焊接質(zhì)量缺陷統(tǒng)計(jì)與分析

1、對焊焊接質(zhì)量缺陷統(tǒng)計(jì)與分析摘要 ：本文通過對以往工地特別是惠來工地焊接缺陷數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷進(jìn)行了總結(jié)分析， 指出在以后的焊接過程中應(yīng) 注意的事項(xiàng)，有效防止不合格焊口的產(chǎn)生焊接是大型安裝工程建設(shè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵工作，其質(zhì)量的好壞、效率的高 低直接影響工程的安全運(yùn)行和制造工期。針對發(fā)電項(xiàng)目，也直接關(guān)系到發(fā)電 機(jī)組的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。隨著火電機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)的不斷更新與提高，以及項(xiàng) 目監(jiān)理和業(yè)主對在建項(xiàng)目的介入深化，對焊接質(zhì)量提出了更高的要求。對焊 接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷進(jìn)行總結(jié)分析， 預(yù)先防止不合格焊口的產(chǎn)生是提高 焊接質(zhì)量的有效手段。一、焊接質(zhì)量缺陷的分析統(tǒng)計(jì)焊接質(zhì)量的缺陷分內(nèi)部缺陷與表

2、面缺陷，內(nèi)部缺陷主要有未焊透、未熔合、氣孔、 裂紋、內(nèi)凹、夾渣等缺陷；表面缺陷主要有燒穿、咬邊、焊縫成型差、焊縫寬窄不合格、 焊縫余高超標(biāo)或不足、錯(cuò)折口等缺陷。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，針對惠來工地在焊接過程中所產(chǎn)生 的主要內(nèi)外部缺陷有以下幾種，數(shù)據(jù)和比例分析如下下表 1 所示：表1此圖所示焊接缺陷出現(xiàn)的幾率因特殊情況又有不同。合金含量的高低也會(huì)影響產(chǎn)生 焊接缺陷的幾率，如高合金材質(zhì)焊口出現(xiàn)焊接裂紋、過燒的缺陷較多；施工環(huán)境也會(huì)影 響焊接質(zhì)量，在沿海潮濕多風(fēng)的地方，出現(xiàn)氣孔、條孔等焊接缺陷相對較多。二、常見焊接缺陷出現(xiàn)的原因及預(yù)防措施內(nèi)部缺陷(一) 氣孔、條孔：氣孔屬于體積性缺陷，它主要是削弱焊縫的有效截面

3、積，降低焊 縫的機(jī)械性能和強(qiáng)度，尤其是焊縫的彎曲強(qiáng)度和沖擊韌性，也破壞了金屬的致密性。原因： (1) 被焊工件或母材未徹底清楚干凈，焊接過程中，本身產(chǎn)生的氣體或外部 氣體進(jìn)入熔池，在熔池凝固前未及時(shí)溢出熔池而殘留在焊縫中； (2) 在空氣相對濕度較 大情況下也有微小的水珠 ,在熔池冶金過程中 , 非金屬元素形成非金屬氧化物 , 由于氣體 在金屬中的溶解度隨溫度降低而減少 , 在結(jié)晶過程中部分氣體來不及逸出 , 氣泡殘留在金 屬內(nèi)形成了氣孔。預(yù)防措施：(1) 焊條按照材質(zhì)證明書進(jìn)行烘焙，裝在專用保溫筒內(nèi)，隨用隨?。蛔⒁庵車附邮┕きh(huán)境，搭設(shè)防風(fēng)防雨設(shè)施，焊接管子時(shí)無穿堂風(fēng)； 氬弧焊時(shí)，氬氣純度不

