焊接缺陷的認(rèn)識(shí)

來源：網(wǎng)絡(luò) | 作者：industrial-105 | 發(fā)布時(shí)間：2024-10-24 | 173 次瀏覽 | 分享到:

焊接接頭中的不連續(xù)性、不均勻性以及其他不健全性等的缺陷，統(tǒng)稱為焊接缺陷。

焊接缺陷的存在是焊接接頭的質(zhì)量下降，性能變差。不同焊接產(chǎn)品對(duì)焊接缺陷有不同的容限標(biāo)準(zhǔn)。

按國標(biāo)GB/T6417-2005將焊接缺陷分為：

裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合及未焊透、形狀和尺寸不良、其他缺欠。

裂紋：裂紋是焊接接頭中最為嚴(yán)重的缺陷，其危害性極大，是多次焊接結(jié)構(gòu)和容器突然破壞造成災(zāi)難事故的原因之一，因此也是防止的重點(diǎn)。

一、焊接裂紋按照產(chǎn)生的本質(zhì)分為五大類裂紋的形成時(shí)期，分布部位及特征如下：

裂紋類型	形成時(shí)間	基本特征	被焊材料	分布部位及裂紋走向
熔晶裂紋（凝固裂紋）	在固相線濕度以上稍高的溫度，凝固前固液狀態(tài)下	沿晶間開裂，晶界有液膜，開口裂紋斷口有氧化色彩	雜志較多的碳鋼、低中合金鋼、奧氏體鋼、鎳基合金及鋁	在焊縫中，沿縱向軸向分布、沿晶界方向呈人字形，在弧坑中沿各方向或呈星形，裂紋走向沿奧氏體晶界開裂。
液化裂紋	固相線以下稍低溫度，也可為結(jié)晶裂紋的延續(xù)	沿晶閘開裂，晶間有液化，斷口有共晶凝固現(xiàn)象。	含S.P.C較多的鎳鉻高強(qiáng)鋼，奧氏體鋼、鎳基合金	熱影響區(qū)粗大奧氏體晶粒的晶界，在熔合區(qū)中發(fā)展，多層焊的前一層焊縫中，沿晶界開裂。
先廷裂紋及多邊化裂紋	再結(jié)晶溫度附近	表面較平整，有塑性變形痕跡，沿奧氏體晶界形成和擴(kuò)展，無液膜	純金屬及單相奧氏體合金。	純金屬或單相合金焊縫中，少量在熱影響區(qū)，多層焊前一層焊縫中，沿奧氏體晶界開裂。
再熱裂紋	600-700度回火處理濕度區(qū)間，不同鋼種再熱開裂紋敏感溫度區(qū)間不大相同	沿晶間開裂	含有沉淀強(qiáng)化元素的高強(qiáng)鋼、珠光體鋼、奧氏體鋼、鎳基本合金等	熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，大體沿熔合線發(fā)展至細(xì)晶區(qū)即可停止擴(kuò)展。
延遲裂紋	在MS點(diǎn)以下，200度至室溫	有延遲特征，焊后幾分鐘至幾天出現(xiàn)，往往沿晶啟裂，穿晶擴(kuò)展，斷口呈氫致準(zhǔn)解理形態(tài)	中、高碳鋼，低、中合金鋼，鈦合金等	大多在熱影響區(qū)的焊趾（缺口效應(yīng)）、焊根（缺口效應(yīng)），焊道下（沿焊接區(qū)），少量在焊縫（大厚度多層焊焊縫偏上部），沿晶或穿晶開裂。
淬硬脆化裂紋	Ms至室溫	無延時(shí)特征（也可見到少許延遲情況），沿晶啟裂與擴(kuò)展，斷口非常光滑，極少塑性變形痕跡	含碳的NiCrMo鋼，馬氏體不銹鋼、工具鋼。	熱影響區(qū)，少量在焊縫，沿晶或穿晶開裂
低塑性脆化裂紋（熱應(yīng)力低廷開裂）	400度以下室溫附近	母材延性很低，無法承受應(yīng)變，邊焊邊開裂，可聽到脆性響聲，脆性斷口	鑄鐵、堆焊硬質(zhì)合金	熔合區(qū)及焊縫，沿晶及穿晶開裂
層狀撕裂	400度以下室溫附近	沿扎層，呈階梯狀開裂，斷口有明顯的木紋特征，斷口平臺(tái)分布有夾雜物	含有雜質(zhì)（板厚方向聚性低）的低合金高強(qiáng)度鋼厚板結(jié)構(gòu)	熱影響區(qū)沿扎層，熱影響區(qū)以外的母材扎層中，穿晶或沿晶開裂。
應(yīng)力腐蝕裂紋（SCC）	任何工作溫度	有裂源，由表面引發(fā)向內(nèi)部發(fā)展，二次裂紋多，撕裂棱少，呈根須狀，多分支，裂紋細(xì)長(zhǎng)而尖銳，斷口有腐蝕產(chǎn)物及氧化現(xiàn)象且有腐蝕坑，斷口周圍有裂紋分枝，有解理狀，河流花樣等	碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁合金等	焊縫和熱影響區(qū)、沿晶或者穿晶開裂。

