材匹配不當(dāng),或焊接過程中某些元素?zé)龘p等原因,容易使焊縫金屬化學(xué)成分發(fā)生變化,造成焊縫金屬組織不符合要求。影響力學(xué)性能下降,還會影響焊縫耐腐蝕性能!06焊縫殘余變形的產(chǎn)生原因

焊接過程對焊件進行局部加熱,不均勻加熱是工件產(chǎn)生不均勻變形的原因。焊縫和焊縫附近的金屬發(fā)生收縮。收縮發(fā)生在兩個方向:沿著長度方向的縱向收縮和垂直于焊縫的橫向收縮。

07偏析的產(chǎn)生原因偏析產(chǎn)生的原因是,熔池中的焊縫金屬在凝固過程中,液相、固相兩相在變化著的。先結(jié)晶的固相比較純,后結(jié)晶的固相富集雜質(zhì),由于焊接過程冷卻較快,結(jié)晶先后所產(chǎn)生的化學(xué)成分不均勻,從而形成了偏析。08夾渣的產(chǎn)生原因a.坡口尺寸不合理;

b.坡口有油污;

c.多層焊接時,層間清渣不徹底;

d.焊接線能量?。?/p>

e.焊縫散熱太快,液態(tài)金屬凝固過快;

f.焊條耀皮、焊劑化學(xué)成分不合理,熔點過高;

g.多層分道焊接時,焊絲位置不當(dāng)。09產(chǎn)生未透焊的原因a.焊接電流小,熔深淺;

b.坡口和間隙不合理,鈍邊太大;

c.磁偏吹影響;

d.焊條扁芯度太大;

e.層間及焊根清理不良;

f.焊絲未對準(zhǔn);

10產(chǎn)生未熔合缺陷的原因a.焊接電流過小;

b.焊接速度過快;

c.焊條角度不正確;

d.產(chǎn)生弧偏吹現(xiàn)象;

e.焊接處下坡焊位置,母材未融化時已被鐵水覆蓋;

f.母材表面有油污或氧化物影響熔敷金屬與母材之間的融化結(jié)合;g.焊縫拒不彎曲過大。11咬邊產(chǎn)生的原因產(chǎn)生咬邊的主要原因是電弧熱量太高,即電流太大,焊絲速度太小造成的。坡口不合理或裝配間隙不均勻,焊絲與工件角度不正,擺動不合理,電弧過長,焊接次序不合理,焊接參數(shù)不當(dāng)?shù)榷紩斐梢н叀H?、常見焊接缺陷的防止措?1防止結(jié)晶裂紋的措施a.控制焊縫中硫鱗碳等有害元素。這些有害元素主要來源母材和焊接材料。母材中的有害元素要低于國家標(biāo)準(zhǔn),焊絲、焊條藥皮、焊劑中的有害元素低于同牌號的母材。b.對熔池進行變質(zhì)處理。通過變質(zhì)處理細化晶粒,不僅可以提高焊縫金屬的力學(xué)性能,還可以提高抗結(jié)晶裂紋能力。

c.調(diào)整熔渣的堿度。焊接熔渣的堿度越高,熔池中的脫硫脫氧越完全。雜質(zhì)越少,越不易形成低熔點化合物,并可以顯著降低焊縫金屬的裂紋傾向。因此在焊接較重要的產(chǎn)品應(yīng)選用堿性焊條和焊劑。

d.防止結(jié)晶裂紋的工藝措施

在產(chǎn)品一定的條件下,調(diào)整工藝措施可以有效防止結(jié)晶裂紋的產(chǎn)生。第一調(diào)整焊接參數(shù),得到抗裂能力較強的焊縫形成系數(shù)。焊縫形成系數(shù)隨著電壓升高而增加,隨著電流增加而減小。當(dāng)線能量不變時焊接速度越大裂紋傾向就越大。第二調(diào)整冷卻速度,冷卻速度越高變形率越大,結(jié)晶裂紋傾向就越大。冷卻速度可以通過調(diào)整焊接參數(shù)、預(yù)熱以及施焊的時間來實現(xiàn)。通常用增加線能量來降低冷卻速度的效果是有限的,采用預(yù)熱效果明顯,但是預(yù)熱成本高,勞動條件差,只有焊接結(jié)晶裂紋非常敏感的材料時,才用預(yù)熱法。利用焊接產(chǎn)生的余熱可以降低冷卻速度,多道焊接時,道與道之間不停頓連續(xù)施焊可以降低冷卻速度。焊接后及時覆蓋也可以有效降低冷卻速度。

