第七章缺陷的種類及產(chǎn)生的原因

1、 目錄 7.1 鋼焊縫中常見缺陷及產(chǎn)生原因 7.2 鑄件中常見缺陷及產(chǎn)生原因 7.3 鍛件中常見缺陷及產(chǎn)生原因 7.4 軋件中常見缺陷及產(chǎn)生原因 7.5 使用中常見缺陷及產(chǎn)生原因 承壓類特種設(shè)備無損檢測(cè)相關(guān)知識(shí)承壓類特種設(shè)備無損檢測(cè)相關(guān)知識(shí) 薛振林 陸志春 7.1 鋼焊縫中常見缺陷及產(chǎn)生原因鋼焊縫中常見缺陷及產(chǎn)生原因 n缺欠與缺陷缺欠與缺陷 n按GB6417.1-2005，焊接接頭中因焊接產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、 不致密或連接不良現(xiàn)象稱為缺欠，而超過規(guī)定的缺欠稱為 缺陷。 n7.1.1外觀缺陷（形狀缺陷）外觀缺陷（形狀缺陷） n外觀缺陷（表面缺陷）是指不用借助于儀器，從工件表面 肉眼可以發(fā)現(xiàn)的缺陷。

2、常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹 陷及焊接變形等，有時(shí)還有表面氣孔和表面裂紋。單面焊 的根部未焊透也位于焊縫表面。 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n1、咬邊咬邊 n1）定義定義：沿焊趾的母材被電弧熔化時(shí)所形成的溝槽或凹陷。它是由于電弧將焊縫 邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充所留下的缺口。 常見咬邊形式示意圖常見咬邊形式示意圖 接管咬邊實(shí)例接管咬邊實(shí)例 焊縫咬邊焊縫咬邊X片影像片影像 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n2）產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n（1）電弧熱量太高，即電流太大（2）運(yùn)條速度太小而造成的（3）焊條 與工件間角度不正確，擺動(dòng)不合理（4）電弧過長(zhǎng)，焊接次

3、序不合理等 （5）直流焊時(shí)電弧的磁偏吹也是產(chǎn)生咬邊的一個(gè)原因（6）某些焊接位 置（立、橫、仰）會(huì)加劇咬邊。 n3）危害性危害性： n（1）咬邊減小了母材的有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力 n（2）同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。 n4）預(yù)防措施預(yù)防措施： n（1）選用合理的規(guī)范， n（2）采用正確的運(yùn)條方式都有利于消除咬邊。 n（3）焊角焊縫時(shí)，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n2、焊瘤、焊瘤 n1）定義定義：焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出， 冷卻后形成未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。 焊瘤示意圖 焊縫焊瘤 焊瘤焊

4、瘤X片影像片影像 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n2）產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n（1）焊接規(guī)范過強(qiáng)、焊條熔化過快、焊條質(zhì)量欠佳（如偏芯）。 n（2）焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢(shì)不當(dāng)?shù)榷既菀讕砗噶?。在橫、立、 仰位置更易形成焊瘤。 n3）危害性危害性： n（1）焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷。 n（2）此外焊瘤改變了焊縫的實(shí)際尺寸，會(huì)帶來應(yīng)力集中。 n（3）管子內(nèi)部的焊瘤減小了內(nèi)徑，可能造成堵塞。 n4）預(yù)防措施預(yù)防措施： n（1）使焊縫處于平焊位置，正確選用規(guī)范。 n（2）選用無偏芯焊條，合理操作。 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n3、凹坑凹坑 n1）定義：定義：凹坑指焊

5、縫表面或背面局部的低于母材的部分凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分 。 凹坑示意圖凹坑示意圖 焊縫凹坑實(shí)例焊縫凹坑實(shí)例 凹坑凹坑X片影像片影像 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n2）產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n凹坑多是由于收弧時(shí)焊條（焊絲）未作短時(shí)間停留造成的 （此時(shí)的凹坑稱為弧坑），仰、立、橫焊時(shí)，常在焊縫背面 根部產(chǎn)生內(nèi)凹。 n3）危害性危害性： n凹坑減小了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑 縮孔。 n4）預(yù)防措施預(yù)防措施： n（1）施焊時(shí)盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范， n（2）收弧時(shí)讓焊條在熔池內(nèi)短時(shí)間停留或環(huán)形擺動(dòng)，填滿 弧坑。 薛振林 陸志春 7.1.1

6、外觀缺陷外觀缺陷 n4、未焊滿、未焊滿 n1）定義：）定義：未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽 未焊滿示意圖未焊滿示意圖 焊縫未焊滿實(shí)例焊縫未焊滿實(shí)例 未焊滿未焊滿X片影像片影像 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n2）產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱，焊條過 細(xì)，運(yùn)條不當(dāng)?shù)染鶗?huì)導(dǎo)致未焊滿。 n3）危害性危害性： n未焊滿同樣減小了焊縫的有效截面積，削弱了焊縫，也會(huì)產(chǎn) 生應(yīng)力集中。同時(shí)，由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，容易產(chǎn) 生氣孔、裂紋等缺陷。 n4）預(yù)防措施預(yù)防措施： n加大焊接電流，加焊蓋面焊縫。 薛振林

