射线检测-焊缝缺陷图谱

1．外部缺陷

在焊缝的表面，用肉眼或低倍放大镜就可看到，如咬边，焊瘤，弧坑，表面气孔和裂纹等。

2．内部缺陷

位于焊缝内部，必须通过各种无损检测方法或破坏性试验才能发现。内部缺陷有未焊透，未熔合，夹渣，气孔，裂纹等，这些缺陷是我们无损检测人员检查的主要对象。

焊缝缺陷的危害性：

1、由于缺陷的存在，减少了焊缝的承载截面积，削弱了静力拉伸强度。

2、由于缺陷形成缺口，缺口尖端会发生应力集中和脆化现象，容易产生裂纹并扩展。

3、缺陷可能穿透焊缝，发生泄漏，影响致密性。

焊缝纵向裂纹示意图

一、焊缝纵向裂纹X光底片

焊缝纵向裂纹1 焊缝纵向裂纹2

焊缝纵向裂纹3 焊缝纵向裂纹4

焊缝纵向裂纹5 焊缝纵向裂纹6

焊缝纵向裂纹7 焊缝纵向裂纹8

焊缝纵向裂纹9 焊缝纵向裂纹10

焊缝纵向裂纹11 焊缝纵向裂纹12

焊缝纵向裂纹13 焊缝纵向裂纹14

焊缝纵向裂纹15 焊缝纵向裂纹16

焊缝纵向裂纹17 焊缝纵向裂纹18

焊缝纵向裂纹19 焊缝纵向裂纹20 纵向裂纹的表面特征是沿焊缝长度方向出现的黑线，它既可以是连续线条，也可以是间断线条。纵向裂纹影像产生的原因是沿焊缝长度破裂而导致的不连续黑线。

二、热影响区纵向裂纹X光底片

热影响区纵裂1 热影响区纵裂2 热影响区撕裂呈线性黑色锯齿状，平行于熔合线，穿晶扩展，表面无明显氧化色彩，属脆性断口的延迟裂纹。

焊缝横向裂纹示意图

三、焊缝横向裂纹X光底片

焊缝横向裂纹1 焊缝横向裂纹2

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焊缝横向裂纹3 焊缝横向裂纹4

焊缝横向裂纹的表征是横在焊接影像上的一根细小黑线（直线或曲线），它产生的原因是由焊缝上的金属破裂引起的。当焊接应力为拉应力并与氢的析集和淬火脆化同时发生时，极易产生冷裂纹。

四、母材裂纹X光底片

母材裂纹1 母材裂纹2

裂纹：

材料局部断裂形成的缺陷。

裂纹的分类方法：

按延伸方向可分为纵向裂纹、横向裂纹、辐射状裂纹；

按发生部位可分为焊缝裂纹、热影响区裂纹、熔合区裂纹、焊趾裂纹、弧坑裂纹、母材裂纹；

按发生条件和时机可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹。

1、热裂纹产生的机理：

发生于焊缝金属凝固末期，敏感温度区间大致在固相线附近的高温区，最常见的热裂纹区是结晶裂纹，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”，由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，最终开裂形成裂纹。

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体之间，为横向裂纹。

孤坑裂纹是另一种形态的常见的热裂纹。

热裂纹都是沿晶界开裂，通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料焊缝中。

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2、冷裂纹产生的机理：

①、焊接拉应力的作用：

金属在焊后冷却至马氏体转变温度（大致在300℃-200℃）以下时被冷却过程中的过度热应力拉开，常发生在热影响区熔合线附近的过热区中。

②、氢的聚集作用：

在焊接高温作用下，氢以原子状态进入熔池中，随着熔池温度的不断降低，氢在金属中的溶解度急剧下降；在金属发生相变时其溶解度将发生突变。焊接时冷却速度很快，氢来不及逸出而残留在焊缝中，过饱和的氢就向热影响区扩散，聚集在熔合线附近，氢原子结合成氢分子，以气体状态进入到金属的细微孔隙中，并造成很大的压力，使局部产生很大的应力而形成冷裂纹。

氢的扩散在不同材料中速度不同，因此这类冷裂纹产生的时间也不同，有时在焊接后立即出现，有时在焊后几天，几周甚至更长的时间才出现，这就是冷裂纹的延迟性，具有更大的危险性。

3、再热裂纹产生的机理：

是指某些含钼、钒、铬、铌、钛等沉淀强化元素的低合金高强钢和耐热钢，焊接冷却后又重新加热（通常是消除应力热处理）的过程中，在焊接热影响区的粗晶区产生的裂纹。产生裂纹的原因是再加热时焊接残余应力松弛，导致较大的附加变形，与此同时热影响区的粗晶部位会析出合金碳化物组成的沉淀硬化相，如果粗晶部位的蠕变塑性不足以适应应力松弛所产生的附加变形，则沿晶界发生裂纹。再热

裂纹的敏感温度区间为550℃-650℃。

产生裂纹的三大因素：

拘束应力、淬硬组织和扩散氢。

延迟裂纹发生的部位：

热影响区，少数在焊缝上，纵向和横向都有发生。常出现在低合金高强钢和中、高碳钢的焊接接头。焊趾裂纹、热影响区裂纹、焊道下裂纹、根部裂纹等都是延迟裂纹常见的形态。

裂纹微观形态：

穿晶开裂，也有沿晶开裂。

裂纹是危害性最大的一种焊接缺陷：

裂纹是一种面积型缺陷[具有三维尺寸的缺陷称为体积型缺陷，具有二维尺寸（第三维尺寸极小）的缺陷称为面积性缺陷]，它的出现将显著减少承载面积，更严重的是裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏。

防止裂纹的措施：

1）焊前预热，焊后缓慢冷却，使热影响区的奥氏体分解能在足够高温度区间内进行，避免淬硬组织的产生，同时也有减少焊接应力的作用。

2）焊接后即时进行低温退火，去氢处理，消除焊接时产生的应力，并使氢及时扩散到外界去。

3）选用低氢型焊条和碱性焊剂等；焊材按规定烘干，并严格清理坡口。

4）加强焊接时的保护和被焊处表面的清理，避免氢的侵入。

5）选用合理的焊接规范（例如：焊接速度过大或过小均易产生淬硬组织），采用合理的对口组装焊接顺序，以改善焊件的应力状态。

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未熔合示意图

焊缝未熔合X光底片

未熔合1 未熔合2

未熔合3 未熔合4

未熔合5 未熔合6

8

未熔合7 未熔合8

未熔合9