4、低于 99.95 ，并注意氬氣保護(hù)效果，氬氣流量合適； 焊前對工機(jī)具進(jìn)行仔細(xì)檢查，防止焊槍、皮管等漏氣； 盡量采用短弧焊接，減少氣體進(jìn)入熔池的機(jī)會(huì)； 焊工操作手法合理，焊條、焊槍角度合適； 嚴(yán)格按照焊接工藝操作，必要時(shí)焊前進(jìn)行預(yù)熱，焊后要緩冷；另外焊接線能量(2) 焊縫坡口符合要求，徹底清除焊口及母材表面的油污和鐵銹等雜質(zhì)，直至發(fā)出 金屬光澤；(3)(4)(5)(6)(7)(8) 合適，焊接速度不能過快。(二) 未熔合：實(shí)質(zhì)上是一種虛焊現(xiàn)象，導(dǎo)致焊縫的有效截面積減少，在交變應(yīng)力高 度集中的情況下是焊縫的強(qiáng)度降低，塑性下降，最終導(dǎo)致焊縫開裂。未熔合主要有根部 未熔合、層間未熔合兩種。原因： (1

5、)層間未徹底清除干凈； (2)電流過小，焊接速度過快，使母材坡口或先焊 的金屬未能完全熔化。 (3) 焊條或焊絲的擺動(dòng)角度偏離正常位置，熔化金屬流動(dòng)而覆蓋到 電弧作用較弱的未熔化部分，容易產(chǎn)生未熔合。根部未熔合主要是打底過程中焊縫金屬 與母材金屬以及焊縫接頭未熔合；層間未熔合主要是多層多道焊接過程中層與層間的焊 縫金屬未熔合。焊前對坡口周圍認(rèn)真清理，徹底去除油污和鐵銹，加強(qiáng)層間的清查； 合理選擇焊接工藝參數(shù)；熟練操作技能，焊條 ( 槍) 角度正確，不用偏心焊條，注意焊條的擺動(dòng)； 每層每道，應(yīng)保證圓滑過渡。預(yù)防措施：(1)(2)(3)(4)(三) 內(nèi)部裂紋：包括熱裂紋和冷裂紋 原因：熱裂紋一般是

6、在焊縫金屬結(jié)晶過程中形成的，是應(yīng)力作用的結(jié)果；冷裂紋是 在焊縫冷卻過程中出現(xiàn)的，鋼材的強(qiáng)度越高，焊接產(chǎn)生冷裂紋的可能性越大，在低碳鋼 的焊接接頭中一般不出現(xiàn)冷裂紋。 產(chǎn)生裂紋的原因由于鋼種結(jié)構(gòu)類型的不同 , 可能出現(xiàn)各 種裂紋，但產(chǎn)生裂紋的根本原因有兩點(diǎn)：產(chǎn)生裂紋的內(nèi)部誘因和必須的應(yīng)力。預(yù)防措施：(1) 焊前對坡口及母材進(jìn)行徹底清除；(2) 應(yīng)嚴(yán)格控制焊縫金屬中 C S P和其它易形成低熔點(diǎn)共晶體的合金成分的含量， 這些元素和雜質(zhì)的含量越低，焊縫金屬的抗裂紋能力越大；(3) 控制近縫區(qū)的冷卻速度，使之不易形成淬硬組織；(4) 加強(qiáng)對層間溫度的控制，采取焊前預(yù)熱和焊后熱處理等熱處理工藝，以利于氫

7、的溢出；(5) 焊工應(yīng)選擇合理的焊接順序，防止應(yīng)力集中減少裂紋的產(chǎn)生。(四) 未焊透：一種面狀缺陷，通常為裂紋類缺陷，未焊透也會(huì)使焊縫的有效截面積 減少，從而降低焊縫的強(qiáng)度。原因：對口間隙過小、坡口角度偏小、鈍邊厚、焊接線能量過小、焊接速度過快、 焊條和焊絲角度不正確、焊接時(shí)有磁偏吹現(xiàn)象。預(yù)防措施：(1) 正確選用和加工坡口尺寸，保證必須的裝配空間，對口間隙嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求，保證對口間隙在13mn內(nèi)。鈍邊厚度一般在Imm左右，如果鈍邊過厚，采用機(jī)械打磨的方式修整，對于單 V 可不留鈍邊。在工藝允許的范圍內(nèi)，選擇合適的線能量、焊接速度、焊接電流。 使用短弧焊接，以增加熔透能力。(2 )對于坡口角

