焊接及焊接檢驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)

1、焊接及焊接檢驗(yàn)基本知識(shí) 焊接小組 2010年12月19日 培訓(xùn)的主要內(nèi)容 一、焊接 二、焊接檢驗(yàn) 焊接 1、焊接的基本定義及分類 2、常見(jiàn)的化學(xué)元素及填充材料介紹 3、焊接接頭的基本概念及其基本形式 4、焊接工程圖樣常識(shí) 5、焊接變形的分類及控制措施 6、焊接常見(jiàn)缺陷分類及控制措施 焊接檢驗(yàn) 1、焊接檢驗(yàn)的意義 2、焊接檢驗(yàn)的分類 3、PT和MT的簡(jiǎn)單介紹 4、一些常用無(wú)損檢驗(yàn)方法的對(duì)比 5、 API 6A對(duì)焊接檢驗(yàn)的一些要求 焊接基本定義 1、定義：被焊工件的材質(zhì)（同種后異種），通過(guò)加熱或 加壓或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì) 達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過(guò)程。 加壓

2、的目的：破壞接觸表面氧化膜、增加有效的接觸面積； 加熱的目的：使結(jié)合處達(dá)到塑性或融化狀態(tài)、破壞表面氧 化膜、加快原子的熱運(yùn)動(dòng)； 焊接分類 根據(jù)焊縫成形時(shí)是否成為液體 1、熔焊：焊接時(shí)母材融化而不施加壓力。 電弧焊：熔化極焊條電弧焊（SMAW)、埋弧焊（SAW） 氣體保護(hù)焊（GMAW） 非熔化極鎢極氬弧焊（TIG） 氣焊：氧-氫、氧-乙炔（OFC） 鋁熱焊 電渣焊 激光焊 2、壓焊：焊接過(guò)程中必須施加壓力。 電阻點(diǎn)焊 摩擦焊 爆炸焊 焊接分類 3、釬焊：焊接時(shí)母材不發(fā)生熔化，僅釬料發(fā)生熔化。 根據(jù)熱源和保護(hù)條件分為： 火焰釬焊 感應(yīng)釬焊 爐中釬焊 鹽浴釬焊 還可以根據(jù)使用的釬料的熔點(diǎn)分為： 軟釬

3、焊（熔點(diǎn)低于450） 硬釬焊（熔點(diǎn)高于450 ） 焊接常見(jiàn)化學(xué)元素及影響介紹 N（氮）：促使焊縫產(chǎn)生氣孔（SMAW的引弧端和弧坑處） 可使焊縫的強(qiáng)度、硬度升高，而塑性和韌性急 劇下降（Fe4N）； H（氫）：氫脆氫在室溫附近使鋼的塑性嚴(yán)重下降的 現(xiàn)象； 白點(diǎn)在焊縫拉伸或彎曲斷面上出現(xiàn)銀白色 圓形局部脆斷點(diǎn)； 形成氣孔 產(chǎn)生冷裂紋 O（氧）：隨著焊縫中含氧量的增加，其強(qiáng)度、塑性、韌 性都明顯下降，還可以引起熱脆、冷脆和時(shí)效硬化（氧化 物夾雜、CO） 焊接常見(jiàn)化學(xué)元素及影響介紹 S（硫）：促使產(chǎn)生結(jié)晶裂紋（Fe+ FeS 或 FeS + FeO 低 熔點(diǎn)共晶）； P（磷）：增大焊縫金屬的冷脆性（N

4、i3P+Fe或Fe3P+Fe 低熔點(diǎn)共晶分布于晶界本身硬而脆）； 細(xì)化晶粒：Ti（鈦）、V（釩）、Zr（鋯）、Nb（鈮） 提高淬透性：Cr（鉻）、Mn（錳）、Mo（鉬）、Si （硅）、Ni（鎳）、B（硼） 常見(jiàn)填充材料介紹 1、CHE607低氫鈉型藥皮的低合金鋼焊條 型號(hào)：E6015-D1 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 “E”-表示焊條；“60”-表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值； “1”-表示焊條適用于全位置焊接；“5”-表示焊條藥皮為 低氫鈉型，并可采用直流反接焊接。 牌號(hào)：J607廠家對(duì)焊條的具體命名 “J”-結(jié)構(gòu)鋼焊條；“60” ”-表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小 值； “7”-低氫型藥皮、直流。 常見(jiàn)填充材

