焊接檢驗(yàn)工藝學(xué) -焊縫和母材的不連續(xù)

1、 American Welding Society & Moody International PAGE 29 of 22 Module 9第九單元焊縫和母材的不連續(xù)目 錄介紹. 2不連續(xù).3總結(jié).20關(guān)鍵術(shù)語和定義.20第九單元焊縫和母材的不連續(xù)介紹焊接檢驗(yàn)師很重要的一項(xiàng)工作就是評估焊縫是否符合要求。在評估的各個(gè)階段中，檢驗(yàn)師必須檢驗(yàn)焊縫或焊件中的不規(guī)則， 我們經(jīng)常把這些不規(guī)則叫做不連續(xù)。通常不連續(xù)就是一個(gè)均勻連續(xù)物體中的中斷。因此，高速公路上的一個(gè)碰撞處就可以認(rèn)為是一個(gè)不連續(xù)，因?yàn)樗袛嗔斯饣B續(xù)的路面。焊接中我們所擔(dān)心的不連續(xù)是裂紋，氣孔，咬邊和未熔合等。了解這些不連續(xù)對焊接檢驗(yàn)師來說是

2、非常重要的， 原因有很多，首先，焊接檢驗(yàn)師經(jīng)常會(huì)對焊縫進(jìn)行外觀檢查，看是否存在這些不連續(xù)。發(fā)現(xiàn)不連續(xù)后，焊接檢驗(yàn)師必須要有能力來描述它們的特性，位置和范圍， 從而判定按照相應(yīng)的規(guī)范要求，該不連續(xù)是否需要返修。如果需要作進(jìn)一步處理，焊接檢驗(yàn)師必須有能力準(zhǔn)確地描述出該不連續(xù)的范圍，以便生產(chǎn)人員進(jìn)行返修。在描述這些不連續(xù)前，很有必要知道不連續(xù)和缺陷之間的差異。人們經(jīng)常會(huì)把這兩個(gè)術(shù)語混淆起來。作為一個(gè)焊接檢驗(yàn)師，你應(yīng)該知道不連續(xù)和缺陷這兩個(gè)術(shù)語之間的差別。不連續(xù)的特點(diǎn)就是引入了不規(guī)則從而成為一個(gè)不連續(xù)的結(jié)構(gòu)， 而缺陷是特殊的不連續(xù)，它能損害構(gòu)件的使用。也就是說，缺陷也是一種不連續(xù)，按相應(yīng)的規(guī)范，這種不

3、連續(xù)大量產(chǎn)生時(shí)會(huì)損害構(gòu)件的使用。為了衡量一個(gè)特定的不連續(xù)是否是一個(gè)真正的缺陷，必須有一些標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定這些不連續(xù)的合格限值。當(dāng)不連續(xù)的尺寸或密集度超過了這些限值，那么它就是缺陷。所以我們可以認(rèn)為缺陷就是一個(gè)“不合格的不連續(xù)”。因此，我們說它是一個(gè)缺陷就意味著它是不合格的，應(yīng)作進(jìn)一步的處理，使得它符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求。根據(jù)構(gòu)件的不同用途，不連續(xù)可能是缺陷，也可能不是缺陷。因此，每個(gè)行業(yè)有不同的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范來規(guī)定不連續(xù)的合格限值。因此，以下對焊縫不連續(xù)的討論僅限于它們的特性，原因和處理，而不參照特定的合格限值。只有按某一個(gè)適用的標(biāo)準(zhǔn)，才能判斷是合格的不連續(xù)或是不合格的缺陷。盡管如此，我們還是討論一下不

4、連續(xù)的影響和危害程度。這樣的討論可以有助于你了解為什么有些不連續(xù)不管它的尺寸和范圍如何都是不合格的，而其它一些少量的不連續(xù)是可以接受的。有種方法可以解釋不連續(xù)的形狀。不連續(xù)的形狀可分為兩類：線性和非線性。線性不連續(xù)的長度要比寬度大的多。而非線性不連續(xù)的長度和寬度相當(dāng)。在垂直于應(yīng)力方向上的線性不連續(xù)要遠(yuǎn)比非線性不連續(xù)危害性大的多，因?yàn)榫€性不連續(xù)更容易擴(kuò)展從而導(dǎo)致失效。另外，不連續(xù)的危害程度與它端部的形狀有關(guān)。端部的形狀是指不連續(xù)端點(diǎn)的形狀。一般來說，不連續(xù)端部越尖銳，它的危害性就越大。這是因?yàn)榧怃J的不連續(xù)更容易延伸。同樣的，這也取決于不連續(xù)與所受應(yīng)力之間的方向。我們經(jīng)常把線性不連續(xù)與它的端部形狀