7、陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n5、燒穿 n1）定義：燒穿是指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊 縫背面流出，形成穿孔性缺陷 。 燒穿示意圖燒穿示意圖 焊縫燒穿實(shí)例焊縫燒穿實(shí)例 接管燒穿接管燒穿X影像影像 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n2）產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n（1）焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久，都會(huì)產(chǎn)生燒穿 缺陷。 n（2）工件間隙太大，鈍邊太小也容易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象。 n3）危害性危害性： n燒穿是鍋爐壓力容器壓力管道產(chǎn)品上不允許存在的缺陷，燒穿是鍋爐壓力容器壓力管道產(chǎn)品上不允許存在的缺陷，它破壞了焊縫， 使接頭喪失聯(lián)接及承載能力。 n4）預(yù)防措施

8、預(yù)防措施： n（1）選用較小電流和合適的焊接速度。 n（2）減小裝配間隙，在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊。 n（3）使用脈沖焊，能有效地防止燒穿。 薛振林 陸志春 7.1.1外觀缺陷外觀缺陷 n6、其他表面缺陷 焊縫超高焊縫超高 表面粗糙表面粗糙 錯(cuò)邊錯(cuò)邊 塌陷塌陷 表面氣孔表面氣孔 弧坑縮孔弧坑縮孔 薛振林 陸志春 7.1.2 氣孔氣孔 n1、定義定義：焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留：焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留 下來所形成的空穴。下來所形成的空穴。 n2、氣孔的、氣孔的分類分類：從形態(tài)分有球狀、針孔、柱孔、條蟲狀；：從形態(tài)分有球狀、針孔、柱孔、條蟲狀； 從分布狀態(tài)有均勻

9、分布狀、密集群狀和鏈狀之分；按孔內(nèi)成從分布狀態(tài)有均勻分布狀、密集群狀和鏈狀之分；按孔內(nèi)成 分有氮?dú)饪?、氫氣孔、二氧化碳和一氧化碳?xì)饪住７钟械獨(dú)饪?、氫氣孔、二氧化碳和一氧化碳?xì)饪住?球狀氣孔球狀氣孔 群狀均勻分布?xì)饪兹籂罹鶆蚍植細(xì)饪?條蟲狀氣孔條蟲狀氣孔 密集氣孔密集氣孔 鏈狀氣孔鏈狀氣孔 薛振林 陸志春 典型氣孔金相照片 薛振林 陸志春 氣孔的X影像 鏈狀氣孔鏈狀氣孔 球狀氣孔球狀氣孔 條蟲狀氣孔條蟲狀氣孔均勻群狀氣孔均勻群狀氣孔 密集狀氣孔密集狀氣孔 群狀氣孔群狀氣孔 薛振林 陸志春 7.1.2 氣孔氣孔 n3、形成機(jī)理形成機(jī)理： n熔池金屬在凝固過程中，有大量的氣體要從金屬中逸出來，熔池金

10、屬在凝固過程中，有大量的氣體要從金屬中逸出來， 當(dāng)金屬凝固速度大于氣體逸出速度，就會(huì)形成氣孔。當(dāng)金屬凝固速度大于氣體逸出速度，就會(huì)形成氣孔。 n4、產(chǎn)生氣孔的、產(chǎn)生氣孔的主要原因主要原因： n 1）母材或填充金屬表面有銹，油污等，焊條及焊劑未烘干）母材或填充金屬表面有銹，油污等，焊條及焊劑未烘干 會(huì)增加氣孔量，因?yàn)殇P、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在會(huì)增加氣孔量，因?yàn)殇P、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在 高溫下分解為氣體，增加了高溫金屬中氣體的含量。高溫下分解為氣體，增加了高溫金屬中氣體的含量。 n2）焊接線能量過小，熔池冷卻速度大，不利于氣體逸出。）焊接線能量過小，熔池冷卻速度大，不利于氣體逸出

11、。 n3）焊縫金屬脫氧不足也會(huì)增加氧氣孔。）焊縫金屬脫氧不足也會(huì)增加氧氣孔。 薛振林 陸志春 7.1.2 氣孔氣孔 n5、氣孔的危害性氣孔的危害性： n 氣孔減少了焊縫的有效截面積，使焊縫疏松，從面降低了氣孔減少了焊縫的有效截面積，使焊縫疏松，從面降低了 接頭的強(qiáng)度，降低塑性，還會(huì)引起泄漏。氣孔也是引起應(yīng)力接頭的強(qiáng)度，降低塑性，還會(huì)引起泄漏。氣孔也是引起應(yīng)力 集中的因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。集中的因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。 n6、防止氣孔的措施防止氣孔的措施： n 清除焊絲，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和清除焊絲，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和 雜物。雜物。 n 采

12、用堿性焊條、焊劑時(shí)，要徹底烘干。采用堿性焊條、焊劑時(shí)，要徹底烘干。 n 采用直流反接并用短電弧施焊。采用直流反接并用短電弧施焊。 n 焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。 n 用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊。用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊。 薛振林 陸志春 7.1.3夾渣夾渣 n1、定義定義：指焊后殘留在焊縫中的熔渣。：指焊后殘留在焊縫中的熔渣。 n2、分類分類：按渣的成分可分為金屬夾渣（如鎢夾渣、銅夾渣） 和非金屬夾渣（如藥皮焊劑形成的熔渣、金屬非金屬夾雜偏 析引起的夾雜等）；按形狀可分為點(diǎn)塊狀和條狀；按分布可 分為單個(gè)點(diǎn)或條狀、密集點(diǎn)塊狀和鏈狀。 點(diǎn)狀?yuàn)A渣點(diǎn)狀?yuàn)A渣 條狀?yuàn)A渣條狀?yuàn)A渣 密集點(diǎn)狀?yuàn)A渣密集點(diǎn)狀?yuàn)A

