焊接缺陷与检验详解.ppt

焊接裂纹 气孔 1 焊接材料的选择 4.典型焊件的工艺设计 * 焊接接头的不完整性称焊接缺陷。主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。 焊接缺陷与检验 1、热裂纹 热裂纹的特征 热裂纹可发生在焊缝区或热影响区。 热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩。 热裂纹动画仿真 热裂纹产生的原因: 晶间存在液态薄膜。 接头中存在拉应力。 热裂纹的防止: 限制钢材和焊条、焊剂的低熔点杂质，如硫和磷含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988℃，很容易产生热裂纹。 缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高塑性减少偏析。 减少焊接应力的工艺措施，如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。 2、冷裂纹 冷裂纹的形态和特征 焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹。冷裂纹的特征是无分支，通常为穿晶型。冷裂纹无氧化色彩。 最常见的冷裂纹是延迟裂纹，即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹。 冷裂纹动画仿真 延迟裂纹的产生原因: 焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。 焊接接头含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，使接头脆化。 存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。 防止延迟裂纹的措施: 选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。 焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油水；除锈，减少氢的来源。 工件焊前预热，焊后缓冷，可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。 采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等。 焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250℃，保温2～6h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。 焊后进行清除应力的退火处理。 焊缝气孔有三种： 氢气孔 高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开后快速冷却，氢的溶解度急速下降，析出氢气，产生氢气孔。 一氧化碳气孔 当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在熔池温度下降时，将发生如下反应： FeO+C = Fe+CO↑ 此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生CO气孔。熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。 氮、氢的溶解度变化 氮气孔 熔池保护不好时，空气中的氮溶入熔池而产生。 防止气孔的方法： 焊条、焊剂要烘干，焊丝和焊缝坡口及其两侧的母材要清除锈、油和水。 焊接时采用短弧焊，采用碱性焊条。CO2焊时，采用药芯焊丝。 采用低碳材料都可减少和防止气孔的产生。 焊接件结构设计 1 焊件材料的选择 2 焊接方法的选择 3 焊接接头工艺设计 4 典型焊件的工艺设计 焊接材料的选择原则： 尽量选用可焊性好的材料: w(C)＜0.25%的低碳钢或w(CE)＜0.4%的低合金钢。因这类钢淬硬倾向小，塑性高，焊接工艺简单。 尽量选用镇静钢。镇静钢含气量低，特别是含H2和O2量低，可防止气孔和裂纹等缺陷。 异种金属焊接时焊缝应与低强度金属等强度，而工艺应按高强度金属设计。 尽量采用工字钢、槽钢、角钢和钢管等型材，以简化工艺过程。 生产单件钢结构件 1．板厚在3～10 mm,强度较低，且焊缝较短应选用手弧焊。 2．板厚在10 mm以上，焊缝为长直焊缝或环焊缝应选用埋弧焊。 3．板厚小于3 mm，焊缝较短应选用CO2焊。 生产大批量钢结构 1．板厚小于3 mm,无密封要求应选用电阻点焊，有密封要求应选用缝焊。 2．板厚在3～10 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用CO2自动焊。 3．板厚大于10 mm，焊缝为长直焊缝和环焊缝隙，应选用埋弧焊或电渣焊。 生产不锈钢、铝合金和铜合金结构 1．板厚小于3mm, 应选用脉冲钨极和钨极氩弧焊。 2．板厚在3～10 mm,焊缝为长直焊缝或环焊缝，应选用熔化极氩弧或等离子弧自动焊。 2 焊接方法的选择 焊缝的布置 1．焊缝应尽可能分散，如右图。以便减小焊接热影响区，防止粗大组织的出现。 2．焊缝的位置应尽可能对称分布，如右图，以抵消焊接变形。 3 焊接接头工艺的设计 3．焊缝应尽可能避开最大应力和应力集中的位置，如右图。以防止焊接应力与外加应力相互叠加，造成过大的应力和开裂。 4．焊缝应尽量避开机械加工表面，如右图，以防止破坏已加工面。 5．应便于焊接操作，如下图。焊缝位置应使焊条易到位，焊剂易保持，电极易安放。 接头型式的选择与设计 接