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焊接缺陷范文1
鋼結(jié)構(gòu)工程在制作過(guò)程中的梁、柱等多采用焊接形式,其焊接質(zhì)量不僅影響外觀質(zhì)量、安裝精度,增加制作成本等,而且還影響鋼結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度、安全性能和使用功能等,因此,有必要對(duì)焊接缺陷進(jìn)行分析整理,本文針對(duì)常見(jiàn)缺陷的質(zhì)量要求、產(chǎn)生原因進(jìn)行闡述,提出了預(yù)防措施,希望對(duì)提高鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量有所幫助。
關(guān)鍵詞:
鋼結(jié)構(gòu)焊接焊接缺陷;預(yù)防措施
鋼結(jié)構(gòu)焊接過(guò)程中常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷可以分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷,外部缺陷是指用量具、觀感或放大鏡觀察的不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷,如焊縫外形尺寸不符合設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)要求,咬邊、焊瘤、飛濺、表面氣孔、表面夾渣、弧坑、燒穿等。內(nèi)部缺陷是指在焊縫內(nèi)部的不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷,必須用無(wú)損檢測(cè)或破壞性試驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn),如未焊透、夾渣、氣孔、裂紋等。由于焊接缺陷的存在,不僅影響外觀質(zhì)量,增加了缺陷處理程序,提高了制作成本,而且降低構(gòu)件的承載能力,未焊透、裂紋等缺陷嚴(yán)重降低了焊接接頭的強(qiáng)度性能,容易導(dǎo)致應(yīng)力集中,造成結(jié)構(gòu)的破壞,如缺陷未被發(fā)現(xiàn)或處理不當(dāng),將會(huì)發(fā)生突發(fā)性的重大破壞性事故,造成嚴(yán)重的后果,因此必須認(rèn)真對(duì)待缺陷并采取適當(dāng)?shù)拇胧褂绊懡档阶畹汀?/p>
1咬邊的質(zhì)量要求,產(chǎn)生原因和預(yù)防措施
鋼結(jié)構(gòu)工程一級(jí)焊縫不允許有咬邊現(xiàn)象存在,二級(jí)焊縫咬邊深度要小于等于0.05倍母材厚度,且不大于0.5mm,連續(xù)長(zhǎng)度小于等于100mm,且焊縫兩次咬邊總長(zhǎng)小于等于10%焊縫全長(zhǎng)。三級(jí)焊縫咬邊深度小于等于0.1倍母材厚度,且小于等于1mm。咬邊產(chǎn)生的原因主要是由于操作方法和工藝參數(shù)選用不當(dāng),如施焊角度不正確、坡口兩側(cè)停留時(shí)間不當(dāng)、焊條擺動(dòng)或運(yùn)條速度不當(dāng)、焊接電流過(guò)大或焊接電弧過(guò)長(zhǎng)。咬邊的預(yù)防措施主要有針對(duì)不同的焊接位置確定正確的施焊角度和停留時(shí)間,改變運(yùn)條方式和焊接速度,調(diào)整至適當(dāng)?shù)暮附与娏?,縮短焊接電弧的長(zhǎng)度等。對(duì)二級(jí)和三級(jí)焊縫超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍的要進(jìn)行補(bǔ)焊和打磨處理。
2氣孔的質(zhì)量要求,產(chǎn)生原因和預(yù)防措施
對(duì)一、二級(jí)焊縫不允許存在表面氣孔,三級(jí)焊縫每50mm長(zhǎng)度焊縫內(nèi)允許存在直徑小于0.4倍母材厚度且小于等于3mm的氣孔2個(gè),孔距要大于等于6倍孔徑。氣孔產(chǎn)生的原因有:焊接環(huán)境濕度大;焊絲焊條受潮或未按要求烘烤;焊縫處存在油污、鐵銹等雜質(zhì)或清理不徹底;焊縫未受到保護(hù)、焊工技術(shù)水平低等。氣孔的預(yù)防措施有:注意監(jiān)測(cè)焊接作業(yè)環(huán)境,當(dāng)不符合條件時(shí)嚴(yán)禁焊接;焊絲焊條按體系規(guī)定采購(gòu)、儲(chǔ)存、發(fā)放和使用;焊接前徹底清理焊縫兩側(cè)20mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹等雜質(zhì);對(duì)保護(hù)氣體純度進(jìn)行驗(yàn)證,檢查槍管有無(wú)漏氣;提高焊工操作水平,堅(jiān)持擇優(yōu)使用。
3夾渣的質(zhì)量要求,產(chǎn)生原因和預(yù)防措施
對(duì)一、二級(jí)焊縫不允許存在表面夾渣,三級(jí)焊縫夾渣深度要小于等于0.2倍母材厚度,長(zhǎng)度要小于等于0.5倍母材厚度且不超過(guò)20mm。夾渣產(chǎn)生的原因有:焊接前或焊接過(guò)程中清理不徹底;焊接坡口參數(shù)不合理或組對(duì)間隙小;焊接電流??;焊工操作不熟練,運(yùn)條方式不合理。夾渣的預(yù)防措施有:焊接前徹底清理焊縫兩側(cè)雜物,焊接過(guò)程中焊渣清理干凈后再施焊;參照《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》選用合適的坡口參數(shù)進(jìn)行加工,提高零部件組對(duì)質(zhì)量;合理選擇電流和電弧長(zhǎng)度;加強(qiáng)焊工技能培訓(xùn),使焊渣能夠排出。
4焊縫外形尺寸的質(zhì)量要求、產(chǎn)生原因和預(yù)防措施
一級(jí)焊縫不允許存在未焊滿(mǎn),二級(jí)未焊滿(mǎn)要≦0.2mm+0.02倍母材厚度且≦1mm,每100mm長(zhǎng)焊縫內(nèi)未焊滿(mǎn)累計(jì)長(zhǎng)度≦25mm,三級(jí)焊縫未焊滿(mǎn)要≦0.2mm+0.04倍母材厚度且≦2mm,每100mm長(zhǎng)焊縫內(nèi)未焊滿(mǎn)累計(jì)長(zhǎng)度≦25mm。一二級(jí)對(duì)接焊縫余高當(dāng)焊寬小于20mm時(shí)為0~3mm,三級(jí)焊縫為0~3.5mm,其余情況時(shí)一二級(jí)余高為0~4mm,三級(jí)為0~5mm。角接焊縫余高當(dāng)焊腳尺寸≦6mm時(shí)為0~1.5mm,大于6mm時(shí)為0~3mm。焊縫外形尺寸超差產(chǎn)生的原因:坡口加工或邊緣加工不合格;組對(duì)不平、焊接規(guī)范不合理。焊縫外形尺寸超差的預(yù)防:使用正確的坡口參數(shù),提高邊緣加工質(zhì)量;提高零部件拼裝質(zhì)量;制定和選擇合理的焊接規(guī)范。
