焊接缺陷及检测方法

八焊接缺陷及检测方法1．试述金属熔焊焊缝缺陷得分类及表示方法。

根据GB６417-８6《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》得规定,将金属熔焊焊缝缺陷分为以下几类:第1类裂纹;第２类孔穴；第３类固体夹杂；第４类未熔合与未焊透;第5类形状缺陷与第6类上述以外得其它缺陷。

本标准按缺陷性质分大类,按其存在得位置及状态分小类,以表格得方式列出。

缺陷用数字序号标记。

每一缺陷大类用一个三位阿拉伯数字标记,第一缺陷小类用一个四位阿拉伯数字标记。

因此,每一数字序号仅适合于某一特定类型得缺陷。

例如，10２1表示“焊缝横向裂纹”,10２3表示“热影响区横向裂纹”等。

2.试述熔焊接头中裂纹得种类及表示方法。

熔焊接头中裂纹得种类及表示方法,见表1。

３.试述熔焊接头中孔穴得种类及表示方法。

熔焊接头中孔穴得种类及表示方法,见表2。

４．试述熔焊接头中固体夹杂得种类及表示方法。

熔焊接头中固体夹杂得种类及表示方法,见表3。

5．试述熔焊接头中未熔合与未焊透得种类及表示方法。

熔焊接头中未熔合与未焊透得种类及表示方法,见表4。

６.试述熔焊接头中形状缺陷得种类及表示方法。

熔焊接头中形状缺陷得种类及表示方法，见表5。

7.试述熔焊接头中其它缺陷得种类及表示方法。

熔焊接头中其它缺陷得种类及表示方法,见表6。

8.什么就是热裂纹？促使形成热裂纹得因素有哪些?焊接过程中,焊缝与热影响区金属冷却到固相线附近得高温区间产生得焊接裂纹即热裂纹。

又称结晶裂纹。

其特征就是断口呈蓝黑色,即金属在高温被氧化得颜色,裂纹总就是产生在焊缝正中心或垂直于焊缝鱼鳞波纹,焊缝表面可见得热裂纹呈不明显得锯齿状，或与焊缝波纹相垂直呈放射状分布。

