焊接缺_陷及检 测课件

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1、焊接概论第三部分：焊接缺陷及其检测§3.1焊接缺陷焊接缺陷：焊接接头中因焊接产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象叫做焊接缺欠，超过规定限值的缺欠叫做焊接缺陷。焊接结构中存在的焊接缺陷影响着焊接接头的质量，如果存在焊接缺陷，一般通过修补来修复，或采取铲除焊道后重新焊接，有时直接作为判废的依据。在焊接结构中想获得无缺陷的焊接接头在技术上非常困难，也不经济。为了满足焊接结构的使用要求，可以把焊接缺欠限制在一定的范围内，使其对焊接结构的运行不致产生危害。不同的焊接结构应用的场合不一样，对齐质量要求也不一样，所以对缺欠的容许范围也不一样。评定焊接接头质量

2、优劣的依据是缺欠的种类、大小、数量、形态、分布和危害程度。§3.1.1焊接缺欠的分类GB/T6417.1-2005中对焊接缺钱的分类为：裂纹孔穴固体夹杂未熔合和未焊透形状和尺寸不良其他缺欠除了上述六类焊接缺欠以外，还有金相组织不符合要求（如晶粒粗大，金相组织的成分不合格等）和焊接接头的理化性能不符合要求的性能缺欠（如化学成分、力学性能及不锈钢的耐腐蚀性能等）。§3.1.2焊接裂纹§3.1.2.1概述一.焊接裂纹的危害性：世界上焊接结构所出现的事故中绝大多数都是由裂纹引起的脆性破坏。二.焊接裂纹的分类及其一般特征1.热烈纹(HotCracking)：

3、在焊接时高温下产生的，特征是沿原奥氏体晶界开裂。热烈纹又分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。结晶裂纹：焊缝结晶过程中，在固相线附近，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足而不能及时补充，在应力作用下发生沿晶开裂。发生裂纹的焊缝断面上有氧化的彩色。主要发生在含杂质较多的碳钢、低合金钢(含硫、磷、碳、硅偏高)焊缝中和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。高温液化裂纹：近缝区或多层焊的层间部位，在焊接热循环峰值温度的作用下，由于被焊金属含有较多的低熔共晶而被重新熔化，在拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂。主要发生在：含有铬镍的高强钢、奥氏体钢、以

4、及某些镍基合金的近缝区或多层焊层间部位。多边化裂纹：焊接时焊缝或近缝区在固相线稍下的高温区间，由于刚凝固的金属中存在很多晶格缺陷(位错和空位)及严重的物理和化学不均匀性，在一定的温度和应力作用下，这些晶格缺陷的迁移和聚集，便形成了二次边界，即所谓的“多边化边界”。因为边界上堆积了大量的晶格缺陷，所以它的组织性能脆弱，高温时的强度和塑性都很差，只要有轻微的拉伸应力就会沿多边化的边界开裂，产生所谓的“多边化裂纹”。发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝或近缝区。2.再热裂纹：厚板焊接结构，并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材，在进行消除应力热处理或在一定温

5、度下服役的过程中，在焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹。也称“消除应力处理裂纹”。多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢和某些镍基合金的焊接热影响粗晶部位。再热裂纹的温度敏感区域550～650℃。3.冷裂纹：在焊后冷至较低温度下产生的裂纹。对于低合金高强钢来说，大约在钢马氏体转变温度Ms附近，由于拘束应力、淬硬组织和氢的共同作用下而产生的。冷裂主要发生在低合金钢、中合金钢、中碳和高碳钢的焊接HAZ。冷裂纹有如下三类：延迟裂纹：不在焊后立即出现，而是有一定的孕育期，具有延迟现象。淬硬脆化裂纹(或称淬火裂纹)：一些淬硬倾向很大的钢种，即使没有氢的

6、诱发，仅在拘束应力作用下也能导致开裂。它是由冷却时马氏体相变而产生的脆性造成的。低塑性脆化裂纹：某些塑性较低的材料，冷至低温时，由于收缩力而引起的应变超过了材质本身所具有的塑性储备或材质变脆而产生的裂纹。4.层状撕裂：平行于轧制方向的阶梯裂纹。主要原因：轧制钢材的内部存在不同程度的分层夹杂物(硫化物、氧化物等)，在焊接时产生的垂直于轧制方向的应力，产生呈“台阶”形的层状开裂，并可穿晶扩展。易发生在厚壁结构的T型接头、十字接头和角接头。5.应力腐蚀裂纹：焊接构件如容器、管道等在腐蚀介质和拉伸应力(包括工作应力和残余应力)的共同作用下产生一种延迟破坏的

7、现象。§3.1.2.2焊接热烈纹种类：结晶裂纹、液化裂纹、多边化裂纹、高温空穴开裂、蠕变开裂。一.结晶裂纹1.机理：焊缝金属在结晶过程中，先结晶的金属较纯，后结晶的金属含杂质较多，并富集在晶界。这些杂质形成的共晶都具有较低的熔点。在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位，形成一种所谓“液态薄膜”，此时由于收缩而受到了拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带。在拉伸应力作用下就有可能在这个薄弱地带开裂而形成结晶裂纹。2.产生原因：液态薄膜是产生结晶裂纹的内因，拉伸应力是产生结晶裂纹的必要条件。*脆性温度区3.产生结晶裂纹

8、的倾向：杂质较少的金属由于脆性温度区的范围较窄，拉伸应力在此区间作用的时间也较短，使总应变量小，所以焊接时产生裂纹的可能性