13、渣 鏈狀?yuàn)A渣鏈狀?yuàn)A渣 薛振林 陸志春 典型夾渣金相照片 薛振林 陸志春 夾渣的夾渣的X影像影像 條狀?yuàn)A渣條狀?yuàn)A渣 鏈狀?yuàn)A渣鏈狀?yuàn)A渣 密集點(diǎn)狀?yuàn)A渣密集點(diǎn)狀?yuàn)A渣 薛振林 陸志春 7.1.3夾渣夾渣 n3、形成機(jī)理形成機(jī)理： n熔池中熔化金屬的凝固速度大于熔渣的流動(dòng)速度，當(dāng)熔化金屬凝固時(shí)，熔池中熔化金屬的凝固速度大于熔渣的流動(dòng)速度，當(dāng)熔化金屬凝固時(shí)， 熔渣未能及時(shí)浮出熔池而形成。熔渣未能及時(shí)浮出熔池而形成。 n4、產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n 坡口尺寸不合理；坡口尺寸不合理； 坡口有污物；坡口有污物； 多層焊時(shí)，層間清渣不徹底；多層焊時(shí)，層間清渣不徹底； 焊焊 接線能量??；接線能量?。?焊縫散熱太快，液態(tài)

14、金屬凝固過快；焊縫散熱太快，液態(tài)金屬凝固過快； 焊條藥皮，焊劑化焊條藥皮，焊劑化 學(xué)成分不合理，熔點(diǎn)過高，冶金反應(yīng)不完全，脫渣性不好；學(xué)成分不合理，熔點(diǎn)過高，冶金反應(yīng)不完全，脫渣性不好； 鎢極性氣體保鎢極性氣體保 護(hù)焊時(shí)，電源極性不當(dāng)，電流密度大，鎢極熔化脫落于熔池中護(hù)焊時(shí)，電源極性不當(dāng)，電流密度大，鎢極熔化脫落于熔池中 手工焊時(shí)，手工焊時(shí)， 焊條擺動(dòng)不正確，不利于熔渣上浮。焊條擺動(dòng)不正確，不利于熔渣上浮。 n可根據(jù)以上原因分別采取對(duì)應(yīng)措施以防止夾渣的產(chǎn)生?？筛鶕?jù)以上原因分別采取對(duì)應(yīng)措施以防止夾渣的產(chǎn)生。 n5、危害性危害性： n點(diǎn)狀與氣孔相似，帶有尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，其尖端還會(huì)發(fā)展點(diǎn)狀

15、與氣孔相似，帶有尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，其尖端還會(huì)發(fā)展 為裂紋源，其危害遠(yuǎn)比氣孔嚴(yán)重。為裂紋源，其危害遠(yuǎn)比氣孔嚴(yán)重。 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n1、定義定義：在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部部位的金屬：在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部部位的金屬 原子結(jié)合力遭到破壞而形成新的界面所產(chǎn)生的縫隙稱之裂紋。原子結(jié)合力遭到破壞而形成新的界面所產(chǎn)生的縫隙稱之裂紋。 n2、裂紋的分類裂紋的分類 n按尺寸大小可分為按尺寸大小可分為宏觀裂紋、微觀裂紋和超顯微裂紋宏觀裂紋、微觀裂紋和超顯微裂紋（指晶間或晶內(nèi)裂紋）。（指晶間或晶內(nèi)裂紋）。 宏觀裂紋宏觀裂紋 微觀裂

16、紋微觀裂紋 超顯微裂紋超顯微裂紋 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n根據(jù)裂紋延伸方向根據(jù)裂紋延伸方向，可分為： 縱向裂紋（與焊縫平行）；橫向 裂紋（與焊縫垂直）；輻射狀裂 紋等。 輻射狀裂紋輻射狀裂紋 縱向裂紋縱向裂紋 橫向裂紋橫向裂紋 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n根據(jù)裂紋發(fā)生部位根據(jù)裂紋發(fā)生部位，可分為： 焊縫裂紋；熱影響區(qū)裂紋；熔合 區(qū)裂紋；焊趾裂紋；焊道下裂紋； 弧坑裂紋等。 弧坑裂紋弧坑裂紋 熔合區(qū)裂紋熔合區(qū)裂紋 熱影響區(qū)裂紋熱影響區(qū)裂紋 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n按產(chǎn)生的條件和時(shí)機(jī)不同可分為按產(chǎn)生的條件和時(shí)機(jī)不同可分為: n熱裂紋熱裂紋（產(chǎn)生于（產(chǎn)生于

17、Ac3線附近的裂紋）結(jié)晶裂紋線附近的裂紋）結(jié)晶裂紋 n冷裂紋冷裂紋（產(chǎn)生于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（產(chǎn)生于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度M3點(diǎn)點(diǎn)200-300 以下的裂以下的裂 紋）延遲裂紋紋）延遲裂紋 n再熱裂紋再熱裂紋（接頭冷卻后再加熱至（接頭冷卻后再加熱至550650時(shí)產(chǎn)生的裂紋）時(shí)產(chǎn)生的裂紋） n層狀撕裂層狀撕裂（金屬中雜質(zhì)偏析在施焊過程中在焊接應(yīng)力或外拘（金屬中雜質(zhì)偏析在施焊過程中在焊接應(yīng)力或外拘 束應(yīng)力作用下沿金屬軋制方向開裂束應(yīng)力作用下沿金屬軋制方向開裂 n應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)力腐蝕裂紋（在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的裂紋）（在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生的裂紋） 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n3、