5、綜合考慮。所以，如果在垂直于應(yīng)力方向有一個(gè)端部很尖銳的線性不連續(xù)，那么這個(gè)線性不連續(xù)對該構(gòu)件的承載能力是有很大危害的。如果我們把不連續(xù)按照它們端部尖銳程度來分，從最尖銳的開始排序，一般為裂紋，未熔合，未焊透，夾渣和氣孔。這個(gè)順序與大多數(shù)規(guī)范也是一樣的。極少數(shù)情況下允許有裂紋。未熔合也不允許存在或僅允許有少量。大多數(shù)的規(guī)范允許有少量的未焊透、夾渣和氣孔存在。不同的行業(yè)和工況，允許的量也不同。但是一般來說，不連續(xù)越尖銳，就越限制它的存在。為了進(jìn)一步說明不連續(xù)端部的重要性， 我們來看一個(gè)例子，在這個(gè)例子中，你將看到我們將使用一種技術(shù)來阻止裂紋的延伸，這種技術(shù)可能你也用過。這種技術(shù)就是在裂紋端部鉆一個(gè)

6、止裂孔。雖然這種技術(shù)并不能矯正裂紋，但是它能阻止裂紋的延伸。這是因?yàn)樵诹鸭y端部鉆的孔可以降低應(yīng)力集中，從而可以使開裂處能夠承受相應(yīng)的載荷，裂紋不會(huì)繼續(xù)延伸。還有一種方法就是按照構(gòu)件所受的載荷來判別不連續(xù)的危害性。舉個(gè)例子，如果一條焊縫是壓力邊界，那么一旦焊縫中的不連續(xù)占整個(gè)壁厚很大比例時(shí)，那么這些不連續(xù)將是很危險(xiǎn)的。這時(shí)如果構(gòu)件是受疲勞載荷（如循環(huán)載荷），這些不連續(xù)會(huì)在表面產(chǎn)生很尖銳的凹痕，從而使構(gòu)件更容易失效。這些表面的凹痕產(chǎn)生應(yīng)力集中，也就是在凹痕處應(yīng)力得到集中或放大。這樣的應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致局部過載，哪怕整個(gè)截面的應(yīng)力很低。應(yīng)力集中放大處所受載荷可用應(yīng)力集中系數(shù)來表示，尖銳的表面裂紋，其應(yīng)力

7、集中系數(shù)可高達(dá)10。這就好比你想折斷一根焊絲。你可以來回彎曲焊絲直至斷裂。但是你得彎很多次才能使焊絲斷裂。假如你拿一根同樣的焊絲，把它放在一個(gè)硬表面上，拿邊緣尖銳的鑿錘擊打，就會(huì)在焊絲的表面形成一個(gè)很尖銳的凹痕。現(xiàn)在你只需彎一兩次就可以折斷焊絲，這是由于凹痕處的應(yīng)力集中。因此，對承受疲勞載荷的構(gòu)件來說，表面不應(yīng)有不連續(xù)以避免產(chǎn)生尖銳的凹痕。所以，受疲勞載荷構(gòu)件的表面通常要求機(jī)加工，以使表面很光滑。應(yīng)避免幾何形狀的突變。對于這些構(gòu)件，目視檢查是一個(gè)很有效的方法。因此，作為一名焊接檢驗(yàn)師，在判定這些構(gòu)件是否運(yùn)行良好中扮演著非常重要的角色。焊接檢驗(yàn)師可以從構(gòu)件表面的不連續(xù)或它的尖銳程度來判定這些構(gòu)件

8、是否滿足工況要求。不連續(xù)對不連續(xù)有了一個(gè)大概的了解后，讓我們來探討一下在日常檢驗(yàn)中常見的焊縫和母材的不連續(xù)。以下所列的是一些不連續(xù)，它們的定義可參照AWS標(biāo)準(zhǔn)A3.0“焊接術(shù)語和定義標(biāo)準(zhǔn)”，或可參照本單元后面的“關(guān)鍵術(shù)語和定義”部分。 裂紋 未熔合 未焊透 雜質(zhì) 夾雜 夾鎢 氣孔 咬邊 未焊滿 焊瘤 焊縫凸起 焊縫加強(qiáng)高 引弧燒傷 飛濺 夾層 層狀撕裂 劃傷和結(jié)疤 尺寸裂紋首先討論的是裂紋，也是最危險(xiǎn)的不連續(xù)。之所以危害性最大是因?yàn)榱鸭y是線性不連續(xù)，而且它的端部非常尖銳。正是因?yàn)榱鸭y的端部非常尖銳，所以它在有應(yīng)力的情況下易于擴(kuò)展和延伸。當(dāng)載荷或應(yīng)力超過構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋。換句話說，在過