8、度，按照壁厚和 DL/T869-2004火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程的要求， 或者按照圖紙的設(shè)計(jì)要求。一般壁厚小于20mm勺焊口采用V型坡口，單邊角度不小于30 度，不小于20mm勺焊口采用雙V型或u型等綜合性坡口。(3)型坡口，(4)(5)(五) 出現(xiàn)焊瘤、凸出、內(nèi)凹的原因及預(yù)防措施 原因：這些缺陷一般出現(xiàn)在吊焊或斜焊焊口根部，在平焊及斜平焊位置出現(xiàn)根部焊 縫凸出或焊瘤，在仰焊部位出現(xiàn)凹陷。主要原因是：對口間隙大，鈍邊薄、寬，熔池溫 度過高，熔池存在一個(gè)地方時(shí)間過長，對熔池的控制不當(dāng)造成的，在形成凹陷缺陷時(shí)， 電弧的推力不夠也是重要原因。預(yù)防措施：(1)對口間隙符合標(biāo)準(zhǔn)要求，一般為13mm對于對口

9、間隙不均勻的焊口，用機(jī)械 打磨等方法設(shè)法修整到規(guī)定要求；對于坡口鈍邊不符合要求的進(jìn)行打磨修整至規(guī)定要求；選擇合適的焊接線能量以及合適的焊接速度，控制熔池溫度在合適的范圍，不過(2)(3) 高；仰焊部位焊接盡量采用短弧焊接，增強(qiáng)電弧推力。(4)(六)過燒原因：這類缺陷一般出現(xiàn)在高合金材質(zhì)焊口， 是由于充氬保護(hù)不到位， 線能量過大， 層間溫度過高造成的合金元素?zé)龘p。預(yù)防措施：(1) 對高合金材質(zhì)作好焊口充氬工作，并確保充氬保護(hù)有效(以打火機(jī)或火柴點(diǎn)燃置于坡口內(nèi)，如自動(dòng)熄滅則可) ；(2) 在保證焊縫熔合良好的情況下，采取合適的焊接工藝參數(shù)，如小線能量焊接， 熔池溫度控制在合適的范圍內(nèi)；(七)夾雜物

10、、夾渣：熔化焊接時(shí)的冶金反應(yīng)產(chǎn)物，如非金屬雜質(zhì)(氧化物、硫化 物等)以及熔渣，由于焊接時(shí)未能逸出，或者多道焊接時(shí)清渣不干凈，以至殘留在焊縫 金屬內(nèi)，稱為夾渣或夾雜物。分為點(diǎn)狀和條狀，其外形通常是不規(guī)則的，其位置可能在 焊縫與母材交界處，也可能存在于焊縫內(nèi)。另外，在采用鎢極氬弧焊打底和手工電弧焊 或者鎢極氬弧焊時(shí)，鎢極崩落的碎屑留在焊縫內(nèi)則成為高密度夾雜物(俗稱夾鎢)熔池溫度低，液態(tài)金屬黏度大，焊接速度大，凝固時(shí)熔渣來不及浮出； 運(yùn)條不當(dāng)，熔渣和鐵水分不清； 坡口形狀不規(guī)則，坡口太窄，不利于熔渣上浮； 多層焊時(shí)熔渣清理不干凈。原因：(1)(2)(3)(4)預(yù)防措施：(1) 選用合適的焊接工藝參數(shù)