5未焊透的質(zhì)量要求,產(chǎn)生原因和預(yù)防措施
全焊透的對(duì)接焊縫及對(duì)接與交接組合焊縫不允許有未焊透。未焊透產(chǎn)生的原因有:焊接電流太小,融化溫度低;坡口參數(shù)不合理或組對(duì)質(zhì)量不合格;焊工操作不熟練,角度、方法掌握不當(dāng);未焊透的預(yù)防措施有:制定合適的焊接工藝參數(shù),并遵照?qǐng)?zhí)行;坡口參數(shù)與組對(duì)間隙要與焊件厚度和焊接方法相匹配,并加強(qiáng)組對(duì)質(zhì)量檢查和交接驗(yàn)收;掌握正確的焊接角度,避免磁偏吹,雙面焊要清根,對(duì)厚度較大的焊件選用大電流,適當(dāng)控制和調(diào)整焊速和運(yùn)條方法等。
6裂紋的質(zhì)量要求,產(chǎn)生原因和預(yù)防措施
對(duì)一、二、三級(jí)焊縫都不允許存在裂紋。裂紋產(chǎn)生的主要是由于在焊接過(guò)程中存在的缺陷累計(jì)和焊接母材焊接材料的化學(xué)成分、焊接工藝、機(jī)械性能、環(huán)境溫度、組對(duì)方法、加熱冷卻過(guò)程的金屬晶間結(jié)構(gòu)變化等因素綜合作用的結(jié)果。按照形成成因可以分為熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋的預(yù)防措施有:選擇合適的焊接材料,調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成分,改善焊縫金屬的組織;規(guī)范焊接參數(shù),使用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?;焊前進(jìn)行預(yù)熱,使焊件受熱均勻,焊縫冷卻速度要緩慢;合理選擇焊縫結(jié)構(gòu)形式和裝配順序,使構(gòu)件自由收縮,減少焊接應(yīng)力等。
焊接缺陷范文2
關(guān)鍵詞:工藝 缺陷監(jiān)測(cè) 質(zhì)量控制
一、概述
壓力容器的分類(lèi)方法很多,從使用、制造和監(jiān)檢的角度分類(lèi),有以下幾種。
1.按承受壓力的等級(jí)分為:低壓容器、中壓容器、高壓容器和超高壓容器。
2.按盛裝介質(zhì)分為:非易燃、無(wú)毒;易燃或有毒;劇毒。
3.按工藝過(guò)程中的作用不同分為:反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器、貯運(yùn)容器。
(一)壓力容器的概述
1.壓力容器的分類(lèi)
壓力容器按工作壓力一般可分為低壓、中壓、高壓和超高壓四類(lèi)。壓力容器的等級(jí)原則上可按以下規(guī)定劃分:
(1)低壓:0.1MPa≤P<1.6MPa
(2)中壓:1.6MPa≤P<10MPa
(3)高壓:10MPa≤P<100MPa
(4)超高壓:P≥100MPa
2.壓力容器設(shè)計(jì)壓力及設(shè)計(jì)溫度
壓力容器中主要的載荷是內(nèi)壓,其值不得小于最大工作壓力,而最大工作壓力指正常操作情況下,容器頂部可能出現(xiàn)的最高工作壓力,壓力容器的設(shè)計(jì)壓力規(guī)定來(lái)取值。
二、壓力容器焊接缺陷的監(jiān)測(cè)及質(zhì)量控制
(一)壓力容器焊接中產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施
1.壓力容器焊接中產(chǎn)生的缺陷
(1)熱影響區(qū)脆化
(2)氣孔
(3)咬邊
(二)焊接質(zhì)量控制及措施
1.材質(zhì)因素的控制
材質(zhì)包括母材和焊接材料。
(1)母材的控制
①間接評(píng)估法
②直接評(píng)估法
2.焊接材料的控制
①在焊接同種材質(zhì)時(shí),一般應(yīng)按焊接接頭與母材等強(qiáng)的原則來(lái)選擇焊接材料。
②在焊接碳鋼與低合金鋼或不同強(qiáng)度等級(jí)的低合金鋼之間的異種鋼接頭時(shí),可按兩者中強(qiáng)度級(jí)別較低的一種選用焊接材料。
③在焊接碳鋼與不銹鋼或低合金鋼與不銹鋼之間的異種接頭時(shí),則一律采用高鎳鉻焊條或焊絲進(jìn)行焊接。
2.工藝因素控制
焊接工藝中,對(duì)焊接質(zhì)量影響較大的有焊前準(zhǔn)備、焊接順序和焊接工藝參數(shù)。
(1)焊前準(zhǔn)備的控制(焊前準(zhǔn)備主要包括坡口制備、接頭裝配和焊接區(qū)域的清理。)
①坡口的制備
②接頭的裝配
③焊接區(qū)域的清理
(2)焊接順序的控制
在選擇焊接順序時(shí),應(yīng)盡量使焊縫處于比較自由的收縮狀態(tài)。原則是,先焊收縮量的焊縫,后焊收縮量小的焊縫,以保證焊縫在焊接時(shí)能有較大的收縮自由,產(chǎn)生較小的殘余應(yīng)力,可以防止裂紋的產(chǎn)生。
圖1中,如果焊接順序是沿全圓周連續(xù)焊接,在B點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力,發(fā)生層狀撕裂。但是,若改為先焊B側(cè)的1/4圓周,然后再焊A、C兩部分,則在B點(diǎn)形成壓應(yīng)力,就不會(huì)產(chǎn)生層狀撕裂。
3.檢驗(yàn)因素的控制
焊接檢驗(yàn)是控制焊接質(zhì)量的重要手段。如前所述,焊接檢驗(yàn)方法種類(lèi)很多,每種方法都有其自身特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。因此,在檢驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意正確選擇和靈活使用,才能全面準(zhǔn)確的反映焊接質(zhì)量。在本設(shè)計(jì)中可以采用X射線(xiàn)探傷來(lái)對(duì)儲(chǔ)氣筒進(jìn)行檢測(cè)。
結(jié)論
壓力容器的制造工藝
焊接缺陷范文3
【關(guān)鍵詞】鋁合金;裂紋;氣孔;微觀組織
0.引言
隨著鋁合金的焊接工藝要求的日益完善,鋁合金焊接的性能也在不斷的提高,所以通過(guò)對(duì)鋁合金焊接缺陷的研究,逐步提高鋁合金的焊接性能,從而促進(jìn)生產(chǎn)。
1.鋁合金的焊接性分析
鋁及其合金具有較高的比強(qiáng)度,良好的耐蝕性及導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。本文涉及的鋁是一種變形鋁合金,通過(guò)加工硬化,可提高力學(xué)性能。鋁的化學(xué)活潑性強(qiáng),與空氣接觸時(shí)表面會(huì)生成一層致密的A12O3薄膜,鋁及其合金較強(qiáng)的氧化能力也會(huì)阻礙金屬之間的良好結(jié)合,給焊接帶來(lái)一定的困難。鋁合金熔化溫度低,薄壁鋁合金管焊接時(shí)更易熔化,焊縫成形困難,易產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷。
2.鋁合金的焊接方法及運(yùn)槍方法