18、裂紋形成的原因裂紋形成的原因： n一是一是冶金因素冶金因素，冶金因素是指由于焊縫產(chǎn)生不同程度的物理與化學(xué)狀態(tài)的不，冶金因素是指由于焊縫產(chǎn)生不同程度的物理與化學(xué)狀態(tài)的不 均勻。此外，在熱影響區(qū)金屬中，快速加熱和冷卻使金屬中的空位濃度增加，均勻。此外，在熱影響區(qū)金屬中，快速加熱和冷卻使金屬中的空位濃度增加， 同時(shí)由于材料的淬硬傾向降低了材料的抗裂性能。同時(shí)由于材料的淬硬傾向降低了材料的抗裂性能。 n二是二是力學(xué)因素力學(xué)因素是指由于快熱快冷產(chǎn)生了不均勻的組織區(qū)域，造成焊接接頭金是指由于快熱快冷產(chǎn)生了不均勻的組織區(qū)域，造成焊接接頭金 屬處于復(fù)雜的應(yīng)力屬處于復(fù)雜的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。內(nèi)在的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、外

19、加的拘束應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。內(nèi)在的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力、外加的拘束應(yīng)力 以及應(yīng)力集中相疊加構(gòu)成了導(dǎo)致接頭金屬開裂的力學(xué)條件。以及應(yīng)力集中相疊加構(gòu)成了導(dǎo)致接頭金屬開裂的力學(xué)條件。 n4、危害性危害性： n（1）裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種。裂紋是一種面積型缺陷，它的出現(xiàn)）裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種。裂紋是一種面積型缺陷，它的出現(xiàn) 將顯著減少承載面積。將顯著減少承載面積。 n（2）更嚴(yán)重的是裂紋端部形成尖銳缺口，應(yīng)力高度集中，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。）更嚴(yán)重的是裂紋端部形成尖銳缺口，應(yīng)力高度集中，很容易擴(kuò)展導(dǎo)致破壞。 n（3）冷裂紋因?yàn)槠溲舆t特性和快速脆斷特性，帶來的危害往往是災(zāi)難性的。世）冷裂紋因?yàn)?/p>

20、其延遲特性和快速脆斷特性，帶來的危害往往是災(zāi)難性的。世 界上的鍋爐壓力容器壓力管道事故絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。界上的鍋爐壓力容器壓力管道事故絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n5、典型裂紋特征分析典型裂紋特征分析 n熱裂紋熱裂紋（結(jié)晶裂紋）（結(jié)晶裂紋） nA.形成機(jī)理形成機(jī)理：焊縫金屬在凝固過程中（即在固相線附近的高溫區(qū)內(nèi)），：焊縫金屬在凝固過程中（即在固相線附近的高溫區(qū)內(nèi)）， 結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成的低熔點(diǎn)共晶物富集于晶界，形成結(jié)晶偏析使雜質(zhì)生成的低熔點(diǎn)共晶物富集于晶界，形成“液態(tài)薄膜液態(tài)薄膜”， 在特定的敏感溫度區(qū)（又稱脆性溫度區(qū)）間，其強(qiáng)度極

21、小，在焊縫金在特定的敏感溫度區(qū)（又稱脆性溫度區(qū)）間，其強(qiáng)度極小，在焊縫金 屬凝固收縮而受到的拉應(yīng)力作用下，最終開裂形成裂紋。如縱向裂紋、屬凝固收縮而受到的拉應(yīng)力作用下，最終開裂形成裂紋。如縱向裂紋、 枝晶狀橫向裂紋和弧坑裂紋。枝晶狀橫向裂紋和弧坑裂紋。 nB.影響因素影響因素：一是碳元素及有害雜質(zhì)：一是碳元素及有害雜質(zhì)S、P的含量，隨其增加而產(chǎn)生的含量，隨其增加而產(chǎn)生 機(jī)率增大；二是隨著冷卻速度加快而增大；三是隨著外加拘束應(yīng)力增機(jī)率增大；二是隨著冷卻速度加快而增大；三是隨著外加拘束應(yīng)力增 大而增大。大而增大。 nC.防止措施防止措施：1、減小、減小S、P等有害元素的含量，用含碳量較低的、并等有

22、害元素的含量，用含碳量較低的、并 加入一定的合金元素（加入一定的合金元素（Mo、V、Ti、Nb等以減小柱狀晶和偏析）的等以減小柱狀晶和偏析）的 焊材焊接；焊材焊接；2、采用合理的焊接工藝和焊接規(guī)范，如采用稍大的線能、采用合理的焊接工藝和焊接規(guī)范，如采用稍大的線能 量（熔深較小、多層多道），并改善散熱條件，確保低熔點(diǎn)物質(zhì)全部量（熔深較小、多層多道），并改善散熱條件，確保低熔點(diǎn)物質(zhì)全部 浮出焊縫金屬；采用預(yù)熱后熱處理，減小冷卻速度，以減小焊接應(yīng)力。浮出焊縫金屬；采用預(yù)熱后熱處理，減小冷卻速度，以減小焊接應(yīng)力。 熱裂紋熱裂紋 縱向裂紋縱向裂紋 晶枝狀裂紋晶枝狀裂紋 弧坑裂紋弧坑裂紋典型熱裂紋典型熱裂

