焊接缺陷和无损检测

冷裂纹的概念
冷裂纹是在焊后冷却３００℃以下产生的，有
时在焊后立即出现，有时在焊后几天，几周甚 至更长的时间才出现，此种裂纹也称延迟裂纹 或氢致裂纹，裂纹常产生在热影响区熔合线附 近的过热区中，裂纹平行熔合线穿晶扩展．
夹钨
未熔合的概念及危害
未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属
之间未熔化结合在一起的缺陷。 未熔合可分为坡口未熔合，根部未熔合，层间 未熔合。 未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合，根部 未熔合对承载面积的减小都非常明显应力集中 比较严重，危害大。
未熔合产生的原因
（１）焊接电流过小．焊接速度过快。
无损检测方法原理及设备简介
（1）射线检测方法
射线探伤是一种采用X射线或γ射线照射焊接接
头，检查内部缺陷的无损检验方法。是检验焊 缝内部缺陷准确而又可靠的方法之一，它可以 非破坏性地显示出缺陷在焊缝内部的形状、位 置和大小，并可作永久的记录。射线探伤以X 射线应用较多，X射线探伤目前应用最广泛的 是照相法。
热裂纹产生的原因
（１）冶金因素：焊接时熔池的冷却速度很快，
很容易造成偏析（偏析就是合金中纯金属或其 它杂质分布不均匀的现象，杂质集中）．被偏 析出的物质大多数为低熔点共晶和杂质，它们 的熔点比焊缝金属低，在结晶过程以“液态间 层”存在．
热裂纹产生的原因
（２）力的因素：焊缝金属开始冷却时，体积
焊缝缺陷的分类
焊缝表面缺陷和焊缝内部缺陷 常见缺陷：气孔、夹渣、未熔合、未焊透、裂
纹以及咬边、焊瘤、烧穿、凹坑等。
气孔的概念
气孔：焊接时的，熔池中的气泡在凝固时未能
溢出而残留下来所形成的空穴称之为气孔。 气孔是焊接时严重的工艺缺陷之一。
气孔分类
根据气孔产生的部位不同可分为表面气孔和内
磁粉探伤设备
(1)固定式探伤机 (２)移动式探伤机 (３)便携式探伤机
无损检测方法原理及设备简介
渗透探伤原理 焊缝表面被施加着色渗透液，在毛细管 作用下，经过一定时间的渗透，渗透液渗进 表面开孔的缺陷中，经去除零件表面施深吸 咐介质——显像剂，同样在毛细管作用下， 显像剂吸附缺陷中的渗透液，渗透剂回渗到 显像剂中，缺陷处的渗透液痕迹被显示，从 而检测出缺陷的形貌及分布状态。请看原理 图
部气孔。 根据气孔分布状态不同可分为单个气孔、疏散 气孔、密集气孔、连续气孔。 根据气孔的形态可分为条状气孔 、针状气孔和 球形、椭圆形气孔等。
密集气孔在底片上的形态
密集气孔
单个气孔在底片上的形态
单个气孔
连续气孔在底片上的形态
气孔产生原因
具体分为二种类型
（1）冶金因素对气孔的影响。 （2）工艺因素对气孔的影响。 下面对这二种因素对气孔的影响做具体讲解。
接速度过快。导致气体在熔池中来不及上浮溢 出。 （5）采用过大电流，是焊条发红导致药皮失效， 或碱性低氢形焊条焊接时电弧过长。 （6）手工钨极氩弧焊时氩气纯度低，保护不良。
气孔产生的原因
(7)电弧过长或偏吹，熔池保护效果不好，空气
侵入熔池。 （8）运条方法不当，收弧动作太快，易产生缩 孔，接头引弧动作不正确，易产生密集气孔。 （9）焊接电流太小或焊接速度过快，熔池存在 时间太短，气体来不及从熔池金属中逸出。 （10）基本金属和焊条钢芯含碳量高，焊条药 皮脱氧能力差。
防止焊缝中产生夹渣物的措施
防止焊缝中产生夹渣物最重要的措施是正确选
择焊条，焊剂的种类，。 其次是注意工艺方面的操作。 （1）选择合适的焊接规范，使熔池存在的时间 不要太短,防止熔池金属凝固过快。 （2）多层焊接时，要注意消除前层焊缝的熔 渣。。
防止焊缝中产生夹渣物的措施
（3）焊条要适当摆动，随时调整焊条角度和运
（4）夹渣 上面讲的夹杂物都是析出或反应生成的，都属
于微观夹杂物。还有一种因工艺不当由熔渣直 接混入的，通常称夹渣，如手工电弧焊时，运 条不当，坡口边缘会出现夹渣，横焊时经常出 现。 (5)钨夹渣
夹杂物产生的原因
由于钨极氩弧焊中的钨极烧损,钨极触及熔池或
焊丝剥落熔入焊缝中生成。 (1)焊接电流过大。 (2)钨极直径太小。 (3)氩气保护不良。
未焊透产生的原因
（１）焊接电流过小,焊接速度过快。
（２）坡口角度太小。 （３）根部钝边太厚。 （４）坡口间隙太小。 （５）焊条角度不当。
（６）电弧太长。
预防未焊透产生的措施
（1）合理选用坡口型式。 （２）装配间隙要适当。 （３）采用正确的焊接工艺。
未焊透在底片上的形态
未焊透
条方法，使铁水与熔渣分离,以利于熔渣浮出。 （4）操作时要注意保护熔池，防止空气侵入熔 池。 (5)焊接速度不易太快，保证熔池内的熔渣有充 分的时间上浮。 (6)焊接电流不要太小。
夹渣物底片上的形态
点状夹渣物
夹渣物底片上的形态