鋁及鋁合金的焊接方法主要有MIG焊和TIG焊兩種,并且這兩種焊接方法能達(dá)到不同的工藝要求,之中MIG焊的運(yùn)槍方法有多種,包括直線(xiàn)式運(yùn)槍法,小圈式運(yùn)槍法,直線(xiàn)往返式運(yùn)槍法和停頓時(shí)運(yùn)槍法。針對(duì)不同的工藝要求采取不同的焊接方法和運(yùn)槍方法。
3.焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生的缺陷
3.1氣孔
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐結(jié)果表明,使用純氬氣做保護(hù)氣體焊接的時(shí)候,通過(guò)對(duì)焊縫接頭處斷面的微觀觀察結(jié)果顯示出現(xiàn)很多的線(xiàn)狀氣孔;而對(duì)使用混合氣(He-Ar-N2)做保護(hù)氣體進(jìn)行焊接的時(shí)候,焊縫接頭斷面微觀結(jié)果顯示出現(xiàn)的單個(gè)的細(xì)小氣孔甚至無(wú)氣孔。
3.2裂紋
熔池金屬完全凝固之后所形成的焊縫,受到拉應(yīng)力時(shí),就會(huì)表現(xiàn)出較好的強(qiáng)度和塑性,在這一階段產(chǎn)生裂紋的可能性相對(duì)來(lái)說(shuō)較小。因此,當(dāng)溫度高于或者低于它的脆性溫度區(qū)時(shí),焊縫金屬都有較大的抵抗結(jié)晶裂紋的能力,具有較小的裂紋傾向。在一般情況下,雜質(zhì)較少的金屬(包括母材和焊接材料),由于脆性溫度區(qū)間較窄,拉應(yīng)力在這個(gè)區(qū)間作用的時(shí)間比較短,使得焊縫的總應(yīng)變量比較小,因此焊接時(shí)產(chǎn)生的裂紋傾向較小。如果焊縫中雜質(zhì)比較多,則脆性溫度區(qū)間范圍比較寬,拉伸應(yīng)力在這個(gè)區(qū)間的作用時(shí)間比較長(zhǎng),產(chǎn)生裂紋的傾向較大。
4.焊接過(guò)程中缺陷的形成原因
4.1氣孔的形成原因
高強(qiáng)鋁合金用NaOH+HNO3進(jìn)行表面處理會(huì)導(dǎo)致鋁合金表面塑性變形層吸氫和形成含水合物的不規(guī)則氧化膜,這種不規(guī)則氧化膜,對(duì)焊縫結(jié)合面的任何觸摸污染都可造成焊接氣孔;空氣濕度;對(duì)焊縫氣孔的產(chǎn)生有很大影響。
4.2裂紋的形成原因
按裂紋產(chǎn)生的溫度區(qū)間分為熱裂紋和冷裂紋,熱裂紋是在焊接時(shí)高溫下產(chǎn)生的,它主要是由晶界上的合金元素偏析或低熔點(diǎn)物質(zhì)的存在所引起的。根據(jù)所焊金屬的材料不同,產(chǎn)生熱裂紋的形態(tài)、溫度區(qū)間和主要原因也各有不同,熱裂紋又可分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋3類(lèi)。熱裂紋中主要產(chǎn)生結(jié)晶裂紋,它是在焊縫結(jié)晶過(guò)程中,在固相線(xiàn)附近,由于凝固金屬的收縮,殘余液體金屬不足不能及時(shí)填充,在凝固收縮應(yīng)力或外力的作用下發(fā)生沿晶開(kāi)裂,這種裂紋主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳鋼、低合金鋼焊縫和某些鋁合金;液化裂紋是在熱影響區(qū)中被加熱到高溫的晶界凝固時(shí)的收縮應(yīng)力作用下產(chǎn)生的。
5.缺陷的防止措施
5.1氣孔的防止措施
鋁合金是最容易形成焊縫氣孔的金屬,本文在焊接工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分析了鋁合金焊接對(duì)氣孔的敏感性及焊接工藝方法和保護(hù)氣體對(duì)鋁合金焊縫中氣孔的影響。結(jié)果表明:通過(guò)對(duì)鋁合金基材和焊接材料表面狀況、保護(hù)氣體的純度、焊接工藝參數(shù)等的合理控制,可以有效減少鋁合金焊縫中的氣孔。鑒于MIG焊的工藝特點(diǎn),其比TIG焊使鋁合金焊縫具有更大的氣孔傾向。采用混合氣體保護(hù)可有效改善非平位鋁合金焊縫的質(zhì)量。
5.2裂紋的防止措施
根據(jù)鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的機(jī)理,可以從工藝因素方面進(jìn)行改進(jìn),降低鋁合金焊接熱裂紋產(chǎn)生的機(jī)率。
在工藝因素上,主要是焊接規(guī)范、預(yù)熱、接頭形式和焊接順序,這些方法都是從焊接應(yīng)力上著手來(lái)解決焊接裂紋。焊接工藝參數(shù)影響凝固過(guò)程的不平衡性和凝固的組織狀態(tài),也影響凝固過(guò)程中的應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)速度,因而影響裂紋的產(chǎn)生。熱能集中的焊接方法,有利于快速進(jìn)行焊接過(guò)程,可防止形成方向性強(qiáng)的粗大柱狀晶,因而可以改善抗裂性。采用小的焊接電流,減慢焊接速度,可減少熔池過(guò)熱,也有利于改善抗裂性。而焊接速度的提高,促使增大焊接接頭的應(yīng)變速度,而增大熱裂的傾向。可見(jiàn),增大焊接速度和焊接電流,都促使增大裂紋傾向。在鋁結(jié)構(gòu)裝配、施焊時(shí)不使焊縫承受很大的鋼性,在工藝上可采取分段焊、預(yù)熱或適當(dāng)降低焊接速度等措施。通過(guò)預(yù)熱,可以使得試件相對(duì)膨脹量較小,產(chǎn)生焊接應(yīng)力相應(yīng)降低,減小了在脆性溫度區(qū)間的應(yīng)力;盡量采用開(kāi)坡口和留小間隙的對(duì)接焊,并避免采用十字形接頭及不適當(dāng)?shù)亩ㄎ?、焊接順序;焊接結(jié)束或中斷時(shí),應(yīng)及時(shí)填滿(mǎn)弧坑,然后再移去熱源,否則易引起弧坑裂紋。對(duì)于 5000 系合金多層焊的焊接接頭,往往由于晶間局部熔化而產(chǎn)生顯微裂紋,因此必須控制最后一層焊道焊接時(shí)的層間溫度。從而減少裂紋的產(chǎn)生的機(jī)率。
6.結(jié)論
(1)鋁合金焊接前必須進(jìn)行打磨處理,以去除鋁合金表面的氧化膜。
(2)厚板焊前必須進(jìn)行預(yù)熱處理,用以消除殘余水份和消除應(yīng)力。
(3)焊縫收弧應(yīng)填滿(mǎn)弧坑以防止產(chǎn)生弧坑裂紋。
7.展望
鋁合金焊接作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)。在制造業(yè)占有很重要的位置,隨著社會(huì)的發(fā)展,焊接技術(shù)在不斷的更新,焊接的質(zhì)量和要求也在不斷的提高,鋁合金的應(yīng)用平臺(tái)也在進(jìn)一步拓寬,在不久的將來(lái)鋁合金焊接水平一定能上一個(gè)新的臺(tái)階。
【參考文獻(xiàn)】
[1]王炎金.鋁合金車(chē)體焊接工藝.機(jī)械工程出版社.2010.1.