二、氣孔：

焊縫中的氣孔不僅削弱焊縫的有效工作截面積，同時(shí)也會(huì)帶來應(yīng)力集中，從而降低焊縫金屬的強(qiáng)度和韌性，對(duì)于動(dòng)載強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度更為不利。

氣孔是焊接生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的一種缺欠，在碳鋼、高合金鋼和有色金屬的焊縫中那個(gè)，都有出現(xiàn)氣孔的可能。

個(gè)別情況下，還會(huì)發(fā)展為裂紋。

氣孔的分類：氣孔通常根據(jù)其產(chǎn)的氣體有：氫氣孔、氮?dú)饪?，這兩種氣孔是因?yàn)闅怏w在液、固態(tài)金屬中的溶解度差造成過飽和狀態(tài)的氣體析出所形成的氣孔。氫氣孔多出現(xiàn)在焊縫的表面上，氣孔的斷面形狀如同螺釘狀，在焊縫的表面上呈喇叭口形，氣孔的四周有光滑的內(nèi)壁。如圖所示，這是由于氣孔是在液態(tài)金屬和枝晶界面上濃聚析出，隨枝晶生長(zhǎng)而逐漸形成氣孔的。但有時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)在焊縫的內(nèi)部。如焊條受潮，使焊縫中的含氫量過高，或在焊接鋁鎂合金時(shí)，由于液態(tài)金屬中氫溶解度隨溫度下降而急劇降低，析出氣體，在凝固時(shí)來不及上浮而殘留在焊縫內(nèi)部。

氣孔的產(chǎn)生過程是由三個(gè)階段：

氣泡的生核、長(zhǎng)大、逸出。對(duì)于焊縫金屬中是否有氣泡的生成，取決于氣泡逸出的速度與熔池的結(jié)晶速度。對(duì)于已經(jīng)成核長(zhǎng)大的氣泡，當(dāng)熔池結(jié)晶速度較小時(shí)，氣泡可以有充分的時(shí)間脫離現(xiàn)成表面，浮出液態(tài)金屬表面，逸出熔池，就可以得到無氣孔的焊縫。如果結(jié)晶速度較大時(shí)，氣泡就有可能來不及逸出而形成氣孔。

三、影響因素：

1、冶金因素的影響，主要是熔渣的氧化性和藥皮（焊劑）成分以及鐵銹及水分三個(gè)方面。

2、工藝因素，也是三個(gè)方面即：焊接工藝參數(shù)、電流種類和極性、工藝操作方面。

四、防治措施：

1、消除氣體來源，主要指工件表面處理、焊接材料的防潮和烘干、加強(qiáng)保護(hù)。

2、正確選用焊接材料，這里指焊條和焊劑以及保護(hù)氣體的正確選擇。

3、控制焊接工藝條件，創(chuàng)造熔池中氣體逸出的有利條件和限制電弧外圍氣體向熔池金屬中的溶入。

五、夾雜和偏析：

1、焊接冶金過程中產(chǎn)生的氧化物、硫化物與氮化物等在熔池快速凝固條件下殘留在焊縫金屬中形成夾雜物。

2、夾雜物的存在不僅降低焊縫金屬的塑性，增大低溫脆性，降低韌性和疲勞強(qiáng)度，還會(huì)增加熱裂紋傾向。

3、因此，在焊接生產(chǎn)中必須限制夾雜物的數(shù)量、大小和形狀。

總結(jié)：形狀和尺寸不良，對(duì)于熔化焊，主要有：咬邊、組對(duì)不良、錯(cuò)邊、角度偏差、變形等。其他缺欠包括：飛濺、回火色。