块状夹渣物
夹渣物底片上的形态

条状夹渣
夹渣物底片上的形态
慢均匀，焊条摆动到位。 （４）将坡口表面或坡口底部边缘污物处理干 净。
未熔合在底片上形态
层间未熔合
未熔合在底片上形态
根部未熔合
未熔合在底片上形态
坡口未熔合
未焊透的概念及危害
未焊透是指母材金属之间没有熔化，焊缝金属
没有进入接头的根部造成的缺陷。 未焊透分为双面未焊透，单面未焊透 未焊透缺陷是一种比较危险的缺陷，其危害性 取决于缺陷的形状、深度和长度。
要缩小，由于焊缝金属受热不均匀，周围冷却 金属势必阻止它的收缩，产生拉应力，拉应力 随温度的降低而增大，拉应力在结晶尚未完成， 且有“液态间层”时呈现，就必然产生热裂 纹．
防止产生热裂纹的措施
（1）限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的 含量，主要限制硫含量，提高锰含量． （2）提高焊条或焊剂的碱度，降低杂质含量，改变偏 析程度． （3）改进焊接结Biblioteka Baidu形式，采用合理的焊接顺序，提高 焊接收缩时的自由度． （4）焊接终了断弧时，弧坑冷却速度快，因偏析在弧 坑处形成热裂纹．采用与母材相同的引出板．
（２）焊条角度不对。 （３）产生弧偏吹现象。 （４）焊接处于下坡焊位置，母材未熔化时已
被铁水覆盖。 （５）母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属 与母材间的熔化结合。
预防未熔合产生的措施
（１）增加焊接线能量。
（２）将坡口边缘充分熔透。 （３）焊接规范正确，操作得当，焊接速度快
无损检测方法原理及设备简介
原理图
渗透液 去除剂 显象剂
Ⅰ渗透
Ⅱ清洗
Ⅲ显象
Ⅳ检查
焊接缺陷的危害
焊接缺陷对产品构件，尤其是锅炉压力容器在
使用中带来的隐患和危害是不能低估的。轻者 在很大程度上降低产品的力学性能和缩短产品 的使用寿命；重者，还可能产生脆断，导致危 及生命财产安全的灾难性事故，给国民经济带 来巨大损失。
无损检测方法原理及设备简介
（1）射线检测原理 如图下图所示，当X射线透过焊缝时，由于其内部不 同的组织结构（包括缺陷）对射线的吸收能力不同， 使通过焊缝后射线的强度也不一样，由于射线透过有 缺陷处的强度比无缺陷处的强度大，因而，射线作用 在胶片上使胶片感光的程度也较强。经过显影后，有 缺陷处就较黑。从而根据胶片上深浅不同的影像，就 能将缺陷清楚地显示出来，以此来判断和鉴定焊缝内 部的质量。
无损检测方法原理及设备简介
原理图
无损检测方法原理及设备简介
超声波设备
(1)用于脉冲反射法，根据反射声波的幅度和运
行时间检测宏观缺陷，依据反射的显示方式及 显示内容分为A、B、C三种类型。我们应用的 主要是A型，主要显示反射面在试件的埋藏深 度及发射信号的幅度。CTS-22 、CTS-26 （2）数字式超声波检测仪