焊接缺陷范文4
關(guān)鍵詞:國(guó)產(chǎn)RMD焊機(jī);未熔合;密集氣孔;質(zhì)量提升
1序言
進(jìn)口RMD焊接設(shè)備在國(guó)內(nèi)使用已多年,其焊接操控簡(jiǎn)單,使用性能穩(wěn)定,在大口徑長(zhǎng)輸管道施工中應(yīng)用普遍。隨著國(guó)產(chǎn)RMD焊接設(shè)備的推出和技術(shù)的日益完善,其逐步在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)推廣使用。自2018年開(kāi)始,我公司施工的潛江-韶關(guān)輸氣管道工程線(xiàn)路五標(biāo)段全長(zhǎng)151.307km,設(shè)計(jì)壓力10MPa。全線(xiàn)二類(lèi)地區(qū)采用φ1016mm×17.5mm螺旋縫埋弧焊管(SAWH),三類(lèi)地區(qū)采用φ1016mm×21.0mm直縫埋弧焊管(SAWL),鋼管材質(zhì)L485M。主線(xiàn)焊接工藝選擇為RMD根焊+半自動(dòng)自保護(hù)填蓋,其中RMD根焊選擇國(guó)產(chǎn)焊接設(shè)備,材料采用金屬粉芯焊絲ER70C-6MH4,焊接工藝規(guī)程為WPS-QJSG-X02(壁厚17.5mm)和WPS-QJSG-X06(壁厚21mm),無(wú)損檢測(cè)采用X射線(xiàn)+相控陣超聲波雙檢測(cè)。
2焊接工藝
(1)接頭設(shè)計(jì)接頭形式為對(duì)接,V形坡口(見(jiàn)圖1)。坡口角度a=22°±2.5°;鈍邊p=1.6mm±0.8mm;對(duì)口間隙b=2.5~3.5mm;當(dāng)壁厚為17.5mm時(shí),錯(cuò)變量≤2.2mm,當(dāng)壁厚為21mm時(shí),錯(cuò)變量≤2.5mm。(2)工藝要求保護(hù)氣體為混合性氣體(80%Ar+20%CO2);保護(hù)氣體純度:Ar≥99.99%,CO2≥99.9%;氣體流量為15~20L/min;預(yù)熱溫度為80~150℃;施焊環(huán)境溫度≥5℃;濕度≤90RH;風(fēng)速≤2m/s;根焊層厚度≤3.0mm。(3)RMD根焊焊接參數(shù)具體數(shù)值見(jiàn)表1。(4)焊接電源選用國(guó)產(chǎn)焊接設(shè)備具有RMD特性的直流焊接電源配相應(yīng)送絲機(jī)。
3RMD根焊技術(shù)特點(diǎn)
1)能夠精準(zhǔn)控制熔滴過(guò)渡和電弧吹力的大小,焊接過(guò)程穩(wěn)定、飛濺少,焊縫內(nèi)部成形均勻美觀,焊縫背面成形如圖2所示。2)焊接過(guò)程中電弧柔和、熱量集中,在根部產(chǎn)生高質(zhì)量的熔深,能夠有效地解決管口錯(cuò)邊、間隙不勻造成的根部未熔合等焊接缺欠(見(jiàn)圖3)。3)采用半自動(dòng)氣體保護(hù)焊金屬粉芯焊絲焊接,焊縫表面無(wú)焊渣,焊接效率高[1]。
4RMD根焊缺陷產(chǎn)生及解決措施
RMD根焊焊接工藝屬于熔化極金屬粉芯焊絲半自動(dòng)氣體保護(hù)焊,在施工過(guò)程中由于國(guó)產(chǎn)RMD焊接設(shè)備參數(shù)設(shè)置不精確、焊工操作技術(shù)不熟練和外界環(huán)境因素等原因,造成射線(xiàn)和相控陣超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的不合格缺陷種類(lèi)主要是密集氣孔和層間未熔合[2]?,F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)對(duì)多道焊縫缺陷的查找,發(fā)現(xiàn)其中90%缺陷都存在于RMD根焊層,缺陷類(lèi)型及位置見(jiàn)表2。
4.1根部未熔合
經(jīng)射線(xiàn)底片查看和相控陣數(shù)據(jù)分析,根焊接頭未熔合缺欠大部分產(chǎn)生在環(huán)焊縫立焊以上,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)使用角磨機(jī)對(duì)缺陷位置進(jìn)行修磨發(fā)現(xiàn),未熔合缺陷為根部接頭處層間或根部單邊未熔合。(1)產(chǎn)生原因1)焊工焊接時(shí),根焊起點(diǎn)是從12點(diǎn)開(kāi)始,焊工為了控制背面熔池高度,一般采用較小的送絲速度,這樣能夠有效保證焊縫背面成形高度。雖然這種較小焊接參數(shù)能夠控制焊縫成形,但是產(chǎn)生未熔合缺陷的概率也非常高。2)RMD根焊起弧焊接時(shí),由于新起弧時(shí)熔池溫度偏低,焊接行走速度過(guò)慢,所以熔池就會(huì)形成堆積,造成根部焊縫出現(xiàn)未完全熔合現(xiàn)象。3)根焊接頭時(shí),焊工為了保證接頭質(zhì)量會(huì)將收弧處打磨成斜坡?tīng)?,再起弧接頭時(shí),焊槍運(yùn)行到打磨的斜坡?tīng)钊笨谔帟r(shí)就屬于堆焊,并且打磨的斜坡?tīng)钊笨谝话愦嬖谡?、深及前寬后窄的特點(diǎn),這時(shí)再起弧位置的焊接參數(shù)就無(wú)法有效地熔化前面的焊道,透過(guò)面罩觀察此處的熔池較小。楔形斜坡?tīng)钸€沒(méi)有完全打開(kāi)熔池,熔化的焊絲形成的液態(tài)金屬就流到后側(cè)的焊道上,形成接頭未熔合缺陷。(2)解決措施通過(guò)和國(guó)產(chǎn)焊機(jī)制造廠(chǎng)家研發(fā)工程師溝通,同時(shí)在有經(jīng)驗(yàn)的焊工配合下,提出調(diào)整焊機(jī)內(nèi)置參數(shù)中的起弧電流和增加收弧電流參數(shù)精準(zhǔn)控制,能夠降低或消除產(chǎn)生接頭未熔合缺陷。具體操作實(shí)施如下:1)起弧參數(shù)調(diào)整:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)調(diào)節(jié),在起弧后增加一段時(shí)間恒壓控制,即采用氣體保護(hù)焊模式起弧,在這段時(shí)間內(nèi)增加熱起弧電流,有利于快速打開(kāi)熔池,增強(qiáng)熔合能力,從而有效降低出現(xiàn)未熔合缺欠的概率。起弧階段波形如圖4所示,其中黃色為電弧電壓、綠色為焊接電流。2)收弧參數(shù)設(shè)置:收弧時(shí)采用特殊四步功能,在遇到下向焊接頭快要收弧時(shí),按下焊槍開(kāi)關(guān),能夠增大波形控制燃弧能量,增加本階段的收弧電流,保證母材的有效熔化,達(dá)到減少收弧未熔合缺欠的目的。收弧控制方案如圖5所示,其中黃色為電弧電壓、綠色為焊接電流。