5、料介紹 2、CHW-50C6(ER50-6）鍍銅碳鋼氣保焊絲，采用 CO2或富氬作保護(hù)焊接； 3、CHS202R（E316-16）鈦鈣型藥皮的壓力容器專 用不銹鋼焊條； 4、CHW-65CG600Mpa級(jí)石油儲(chǔ)罐專用鍍銅氣保焊 絲； 5、CHNiCrMo-3（ENi6625）低氫鈉型藥皮的因康鎳 焊條； 焊接接頭的基本概念及基本形式 1、焊接接頭是由焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和母材組 成。 熔合區(qū)：焊縫與熱影響區(qū)相互過(guò)渡區(qū)域，是焊縫邊境上固 液兩相交錯(cuò)的部分。 熔合區(qū)寬度一般為0.1-0.5mm； 熱影響區(qū)（HAZ）：熔焊時(shí)在集中熱源的作用下，焊縫兩 側(cè)發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域。 焊條電弧焊6

6、.0-8.5mm 埋弧焊2.3-4.0mm 氧乙炔氣焊27.0mm 真空電子束焊0.05-0.75mm 焊接接頭的基本概念及基本形式 焊接接頭的基本概念及基本形式 2、焊接接頭的基本形式 對(duì)接接頭 T（十字）型接頭 搭接接頭 角接頭 3、焊縫的基本形式 對(duì)焊焊縫 角焊縫 4、坡口的基本形式 型坡口、V型坡口、U型坡口、J型坡口 焊接工程圖樣常識(shí) 焊接工程圖樣常識(shí) . 焊接工程圖樣常識(shí) 焊接變形的分類 1、定義：焊接變形是指焊接后殘留在構(gòu)件中的變形。 2、分類： 縱向收縮變形：構(gòu)件在焊縫方向發(fā)生收縮； 橫向收縮變形：構(gòu)件焊后在垂直焊縫方向發(fā)生收縮； 彎曲變形：構(gòu)件發(fā)生彎曲； 角變形：焊后構(gòu)件的平

7、面圍繞焊縫產(chǎn)生的角位移； 波浪變形：焊后構(gòu)件呈波浪形，這種變形在焊接薄板時(shí)最 容易發(fā)生； 錯(cuò)邊變形：焊接過(guò)程中，兩焊接件的熱膨脹不一致，可能 引起長(zhǎng)度方向上的錯(cuò)邊和厚度方向的錯(cuò)邊。 扭曲變形：焊后在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)扭曲； 焊接變形的防止措施 焊接變形防止措施 1、設(shè)計(jì)措施 選擇合理的焊縫形狀和尺寸； 選擇合理的坡口形式； 減少焊縫數(shù)量； 合理安排焊縫數(shù)量； 2、工藝措施 反變形法； 剛性固定法； 合理的選擇焊接方法，規(guī)范； 焊接常見(jiàn)缺陷分類 焊接缺陷常見(jiàn)的類型：氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、錯(cuò) 邊、咬邊、裂紋。 生產(chǎn)的影響因素：人員關(guān)鍵要素；母材和焊材 決定要素；焊接設(shè)備狀況重要要素；標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范的執(zhí)

8、行狀況施工管理要素；環(huán)境管理狀況施工管理要 求。 一、裂紋 1、熱裂紋：在焊接高溫下產(chǎn)生； 結(jié)晶裂紋 焊接常見(jiàn)缺陷分類 高溫液化裂紋 多邊化裂紋 2、再熱裂紋：在再次加熱過(guò)程中出現(xiàn)的裂紋； 焊接常見(jiàn)缺陷分類 3、冷裂紋：由于拘束應(yīng)力、淬硬組織和氫的共同作用下產(chǎn)生的； 延遲裂紋 淬硬脆化裂紋 低溫性脆化裂紋 4、層狀撕裂：呈“臺(tái)階”形的層狀開(kāi)裂； 焊接常見(jiàn)缺陷分類 5、應(yīng)力腐蝕裂紋：焊接構(gòu)件，如容器、管道在腐蝕介質(zhì) 和拉伸應(yīng)力的共同作用下（包括工作應(yīng)力和殘余應(yīng)力）產(chǎn) 生一種延遲破壞現(xiàn)象。 焊接常見(jiàn)缺陷分類 二、氣孔 第一類：高溫時(shí)某些氣體溶解于熔池金屬中，當(dāng)凝固和相 變時(shí)，氣體的溶解度突然下降而