个别情况下，热裂纹也可能出现在热影响区。

热裂纹主要发生在杂质含量较多得钢、单相奥氏体钢、镍基合金、铝合金、钼合金等得焊缝金属中。

促使形成热裂纹得因素有：(1)焊缝金属得化学成分焊缝金属中Ｃ、S、P元素较多时,促使形成热裂纹。

锰在熔池中能与硫形成ＭｎS进入熔渣,可减少硫得有害作用,适量时可减少焊缝得热裂纹倾向。

钢中含铜量过多时,会增大焊缝热裂纹倾向。

(2）焊缝横截面形状焊缝熔宽与厚度得比值越小,即熔宽较小、厚度较大时，容易产生热裂纹。

（3）焊接应力焊件刚性大,装配与焊接时产生较大得焊接应力,会促使形成热裂纹。

9.如何防止产生热裂纹？(1)控制焊缝金属中有害杂质得含量碳素结构钢用焊芯(丝）得含碳量均≤0、１０％,硫、磷得含量应≤０、0３％，焊接高合金钢时控制更严。

(2）预热能减小焊接熔池得冷却速度，降低焊接应力。

随着母材含碳量或碳当量得增加,应适当增高预热温度。

奥氏体不锈钢焊缝不能采用预热得方法来防止产生热裂纹。

（3）采用碱性焊条与焊剂由于碱性焊条与焊剂具有较强得脱硫、磷能力，因此具有较高得抗热裂能力。

(4)适当调整焊接工艺参数焊接工艺参数直接影响焊缝得横断面形状,因此适当减小焊接电流以减少焊缝厚度,有利于提高焊缝得抗裂性能。

（５）采用收弧板焊接终了断弧时，由于弧坑冷却速度较快,常因偏析而在弧坑处形成热裂纹,即所谓得弧坑裂纹。

所以终焊时应逐渐断弧,并填满弧坑。

必要时可采用收弧板，将弧坑移至焊件外,此时即使产生弧坑裂纹，也因焊后需将收弧板割掉，并不影响结构本身。

１0.什么就是冷裂纹、延迟裂纹?促使形成冷裂纹、延迟裂纹得因素有哪些？焊接接头冷却到较低温度下(对于钢来说在Ｍs温度以下)时产生得焊接裂纹称为冷裂纹。

钢得焊接接头冷却到室温后并在一定时间(几小时、几天、甚至十几天)才出现得焊接冷裂纹称为延迟裂纹。

冷裂纹（包括延迟裂纹）主要发生在中碳钢、高碳钢、低合金或中合金高强钢、钛及钛合金得焊接接头中。

冷裂纹多发生在接头热影响区或熔合线上,个别情况下出现在焊缝上。

根据冷裂纹产生得部位,可将冷裂纹分为如下三种见图1。

（1)焊道下裂纹在靠近堆焊焊道得热影响区内所形成得焊接冷裂纹。

其走向常与熔合线平行,但也有时垂直于熔合线。

(2）焊趾裂纹沿应力集中得焊趾处所形成得焊接冷裂纹。

其走向常与焊缝纵向平等,由焊趾得表面开始,向母材得深处延伸。

（3)焊根裂纹沿应力集中得焊缝根部所形成得焊接冷裂纹。

其走向从焊缝根部开始,伸向热影响区或焊缝中。

形成冷裂纹得三大因素就是:钢种得淬硬倾向大、焊接接头得含氢量高与结构得焊接应力大。

特别就是由氢促使形成得冷裂纹往往具有延迟得性质，常称为“氢致裂纹”。

11.如何防止产生冷裂纹？(１)控制焊缝金属得含氢量采用碱性低氢型焊条与焊剂;严格按规定烘干焊条与焊剂；仔细清除焊接区得污物、锈、油、水。

(2)预热减慢接头得冷却速度以降低淬硬倾向。

(3)后热(消氢处理）后热就是指焊接结束或焊完一条焊缝后，将焊件或焊接区立即加热到15０～250℃，并保温一段时间。

消氢处理就是在300～40０℃加热温度内进行。

两者均能促使氢逸出，但消氢处理效果更好。

(4)采用较大得焊接线能量减慢接头得冷却速度。

但线能量太大时，会促使热影响区形成过热组织,所以应适当控制,不能无限制地增大。

(5）采用奥氏体不锈钢焊条因奥氏体组织塑性好,可减少焊接应力，并能溶解较多得氢,所以可用来焊接淬硬倾向较强得低合金高强钢，避免产生冷裂纹。

12.什么就是再热裂纹？防止产生再热裂纹得方法有哪些?焊后焊件在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生得裂纹称为再热裂纹。

再热裂纹通常发生在熔合线附近得粗晶区中，从焊趾部位开始，延向细晶区停止。

钢中Cｒ、Ｍｏ、V、Ｎb、Ｔi等元素会促使形成再热裂纹，其影响可用下式表示△G′＝Cr+3、３Mo+８、１V+１0Ｃ-2△Ｇ′＞2时,对再热裂纹敏感;１、５＜△G′<２时,一般;△G′<1、5时,对再热裂纹不敏感。

防止产生再热裂纹得方法:（1)预热预热温度为20０~45０℃。

若焊后能及时后热,可适当降低预热温度。

例如,18ＭnMoＮb钢焊后在1８0℃热处理2h,预热温度可降低至180℃。

(２)应用低强度焊缝使焊缝强度低于母材以增高其塑性变形能力。

(３)减少焊接应力合理地安排焊接顺序、减少余高、避免咬边及根部未焊透等缺陷以减少焊接应力。

13.什么就是层状撕裂？防止层状撕裂得方法有哪些？焊接时,在焊接构件中沿钢板轧层形成得呈阶梯状得一种裂纹称为层状撕裂。

层状撕裂经常发生在T形接头与角接接头中,其走向与钢板表面相平行见图2,图中箭头表示接头得受力方向。

产生层状撕裂得原因就是在轧制钢板中存在硫化物、氧化物与硅酸盐等低熔点非金属夹杂物,其中尤以硫化物得作用为主，在轧制过程中被延展成片状，分布在与表面平行得各层中,在垂直于厚度方向得焊接应力作用下,夹杂物首先开裂并扩展,以后这种开裂在各层之间相断发生，连成一体,造成层状撕裂得阶梯性。

防止层状撕裂得方法：1)严格控制钢材得含硫量。

２)采用强度级别较低得焊接材料。

3)在与焊缝相连接得钢板表面堆焊几层低强度焊缝金属作为过渡层,以避免夹杂物处于高温区。

4）预热与使用低氢焊条。

1４.常用得抗裂性试验方法有哪些?常用得抗裂性试验方法,见表７。

表7 抗裂性试验方法1）仔细清除焊件表面上得污物，手弧焊时在坡口面两侧各1０mm、埋弧焊时各２0mm范围内去除锈、油，应打磨至露出金属表面光泽,特别就是在使用碱性焊条与埋弧焊时,更应做好清洁工作。