无损检测方法原理及设备简介

原理图
电缆线
无损检测方法原理及设备简介
（1）
X射线设备 X射线设备通常可分为三类，即便携式、移动 式和固定式。我们常用的是便携式，一般由射 线机头，电缆线和操作箱组成。管电流固定为 5mA，管电压一般小于等于300Kv,并可调节。 特点是体积小，重量轻。
无损检测方法原理及设备简介
夹杂物产生的原因
现在常用的熔焊方法保护效果好，焊缝中很少
出现氮化物夹杂，只有在保护不好时，焊缝中 才有较多的氮化物。 （3）硫化物 硫化物主要来源于焊条药皮或焊剂，经冶金反 应后转入熔池，有时也是由于母材或焊丝中的 含硫量偏高而形成的硫化物夹杂。
夹杂物产生的原因
(二).金属夹渣物
无损检测方法原理及设备简介
磁粉探伤原理
铁磁性材料和工件被磁化后，由于不连续性的
存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部 畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁 粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而 显示出不连续的位置、形状和大小。
无损检测方法原理及设备简介
磁粉探伤原理图
无损检测方法原理及设备简介
焊缝射线透照典型缺陷分析
大庆油田建设集团技术培训中心
无损检测技术梗概
无损检测技术是一门在不破坏被检测对
象的前提下，探测和评价物体特性的综 合性应用科学技术。
无损检测技术按下列内容划分
可包括：
1.射线检测 2.超声波检测 3.磁粉检测 4.渗透检测
5.涡流检测
6.声发射检测


（1）超声波探伤原理 超声波探伤的原理如图(a)所示。探伤过程中由探头中的压电换 能器发射脉冲超声波，通过声耦合介质（水、油、甘油或浆糊 等）传播到焊件中，超声波在遇到工件表面、内部缺陷和工件 的底面时，均会反射回探头，经换能器转换成电信号，放大后 在示波管荧光屏上出现了三个脉冲信号：始脉冲（工件表面反 射波信号）、缺陷脉冲和底脉冲（工件底面反射波信号）。由 缺陷脉冲与始脉冲及底脉冲间的距离，可知缺陷的深度，由缺 陷脉冲信号的高度可确定缺陷的大小。图(B)是用斜探头探伤的 原理图，由于其工件底面反射波信号无法再反射回到探头上， 故在示波管荧光屏上只显示出始脉冲和缺陷脉冲。

未焊透在底片上的形态
未焊透
未焊透在底片上的形态
未焊透
裂纹的概念及分类
裂纹的概念
裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或热影
区中局部破裂的缝隙。 焊接裂纹是最危险的缺陷，它降低焊接接头的 强度，裂纹的末端呈尖锐的缺口，焊件承载后， 引起应力集中，成为结构断裂的起源。焊接结 构中不允许有裂纹存在。
气孔产生的原因
（1）焊条或焊剂受潮，使用前未按规定
烘干并保温。 （2）焊条药皮失效、剥落或烘干温度过 高、使药皮中部分成份变质。 （3）施焊前未将母材（特别是焊缝破口 附近）的金属铁锈、油污去除。或焊剂 中混合异种造气物质。
气孔产生的原因
（4）熔化金属冷却速度过快，电弧热能小或焊
防止产生气孔的措施
（1）焊前将坡口两侧20-30mm范围内的油污、
锈、水分清除干净。 （2）严格按焊条说明书规定的温度和时间烘干 焊条。 （3）正确选择焊接工艺参数，正确操作。 （对于环境温度低，导热速度快的大厚焊件， 焊前要预热。
防止产生气孔的措施
（4）尽量采用短弧焊接，野外焊接施工要有防
风设施。 （5）不允许使用失效的焊条，如焊芯锈蚀，药 皮开裂，剥落，偏心度过大等。
夹杂物产生的原因
焊缝中夹杂物的的种类
(—).非金属夹杂物 （1）氧化物 焊接钢铁材料时，氧化物夹杂是普遍存在，在
手工电弧焊和埋弧自动焊焊接低碳钢时，氧化 夹杂物的成分主要是SiO2; 这些氧化夹杂物主要 是在熔池反应过程中产生的。 （2）氮化物
裂纹的概念及分类
裂纹的分类
按照裂纹产生的时间和温度的不同可将裂纹分
为下列三种。 （1）热裂纹。 （2）冷裂纹。 （3）再热裂纹。
热裂纹的概念
热裂纹又称结晶裂纹，产生在结晶时的冷却过
程中，主要发生在晶界，为沿晶裂纹，具有晶 间破坏性质，大多产生在焊缝金属中心和弧坑 处纵向为多
（2）r射线设备
r射线设备一般由四部分构成，
r射线源、源容 器、输源机构、控制机构。 r射线源是一定形状 和尺寸的放射性同位素，源容器是r射线源的储 存装置，输源机构和控制机构将r射线源送到预 定的位置，曝光完成后r射线源被收回到源容器。
无损检测方法原理及设备简介
r射线原理图
无损检测方法原理及设备简介