9、來(lái)不及逸出殘留在焊縫內(nèi) 部的氣體，如氫氣孔和氮?dú)饪祝?第二類：由于冶金反應(yīng)產(chǎn)生的不溶于金屬的氣體，如CO 氣孔和水等。 焊接常見(jiàn)缺陷分類 三、夾雜 氧化物（二氧化硅）、氮化物（鐵四氮）、硫化物（硫化 亞鐵）夾雜； 四、未熔合 焊接常見(jiàn)缺陷分類 五、未焊透 六、咬邊 焊接常見(jiàn)缺陷分類 七、下垂、燒穿 八、焊縫形面不良（余高過(guò)高、下塌、焊 瘤） 焊接常見(jiàn)缺陷控制措施 常見(jiàn)缺陷的控制措施 1、 氣孔的控制 （1）按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，加強(qiáng)施工環(huán)境控制，現(xiàn)場(chǎng)建 立合理的施工清潔區(qū)。 （2）按焊接施工方案要求進(jìn)行坡口清理，嚴(yán)格控制 坡口兩側(cè)的清潔度。 （3）加強(qiáng)焊工基本技能的培訓(xùn)，控制焊接電弧的合 適長(zhǎng)度。

10、（4）嚴(yán)禁管內(nèi)有穿堂風(fēng)，采取端部封堵等措施。 （5）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)條件，控制空氣潮濕度小于等于 90%。 （6）采用低氫型焊條。 （7）選擇設(shè)備性能穩(wěn)定的電焊機(jī)且標(biāo)定合格。 （8）按工藝評(píng)定要求，避免出現(xiàn)紊流。 焊接常見(jiàn)缺陷控制措施 2、夾渣的控制 （1）加強(qiáng)焊工基本技能的培訓(xùn)，控制鐵水與熔渣分 離。 （2）按焊接工藝數(shù)據(jù)單要求，控制焊接電流。 （3）加強(qiáng)焊接過(guò)程的層道清理。 （4）使用合適規(guī)格的焊條。 （5）焊接接地線應(yīng)該在工件中合理接地，控制電弧 偏吹 3、未熔合的控制 （1）加強(qiáng)焊工基本技能的培訓(xùn)，消除根部未熔合缺 陷產(chǎn)生。 （2）注意層間修整，避免出現(xiàn)溝槽及運(yùn)條不當(dāng)而導(dǎo) 致未熔合 焊接常

11、見(jiàn)缺陷控制措施 （3）嚴(yán)格按WPS要求，采用合理的焊接電流。 4、未焊透的控制 （1）加強(qiáng)坡口質(zhì)量檢查，控制合理的鈍邊量。 （2）加強(qiáng)裝配質(zhì)量檢查，嚴(yán)把裝配質(zhì)量關(guān)，控制合 理的錯(cuò)邊量。 （3）加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)及偽缺陷在結(jié)構(gòu)的模擬檢驗(yàn)，避 免內(nèi)部缺陷的錯(cuò)判。 （4）加強(qiáng)焊工基本技能的培訓(xùn)。 （5）按焊接工藝數(shù)據(jù)單要求采用合理的焊接電流。 （6）使用合適規(guī)格的焊材。 焊接常見(jiàn)缺陷控制措施 5、防止裂紋產(chǎn)生的主要措施 （1）控制焊縫中S、P、C等有害雜質(zhì)的含量，這幾種元素不僅能形成低 熔相或共晶，而且還能促使偏晶，從而增加結(jié)晶裂紋的敏感性；重要 的焊接結(jié)構(gòu)采用堿性焊條或焊劑； （2）改善焊縫的結(jié)晶形態(tài)，