11、，以利于熔渣的浮出；(2) 多層焊時(shí)，每層必須清理干凈，特別是坡口兩側(cè)，由于焊條為藥皮過渡合金， 鐵水發(fā)粘且流動(dòng)性差，如清理不干凈容易造成夾渣、夾鎢缺陷；(3) 焊條要適當(dāng)?shù)臄[動(dòng)，防止焊縫冷卻過快，以便熔渣浮出；(4) 操作時(shí)注意保護(hù)熔池，防止空氣侵入。表面缺陷(一)焊縫成型差：主要體現(xiàn)在外觀質(zhì)量粗糙，魚鱗波高低、寬窄發(fā)生突變；焊縫 與母材非圓滑過渡。原因：焊件坡口角度不當(dāng)或裝配間隙不均勻；焊口清理不干凈；焊接電流過大或過 ??；焊接中運(yùn)條 (槍) 速度過快或過慢；焊條 (槍)擺動(dòng)幅度過大或過小；焊條 (槍)施焊角 度選擇不當(dāng)?shù)取：讣钠驴诮嵌群脱b配間隙必須符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)或所執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的要求；焊件坡

12、口打磨清理干凈，無銹、無垢、無脂等污物雜質(zhì)，露出金屬光澤； 加強(qiáng)焊接練習(xí)，提高焊接操作技術(shù)水平，熟悉焊接施工環(huán)境； 根據(jù)不同的焊接位置、焊接方法、不同的對口間隙等，按照焊接工藝卡和操作預(yù)防措施：(1)(2)(3)(4) 技能要求，選擇合理的焊接電流參數(shù)、施焊速度和焊條 ( 槍) 的角度。(二)咬邊原因：焊接線能量過大，焊條 ( 槍) 角度不當(dāng)，焊條 ( 絲) 送進(jìn)速度不合適等；電弧拉得太長。熔化的金屬不能及時(shí)填補(bǔ)熔化的缺口。選擇合適的焊接工藝參數(shù)； 控制電弧長度，盡量使用短弧焊接； 掌握必要的運(yùn)條 ( 槍)方法和技巧； 焊條( 絲)送進(jìn)速度與所選的焊接電流參數(shù)協(xié)調(diào)； 注意焊縫邊緣與母材熔化結(jié)合

13、時(shí)的焊條 ( 槍) 角度。預(yù)防措施：(1)(2)(3)(4)(5)(三) 錯(cuò)、折口 原因：錯(cuò)口的原因主要是焊件對口不符合要求，焊工在對口不合適的情況下點(diǎn)固和 焊接；折口的原因主要是安裝對口不合適，本身形成一定的夾角、焊縫熔敷金屬在凝固 過程中本身橫向收縮，焊接過程不對稱施焊及熱處理方法不當(dāng)造成的。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)預(yù)防措施： 加強(qiáng)安裝工的培訓(xùn)和責(zé)任心： 對口過程中使用必要的測量工器具； 對于對口不符合要求的焊件，焊工不得點(diǎn)固和焊接。 對于大件不對稱焊縫，預(yù)留反變形余量； 對稱點(diǎn)固、對稱施焊； 采取合理的焊接順序。選擇合適的熱處理方法。三、預(yù)防措施實(shí)施效果由此可知，預(yù)防焊

14、接缺陷產(chǎn)生所采用的措施主要是：對所需焊接部位要進(jìn)行徹底清 理，直至發(fā)出金屬光澤；嚴(yán)格按規(guī)范操作，采用合適的焊接工藝參數(shù)，如合適的焊接電 流和電壓，焊接速度，正確的施焊角度，運(yùn)條幅度等；厚、高合金、異種材料焊接前應(yīng) 進(jìn)行有效的處理，如焊前預(yù)熱，焊后熱處理；采取防風(fēng)防雨的措施，盡量減少環(huán)境因素 影響焊接質(zhì)量。通過對焊接缺陷的分析，了解到產(chǎn)生缺陷的根本原因，在焊接過程中，對其采取有 效措施后，很好抑制了焊接缺陷的產(chǎn)生，提高了焊接質(zhì)量。(1) 焊前對施焊人員進(jìn)行交底，嚴(yán)格按規(guī)范和作業(yè)指導(dǎo)書操作，一是保證焊接工作 的順利進(jìn)行；二是正確操作可以減少施焊過程中問題的出現(xiàn)，提高了工作效率。(2) 焊前準(zhǔn)備工作，對工件、母材或焊口進(jìn)