4.2密集氣孔
通過(guò)射線(xiàn)檢測(cè)底片觀察,密集氣孔缺陷主要出現(xiàn)在環(huán)焊縫上半部分,而對(duì)于焊接難度最大的仰焊6點(diǎn)位置,由于焊槍角度的垂直和桿身長(zhǎng)度的縮短,所以基本不會(huì)出現(xiàn)密集氣孔。(1)產(chǎn)生原因1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)焊接操作觀察,焊工在過(guò)12點(diǎn)位置引燃電弧后連續(xù)向下焊接,為了便于觀察熔池形狀和根部熔合情況,焊槍角度、干伸長(zhǎng)發(fā)生了很大變化,造成根焊背面熔池氣體保護(hù)欠缺,出現(xiàn)密集性氣孔。2)由于RMD根焊采用80%Ar+20%CO2為保護(hù)氣體,因此氣體挺度較差,保護(hù)區(qū)域容易受到外界和管內(nèi)氣流干擾,焊接時(shí)熔池得不到有效保護(hù)則形成密集氣孔。3)焊槍使用過(guò)程中噴嘴容易被飛濺物堵塞,造成焊縫因缺少保護(hù)氣體流量而產(chǎn)生氣孔。4)在使用過(guò)程中,氣瓶?jī)?nèi)的壓力過(guò)低、流量過(guò)小、供氣系統(tǒng)氣帶損壞及鏈接松動(dòng)等,也容易造成焊接過(guò)程中產(chǎn)生密集氣孔缺陷。(2)解決措施1)焊接開(kāi)始前應(yīng)做好外界防風(fēng)措施,特別是防風(fēng)棚與地面和管子的結(jié)合處要認(rèn)真檢查,同時(shí)也要防范管道內(nèi)部的穿堂風(fēng)。根據(jù)聯(lián)通管道的長(zhǎng)短和室外溫度,選擇對(duì)兩端管口進(jìn)行封堵或是敞開(kāi),使壓力平衡。2)使用前認(rèn)真檢查氣瓶?jī)?nèi)的壓力,當(dāng)壓力<1.0MPa時(shí)會(huì)造成焊槍噴嘴供氣不足,保護(hù)氣體挺度不夠,容易產(chǎn)生氣孔,因此應(yīng)停止使用更換氣瓶。同時(shí),要配備氣體配比檢測(cè)儀器,嚴(yán)格控制氣瓶?jī)?nèi)的混合比例。3)氣體流量選擇應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝規(guī)程中的要求進(jìn)行調(diào)節(jié),同時(shí)也要根據(jù)所選擇的噴嘴型大小,適當(dāng)在工藝規(guī)程要求范圍內(nèi)調(diào)整流量大小。4)每天焊接使用前,要從供氣系統(tǒng)始端開(kāi)始沿著氣體行走路線(xiàn)進(jìn)行認(rèn)真檢查,防止因氣帶破損或接頭松動(dòng)而出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。5)根據(jù)焊接時(shí)間及時(shí)清理噴嘴中的飛濺物,防止焊接飛濺堵塞噴嘴,造成焊縫因缺少氣體保護(hù)而產(chǎn)生氣孔。6)焊接過(guò)程中焊槍角度直接影響焊接質(zhì)量,在環(huán)焊縫焊接過(guò)程中,焊槍角度隨著焊接位置的變化也要隨時(shí)調(diào)整。一般平焊位和立焊位焊槍角度為75°~85°,但在環(huán)焊縫9~11點(diǎn)處和13~15點(diǎn)處極易出現(xiàn)密集氣孔,因此要將焊槍角度精準(zhǔn)控制在80°±2°內(nèi),這樣焊接保護(hù)氣體能夠有效保護(hù)正面和背面液態(tài)熔池不受外界空氣侵蝕,避免產(chǎn)生密集氣孔。仰焊位焊槍角度一般控制在90°左右,同時(shí)焊接過(guò)程中應(yīng)根據(jù)間隙和鈍邊大小,隨時(shí)輕微調(diào)整焊槍角度,才能有效保證內(nèi)外焊縫成形均勻。7)干伸長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)時(shí),噴嘴與工件的距離過(guò)大,會(huì)因保護(hù)氣體挺度不足而使熔池的保護(hù)范圍減少,這也是焊接過(guò)程中產(chǎn)生密集氣孔的主要原因之一。因此,焊工在焊接過(guò)程中在保證清晰觀察熔池的同時(shí),要選用最短的干伸長(zhǎng)進(jìn)行焊接操作。8)焊接過(guò)程中,由于焊工帶動(dòng)熔池速度不勻,造成根焊厚度過(guò)厚,熔池截面形狀過(guò)大,容易造成部分熔池脫離保護(hù)氣體范圍,產(chǎn)生密集氣孔。因此在操作過(guò)程中,焊工在保證焊接質(zhì)量的同時(shí)需適當(dāng)提高焊接速度。
5結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)RMD焊接設(shè)備內(nèi)置參數(shù)熱引弧的增加和收弧過(guò)程中對(duì)焊接電流的精整控制,有效控制了接頭產(chǎn)生的未熔合缺陷。同時(shí),經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的不斷總結(jié)歸納,對(duì)外界干擾因素的細(xì)化分析、焊接過(guò)程中的工藝參數(shù)改進(jìn)和加大對(duì)根焊焊工操作技巧的提升,焊接效率和根焊質(zhì)量得到了明顯提升,基本克服了接頭未熔合缺欠和根部密集氣孔等缺欠。改進(jìn)后在某焊接機(jī)組施工的1568道焊口中,根焊射線(xiàn)檢測(cè)合格率和相控陣超聲波檢測(cè)合格率達(dá)到99.87%,取得了滿(mǎn)意的效果。
參考文獻(xiàn):
[1]靳海城,王俊紅,李廣民.西氣東輸二線(xiàn)用RMD根焊技術(shù)[J].電焊機(jī),2009,39(5):87-89.