9、載的情況下會(huì)產(chǎn)生裂紋。焊接時(shí)或是有載荷時(shí)可產(chǎn)生應(yīng)力。載荷沒有超過構(gòu)件的最大承載能力時(shí)，已存在的缺口或應(yīng)力集中處可產(chǎn)生局部應(yīng)力集中而超過了構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，這時(shí)，裂紋就在應(yīng)力集中處產(chǎn)生了。因此，裂紋通常跟表面和內(nèi)部的不連續(xù)有關(guān)，因?yàn)檫@些不連續(xù)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，而這些不連續(xù)是跟焊接有關(guān)的?？捎貌煌姆椒▽α鸭y分類。其中一種方法就是把裂紋分成熱裂紋和冷裂紋。所謂的冷裂紋和熱裂紋是指產(chǎn)生裂紋時(shí)的金屬溫度。我們常用這種方法來區(qū)分裂紋是怎么產(chǎn)生的，因?yàn)橛行┝鸭y可分為冷裂紋或熱裂紋。熱裂紋是在金屬凝固時(shí)的高溫下產(chǎn)生的，這種裂紋是在晶間擴(kuò)展的，也就是說，這種裂紋是在晶粒間形成的。如果我們觀察一個(gè)熱裂紋的斷裂面，我

10、們會(huì)看到各種回火的顏色說明熱裂紋是在高溫下產(chǎn)生的。冷裂紋是在金屬冷卻到室溫后產(chǎn)生的。那些在在役條件下形成的裂紋也是冷裂紋。延遲裂紋、焊道下裂紋、氫致裂紋都是冷裂紋。冷裂紋可在晶粒間或晶粒內(nèi)擴(kuò)展。裂紋還可以按它與焊縫縱軸的方向來分類。與焊縫縱軸平行的裂紋為縱向裂紋。同樣的，與焊縫縱軸垂直的裂紋為橫向裂紋。這些裂紋多形成于焊縫或母材?？v向裂紋是由于焊接的橫向收縮應(yīng)力或是在役應(yīng)力形成的。圖9.1是在坡口焊中部的縱向裂紋。焊縫表面的氣孔使裂紋更易擴(kuò)展。橫向裂紋通常是由于焊縫的縱向收縮應(yīng)力或是母材韌性差而造成的。圖9.2是HY-130鋼GMAW焊時(shí)形成的兩條橫向裂紋，已經(jīng)延伸到了母材內(nèi)。圖9.3是角焊縫

11、中焊喉的裂紋。我們還可以按照它們在焊縫中的不同位置分類。包括：焊喉、根部、焊趾、弧坑、焊道下、熱影響區(qū)和母材的裂紋。所謂焊喉裂紋是因?yàn)榱鸭y是沿著焊喉延伸，或者是沿著焊縫截面的最小通經(jīng)延伸。它們通常是縱向裂紋也是熱裂紋。焊喉裂紋可在焊縫表面看得到。因此，術(shù)語“中心裂紋”通常就是指這種情況。在垂直于焊縫軸線上拘束度大的接頭，尤其當(dāng)焊縫截面小的時(shí)候容易形成焊喉裂紋。因此，根部焊道單薄或是內(nèi)凹的角焊縫可能會(huì)產(chǎn)生焊喉裂紋，因?yàn)樗鼈儨p小了截面積從而使接頭承受不了橫向的焊縫收縮應(yīng)力。圖9.4是一個(gè)角焊縫焊喉裂紋的例子。根部裂紋通常是縱向的，但是它們可能會(huì)在焊縫或母材內(nèi)擴(kuò)展。之所以叫它根部裂紋是因?yàn)樗鼈兺ǔＴ?/p>

12、焊縫根部或是根部表面形成。與焊喉裂紋一樣，它們通常與焊接收縮應(yīng)力有關(guān)。因此，它們通常是熱裂紋。接頭裝配或準(zhǔn)備不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致根部裂紋。比如，根部間隙過大會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中而產(chǎn)生根部裂紋。焊趾裂紋是指焊趾處開裂而擴(kuò)展到母材。焊縫的幾何形狀，如焊縫加強(qiáng)高或內(nèi)凹可能會(huì)在焊趾處形成應(yīng)力集中。再加上熱影響區(qū)的金相組織韌性較差，從而更易產(chǎn)生焊趾裂紋。焊趾裂紋通常是冷裂紋。焊趾開裂是由焊接橫向收縮應(yīng)力或在役應(yīng)力造成的，或是兩者兼而有之。焊接件在役時(shí)的疲勞載荷往往是產(chǎn)生焊趾裂紋的主要原因。圖9.5是典型的焊趾裂紋?；】恿鸭y發(fā)生在單個(gè)焊道的終點(diǎn)處。如果焊工在收弧的時(shí)候沒有完全填滿熔池，將在收弧處形成淺灘或是弧坑。這樣的薄