2)焊条与焊剂一定要严格按照规定得温度进行烘焙:酸性焊条7５～１50℃;碱性焊条350～4５0℃；焊剂250℃,并保温1~2h。

烘焙后得焊条应放在焊条保温筒内,随用随取。

碱性焊条在露天存放４ｈ以上时应重新烘焙,重复烘焙得次数不得超过3次。

3)不应使用过大得焊接电流。

４)采用直流电源施焊时,电源极性应为反接。

5)碱性焊条施焊时,应采用短弧焊。

6)引弧时应将焊条略作停顿,对引弧处进行预热，否则引弧处容易形成气孔。

7)采用手弧焊打底、埋弧焊盖面得工艺时，打底焊条应为碱性焊条,用酸性焊条打底极易产生气孔。

8）气体保护焊时应调节气体流量至适当值、流量太小，保护不良，易使空气侵入形成气孔。

1６．试述常用无损检验方法得种类及其选择。

不损坏被检查材料或成品得性能与完整性而检测其缺陷得方法称为无损(探伤)检验。

常用得无损检验方法有超声、射线(Ｘ、γ)照相、磁粉、渗透(荧光、着色)与涡流探伤等。

其中超声探伤与射线探伤适于焊缝内部缺陷得检测;磁粉探伤与渗透探伤则用于焊缝表面质量检验。

每一种无损探伤方法均有其优点与局限性,各种方法对缺陷得检出机率既不会有100%,也不会完全相同。

因而应根据焊缝材质、结构及探伤方法得特点、验收标准等来进行选择。

不同焊缝材质探伤方法得选择见表8。

17．试述射线探伤得原理及焊接缺陷得影像特征。

射线探伤可分别采用X、γ两种射线,其探伤原理见图3。

当射线通过金属材料时,部分能量被吸收,使射线发生衰减。

如果透过金属材料得厚度不同(裂纹、气孔、未焊透等缺陷，该处发生空穴，使材料变薄)或体积质量不同（夹渣),产生得衰减也不同。

透过较厚或体积质量较大得物体时衰减大,因此射到底片上得强度就较弱,底片得感光度就较小,经过显影后得到得黑度就浅;反之，黑度就深。

根据底片上黑度深浅不同得影像,就能将缺陷清楚地显示出来。

γ射线得穿透能力比Ｘ射线强，适合于透视厚度大于50mm得焊件。

射线探伤常见焊接缺陷得影像特征见表9。

缺陷种类缺陷影像特征产生原因气孔多数为圆形、椭圆形黑点，其中心处黑度较大，也有针状、柱状气孔。

其分布情况不一,有密集得，单个与链状得１）焊条受潮2)焊接处有锈、油污等３)焊接速度太快或电弧过长4)母材坡口处存在夹层５)自动焊产生明弧现象夹渣形状不规则，有点、条块等,黑度不均匀。

一般条状夹渣都与焊缝平行,或与未焊透未熔合混合出现1）运条不当,焊接电流过小,坡口角度过小2)焊件上留有锈及焊条药皮得性能不当等3)多层焊时,层间清渣不彻底未焊透在底片上呈现规则得,甚至直线状得黑色线条,常伴有气孔或夹渣。

在V、比V形坡口得焊缝中,根部未焊透都出现在焊缝中间,K形坡口则偏离焊缝中心1）间隙太小2)焊接电流与电压不当３)焊接速度过快4）坡口不正常等未熔合坡口未熔合影像一般一侧平直另一侧有弯曲,黑度淡而均匀,时常伴有夹渣。

层间未熔合影像不规则,1）坡口不够清洁２)坡口几何尺寸不当3)焊接电流电压小且不易分辨4）焊条直径或种类不对裂纹一般呈直线或略带锯齿状得细纹,轮廓分明，两端尖细，中部稍宽,有时呈现树枝状影像1)母材与焊接材料成分不当2)焊接热处理不当3)应力太大或应力集中4)焊接工艺不正确夹钨在底片上呈现圆形或不规则得亮斑点，且轮廓清晰采用钨极气体保护焊时,钨极爆裂或熔化得钨粒进入焊缝金属18.试述射线探伤得质量标准。

根据GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相与质量分级》得规定,射线探伤得质量标准分为照相质量等级与焊缝质量等级两部分。