23、紋X影像影像 薛振林 陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n冷裂紋冷裂紋 nA.特征特征：產(chǎn)生于較低溫度，且大多數(shù)在焊后一段時(shí)間之后出現(xiàn)在焊熱影響區(qū)：產(chǎn)生于較低溫度，且大多數(shù)在焊后一段時(shí)間之后出現(xiàn)在焊熱影響區(qū) 或焊縫上，并沿晶或穿晶、或是兩者共存的開裂，又稱延遲裂紋?；蚝缚p上，并沿晶或穿晶、或是兩者共存的開裂，又稱延遲裂紋。 nB.產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理：這是因熱影響區(qū)或焊縫局部存在淬硬組織（馬氏體）減小了金：這是因熱影響區(qū)或焊縫局部存在淬硬組織（馬氏體）減小了金 屬的塑性儲(chǔ)備，或是接頭內(nèi)有一定的含氫量，且接頭有較大焊接殘余應(yīng)力使屬的塑性儲(chǔ)備，或是接頭內(nèi)有一定的含氫量，且接頭有較大焊接殘余應(yīng)力使 接頭處于

24、較大的拉應(yīng)力狀態(tài)之下，淬硬組織會(huì)開裂，氫會(huì)發(fā)生氫致效應(yīng)而產(chǎn)接頭處于較大的拉應(yīng)力狀態(tài)之下，淬硬組織會(huì)開裂，氫會(huì)發(fā)生氫致效應(yīng)而產(chǎn) 生裂紋。生裂紋。 nC.防止措施防止措施：采用低氫堿性焊條，及時(shí)后熱消氫處理，以減小含氫量；選擇：采用低氫堿性焊條，及時(shí)后熱消氫處理，以減小含氫量；選擇 合理的焊接規(guī)范，提高預(yù)熱溫度，減慢冷卻速度，防止出現(xiàn)淬硬組織；選擇合理的焊接規(guī)范，提高預(yù)熱溫度，減慢冷卻速度，防止出現(xiàn)淬硬組織；選擇 科學(xué)的焊接工藝，采用合理的裝配，焊接順序，以減小焊接變形和焊接應(yīng)力?？茖W(xué)的焊接工藝，采用合理的裝配，焊接順序，以減小焊接變形和焊接應(yīng)力。 薛振林 陸志春 冷裂紋冷裂紋X影像影像 薛振林

25、陸志春 7.1.4 裂紋裂紋 n再熱裂紋再熱裂紋 nA.特征特征：再熱裂紋是在焊后的熱處理等再次加熱（其加熱溫度：碳鋼：再熱裂紋是在焊后的熱處理等再次加熱（其加熱溫度：碳鋼 與合金鋼是與合金鋼是550650，奧氏體不銹鋼約是，奧氏體不銹鋼約是300）的過程中，主）的過程中，主 要發(fā)生在熱影響區(qū)的過熱粗晶區(qū)，在焊接殘余應(yīng)力作用下沿晶界開裂，要發(fā)生在熱影響區(qū)的過熱粗晶區(qū)，在焊接殘余應(yīng)力作用下沿晶界開裂， 沉淀強(qiáng)化的鋼種最易產(chǎn)生再熱裂紋。沉淀強(qiáng)化的鋼種最易產(chǎn)生再熱裂紋。 nB.產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理：楔形開裂理論，近縫區(qū)金屬在高溫?zé)嵫h(huán)作用下，強(qiáng)化：楔形開裂理論，近縫區(qū)金屬在高溫?zé)嵫h(huán)作用下，強(qiáng)化 相碳化

26、物（如碳化鉻等）沉積于晶內(nèi)的位錯(cuò)區(qū)上，使晶內(nèi)強(qiáng)化強(qiáng)度大相碳化物（如碳化鉻等）沉積于晶內(nèi)的位錯(cuò)區(qū)上，使晶內(nèi)強(qiáng)化強(qiáng)度大 大高于晶界強(qiáng)化強(qiáng)度，尤其是強(qiáng)化相彌散分布在晶粒內(nèi)時(shí)，會(huì)阻礙晶大高于晶界強(qiáng)化強(qiáng)度，尤其是強(qiáng)化相彌散分布在晶粒內(nèi)時(shí)，會(huì)阻礙晶 粒內(nèi)部調(diào)整，又會(huì)阻礙晶粒內(nèi)部的整體變形。這樣，由于應(yīng)力松弛而粒內(nèi)部調(diào)整，又會(huì)阻礙晶粒內(nèi)部的整體變形。這樣，由于應(yīng)力松弛而 帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔(dān)，于是晶界區(qū)金屬會(huì)產(chǎn)生滑帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔(dān)，于是晶界區(qū)金屬會(huì)產(chǎn)生滑 移，且在三晶粒交界處產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致沿晶開裂。移，且在三晶粒交界處產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致沿晶開裂。 nC.防止措施防止措

27、施：熱處理工藝應(yīng)盡量避開再熱裂紋的敏感溫度或縮短在此：熱處理工藝應(yīng)盡量避開再熱裂紋的敏感溫度或縮短在此 溫度區(qū)停留時(shí)間，改善合金元素的強(qiáng)化作用和對(duì)再熱裂紋的影響；采溫度區(qū)停留時(shí)間，改善合金元素的強(qiáng)化作用和對(duì)再熱裂紋的影響；采 用適當(dāng)?shù)暮盖邦A(yù)熱和焊后的后熱處理，控制冷卻速度，以降低焊接殘用適當(dāng)?shù)暮盖邦A(yù)熱和焊后的后熱處理，控制冷卻速度，以降低焊接殘 余應(yīng)力；避免應(yīng)力集中。余應(yīng)力；避免應(yīng)力集中。 薛振林 陸志春 7.1.5 未焊透未焊透 n1、定義定義： n焊接時(shí)，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，也就是焊件的間隙或鈍邊未被焊接時(shí)，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，也就是焊件的間隙或鈍邊未被 熔化而留下的間隙，或是