13、弱區(qū)域，再加上焊接收縮應(yīng)力，將形成弧坑裂紋或是網(wǎng)絡(luò)狀的裂紋，這些裂紋都是以弧坑為中心向外散發(fā)。當(dāng)弧坑裂紋是以徑向分布時(shí)，通常也稱為弧坑星狀裂紋。由于弧坑裂紋是在焊接熔池凝固時(shí)產(chǎn)生的，所以它也是一種熱裂紋。圖9.6是發(fā)生在鋁GTAW焊道上的弧坑裂紋。弧坑裂紋的危害性很大，因?yàn)榱鸭y很容易擴(kuò)展。如圖9.7所示。 盡管弧坑裂紋主要是由于焊工收弧時(shí)操作不當(dāng)有關(guān)，也與填充金屬有關(guān)，因?yàn)槿绻畛浣饘倭鲃?dòng)性好，那么焊縫凝固時(shí)會(huì)形成一個(gè)表面凹的焊縫。比如牌號后兩位是-16的不銹鋼藥皮焊條（如E308-16，E309-16，E316-16等）。牌號后兩位為-16的是二氧化鈦型的藥皮，這種類型的藥皮焊條會(huì)形成平的或

14、微微凹的焊縫。因此，當(dāng)焊工使用這些焊條時(shí)必須非常小心地添滿弧坑以防止產(chǎn)生弧坑裂紋。接下來是焊道下裂紋。盡管是與焊接操作有關(guān)，但是焊道下裂紋是位于熱影響區(qū)而不是焊縫金屬。顧名思義，它靠近熱影響區(qū)的熔合線。從截面上看，焊道下裂紋通常與焊道熔合線平行。圖9.8是典型的焊道下裂紋的外型。它們在內(nèi)部所以很難發(fā)現(xiàn)。但是，它們也可能會(huì)擴(kuò)展到表面，這樣外觀檢驗(yàn)時(shí)也能發(fā)現(xiàn)。焊道下裂紋是一種非常有害的裂紋，因?yàn)樗赡軙?huì)在焊接很多小時(shí)以后才開始擴(kuò)展。所以焊道下裂紋也稱為延遲裂紋。因此，對于有焊道下裂紋傾向的材料，應(yīng)在焊后冷卻至室溫后48至72小時(shí)以后再進(jìn)行最終檢驗(yàn)。高強(qiáng)鋼易于產(chǎn)生這種裂紋。（如ASTM A 514）

15、焊道下裂紋是因?yàn)楹附訁^(qū)有氫的存在。氫可能來自于填充金屬、母材、大氣或是焊接件表面的污物。如果焊接時(shí)有氫存在的話，氫可能會(huì)進(jìn)入熱影響區(qū)。當(dāng)金屬發(fā)熱時(shí)可溶解大量的氫離子H+。但是當(dāng)金屬凝固時(shí)，金屬溶解氫的能力將下降。氫離子就會(huì)移動(dòng)到熱影響區(qū)的晶粒邊界。這時(shí)，單個(gè)的氫原子合成氫分子（H2）。由于氫分子體積大，不能在金屬結(jié)構(gòu)中移動(dòng)。所以這些氫分子就沉積下來。這時(shí)，如果周圍的金屬韌性不好的話，由于這些沉積的氫分子導(dǎo)致內(nèi)部壓力增加而產(chǎn)生焊道下裂紋。作為一名焊接檢驗(yàn)師，你應(yīng)該意識到這個(gè)潛在的問題以防止它的發(fā)生。防止產(chǎn)生焊道下裂紋最好的方法是，當(dāng)焊接有這種裂紋傾向的材料時(shí)，消除氫的來源。比如手工電弧焊用低氫焊

16、條。有規(guī)定時(shí)，這些焊條應(yīng)保存在適當(dāng)?shù)谋赝矁?nèi)以保持其水分含量低。如果在大氣環(huán)境下放置時(shí)間太長，焊條會(huì)吸潮而產(chǎn)生裂紋。焊件表面應(yīng)清理干凈以消除氫的來源。也可用預(yù)熱的方法來消除裂紋。由于熱影響區(qū)的韌性比焊縫和母材要差，所以即使沒有氫也會(huì)在熱影響區(qū)開裂。拘束度大的時(shí)候，收縮應(yīng)力足以在熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，尤其是脆性材料，如鑄鐵。我們先前討論的焊趾裂紋就是一種特別的熱影響區(qū)裂紋。母材本身也有可能出現(xiàn)裂紋。這種裂紋可能與焊縫有關(guān)，也可能與焊縫無關(guān)。通常母材裂紋與構(gòu)件在役時(shí)的應(yīng)力集中有關(guān)。從射線探傷的底片上看，裂紋是一條很細(xì)很黑的線，很容易與其它線性不連續(xù)區(qū)分開來，裂紋不會(huì)很直，因?yàn)樗鼈兺茄刂牧辖孛娴淖?/p>