焊接缺陷范文5
【關(guān)鍵詞】壓力管道;焊接缺陷;夾渣;氣孔;裂紋
在我們國(guó)家目前為止的壓力管道事故當(dāng)中,因?yàn)楸ɑ蛘呤锹舛斐傻氖鹿收紦?jù)了絕大部分的比例,主要原因就是壓強(qiáng)過(guò)大、腐蝕過(guò)于嚴(yán)重、溫度過(guò)高或是由于焊接質(zhì)量較差而直接引起的泄漏。在以上的這些因素當(dāng)中,壓強(qiáng)過(guò)大和腐蝕過(guò)于嚴(yán)重、溫度過(guò)高主要是由于在進(jìn)行運(yùn)營(yíng)中的管理不善而直接造成的,焊接質(zhì)量比較差一般來(lái)說(shuō)都是因?yàn)樵谶M(jìn)行施工作業(yè)時(shí)質(zhì)量不過(guò)關(guān)或是沒(méi)有按照規(guī)定對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行充分檢驗(yàn)造成的。
1.和壓力管道焊接缺陷有關(guān)的因素
壓力管道構(gòu)件當(dāng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)就是焊接點(diǎn),每一個(gè)焊接點(diǎn)都關(guān)系到整個(gè)壓力管道對(duì)壓力的承載能力。因此如果壓力管道的焊接點(diǎn)存在著缺陷,則很容易產(chǎn)生泄漏的問(wèn)題以至于引發(fā)事故。在焊接當(dāng)中產(chǎn)生的主要問(wèn)題有以下幾點(diǎn):裂痕、焊接不徹底、焊接面沒(méi)有融合、焊接面咬邊、焊接面夾渣、焊接面出現(xiàn)大量氣孔等嚴(yán)重問(wèn)題。這些問(wèn)題一般用肉眼無(wú)法觀察出來(lái),存在于整個(gè)金屬基體當(dāng)中,使得整個(gè)金屬面被割裂,最終產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象,在介質(zhì)內(nèi)壓的作用力下對(duì)以上缺陷進(jìn)行壓力施加,使得基桿逐漸開(kāi)裂,并慢慢發(fā)展成為宏觀意義上的裂紋,最終對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行貫穿,直接導(dǎo)致泄露以及爆炸的事故頻繁發(fā)生。因此對(duì)于壓力管道來(lái)說(shuō),焊接的質(zhì)量將會(huì)直接影響到壓力管道的安全程度,從某種意義上來(lái)說(shuō),也會(huì)對(duì)管道本身的安全運(yùn)行產(chǎn)生十分重大的影響。焊接缺陷一般說(shuō)來(lái)會(huì)被以下的若干因素決定:焊接材料、焊接參數(shù)指標(biāo)、坡口形式以及焊接工人本身的手藝技術(shù)。
2.壓力管道焊縫的具體種類(lèi)
2.1 夾渣
夾渣是一種常見(jiàn)于焊縫當(dāng)中的焊接失誤。夾渣主要分為兩種,首先是金屬夾渣,其次是非金屬夾渣。其分布的種類(lèi)樣式有很多,主要包括以下的幾種樣式:斑點(diǎn)狀、條紋狀、鎖鏈狀、密集分布形狀的夾渣。根據(jù)統(tǒng)計(jì),在焊縫內(nèi)部被深埋的斑點(diǎn)狀?yuàn)A渣以及條紋狀?yuàn)A渣是在管道的檢查當(dāng)中被發(fā)現(xiàn)次數(shù)最多的一種焊接缺陷,對(duì)于這一類(lèi)夾渣的斷面觀察,我們可以發(fā)現(xiàn)其形狀一般都是近似橢圓的光滑面。
2.2 氣孔
氣孔主要就是指在進(jìn)行焊接作業(yè)的時(shí)候熔池當(dāng)中的一些氣體在金屬完全凝固之前沒(méi)有逸出來(lái),同時(shí)殘存于焊縫當(dāng)中,形成了相應(yīng)的空洞。整個(gè)氣孔的構(gòu)成方式有很多。氣孔當(dāng)中所殘存的氣體構(gòu)成一般為氫氣或者是一氧化碳,對(duì)于氣孔的填充處一般來(lái)說(shuō)都有銹跡或者是污跡等,其形成的物理原因主要是因?yàn)楹笚l沒(méi)有進(jìn)行徹底烘干以及熔池的冷卻速度超出了預(yù)計(jì)的速度。一般來(lái)說(shuō),氣孔多數(shù)分布在焊縫的近表面位置,這也是造成管道表面冷裂紋的主要原因。
2.3沒(méi)有焊透或者是沒(méi)有熔合
沒(méi)有焊透的意思就是說(shuō),在進(jìn)行焊接的時(shí)候接頭部分沒(méi)有完全熔合完整而直接導(dǎo)致了一部分被留了下來(lái);這是一種十分常見(jiàn)的缺陷,其主要原因是工人在進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候沒(méi)有按照要求進(jìn)行操作,手法不熟練。沒(méi)有熔合也是一種常見(jiàn)的缺陷,主要是指熔焊的金屬和母材之間產(chǎn)生了超出標(biāo)準(zhǔn)要求的縫隙,或是相鄰的焊道之間也產(chǎn)生了不應(yīng)該產(chǎn)生的縫隙。對(duì)于通用管道當(dāng)中常用的X焊接坡口來(lái)說(shuō),無(wú)論是沒(méi)有焊透或是沒(méi)有熔合這一類(lèi)的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中間部分,距離表面的位置很深,斷面的形狀一般來(lái)說(shuō)是橢圓形的或是不規(guī)則形狀的。
2.4焊縫表面經(jīng)常產(chǎn)生的裂痕
當(dāng)焊縫表面接觸部分的原子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了原子層面上的結(jié)合力破壞,就會(huì)給接縫處的表面增添裂紋,從而產(chǎn)生相應(yīng)的縫隙。這一類(lèi)缺陷對(duì)于管道來(lái)說(shuō)是十分致命的,因?yàn)檫@一類(lèi)缺陷一般來(lái)說(shuō)是管道破裂的最直接因素。這些裂紋的類(lèi)型一般來(lái)說(shuō)可以分成以下種類(lèi):結(jié)晶性質(zhì)的裂紋、液化性質(zhì)的裂紋、熱應(yīng)力性質(zhì)的裂紋、延遲性質(zhì)的裂紋、應(yīng)力腐蝕性質(zhì)的裂紋以及其它性質(zhì)的裂紋等。
3.對(duì)于壓力管道焊接缺陷的控制方法
3.1針對(duì)錯(cuò)邊或是角變形的方法
在進(jìn)行壓力管道的組裝過(guò)程當(dāng)中,錯(cuò)邊以及角變形是不可能完全避免的。但是,一旦壓力管道在進(jìn)行組裝或者是在以后的使用當(dāng)中出現(xiàn)了錯(cuò)邊或者是角變形的問(wèn)題,要想把這個(gè)情況消除也是十分困難的。唯一正確的預(yù)防方法就是在進(jìn)行施工的時(shí)候嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn),把整個(gè)缺陷控制在可以進(jìn)行調(diào)校的范圍之內(nèi)。如果在施工的時(shí)候沒(méi)有把握好這一步,后續(xù)的錯(cuò)邊或者是角變形就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的幾何應(yīng)力,同時(shí)也能產(chǎn)生相應(yīng)的附加彎曲的應(yīng)力。
3.2氣孔和夾渣
這一類(lèi)問(wèn)題屬于深埋的缺陷,在進(jìn)行自檢的時(shí)候必須進(jìn)行消除,同時(shí)還要進(jìn)行重新焊接作業(yè),否則在進(jìn)行使用的時(shí)候必然會(huì)發(fā)生泄漏以及爆炸的情況。根據(jù)觀察統(tǒng)計(jì),大多數(shù)的壓力管道所有的氣孔以及夾渣沒(méi)有大幅度擴(kuò)散的跡象。針對(duì)這樣的特點(diǎn),為了對(duì)氣孔和夾渣進(jìn)行克服,對(duì)于炭化的管道來(lái)說(shuō)最好是進(jìn)行氬弧焊作業(yè)打底。
3.3沒(méi)有焊透或者是沒(méi)有熔合
沒(méi)有焊透的情況主要是出現(xiàn)在兩種焊接手段(手工焊接和自動(dòng)焊接)的交接面上。在進(jìn)行處理的時(shí)候,如果出問(wèn)題的地方在允許尺寸的范圍之內(nèi),可以免除返修的步驟;沒(méi)有熔合的情況一般來(lái)說(shuō)會(huì)發(fā)生在焊縫部位金屬和破口的交界部位,這個(gè)時(shí)候最穩(wěn)妥的方式就是進(jìn)行補(bǔ)焊作業(yè),以避免出現(xiàn)意外。焊接材料對(duì)整個(gè)壓力管道的質(zhì)量是起到?jīng)Q定性質(zhì)作用的,因此應(yīng)該選用合格的焊接材料進(jìn)行填充,以保證質(zhì)量。