第三調(diào)整焊接順序,降低約束力。在產(chǎn)品尺寸一定時,合理安排焊接順序,對降低接頭剛度、減小變形有明顯效果,從而可以有效地防止結(jié)晶裂紋。02冷裂紋的防止措施a.選用優(yōu)質(zhì)低氫焊接材料和低氫焊接工藝;

b控制氫的來源,烘干焊條、焊劑,注意環(huán)境濕度,仔細清理坡口附近的油污、鐵銹;

c.適當(dāng)加入某些合金元素,提高焊縫金屬韌性,也可防止冷裂縫產(chǎn)生;d.工藝措施,正確的施工程序、焊縫位置和施焊順序,選擇焊接線能量,預(yù)熱溫度,焊后熱處理;03再熱裂紋的控制措施a.選用在熱裂紋敏感小的母材;比如鉻鉬鋼,鉻含量大于1.5%的比小于1%的好。

b.避免采用應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu),力求避免產(chǎn)生應(yīng)力集中的缺陷(夾渣、為焊透等);

c.應(yīng)選擇高溫強度低于母材的焊縫;

d.提高預(yù)熱溫度,焊后采用緩冷措施,均可減少再熱裂紋的發(fā)生。

e.用低強高速的焊縫蓋面,或焊完后用鎢極氬弧焊將表面重熔一次,也可以減緩殘余應(yīng)力,有利于減少再熱裂紋04埋弧焊縫裂紋防治防法綜述:a.合理選配焊接材料;

b.合理選用焊絲,焊絲質(zhì)量要達標(biāo);

c.適當(dāng)降低焊速、焊前預(yù)熱,焊后緩冷;

d.雙面焊接時,焊前適當(dāng)預(yù)熱或減小電流,降低焊速;

e.改進坡口;

f.調(diào)整焊接參數(shù)或改變極性(直流);

g.合理安排焊接順序;

05防止產(chǎn)生氣孔的措施a.清除焊絲坡口及其附近的油污、鐵銹、水分和雜物;

b.焊劑按規(guī)定烘干;

c.焊前預(yù)熱減緩冷卻速度;

d.用偏強的線能量施焊;

e.焊劑必須過篩、吹灰、烘干;

f.調(diào)節(jié)覆蓋層厚度疏通焊劑06防止接頭金屬組織和性能不符合要求的措施a.調(diào)整焊接工藝,當(dāng)功率不變時,增加焊接速度可以使焊縫晶粒細化。為了減少熔池金屬過熱,在埋弧焊時可以向焊縫金屬中附加冷焊絲,或在坡口預(yù)置碎焊絲。

b.焊后熱處理,可以起到改善組織性能、消除殘余應(yīng)力、排除擴散氫的作用。

c.由于化學(xué)成分引起的焊縫性能不符合要求,應(yīng)采用在焊劑中添加易燒毀的有用元素加以補償。

07防止殘余變形的措施1設(shè)計措施a.合理設(shè)計焊縫尺寸和形狀,焊縫尺寸大焊接變形大;

c.盡可能減少不必要的焊縫;

c.合理設(shè)置焊縫位置,盡可能對稱與截面中性軸,或使焊縫接近中性軸,這對減少梁、柱構(gòu)件撓曲變形有良好效果;

2工藝措施a.采用反變形法,事先估計好變形的大小和方向,在裝配時給予一個相反的變形與焊接變形相抵消,焊接后保持設(shè)計要求。

b.剛性固定法,將構(gòu)件加以固定,限制焊接變形。這種做法可以減少焊接變形。

c.合理選用焊接方法,用能量較低的焊接方法可以有效防止焊接變形。d.合理的裝配順序可以

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