17、小通經(jīng)擴(kuò)展。圖9.9是射線探傷底片上典型的縱向裂紋，很可能是根部裂紋。圖9.10顯示的是典型的橫向裂紋。未熔合未熔合是一種焊接不連續(xù)，即焊縫金屬和熔合面或焊道間沒有熔合。也就是說，熔合度低于規(guī)定范圍。由于未熔合而呈線形并且端部很尖銳，所以未熔合是值得注意的不連續(xù)。它存在于焊接區(qū)域的很多部位。圖9.11是發(fā)生各種位置上的未熔合。圖9.11（A）是坡口面和焊道間的未熔合。更為常見的是，未熔合還與夾渣有關(guān)。實(shí)際上，由于清理不干凈而引起的夾渣可能會(huì)影響焊縫的熔合。我們常常認(rèn)為未熔合是內(nèi)部的焊接缺陷。但是它也會(huì)發(fā)生于焊縫的表面。如圖9.11（B）和圖9.12。未熔合另一種不標(biāo)準(zhǔn)的名稱叫冷隔，此名稱經(jīng)常不

18、恰當(dāng)?shù)赜脕硇稳莺缚p和母材或不同焊道之間的未熔合，特別是使用熔化極氣體保護(hù)焊。圖9.13及圖9.14是焊縫和母材之間的未熔合（冷隔）。未熔合的起因有很多。通常是由于焊工操作不當(dāng)。有些焊接方法更易產(chǎn)生未熔合，因?yàn)榧訜岵粔蚣?，?dǎo)致金屬不能充分熔化。例如GMAW焊短路過渡時(shí)，對于必須熔合的接頭部位，焊工應(yīng)認(rèn)真焊接。否則，有些區(qū)域的金屬就不能熔化和熔合。另外，接頭形狀可能會(huì)限制熔合。比如對某一焊接方法的焊條直徑，坡口的角度不夠。再則，端面的污物，包括氧化皮和氧化層也會(huì)影響焊縫的熔合。射線探傷很難發(fā)現(xiàn)未熔合，除非射線角度合適。典型的未熔合靠近原來的坡口面而且它的寬度和體積都很小，所以很難在射線探傷底片上

19、觀察，除非射線與未熔合平行或是在一條直線上。如果未熔合能在射線探傷底片上看得到的話，它是一條黑度更黑的線，通常要比裂紋或條狀?yuàn)A渣的影像更直。這些影像的側(cè)面位置則顯示了它們的實(shí)際深度。例如，在一個(gè)單面V型坡口焊縫中，靠近根部的未熔合在射線探傷底片上顯示在焊縫的中心線上，而靠近焊縫表面的未熔合則顯示在焊趾部位。圖9.15中的線性顯示是在焊接接頭坡口面處形成的未熔合。未焊透未焊透，如未熔合一樣，也是一種不連續(xù)，僅跟坡口焊縫有關(guān)。當(dāng)要求全焊透時(shí)，焊縫金屬?zèng)]有貫穿整個(gè)接頭的厚度。它通?？拷缚p根部。圖9.16是幾個(gè)未焊透的例子。大多數(shù)規(guī)范都對允許未焊透的量和度都作了限制，有些規(guī)范不允許任何未焊透。如果圖

20、9.16中的焊縫滿足設(shè)計(jì)師要求的話，我們還有另外一種說法。就是所謂的局部焊透；也就是說，這些焊縫不需要全焊透。比如，一個(gè)焊接接頭，設(shè)計(jì)要求局部焊透，然后也這樣焊了，如果焊縫尺寸足夠的話也是可以接受的。不過，如果一個(gè)焊接接頭要求全焊透而沒有焊透的話是不能接受的。需要注意的是以前有些所謂的未焊透現(xiàn)已改稱為幾個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語。如IP和LP。對于坡口焊縫來說，正確的術(shù)語應(yīng)是未焊透而不是其它術(shù)語。圖9.17是坡口焊縫根部未焊透的照片，而圖9.18是射線探傷中未焊透的影像。產(chǎn)生未焊透的原因與未熔合一樣，即操作不當(dāng)，接頭形狀不當(dāng)或是過量的污物。射線探傷中未焊透的影像通常為黑色的線。一般比未熔合的影像更直，因?yàn)?/p>

21、它與坡口根部的準(zhǔn)備有關(guān)。它集中在兩個(gè)焊接件的坡口連接處。雜質(zhì)雜質(zhì)是殘留的外界固體物質(zhì)，如渣，焊劑，鎢或氧化物。所以，雜質(zhì)包括金屬和非金屬。夾渣，顧名思義，是由于在焊縫截面或表面中，用于保護(hù)熔化金屬的焊劑殘留在固化金屬中而形成夾渣。固態(tài)的焊劑、渣存在于焊縫截面中從而使金屬不能熔化。這就削弱了構(gòu)件的使用性。我們常常會(huì)認(rèn)為夾渣完全包容在焊縫的截面內(nèi)，但是我們也能在焊縫表面發(fā)現(xiàn)夾渣。圖9.19就是一個(gè)表面夾渣的例子。 與未熔合一樣，夾渣發(fā)生在焊縫與母材之間或是在焊道之間。事實(shí)上，夾渣常常與未熔合有關(guān)。只有渣保護(hù)的焊接方法才會(huì)形成夾渣。通常是由于焊工操作不當(dāng)而形成的，比如運(yùn)條不當(dāng)和焊道間清理不干凈可導(dǎo)致