3.4 裂紋
裂紋是管道問(wèn)題當(dāng)中最重要的問(wèn)題,也是危害性最大的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)我們的處理方法有以下方式:首先,所有的淺表裂紋都可以通過(guò)對(duì)其進(jìn)行打磨的方式進(jìn)行消除;其次,如果裂痕本身的大小長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定的允許長(zhǎng)度則必須采取補(bǔ)焊的方式進(jìn)行處理,使之消除;最后,如果可以保證管道本身的使用安全,可以對(duì)一些細(xì)小的裂紋進(jìn)行保留,以便對(duì)其發(fā)展規(guī)律進(jìn)行研究,使其后續(xù)發(fā)展趨勢(shì)被觀察記錄到,獲得潛在危險(xiǎn)的發(fā)展趨勢(shì)并加以預(yù)防。
4.結(jié)語(yǔ)
為了避免產(chǎn)生管道爆炸泄漏的事故,我們要在整套管道運(yùn)行系統(tǒng)的運(yùn)行以及檢修方面進(jìn)行大規(guī)模的管理,同時(shí)還要在安裝環(huán)節(jié)上對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè),并在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ),以此來(lái)實(shí)現(xiàn)管道運(yùn)行的可靠性。
【參考文獻(xiàn)】
焊接缺陷范文6
關(guān)鍵詞:焊接缺陷防止措施
焊接是保證設(shè)備致密性和強(qiáng)度的關(guān)鍵,是保證設(shè)備質(zhì)量的關(guān)鍵,是保證企業(yè)正常生產(chǎn)和作業(yè)的重要條件。如果焊接存在著缺陷,就有可能造成結(jié)構(gòu)斷裂、滲漏,甚至引起爆炸。據(jù)對(duì)脆斷事故調(diào)查表明,40%脆斷事故是從焊縫缺陷處開(kāi)始的。在民營(yíng)冶金企業(yè)中,設(shè)備的焊接質(zhì)量問(wèn)題尤為突出。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)的過(guò)程中,對(duì)焊縫的檢驗(yàn)尤為重要。因此,應(yīng)及早發(fā)現(xiàn)缺陷,把焊接缺陷限制在一定范圍內(nèi),以確保生產(chǎn)安全。
焊接缺陷種類(lèi)很多,按其位置不同,可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷。常見(jiàn)缺陷有氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透、未熔合、焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑等。
一、氣孔
氣孔是指在焊接時(shí),熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而形成的空穴。產(chǎn)生氣孔的主要原因有:坡口邊緣不清潔,有水份、油污和銹跡;焊條或焊劑未按規(guī)定進(jìn)行焙烘,焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等。此外,低氫型焊條焊接時(shí),電弧過(guò)長(zhǎng),焊接速度過(guò)快;埋弧自動(dòng)焊電壓過(guò)高等,都易在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣孔。由于氣孔的存在,使焊縫的有效截面減小,過(guò)大的氣孔會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度,破壞焊縫金屬的致密性。預(yù)防產(chǎn)生氣孔的辦法是:選擇合適的焊接電流和焊接速度,認(rèn)真清理坡口邊緣水份、油污和銹跡。嚴(yán)格按規(guī)定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用變質(zhì)焊條,當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)、剝落或焊芯銹蝕時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍。埋弧焊時(shí),應(yīng)選用合適的焊接工藝參數(shù),特別是薄板自動(dòng)焊,焊接速度應(yīng)盡可能小些。
二、夾渣
夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和致密性。產(chǎn)生夾渣的原因主要是焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣;坡口角度或焊接電流太小,或焊接速度過(guò)快。在使用酸性焊條時(shí),由于電流太小或運(yùn)條不當(dāng)形成“糊渣”;使用堿性焊條時(shí),由于電弧過(guò)長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)造成夾渣。進(jìn)行埋弧焊封底時(shí),焊絲偏離焊縫中心,也易形成夾渣。防止產(chǎn)生夾渣的措施是:正確選取坡口尺寸,認(rèn)真清理坡口邊緣,選用合適的焊接電流和焊接速度,運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)。多層焊時(shí),應(yīng)仔細(xì)觀察坡口兩側(cè)熔化情況,每一焊層都要認(rèn)真清理焊渣。封底焊渣應(yīng)徹底清除,埋弧焊要注意防止焊偏。
三、咬邊
焊縫邊緣留下的凹陷,稱(chēng)為咬邊。產(chǎn)生咬邊的原因是由于焊接電流過(guò)大、運(yùn)條速度快、電弧拉得太長(zhǎng)或焊條角度不當(dāng)?shù)取B窕『傅暮附铀俣冗^(guò)快或焊機(jī)軌道不平等原因,都會(huì)造成焊件被熔化去一定深度,而填充金屬又未能及時(shí)填滿(mǎn)而造成咬邊。咬邊減小了母材接頭的工作截面,從而在咬邊處造成應(yīng)力集中,故在重要的結(jié)構(gòu)或受動(dòng)載荷結(jié)構(gòu)中,一般是不允許咬邊存在的,或到咬邊深度有所限制。防止產(chǎn)生咬邊的辦法是:選擇合適的焊接電流和運(yùn)條手法,隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長(zhǎng)度;埋弧焊工藝參數(shù)要合適,特別要注意焊接速度不宜過(guò)高,焊機(jī)軌道要平整。
四、未焊透、未熔合
焊接時(shí),接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象,稱(chēng)為未焊透;在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現(xiàn)象,稱(chēng)為未熔合。未焊透或未熔合是一種比較嚴(yán)重的缺陷,由于未焊透或未熔合,焊縫會(huì)出現(xiàn)間斷或突變,焊縫強(qiáng)度大大降低,甚至引起裂紋。因此,在船體的重要結(jié)構(gòu)部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。未焊透和未熔合的產(chǎn)生原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過(guò)小、速度太快及電弧過(guò)長(zhǎng)等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒(méi)有清除干凈,或在焊接時(shí)該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運(yùn)條手法不當(dāng),電弧偏在坡口一邊等原因,都會(huì)造成邊緣不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸,合理選用焊接電流和速度,坡口表面氧化皮和油污要清除干凈;封底焊清根要徹底,運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng),密切注意坡口兩側(cè)的熔合情況。