28、母材金屬之間沒有熔化，焊縫熔敷金屬?zèng)]有熔化而留下的間隙，或是母材金屬之間沒有熔化，焊縫熔敷金屬?zèng)]有 進(jìn)入接頭根部所形成的缺陷稱之進(jìn)入接頭根部所形成的缺陷稱之 。 未焊透示意圖 薛振林 陸志春 7.1.5 未焊透未焊透 n2、產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n焊接電流小、熔深淺；坡口和間隙尺寸不合理，間隙小或坡口尺寸大；焊條藥皮焊接電流小、熔深淺；坡口和間隙尺寸不合理，間隙小或坡口尺寸大；焊條藥皮 偏芯度大或是磁偏吹；焊根清理不良。偏芯度大或是磁偏吹；焊根清理不良。 n3、危害性危害性： n一是減小了焊縫有效截面積，使接頭承載能力降低；二是會(huì)引起應(yīng)力集中，降低一是減小了焊縫有效截面積，使接頭承載能力降低；二

29、是會(huì)引起應(yīng)力集中，降低 焊縫疲勞強(qiáng)度。未焊透是裂紋源，是構(gòu)件破壞的主要原因之一。焊縫疲勞強(qiáng)度。未焊透是裂紋源，是構(gòu)件破壞的主要原因之一。 n4、防止措施防止措施： na）使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。）使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。 nb）焊角焊縫時(shí)，用交流代替直流以防止磁偏吹，）焊角焊縫時(shí)，用交流代替直流以防止磁偏吹， nc）合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產(chǎn)）合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產(chǎn) 生。生。 nd）采用合理的運(yùn)條速度和角度。）采用合理的運(yùn)條速度和角度。 ne）保證對(duì)口質(zhì)量）保證對(duì)口質(zhì)量 薛振林 陸志春

30、未焊透未焊透X影像影像 薛振林 陸志春 7.1.6 未熔合未熔合 n1、定義定義： n熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié)熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結(jié) 合的部分；點(diǎn)焊時(shí)，母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部合的部分；點(diǎn)焊時(shí)，母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部 分稱之未熔合。分稱之未熔合。 坡口未熔合坡口未熔合層間未熔合層間未熔合單單V坡口根部未熔合坡口根部未熔合 薛振林 陸志春 7.1.6 未熔合未熔合 n2、產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因： n焊接電流過小、速度過快；焊條擺動(dòng)角度不對(duì)或磁偏吹；焊接電流過小、速度過快；焊條擺動(dòng)角度不對(duì)或磁偏吹； 熔池處于下坡焊位置，母材尚未熔化

31、即被鐵水覆蓋；坡口熔池處于下坡焊位置，母材尚未熔化即被鐵水覆蓋；坡口 表面有油污物或氧化物。表面有油污物或氧化物。 n3、危害性危害性： n未熔合是一種平面型（或曰面積型）缺陷，不僅減小有效未熔合是一種平面型（或曰面積型）缺陷，不僅減小有效 截面積，降低焊縫承載能力，且應(yīng)力集中效應(yīng)非常明顯，截面積，降低焊縫承載能力，且應(yīng)力集中效應(yīng)非常明顯， 極易擴(kuò)展成裂紋，其危害程度僅次于裂紋。極易擴(kuò)展成裂紋，其危害程度僅次于裂紋。 n4、防止措施防止措施： na）采用較大的焊接電流，）采用較大的焊接電流， nb）正確地進(jìn)行施焊操作，）正確地進(jìn)行施焊操作， nc）注意坡口部位的清潔。）注意坡口部位的清潔。 薛

32、振林 陸志春 未熔合未熔合X影像影像 薛振林 陸志春 7.1.7 其他焊接缺陷其他焊接缺陷 n1、焊縫化學(xué)成分或組織不符合要求焊縫化學(xué)成分或組織不符合要求：如焊材與母材匹配不當(dāng)，或焊接：如焊材與母材匹配不當(dāng)，或焊接 過程中某些元素?zé)龘p致使焊縫化學(xué)成分變化或組織不符合要求，從而引過程中某些元素?zé)龘p致使焊縫化學(xué)成分變化或組織不符合要求，從而引 起焊縫力學(xué)性能和耐腐蝕性能的降低。起焊縫力學(xué)性能和耐腐蝕性能的降低。 n2、過熱和過燒過熱和過燒： n焊接規(guī)范選用不當(dāng)時(shí)，熱影響區(qū)長(zhǎng)時(shí)間停留在高溫區(qū)，會(huì)使晶粒變得焊接規(guī)范選用不當(dāng)時(shí)，熱影響區(qū)長(zhǎng)時(shí)間停留在高溫區(qū)，會(huì)使晶粒變得 粗大，產(chǎn)生過熱組織。粗大，產(chǎn)生過熱