22、夾渣。通常，焊工運(yùn)條不當(dāng)或焊接參數(shù)不當(dāng)會(huì)形成非預(yù)期的焊縫形狀，從而影響了層間清理。后續(xù)焊道會(huì)覆蓋住殘留的焊渣而產(chǎn)生夾渣。圖9.20所示的夾渣實(shí)際上是在焊縫始焊/止焊處的缺陷。由于渣的密度要比金屬低得多，所以夾渣在射線照相上是相對較暗的顯示，具有不規(guī)則的外形，如圖9.20和圖9.21所示。但是，藥皮焊條渣的密度與金屬差不多，所以很難從射線照相中判定由這些焊條形成的夾渣。夾鎢通常與GTAW焊有關(guān)，GTAW焊是由鎢極產(chǎn)生電弧。如果鎢極與焊接熔池接觸，電弧熄滅，熔化的金屬沿著鎢極的端部凝固。移開鎢極時(shí)，鎢極端部很容易斷裂，如果不打磨去除，鎢將陷入焊縫中。GTAW焊時(shí)，如果焊接電流超過了鎢極直徑的推薦值

23、也會(huì)產(chǎn)生夾鎢。這時(shí)，電流密度過大，鎢極開始分解，碎片熔敷到焊縫金屬里面。如果焊工沒有正確地打磨鎢極，上述情況也會(huì)發(fā)生。如果打磨時(shí)在鎢極周圍形成圓環(huán)而不是與鎢極軸向一致，將導(dǎo)致應(yīng)力集中從而是鎢極端部率先斷裂。產(chǎn)生夾鎢的其它原因包括：（1） 填充金屬與熱的鎢極端部接觸（2） 由于飛濺物污染了鎢極端部（3） 鎢極伸出過長，導(dǎo)致鎢極過熱（4） 鎢極夾頭沒有夾緊（5） 保護(hù)氣體流量不足或風(fēng)速過大，導(dǎo)致鎢極端部氧化（6） 保護(hù)氣體不合適（7） 鎢極有缺陷，如開裂或裂紋（8） 給定尺寸的鎢極電流過大（9） 鎢極打磨不當(dāng)（10） 鎢極太小夾鎢很少在焊縫表面發(fā)現(xiàn)，除非當(dāng)鎢極碎片熔敷進(jìn)中間焊道后，焊接檢驗(yàn)師有機(jī)會(huì)

24、看到這些中間焊道。主要是由射線照相來發(fā)現(xiàn)夾鎢。由于鎢的密度比鋼或鋁大得多，所以在射線探傷底片上顯示的是很淡的區(qū)域。圖9.22所示。氣孔AWS A3.0把氣孔定義為“由于在固化過程中氣體殘留而形成的空穴缺陷（不連續(xù)）”。因此我們可以把氣孔認(rèn)作為在固化焊接金屬中的汽泡或空洞。由于它的特殊的球狀，氣孔通常被認(rèn)為是損害最小的缺陷。然而如果焊縫是壓力邊界用于保存氣體或液體，那么氣孔可能被認(rèn)為是有危害的。這是由于氣孔可能成為泄漏途徑。與裂紋一樣，有幾個(gè)不同的名字定義氣孔的特殊形式。總的來說，它們通常與相對位置或單個(gè)氣孔的形狀有關(guān)。因此如均勻分散氣孔，簇氣孔，線狀氣孔以及用于更好地描述氣孔出現(xiàn)率的管狀氣孔。

25、一個(gè)空洞也可以定義為氣孔或空穴。均勻分散氣孔是許多空穴沒有規(guī)律地出現(xiàn)在整焊縫上。密集氣孔是許多氣孔聚集在一起。線狀氣孔是許多氣孔以直線排列。在上述的形狀中，空穴或氣體穴通常是球狀的。圖9.23所示的是在焊縫表面均勻分散氣孔的例子。圖9.24是線狀氣孔，并與裂紋相連。圖9.25是在焊縫表面一些單個(gè)的氣孔。還有一些形狀的氣孔，氣孔不是球狀的而是長條形的。圖9.26就是在焊縫表面出現(xiàn)長條形氣孔的例子。通常稱之為條蟲狀氣孔。當(dāng)氣體殘留在熔化金屬和固化的焊渣之間時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這樣的表面狀況。SAW時(shí)使用顆粒狀焊劑深度太大時(shí)，這種現(xiàn)象也會(huì)出現(xiàn)。這是因?yàn)楹竸┑闹亓刻笠灾職怏w無法逸出而出現(xiàn)這種現(xiàn)象。另一長條形

