缺陷种类及产生原因.ppt
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1、第七章,缺陷种类及产生原因,缺陷种类及产生原因,无损检测最主要的用途是探测缺陷。了解材料和焊逢中的缺陷种类和产生原因,有助于正确的选择无损检测方法,正确判断和分析检测结果。,缺陷种类及产生原因,钢焊缝中常见缺陷及产生原因1,外观缺陷外观缺陷指肉眼可以发现的工件表面的缺陷(1)咬边:沿着焊趾,在母材部分形成的凹馅或沟槽。产生原因是因为电弧热量太高,电流太大,运条速度太小,焊条与工件角度不正确,产生的电弧将焊逢边缘的母材熔化没有得到熔轷金属的充分补充所留下的缺口。,缺陷种类及产生原因,(2)焊瘤:焊逢中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成未与母材熔合的金属瘤。产生原因是
2、焊接规范过强,焊条熔化过快,焊接电源不稳定以及操作姿态正确形成的,在横,立,仰焊位置更容易形成焊瘤。,缺陷种类及产生原因,(3)凹坑:焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 产生原因是由于收弧时焊条未作短时间停留造成的。横,立,仰焊位置常常在焊缝背面根部产生内凹。(4)未填瞒:焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未填瞒的根本原因。规范太弱,焊条过细,运条不当等均会容易产生未填瞒。,缺陷种类及产生原因,(5)烧穿:焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属从焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷。 焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久产生烧穿。另外工件间隙太大,钝边太小也容易产生烧穿。(6)
3、其他表面缺陷:成形不良,错边,塌陷,表面气孔及弧坑缩孔,各种焊接变形等等。,焊接缺陷及其特征,2,气 孔 气孔是指焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出,而残留下来所形成的空穴。 气孔分类:可分为条虫状气孔、针孔、柱孔,按分布可分为密集气孔,链孔等。 产生原因:母材或填充金属表面有锈,油污等,焊条及焊剂未烘干,焊接线能量过小,熔池冷却速度大等 气孔危害:减少截面积,降低强度、塑性、泄漏。,焊接缺陷及其特征,焊接缺陷及其特征,3,夹渣:指焊后熔渣残留于焊缝中的现象。 夹渣又分金属夹渣和非金属夹渣两种。,焊接缺陷及其特征,产生原因:(1)坡口尺寸不合理。(2)坡口有污物。(3)焊接线能量过小。(4)
4、多层焊时,层间清渣不彻底。(5)焊缝散热太快,液态金属凝固过快。(6)药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高,冶金反应不完全,脱渣性不好等。 (7)钨极焊时电流过大,钨极融化脱落焊缝内。(8)手工焊时焊条摆动不真确,熔渣不利于上浮。夹渣危害:点状夹渣与气孔相同,带有尖端夹渣易形成应力集中,可能形成裂纹,危害比较大。,焊接缺陷及其特征,4.裂纹(焊接裂纹): 在焊接应力及其它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而产生缝隙,称为焊接裂纹。按其尺寸分为宏观、微观、超显微裂纹按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹,辐射状(星状)裂纹按发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹,熔
5、合区裂纹、焊趾裂纹及热响裂纹。按产生的条件和时机可分为热裂纹(如结晶裂纹、液化裂纹等)、冷裂纹(如氢致裂纹、层状撕裂等)以及再热裂纹。,焊接缺陷及其特征,a)热裂纹:一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹,及温度在AC3线附近,液态金属一次结晶时产生的裂纹。这种裂纹沿晶界开裂,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽,b)冷裂纹:指在焊缝冷至马氏体转变温度MS点(200300)以下产生的裂纹,一般是指在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。c)再热裂纹:接头冷却后在加热至550650时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb元素的金属材料)的焊接热影响区
6、内的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。,焊接缺陷及其特征,e)层状撕裂:在具有丁字接头或角接头的厚大构件中,沿钢板的轧制方向分层出现的阶梯状裂纹。层状撕裂实质上也属冷裂纹,主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类、A12O3等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的作用下,金属沿轧制方向伸展的杂质面开裂。,焊接缺陷及其特征,裂纹的危害:裂纹是焊接缺陷中危害最大的一种,它是面积型缺陷,(具有三维尺寸的缺陷称为体积型缺陷,如气孔,夹渣等),具有二维尺寸的缺陷称为面积型缺陷。如裂纹,未熔合等)它的出现将显著减少承载面积,特别是在端部形成尖锐缺口,应力高度集中很容易扩展导致破坏。
7、 尤其是冷裂纹,由于其延迟性和快速脆断性,带来的危害是灾难性的。世界上的承压类特种设备事故绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。,焊接缺陷及其特征,热裂纹(结晶裂纹)形成机理和防治措施(1)结晶裂纹的形成机理 热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区。最常见的热裂纹是结晶裂纹,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”,在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,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之间,为横向裂
8、纹。弧坑裂纹是另一种形态的常见热裂纹。 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。,焊接缺陷及其特征,(2)影响热裂纹(结晶裂纹)的因素a合金元素和杂质的影响。碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。b冷却速度的影响。冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增大结晶裂纹的出线机会。c结晶应力与拘束应力的影响。在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。,焊接缺陷及其特征,3)防止结晶裂纹的措施a降低钢材和焊材的碳含量,减少硫、磷等有
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