33、組織。 n當(dāng)溫度繼續(xù)升高、停留時(shí)間加長(zhǎng)，會(huì)使晶界發(fā)生氧化或局部熔化出現(xiàn)當(dāng)溫度繼續(xù)升高、停留時(shí)間加長(zhǎng)，會(huì)使晶界發(fā)生氧化或局部熔化出現(xiàn) 過燒組織（如燒穿空洞周圍的組織）。過燒組織（如燒穿空洞周圍的組織）。 n過熱組織可以通過熱處理來消除，而過燒組織不可逆轉(zhuǎn)，只有通過清過熱組織可以通過熱處理來消除，而過燒組織不可逆轉(zhuǎn)，只有通過清 除（返修）處理。除（返修）處理。 n3、白點(diǎn)白點(diǎn)：在拉斷的焊縫金屬斷口面上出現(xiàn)的像魚目狀的白色斑點(diǎn)稱為：在拉斷的焊縫金屬斷口面上出現(xiàn)的像魚目狀的白色斑點(diǎn)稱為 白點(diǎn)。這是由于焊縫金屬中氫聚集而形成的，危害性極大。白點(diǎn)。這是由于焊縫金屬中氫聚集而形成的，危害性極大。 薛振林 陸

34、志春 7.2 鑄件中常見缺陷及產(chǎn)生原因鑄件中常見缺陷及產(chǎn)生原因 n1氣孔氣孔：凝固時(shí)氣體來不及逸出，在金屬表面或內(nèi)部形成圓孔凝固時(shí)氣體來不及逸出，在金屬表面或內(nèi)部形成圓孔 n2夾渣夾渣：鐵水中的熔渣沒有與鐵水分離混進(jìn)鑄件：鐵水中的熔渣沒有與鐵水分離混進(jìn)鑄件 n3夾砂夾砂：砂型砂子剝落：砂型砂子剝落 n4密集氣孔密集氣孔：凝固時(shí)金屬收縮：凝固時(shí)金屬收縮 n5冷隔冷隔：澆鑄溫度低，流動(dòng)不充分，兩股熔體相遇而未熔：澆鑄溫度低，流動(dòng)不充分，兩股熔體相遇而未熔 合表面、近表面合表面、近表面 n6縮孔和疏松縮孔和疏松：收縮以及補(bǔ)縮不足：收縮以及補(bǔ)縮不足 n7裂紋裂紋：形狀不當(dāng)：形狀不當(dāng)收縮應(yīng)力，熱裂紋和冷

35、裂紋收縮應(yīng)力，熱裂紋和冷裂紋 薛振林 陸志春 7.3 鍛件中常見缺陷及產(chǎn)生原因鍛件中常見缺陷及產(chǎn)生原因 n1縮孔和縮管縮孔和縮管：鍛造不充分，未被鍛合：鍛造不充分，未被鍛合 n2疏松疏松：收縮、補(bǔ)縮不足鍛造不充分未鍛合：收縮、補(bǔ)縮不足鍛造不充分未鍛合 n3非金屬夾雜物非金屬夾雜物：煉鋼或鑄錠時(shí)，混進(jìn)的硫化物、氧化物或耐火材料：煉鋼或鑄錠時(shí)，混進(jìn)的硫化物、氧化物或耐火材料 n4夾砂夾砂：鑄錠時(shí)熔渣、耐火材料、夾渣物彌散分布留在鍛件：鑄錠時(shí)熔渣、耐火材料、夾渣物彌散分布留在鍛件 n5折疊折疊：操作不當(dāng)，表面局部未結(jié)合操作不當(dāng)，表面局部未結(jié)合 n6龜裂龜裂：較淺的表面缺陷，材料成分不當(dāng)、表面狀況不好

36、、加熱溫度：較淺的表面缺陷，材料成分不當(dāng)、表面狀況不好、加熱溫度 和加熱時(shí)間不適（過高或過低）和加熱時(shí)間不適（過高或過低） n7鍛造裂紋鍛造裂紋：縮孔殘余引起的裂紋。縮孔殘余引起的裂紋。皮下氣泡引起的裂紋。皮下氣泡引起的裂紋。柱柱 狀晶粗大引起的裂紋。狀晶粗大引起的裂紋。軸芯晶間裂紋引起的鍛造裂紋。軸芯晶間裂紋引起的鍛造裂紋。非金屬夾雜非金屬夾雜 物引起的裂紋。物引起的裂紋。鍛造加熱不當(dāng)引起的裂紋。鍛造加熱不當(dāng)引起的裂紋。鍛造變形不當(dāng)引起的裂鍛造變形不當(dāng)引起的裂 紋。紋。終鍛溫度過低引起的裂紋。終鍛溫度過低引起的裂紋。 n 8白點(diǎn)白點(diǎn)：細(xì)微裂紋，含氫量高、鍛造殘余應(yīng)力、熱加工應(yīng)力、相變應(yīng)：細(xì)微

37、裂紋，含氫量高、鍛造殘余應(yīng)力、熱加工應(yīng)力、相變應(yīng) 力共同作用。缺陷在斷口上呈銀白色圓點(diǎn)或橢圓形斑點(diǎn)力共同作用。缺陷在斷口上呈銀白色圓點(diǎn)或橢圓形斑點(diǎn)白點(diǎn)白點(diǎn) 薛振林 陸志春 7.4 軋材中常見缺陷及產(chǎn)生原因軋材中常見缺陷及產(chǎn)生原因 n1、鋼管中的缺陷及其產(chǎn)生原因鋼管中的缺陷及其產(chǎn)生原因 n1）縱裂紋縱裂紋，由于加熱不良，熱處理和加工不當(dāng)而引起的，由于加熱不良，熱處理和加工不當(dāng)而引起的 缺陷。缺陷。 n2）橫裂紋橫裂紋，由于軋制過于劇烈，加熱過度或者冷態(tài)加工，由于軋制過于劇烈，加熱過度或者冷態(tài)加工 過多而引起的缺陷。過多而引起的缺陷。 n3）表面劃傷和直道表面劃傷和直道，由于加工時(shí)的導(dǎo)管和拉模的形