26、氣孔形式是管狀氣孔。如果焊縫的主要作用是保存氣體或液體時(shí)管狀氣孔通常認(rèn)為是最危害的狀況。因?yàn)檫@可能導(dǎo)致發(fā)生泄漏。（見圖9.27）。氣孔通常是由于焊接區(qū)域有潮汽或有雜質(zhì)，由于焊接加熱而分解形成氣體造成的。這些雜質(zhì)和潮汽來自于焊條，母材，保護(hù)氣體或周邊環(huán)境。但是，焊接技術(shù)的變化也可能形成氣孔。例如在用低氫焊條的SMAW中電弧過長。在SAW中采用太高的焊速時(shí)會(huì)產(chǎn)生管狀氣孔。因此，當(dāng)氣孔出現(xiàn)時(shí)，意昧著在焊接的某個(gè)方面失控。需要化時(shí)間去研究以確定是什么原因造成了該焊接缺陷。射線探傷中發(fā)現(xiàn)氣孔的，它是以輪廓分明的黑色區(qū)域出現(xiàn)。因?yàn)樗聿牧厦芏鹊臉O大的損失。除了管狀氣孔，通常都會(huì)以圓狀顯示出現(xiàn)。而管狀氣孔

27、是帶著尾巴的圓狀顯示。圖9.28和9.29就分別顯示了密集氣孔和線狀氣孔的射線照片。咬邊咬邊是靠近焊縫的母材上的表面缺陷。這是由于在焊接過程中母材熔化后，沒有足夠的填充材料適當(dāng)?shù)奶钊胨鸬某料荻斐傻?。結(jié)果是在母材上形成線性坡口，使母材可能具有相對尖銳的形狀。由于是表面缺陷，對那些要承受疲勞載荷的結(jié)構(gòu)有很大的危害。圖9.30所示的是在角焊縫和坡口焊縫中的咬邊和焊瘤。有意思的是，你會(huì)注意到對于坡口焊縫，咬邊可能即會(huì)出現(xiàn)在焊縫表面也會(huì)出現(xiàn)在根部表面。圖9.31說明了在一個(gè)角焊縫上的典型的咬邊外觀。這張圖片是咬邊如何最佳展現(xiàn)的例子。當(dāng)燈光適當(dāng)?shù)胤胖茫н厱?huì)產(chǎn)生明顯的陰影。有經(jīng)驗(yàn)的焊接檢驗(yàn)師能發(fā)現(xiàn)這

28、一現(xiàn)象，并采用一些技術(shù)，如用手電筒照在母材表面，在咬邊產(chǎn)生的地方，陰影就會(huì)出現(xiàn)。 另一種技術(shù)是在涂漆后對焊縫進(jìn)行目視檢驗(yàn)，特別是當(dāng)所使用淡顏色的漆，如白色或黃色。在正常的光線下觀察，咬邊存在的陰影更加明顯。這種技術(shù)有一問題，就是在進(jìn)行焊縫修補(bǔ)前，漆必須要去掉，以防止其他的如氣孔之類的缺陷出現(xiàn)。當(dāng)然該部件在焊縫修補(bǔ)后要重新涂漆。咬邊通常是由于不正確的焊接技藝所引起的。特別是如果當(dāng)焊接運(yùn)行速度太快，與焊縫連接的母材金屬的熔化所引起的凹穴沒有充足的填充金屬適當(dāng)?shù)奶钊?，咬邊更易產(chǎn)生。當(dāng)焊接加熱過高，引起母材金屬過多熔化，或當(dāng)運(yùn)條不當(dāng)，咬邊也可產(chǎn)生。當(dāng)在射線照片中發(fā)現(xiàn)咬邊，而且不是使用涂漆技術(shù)，那么咬邊

29、將是如圖9.32所示，在焊縫加強(qiáng)的趾或根部以一深色，模糊形狀出現(xiàn)。必須注意是的用射線檢測表面咬邊是是一種時(shí)間，金錢及資源上的浪費(fèi)。表面咬邊可以靠仔細(xì)的目視檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)；一旦發(fā)現(xiàn)，有必要在射線探傷前進(jìn)行修補(bǔ)。未焊滿如表面咬邊一樣，未焊滿也是一種由于材料橫截面上的損失而形成表面缺陷。然而，未焊滿是在坡口焊縫的焊縫金屬中出現(xiàn)，而咬邊是在靠近焊縫的母材上出現(xiàn)。簡單地說，未焊滿是由于沒有足夠的填充金屬適當(dāng)?shù)靥钊牒附咏宇^而造成的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種情況，這通常意昧著焊工還沒有完成這道焊縫，或還沒有理解焊接要求。圖9.33就是在一坡口焊接圖形中的未焊滿的外觀。就像咬邊，未焊滿可同時(shí)在焊縫的表面和根部上出現(xiàn)。在管子接頭根

