焊接缺陷及焊接质量检验

焊接缺陷及焊接质量检验

1. 焊接缺陷:按焊接缺陷在焊缝中的位置，可分为外部缺陷和内部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝区的外表面，用肉眼或低倍放大镜。例如：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、烧穿、下塌、表面气孔、表面裂纹等。内部缺陷位于焊缝内部，需用破坏性实验或无损探伤方法来发现。例如：未焊透、未熔合、夹渣、内部气孔、内部裂纹等。

2. 常见电焊缺陷：

(1) 焊缝尺寸不符合要求主要指焊缝宽窄不一、高低不平、余高不足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头强度；尺寸过大将增加结构的应力和变形，造成应力集中，还增加焊接工作量。

(2) 咬边由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凸陷即为咬边。咬边使母材金属的有效截面减少，减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处易引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。

(3) 焊瘤焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上，所形成的金属瘤。焊瘤不仅影响焊缝外表的美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力集中。

(4) 烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷称为烧穿。烧穿常发生于打底焊道的焊接过程中。

(5) 未焊透焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未焊透常出现在单面焊根部和双面焊的中部。未焊透不仅使焊接接头的机械性能降低，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后会引起裂纹。

(6) 未熔合未熔合指焊接时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；或指点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分。未熔合的危害大致与未焊透相同。(7) 凹坑凹坑、塌陷及未焊满凹坑指在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。塌陷指单面熔化焊时，由于焊接工艺不当，造成焊缝金属过量透过背面，使焊缝正面塌陷，背面凸起的现象。由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽，这种现象即未焊满。上述缺陷削弱了焊缝的有效截面，容易造成应力集中，并使焊缝的强度严重减弱。

(8) 夹渣焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣外形很不规则，大小相差也极悬殊，对接头性能影响比较严重。夹渣会降底焊接接头的塑性和韧性；夹渣的尖角处，造成应力集中；特别是对于淬火倾向较大的焊缝金属，容易在夹渣尖角处产生很大的内应力而形成焊接裂纹。夹渣和夹杂物不同，它是指由于焊接冶金反应产生的，焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质，如氧化物、硫化物等。夹杂物尺寸很小，呈分散分布，它的危害是针状氮化物和磷化物会引起金属冷脆，氧化铁和硫化铁则易使焊缝产生热脆性。

(9) 气孔气孔的形成及危害，焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残留下来形成的空穴称为气孔。气孔可分为密集气孔、条虫状气孔和针状气孔等。焊缝中形成气孔的气体主要是氢气、一氧化碳、氮气等。气孔可能产生在焊缝表面或隐藏在焊缝内部深处。气孔对焊缝的性能有较大影响，它不仅使焊缝的有效工作截面减少，使焊缝机械性能下降，而且破坏了焊缝的致密性，容易造成泄露。条虫状气孔和针状气孔比圆形气孔危害性大，在这种气孔的边缘有可能发生应力集中，致使焊缝的塑性降低，因此在重要的焊件中，对气孔应严格控制。

(10) 裂纹焊接裂纹指在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。焊接裂纹是最危险的焊接缺陷，严重的影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性，许多焊接结构的破坏事故，都是焊接裂纹引起的。裂纹除了降低焊接接头的强度外，还因裂纹的末端有一个尖锐的缺口，将引起严重的应力集中，促使裂纹的发展和结构的破坏。

裂纹一般分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四大类。

3. 焊接质量检验焊接质量的检验主要分为三个阶段,即焊前验,焊接过程中检验,焊后成品检验。

(1)焊前检验主要是检查技术文件(设计图纸、工艺文件等)是否完整齐全，焊前检验并符合各项标准，法规的要求；焊接材料（焊条、焊丝、焊剂）和基本金属原材料的质量验收（包括对质量证明书、复验报告、外观质量的检查、验收）焊接工艺评定试验结果及编制的焊接工艺文件或工艺规程的审查；；毛坯装配和坡口质量的检查；焊接设备是否完好、可靠以及焊工操作水平、资格的认可等。焊前检验的目的是预防或减少焊接时产生缺陷的可能性。

(2)焊接过程中检验主要包括焊接设备运行情况、焊接工艺执行情况的检焊接过程中检验查；产品试板的检验；焊缝的无损检测及外观质量检验等。其目的是及时发现焊接过程中的问题，以随时加以纠正，同时通过对焊接工艺实施情况的检查及焊接过程中的质量控制，防止缺陷的产生，并使出现的缺陷得到返修处理，促进产品制造质量的提高。

(3)焊后成品检验它是焊接检验的最后一个环节,是鉴别产品质量的主要依焊后成品检验据。成品检验的方法和内容主要包括：外观检验—结构成形与尺寸及焊缝表面质量的检验；焊缝的无损探伤；焊缝金属堆焊层化学成分分析，铁素体含量和堆焊层结合强度的测定等（特殊工况条件下要求）；焊接接头及整体结构的耐压试验及致密性试验；结构在承压或承载条件下的应力测试等。对于具有延迟裂纹倾向的高强度钢焊接结构，焊接接头的无损检测和成品检验应在焊后延迟一端时间进行或进行复查。焊接质量检验方法主要分为破坏性检验和非破坏性检验。破坏性检验包括断面检查、机械性能试验、金相组织检验、化学成分分析的抗腐蚀试验等。非破坏性检验包括焊接接头的外观检验，耐压试验、致密性试验和无损探伤。具体采用那种方法，主要根据产品技术要求和有关规程规定及标准确定。

4 (1) 外观检验焊缝外观检验是一种常用的检验方法,是利用肉眼、挡板、量具或低倍放大镜等对焊缝外观尺寸和焊缝成形情况进行检验。焊缝的外观检验，在一定程度上有利于分析发现内部缺陷。例如，焊缝表面有咬边和焊瘤时，其内部则常常伴随有未焊透；焊缝表面有气孔，则意味着内部可能不致密，有气孔和夹渣等。另外，通过外观检验可以判断焊接规范和工艺是否合理，如电流过小或运条过快，则焊道外表面会隆起和高低不平，电流过大则弧坑过大和咬边严重。外观检验的内容，包括焊缝外形尺寸是否符合设计要求，焊缝外形是否平整，焊缝与母材过渡是否平滑等；检查的表面缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、未焊透、咬边、气孔等。并应特别注意弧坑是否填满，有无弧坑裂纹。多层焊时，要特别重视根部焊道的外观检验，对于有可能发生延迟裂纹的钢材，除焊后检查外，隔一定时间（15-30 天）还要进行复查。有再热裂纹倾向的钢材，再最终热处理后也必须再次检验。

(2)无损探伤无损探伤可用于检查焊缝的表面和内部质量，在不损坏材料无损探伤完整性的前提下检测出受检部位所存在的缺陷。常见的无损检测方法有射线探伤、超声波探伤（UT）、磁粉探伤（MT）、渗透探伤（PT）、涡流探伤（ET）（RT）、声发射探伤（AE）。