焊接外觀(guān)缺陷及防止措施
?焊縫尺寸不符合要求
焊縫尺寸不符合要求是指焊縫寬度及寬度差、焊縫余高及余高差、錯邊量、焊后變形量等不符合標準規定的尺寸,焊縫高低不平、寬窄不齊、變形較火等。焊縫不直、寬窄不均不僅影響焊縫的美觀(guān),而且影響焊縫與母材結合強度;焊縫余高太大,易產(chǎn)生應力集中;焊縫高度低于母材,則焊接接頭的強度較低;錯邊和變形過(guò)大,則產(chǎn)生應力集中,使強度下降。
坡口角度不當,裝配間隙不均勻,焊接工藝參數選擇不當,焊工的操作水平較低等都可以造成焊縫尺寸不符合要求。
防止措施有:選擇適當的坡口角度和裝配間隙,提高裝配質(zhì)量;選擇合適的焊接工藝參數;提高焊工的操作水平等。
?咬邊
咬邊是在沿著(zhù)焊趾的母材部位上被電弧燒熔而形成的凹陷或溝槽。造成咬邊的原因有:焊接時(shí)焊接電流過(guò)大,電弧過(guò)長(cháng),焊條角度不當,運條方式不當等。一般在平焊時(shí)較少出現咬邊,而在立焊、橫焊或仰焊時(shí),由于焊接電流較大,運條時(shí)在坡口兩側停留時(shí)間較短,而在焊縫中間的停留時(shí)間較長(cháng),使焊縫中間的金屬熔池的溫度過(guò)高而下墜,兩側的母材金屬被電弧吹去而未填滿(mǎn)金屬熔池。咬邊減小了焊縫的有效截面,不僅削弱了焊接接頭的強度,而且易造成應力集中而產(chǎn)生裂紋。
防止措施有:焊接時(shí)選用合適的焊接電流,避免電流過(guò)大;電弧不能拉得過(guò)長(cháng);焊條角度適當;運條時(shí)在坡口邊緣速度較慢,停留時(shí)間稍長(cháng),而在焊縫中間時(shí)速度較快。
?焊瘤
焊瘤是指在焊接過(guò)程中,熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。由于金屬熔池的溫度過(guò)高使得熔融金屬的凝固速度較慢,在自重力作用下下墜而形成焊瘤。在平焊對接時(shí),第一層背面有時(shí)產(chǎn)生焊瘤,而在立焊、橫焊、仰焊時(shí)常形成焊瘤。焊瘤使得焊縫截面突變,不僅影響焊縫的成形,而且在焊瘤部位通常還存在夾渣、未焊透等缺陷,此外還易造成應力集中,降低接頭的疲勞強度。
防止措施有:根據焊接工藝選擇合適的焊接電流、焊接速度等焊接工藝參數。平焊時(shí),對口間隙不宜過(guò)大;應控制金屬熔池溫度,使其不要過(guò)高,選用適當焊接電流,如果熔池的水平位置突然下降,立即滅弧。
?凹坑
焊后,在焊縫表面或焊縫背面形成的低子母材表面的局部下陷部分稱(chēng)為凹坑。通常由于焊工的操作手法不當,在收弧處易產(chǎn)生凹坑。
防止措施有:焊條在收弧處多停留一會(huì ),如果由于停留時(shí)間過(guò)長(cháng)造成金屬熔池溫度過(guò)高,則會(huì )產(chǎn)生熔池過(guò)大或焊瘤。此時(shí)應采用斷續滅弧焊來(lái)填滿(mǎn),即焊條在該處稍微停留后就滅弧,待其冷卻后再引弧并填充一些熔化金屬,反復幾次可將凹坑填滿(mǎn)。
?裂紋
在焊接應力及其他致脆因素的共同作用下,金屬材料的原子結合被破壞,形成新界面而產(chǎn)生的縫隙稱(chēng)為裂紋。裂紋按其產(chǎn)生的溫度和時(shí)間不同可分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋;按其產(chǎn)生的部位不同可分為縱裂紋、橫裂紋、弧坑裂紋、熔合線(xiàn)裂紋、焊根裂紋及熱影響區裂紋等。裂紋在焊接缺陷中最危險,不僅使焊件的焊接性能下降,還有可能導致嚴重的事故。
在焊接過(guò)程中,熱裂紋是在焊縫和熱影響區金屬冷卻到同相線(xiàn)附近的高溫區產(chǎn)生的,主要是因為熔池金屬中的低熔點(diǎn)共晶體和雜質(zhì)在結晶過(guò)程中,形成嚴重的偏析,同時(shí)在焊接應力的作用下,沿著(zhù)晶界被拉開(kāi)。奧氏體不銹鋼、鎳合金和鋁合金在焊接時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋;而低碳鋼焊接時(shí)不易產(chǎn)生熱裂紋。熱裂紋的特征是斷口呈藍黑色,其形狀有鋸齒狀、花紋狀及帶鋸齒的直線(xiàn)狀。
防止措施有:嚴格控制工件和焊接材料的硫、磷等雜質(zhì)含量,降低熱裂紋敏感性;調整焊縫金屬的化學(xué)成分,減少偏析;采用堿性焊條,降低焊縫中雜質(zhì)的含量,改善偏析;選擇適當的焊接工藝參數;斷弧時(shí)采用與母材相l司的引出板,或逐漸滅弧,并填滿(mǎn)弧坑,避免在弧坑處產(chǎn)生熱裂紋。
冷裂紋是焊接接頭冷卻到較低溫度下(對于鋼來(lái)說(shuō),低于Ms溫度)產(chǎn)生的。冷裂紋可在焊后立即出現,也有可能經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才出現,具有延遲性,所以其危害性更大。馬氏體相變產(chǎn)生淬硬組織,焊接殘余應力和焊縫中的氫都有可能產(chǎn)生冷裂紋。
防止措施有:選用堿性低氫型焊條,使用前嚴格按照焊條說(shuō)明書(shū)規定進(jìn)行焊前處理,減少焊縫中的氫含量;選擇適當的焊接工藝參數和熱輸入,減少焊縫的淬硬傾向;焊后進(jìn)行消氫處理;對于淬硬傾向高的鋼材,焊前預熱,焊后熱處理,改善焊縫組織和性能。
焊后,焊件在一定溫度范圍再次加熱(比如焊后退火等)而產(chǎn)生的裂紋稱(chēng)為再熱裂紋。
防止措施有;在滿(mǎn)足設計要求的前提下,選用低強度的焊條,使焊縫強度低子母材,應力在焊縫中松弛,避免在熱影響區產(chǎn)生裂紋}盡量減少焊接殘余應力和應力集中;控制焊接熱輸入,合理選擇熱處理溫度,盡量避開(kāi)裂紋敏感的溫度范圍。
本文參考《焊接材料手冊》一書(shū)。
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