12、在焊縫或母材中加入一些細(xì)化晶粒元素，如 Mo、V、Ti、Zr 、AI等元素，以提高其抗裂性能； （3）合理設(shè)計(jì)焊縫形狀，焊接接頭形狀不同，受力狀態(tài)也不相同，結(jié)晶 條件和熱的分布也不同； （4）控制母材的化學(xué)成分，合理選擇和使用焊接材料，盡量選用低氫和 超低氫的焊接材料； （5）嚴(yán)格烘干焊條和焊劑 （6）正確制定焊接工藝：合理選擇預(yù)熱溫度（根據(jù)母材的碳當(dāng)量確定）、 合理選擇焊接電流、緊急后熱、充分利用多層焊的特點(diǎn)； （7）加強(qiáng)工藝紀(jì)律管理：徹底清理焊接表面、保證焊條質(zhì)量、注意操作 環(huán)境。 焊接檢驗(yàn)的意義 對(duì)自己負(fù)責(zé)，對(duì)客戶負(fù)責(zé)； 確保焊接結(jié)構(gòu)（件）制造質(zhì)量，保證其安全運(yùn)行； 改進(jìn)焊接技術(shù)，提高產(chǎn)

13、品質(zhì)量； 生產(chǎn)過(guò)程中若每一道工序都進(jìn)行檢驗(yàn)，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 及時(shí)進(jìn)行處理，避免了最后發(fā)現(xiàn)大量的缺陷，難以返修而 報(bào)廢，造成時(shí)間、材料和人力浪費(fèi)，使制造成本增加； 由于焊接檢驗(yàn)的可靠保證，可促使焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用。 焊接檢驗(yàn)的分類 1、破壞性檢驗(yàn) 力學(xué)性能試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、壓扁 試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)； 化學(xué)分析試驗(yàn)化學(xué)分析、腐蝕試驗(yàn)； 金相檢驗(yàn)宏觀檢驗(yàn)、微觀檢驗(yàn)、斷口檢驗(yàn)； 2、非破壞性檢驗(yàn) 外觀檢查 強(qiáng)度檢驗(yàn)水壓試驗(yàn)、氣壓試驗(yàn)； 致密性試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)、載水試驗(yàn)、氦檢漏試驗(yàn)； 無(wú)損檢驗(yàn)射線探傷（RT）、超聲波探傷（UT）、磁 粉探傷（MT）、 滲透探傷（PT）； PT和MT的

14、簡(jiǎn)單介紹 滲透探傷（PT）利用帶有熒光染料（熒光法）或紅色染料 （著色法）滲透劑的滲透作用，顯示出缺陷痕跡。 基本操作步驟： 預(yù)清洗清除零件表面的鐵屑、鐵銹、毛刺、氧化皮、熔渣、油污 等； 滲透涂上適當(dāng)?shù)臐B透劑，通過(guò)毛細(xì)作用使缺陷產(chǎn)生液體滲透； 中間清洗把零件表面多余的滲透劑從被檢測(cè)表面除掉，但保留缺 陷處的滲透液； 干燥是被檢測(cè)表面干燥； 顯象顯象劑將缺陷處的滲透液吸附到零件表面，好似“流血”； 觀察經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后再評(píng)判顯示的缺陷； 記錄評(píng)定結(jié)果； PT和MT的簡(jiǎn)單介紹 磁粉探傷（MT）在磁化后的工件表面上撒上磁粉（干式磁粉） 或噴上懸浮液（濕式磁粉），磁粉粒子便會(huì)吸附在缺陷區(qū)域，顯示出 缺陷的位置、磁痕的形狀和大小。 基本操作步驟： 探傷前的準(zhǔn)備校驗(yàn)設(shè)備靈敏度； 確定磁化方向、電流、通電時(shí)間與缺陷位置垂直、濕式采用交流 電； 噴磁懸液攪拌均勻； 對(duì)磁痕進(jìn)行觀察及評(píng)定裂紋、成排的氣孔或超標(biāo)的線性或圓形顯 示； 退磁； 清洗、干燥、防銹； 記錄評(píng)定結(jié)果； 一些常用無(wú)損檢