第四章 压力容器破裂形式分析课件.ppt

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1、第四章压力容器缺陷与破坏形式4.1压力容器常见的缺陷4.2压力容器破裂形式分析本章主要内容教学重点压力容器常见缺陷的预防；压力容器破裂特征。教学难点压力容器破裂形式鉴别。4.2压力容器的常见缺陷4.2.1压力容器制造过程中产生的缺陷4.2.2压力容器使用过程中产生的缺陷焊接裂纹未焊透和未熔合夹渣气孔表面缺陷组织缺陷4.2.1压力容器制造过程中产生的缺陷压力容器制造过程中产生缺陷的主要类型：外观缺陷（表面缺陷）是指不用借用于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹，单面焊的根部未焊透也位于焊缝表面。1.外观缺陷（1

2、）咬边咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽。产生的主要原因是电弧热量太高，即电流太大，运条速度太小造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。防止咬边的措施：矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流代替直流也能有效地防止咬边。（2）焊瘤焊缝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，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规程过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳（如偏芯），焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更容易形成焊瘤。防止焊瘤的措施：

3、使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。凹坑指焊缝表面或背面根部的低于母材的部分。凹坑多是由于收弧时焊条（焊丝）未作短时间停留造成的（此时的凹坑称为弧坑），仰立、横焊时，常在焊缝背面根部产生内凹。（3）凹坑防止凹坑的措施：选用有电流表衰减系统的焊机，尽量选用平焊位置，选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在溶池内短时间停留或环形摆动，填满弧坑。未焊满是指焊缝表面上连续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱，焊条过细，运条不当等会导致未焊满。防止未焊满的措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝。（4）未焊满烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝

4、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，都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大，钝边太小也容易出现烧穿现象。选用较小电流并配合合适的焊接速度，减小装配间隙，在焊缝背面加设垫板或药板，使用脉冲焊，能有效地防止烧穿。（5）烧穿（5）其它表面缺陷1）成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高，表面不光滑，以及焊缝过宽，焊缝向母材过渡不圆滑等。2）错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置，它即可视作装配成形缺陷。3）塌陷单面焊时由于输入热量过大，熔化金属过大而使液态金属向焊缝背面塌落，成形后焊缝背面突起，正面下榻。5）各种焊接变形4）表面气孔及弧坑缩孔如

5、角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷。角变形也属于装配成形缺陷。（5）其它表面缺陷（续）气孔是指焊接时，溶池中的气体未在金属凝固前溢出，残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是溶池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。2.气孔和夹渣（1）气孔1）气孔的分类球形气孔条虫状气孔氢气孔氮气孔氧气孔二氧化碳气孔一氧化碳气孔氢气气孔一氧化碳气孔从形状上分从数量上分按气体成分分熔焊气孔分为单个气孔群状气孔常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一，溶池金属在凝固过程中，有大量的气体要从金属中逸出来。当凝固速度大于气体逸出速度时，就形成气孔。2）气孔的形

6、成机理3）产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等，焊条及焊剂未烘干会增加气孔量，因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解气体，增加了金属中气体的含量。焊接线能量过小，溶池冷却速度大，不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。气孔减少了焊缝的有效截面积，使焊缝疏松，从而降低了接头的强度，降低塑性，还会引起泄漏。气体也在引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。4）气孔的危害5）防止气孔的措施a.清除焊丝，工作坡口及其附件表面的油污、铁锈、水分和杂物。b.采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干。c.采用直流反接并用短电弧施焊。d.焊前预热，减缓冷却速度。e.用偏

7、强的规范施焊。（2）夹渣1）夹渣的分类金属夹渣非金属夹渣2）夹渣的分布与形状单个点状夹渣条状夹渣链状夹渣密集夹渣夹渣是指焊后熔渣存在焊缝中的现象。3）夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理；b.坡口有污物；c.多层焊时，层间清渣不彻底；d.焊接线能量小；e.焊缝散热太快，液态金属凝固过快；f.焊条药皮，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；g.钨极惰性气体保护焊时，电源极性不当，电流密度大，钨极熔化脱落于溶池中；h.手工焊时，焊条摆动不良，不利于熔渣上浮。点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角