38、狀不，由于加工時(shí)的導(dǎo)管和拉模的形狀不 良所引起的缺陷。良所引起的缺陷。 n4）翹皮和折疊翹皮和折疊，由于圓鋼表面夾入雜質(zhì)或有非金屬夾渣，由于圓鋼表面夾入雜質(zhì)或有非金屬夾渣 物，軋制后形成的局部未結(jié)合缺陷。物，軋制后形成的局部未結(jié)合缺陷。 n5）分層分層，鋼坯內(nèi)部有非金屬夾雜物或氣孔，在軋制時(shí)變，鋼坯內(nèi)部有非金屬夾雜物或氣孔，在軋制時(shí)變 為扁平的層狀缺陷。為扁平的層狀缺陷。 薛振林 陸志春 7.4 軋材中常見缺陷及產(chǎn)生原因軋材中常見缺陷及產(chǎn)生原因 n2、鋼棒和型材中的缺陷及其產(chǎn)生原因鋼棒和型材中的缺陷及其產(chǎn)生原因 n1）內(nèi)部缺陷內(nèi)部缺陷 鋼棒內(nèi)部缺陷有：鋼錠中縮孔未壓合，以及壓鋼棒內(nèi)部缺陷有：鋼

39、錠中縮孔未壓合，以及壓 合不當(dāng)而產(chǎn)生的芯部裂紋，還有嚴(yán)重偏析，白點(diǎn)，非金屬夾合不當(dāng)而產(chǎn)生的芯部裂紋，還有嚴(yán)重偏析，白點(diǎn)，非金屬夾 渣物等，這些缺陷都有一定的延伸性，當(dāng)軋制比較大時(shí)，缺渣物等，這些缺陷都有一定的延伸性，當(dāng)軋制比較大時(shí)，缺 陷也會(huì)變?yōu)殚L(zhǎng)形，這些缺陷由于延展作用，大多變?yōu)樾菭罨蛳菀矔?huì)變?yōu)殚L(zhǎng)形，這些缺陷由于延展作用，大多變?yōu)樾菭罨?扁平狀。扁平狀。 n2）表面缺陷表面缺陷 表面缺陷有材料性缺陷和軋制不當(dāng)造成的缺陷表面缺陷有材料性缺陷和軋制不當(dāng)造成的缺陷 兩類。材料性缺陷是指由鋼坯表面和近表面層的氣孔和非金兩類。材料性缺陷是指由鋼坯表面和近表面層的氣孔和非金 屬夾雜物為起點(diǎn)造成的線狀缺陷

40、（發(fā)紋）、小裂紋以及夾雜屬夾雜物為起點(diǎn)造成的線狀缺陷（發(fā)紋）、小裂紋以及夾雜 物引起的翹皮。軋制不當(dāng)引起的缺陷是指由軋輥加工時(shí)造成物引起的翹皮。軋制不當(dāng)引起的缺陷是指由軋輥加工時(shí)造成 的折疊或皺紋，以及過燒和鱗狀折疊。過燒是由于加熱太激的折疊或皺紋，以及過燒和鱗狀折疊。過燒是由于加熱太激 烈使表面脆化，因而在壓延時(shí)產(chǎn)生小鱗狀裂紋。鱗狀折疊是烈使表面脆化，因而在壓延時(shí)產(chǎn)生小鱗狀裂紋。鱗狀折疊是 由于軋制的模子過緊加上材料表面粗糙而造成的。由于軋制的模子過緊加上材料表面粗糙而造成的。 薛振林 陸志春 3鋼板中的缺陷及產(chǎn)生原因鋼板中的缺陷及產(chǎn)生原因 n3、鋼板中的缺陷及產(chǎn)生原因鋼板中的缺陷及產(chǎn)生原因

41、 n鋼板按其厚度可分為薄板和中厚板，其厚度劃分上沒有嚴(yán)格鋼板按其厚度可分為薄板和中厚板，其厚度劃分上沒有嚴(yán)格 的界限，參照我國有關(guān)探傷標(biāo)準(zhǔn)。薄板一般指厚度在的界限，參照我國有關(guān)探傷標(biāo)準(zhǔn)。薄板一般指厚度在5mm 以下的鋼板。以下的鋼板。6120mm厚度的鋼板為中厚板。厚度的鋼板為中厚板。鋼板中的鋼板中的 缺陷與鍛件和型材中的缺陷大致相同缺陷與鍛件和型材中的缺陷大致相同，主要是由材料引起的主要是由材料引起的 和軋制引起的兩類和軋制引起的兩類。這些缺陷主要有。這些缺陷主要有分層、裂紋、線狀缺陷、分層、裂紋、線狀缺陷、 非金屬夾雜物、夾渣、折疊、翹皮非金屬夾雜物、夾渣、折疊、翹皮等。由于鋼板的軋制是平等。由于鋼板的軋制是平 面壓下沿長(zhǎng)方面軋制，