五、焊接裂紋
焊接裂紋是一種非常嚴(yán)重的缺陷。結(jié)構(gòu)的破壞多從裂紋處開(kāi)始,在焊接過(guò)程中要采取一切必要的措施防止出現(xiàn)裂紋,在焊接后要采用各種方法檢查有無(wú)裂紋。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋,應(yīng)徹底清除,然后給予修補(bǔ)。焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋稱(chēng)為熱裂紋,其特征是焊后立即可見(jiàn),且多發(fā)生在焊縫中心,沿焊縫長(zhǎng)度方向分布。熱裂紋的裂口多數(shù)貫穿表面,呈現(xiàn)氧化色彩,裂紋末端略呈圓形。產(chǎn)生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點(diǎn)雜質(zhì)(如FeS等)。由于這些雜質(zhì)熔點(diǎn)低,結(jié)晶凝固最晚,凝固后的塑性和強(qiáng)度又極低。因此,在外界結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下,熔池中這些低熔點(diǎn)雜質(zhì)在凝固過(guò)程中被拉開(kāi),或在凝固后不久被拉開(kāi),造成晶間開(kāi)裂。焊件及焊條內(nèi)含硫、銅等雜質(zhì)多時(shí),也易產(chǎn)生熱裂紋。防止產(chǎn)生熱裂紋的措施是:一要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù),減慢冷卻速度,適當(dāng)提高焊縫形狀系數(shù),盡可能采用小電流多層多道焊,以避免焊縫中心產(chǎn)生裂紋;二是認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程,選取合理的焊接程序,以減小焊接應(yīng)力。
焊縫金屬在冷卻過(guò)程或冷卻以后,在母材或母材與焊縫交界的熔合線(xiàn)上產(chǎn)生的裂紋稱(chēng)為冷裂紋。這類(lèi)裂紋有可能在焊后立即出現(xiàn),也有可能在焊后幾小時(shí)、幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。冷裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋?)在焊接熱循環(huán)的作用下,熱影響區(qū)生成了淬硬組織;2)焊縫中存在有過(guò)量的擴(kuò)散氫,且具有濃集的條件;3)接頭承受有較大的拘束應(yīng)力。防止產(chǎn)生冷裂紋的措施有:1)選用低氫型焊條,減少焊縫中擴(kuò)散氫的含量;2)嚴(yán)格遵守焊接材料(焊條、焊劑)的保管、烘焙、使用制度,謹(jǐn)防受潮;3)仔細(xì)清理坡口邊緣的油污、水份和銹跡,減少氫的來(lái)源;4)根據(jù)材料等級(jí)、碳當(dāng)量、構(gòu)件厚度、施焊環(huán)境等,選擇合理的焊接工藝參數(shù)和線(xiàn)能量,如焊前預(yù)熱、焊后緩冷,采取多層多道焊接,控制一定的層間溫度等;5)緊急后熱處理,以去氫、消除內(nèi)應(yīng)力和淬硬組織回火,改善接頭韌性;6)采用合理的施焊程序,采用分段退焊法等,以減少焊接應(yīng)力。
六、其他缺陷
焊接中還常見(jiàn)到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。產(chǎn)生焊瘤的主要原因是運(yùn)條不均,造成熔池溫度過(guò)高,液態(tài)金屬凝固緩慢下墜,因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時(shí),采用過(guò)大的焊接電流和弧長(zhǎng),也有可能出現(xiàn)焊瘤。產(chǎn)生弧坑的原因是熄弧時(shí)間過(guò)短,或焊接突然中斷,或焊接薄板時(shí)電流過(guò)大等。焊縫表面存在焊瘤影響美觀,并易造成表面夾渣;弧坑常伴有裂紋和氣孔,嚴(yán)重削弱焊接強(qiáng)度。防止產(chǎn)生焊瘤的主要措施嚴(yán)格控制熔池溫度,立、仰焊時(shí),焊接電流應(yīng)比平焊小10-15%,使用堿性焊條時(shí),應(yīng)采用短弧焊接,保持均勻運(yùn)條。防止產(chǎn)生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時(shí),焊條應(yīng)作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條。
有些缺陷的存在對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行是非常危險(xiǎn)的,因此一旦發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)進(jìn)行修正。對(duì)于氣孔的修正,特別是對(duì)于內(nèi)部氣孔,確認(rèn)部位后,應(yīng)用風(fēng)鏟或碳弧氣刨清除全部氣孔缺陷,并使其形成相應(yīng)坡口,然后再進(jìn)行焊補(bǔ);對(duì)于夾渣、未焊透、未熔合的缺陷,也是要先用同樣的方法清除缺陷,然后按規(guī)定進(jìn)行焊補(bǔ)。對(duì)于裂紋,應(yīng)先仔細(xì)檢查裂紋的始、末端和裂紋的深度,然后再清除缺陷。用風(fēng)鏟消除裂紋缺陷時(shí),應(yīng)先在裂紋兩端鉆止裂孔,防止裂紋延長(zhǎng)。鉆孔時(shí)采用8~12mm鉆頭,深度應(yīng)大于裂紋深度2~3mm。用碳弧氣刨消除裂紋時(shí),應(yīng)先從裂紋兩端進(jìn)行刨削,直至裂紋消除,然后進(jìn)行整段裂紋的刨除。無(wú)論采用何種方法消除裂紋缺陷,都應(yīng)使其形成相應(yīng)坡口,按規(guī)定進(jìn)行焊補(bǔ)。
對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行修正時(shí)應(yīng)注意:1)缺陷補(bǔ)焊時(shí),宜采用小電流、不擺動(dòng)、多層多道焊,禁止用過(guò)大的電流補(bǔ)焊;2)對(duì)剛性大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí),除第一層和最后一層焊道外,均可在焊后熱狀態(tài)下進(jìn)行錘擊。每層焊道的起弧和收弧應(yīng)盡量錯(cuò)開(kāi);3)對(duì)要求預(yù)熱的材質(zhì),對(duì)工作環(huán)境氣溫低于0℃時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)熱措施;4)對(duì)要求進(jìn)行熱處理的焊件,應(yīng)在熱處理前進(jìn)行缺陷修正;5)對(duì)D級(jí)、E級(jí)鋼和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊縫缺陷,用手工電弧焊焊補(bǔ)時(shí),應(yīng)采用控制線(xiàn)能量施焊法。每一缺陷應(yīng)一次焊補(bǔ)完成,不允許中途停頓。預(yù)熱溫度和層間溫度,均應(yīng)保持在60℃以上。6)焊縫缺陷的消除的焊補(bǔ),不允許在帶壓和背水情況下進(jìn)行;7)修正過(guò)的焊縫,應(yīng)按原焊縫的探傷要求重新檢查,若再次發(fā)現(xiàn)超過(guò)允許限值的缺陷,應(yīng)重新修正,直至合格。焊補(bǔ)次數(shù)不得超過(guò)規(guī)定的返修次數(shù)。
參考書(shū)目:
<<焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生與消除>>中國(guó)石化出版社.宋天民著
<<建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)>>機(jī)械工業(yè)出版社.吳成材著