结构件焊接质量控制与检验论文

结构件焊接质量控制与检验的探讨【摘要】焊接质量包括焊缝形状尺寸，焊接接头连续性和焊接性能；接头形状缺陷主要有咬边、焊瘤、烧穿等，原因是电流过大，电弧太长，速度太快；接头应没有超过标准允许的破坏接头连续性的焊接缺陷，包括：裂纹、气孔、缩孔等，原因是热裂、冷裂；焊接质量检验有两种方法，非破坏性和破坏性。

【关键词】焊接接头;焊缝外形尺寸;性能;检验

1.焊接质量

焊接质量一般包括三方面：焊缝外形尺寸，接头连续性和接头性能。

1.1焊缝的形状尺寸

焊缝与母材之间应平滑过渡，以减小应力集中，焊缝的余高不应太大，平焊为0-3mm，其余为0-4mm。对焊缝的宽度、最大宽度与最小宽度的差值，余高差值以及角焊缝的焊脚尺寸等应符合国家标准或符合产品图样要求。

接头形状缺陷主要有咬边、焊瘤、烧穿、未焊满和错边等。咬边是焊趾处因焊接而造成的沟槽，如图1-1所示1-1。咬边的原因主要有沓接电流太大、电弧太长、焊接速度太快、运条操作不当等。焊瘤是焊接过程中，熔化金属流溢到焊缝之外的未熔化的母材上形成的金属瘤，如图1-2所示。

图1-1 咬边

图1-2 焊瘤

1.2焊接接头的连续性

接头应没有超过标准允许的破坏接头连续性焊接缺陷，包括裂纹、气孔与缩孔、夹杂与夹渣、未熔合与未焊透等。

1.2.1裂纹

焊接裂纹主要有热裂纹和冷裂纹两种。热裂纹是焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温时产生的裂纹。常见的热裂纹有结晶裂纹和液化裂纹。结晶裂纹是焊缝金属在结晶过程中冷却到固相线附近的高温时，液态晶界在焊接收缩应力作用下产生的裂纹，常发生在焊缝中心和弧坑，如图1-3所示。液化裂纹是靠近熔合线的热影响区和多层焊的层间焊缝金属，由于焊接热循环，低熔点杂质被熔化，在收缩应力作用下发生的裂纹。接头表面热裂纹有氧化色彩。冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在ms温度以下）时产生的裂纹。延迟裂纹是主要的一种冷裂纹，是焊接接头冷却到室温并在一定时间（几小时、几天，甚至十几天）后才出现的。延迟裂纹常发生在热影响区，如图1-4所示。延迟裂纹产生与接头的淬硬组织、扩散氢的聚集以及焊接应力有关。为了防止发生冷裂常采取预热、后热、采用低氢焊条、烘干焊条、清除坡口及两侧的锈与油、以及减小焊接应力等措施。

图1-3 结晶裂纹

a-焊趾裂纹 b-焊道裂纹 c-焊根裂纹

图1-4

1.2.2气孔和缩孔

气孔是熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。产生气孔的原因有焊条受潮而未烘干，坡口及附近两侧有锈、水、油污而未清除干净，焊接电流过大或过小，电弧长度太长以致熔化金属在凝固过程中收缩而产生的残留在焊缝中的孔穴。

1.2.3夹杂和夹渣

夹杂是残留在焊缝金属中由冶金反应产生的非金属夹杂和氧化物。夹渣是残留在焊缝中的熔渣。产生夹渣的原因主要有坡口角度太大、焊接电流太小、多层多道焊时清渣不干净、运条操作不当等。

1.2.4未熔合和未焊透

未熔合是在焊缝金属与母材之间或焊道金属之间未完全熔化结合的部分，如图1-5所示。产生未熔合的原因主要有焊接电流太小、电弧偏吹、待焊金属表面不干净等。未焊透是焊接时接头根部未完全熔透的现象，如图1-6所示。产生未焊透的原因是焊接电流太小、钝边太大、根部间隙太小、焊接速度太快、操作技术不熟练等。

图1-5 未熔合

图1-6 未焊透

焊接缺陷会导致应力集中，降低承载能力，缩短使用寿命，甚至造成脆断。脆断往往是从接头的焊接缺陷处开始的。一般技术规程规定。裂纹、未熔合和表面夹渣等是不允许有的；气孔、未焊透、内部夹渣和咬边等缺陷不能超过一定的允许值。对于超标缺陷应予彻底去除和焊补。

1.3焊接性能

产品技术标准或图样技术条件要求的各项接头性能指标都必须合格。例如结构钢焊接接头的各项力学性能指标。

2.焊接质量检验

2.1非破坏性检验

（1）外观检验是用肉眼或借助样板，或用低倍放大镜及简单通用的量具检测焊缝外形尺寸和焊接接头的表面缺陷。

（2）密封性检验是检查接头有无漏水、漏气和渗油、漏油等现象的试验，常用的有煤油试验、载水试验、气密性试验和水压试验等。气密性检验是将压缩空气（或氨、氟利昂、卤素气体等）压入焊接容器的利用内外气体的压力差检查有无泄漏的试验方法。

（3）耐压试验是将水、油、气等充入容器内徐徐加压，以检查其泄漏、耐压、破坏等的试验，通常采用水压试验。水压试验常用于锅炉、压力容器及其管道的检验，既检验受压元件的耐压强度，又可检验焊缝和接头的致密性（有无渗水、漏水）。

2.2破坏性试验

力学性能试验有焊缝和接头拉伸试验、接头冲击试验、弯曲试验和硬度试验等，测定焊缝和接头的强度、延展性、韧性和硬度等各项力学性能指标。力学性能试验的试件是从模拟产品的制造技术条件而制成的试验焊件截取的。■