30、部的未焊滿有時(shí)稱為內(nèi)部凹陷或行話稱為“內(nèi)凹”。這是由于在焊第二焊道時(shí)使根部焊道過度加熱和熔化而引起的。圖9.34是坡口焊縫中未焊滿。如果帶有未焊滿，當(dāng)光線以適當(dāng)?shù)姆较蛘丈?，由于表面凹陷，未焊滿處會(huì)產(chǎn)生一道陰影。引起未焊滿的主要原因是焊工所采用的技術(shù)。過快的焊速（移動(dòng)）使得無足夠的填充金屬熔化并填平焊接區(qū)域。焊瘤另一種由于焊接技巧不當(dāng)而引起的表面缺陷是焊瘤。焊瘤被描述為在焊趾或焊根外焊接金屬的突起。它就像焊接金屬溢出接頭，并留在鄰近的母材表面。由于它特殊的外觀，焊瘤有時(shí)被稱為“翻轉(zhuǎn)”。翻轉(zhuǎn)不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語，不應(yīng)該被使用。圖9.35所示的是焊瘤如何在角焊縫和坡口焊縫中出現(xiàn)的。就像咬邊和未焊滿情況，

31、焊瘤能在坡口焊縫的表面，或是根部出現(xiàn)（見圖9.30）。同樣地，當(dāng)光線適當(dāng)?shù)卣丈洌幸粋€(gè)顯爾易見的陰影。焊瘤，因?yàn)樗茉诤讣砻嬉鸺怃J的缺口，所以它是一個(gè)值得注意的不連續(xù)。更進(jìn)一步地說，如有大量的焊瘤出現(xiàn)，能掩蓋由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展。焊瘤的出現(xiàn)通常是由于焊工使用了不適當(dāng)?shù)暮附蛹夹g(shù)。這就是說，如果焊接移動(dòng)速度太慢，大量熔化的填充金屬就將過多填入接頭。結(jié)果就是過多的金屬溢出并留在母材表面而沒有熔合。有些類型的填充金屬更容易出現(xiàn)這種缺陷。因?yàn)槿刍瘯r(shí)，流動(dòng)性太大無法抗拒重力。因此，它們可能僅僅用在由于重力而將熔化的金屬保持在接頭的焊接位置。當(dāng)在如圖9.30所示的橫焊位置焊接，焊瘤和咬邊常常會(huì)出現(xiàn)

32、。 焊縫凸起這種焊接缺陷僅用于角焊縫。焊縫凸起是大量的焊接金屬堆積在角焊縫面上，從而超過了所預(yù)期的齊平度 。凸度定義為是從凸起的角焊縫面至連接焊趾線的最大垂直距離。圖9.36是一條凸起的角焊縫。在某些限度內(nèi)，凸起是不危險(xiǎn)的。事實(shí)上，通常都希望略有凸起以保證由于有凹面的存而減少角焊縫的尺寸和強(qiáng)度。然而當(dāng)凸度過大超過了某個(gè)限制，那么該不連續(xù)就成為值得注意的缺陷。事實(shí)上過多的焊縫金屬存在也不是一個(gè)真正的問題，除非出于經(jīng)濟(jì)上的考慮考慮，填充金屬超過了絕對必要的量。由于過多凸度存在引起的真正問題是導(dǎo)致角焊縫輪廓在焊趾處存在尖銳的凹坑。這些凹坑可以產(chǎn)生削弱結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中，特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)處于疲勞載荷下。因此，

33、在焊接過程中過多的凸面應(yīng)該避免，或在焊趾處填入多一些焊接金屬，在焊縫和母材之間形成光滑過渡來糾正。當(dāng)焊接速度太低時(shí)，當(dāng)熱輸入太少或當(dāng)運(yùn)條不當(dāng)時(shí)，凸面會(huì)產(chǎn)生。這導(dǎo)致過多的填充金屬填入，母材表面沒有適當(dāng)潤濕。在母材金屬表面有雜質(zhì)或使用的保護(hù)氣體沒有把這些雜質(zhì)充分清除，也會(huì)形成不希望出現(xiàn)的角焊縫外形。焊縫加強(qiáng)高(余高)焊縫加強(qiáng)高與凸面相類似，除了其只能在坡口焊縫中存在。焊縫加強(qiáng)高是因?yàn)楹附咏饘俅笥谒枇刻钊虢宇^而產(chǎn)生的。兩個(gè)其他的術(shù)語，即表面加強(qiáng)高和根部加強(qiáng)高是描述加強(qiáng)高在焊接接頭的某一個(gè)面存在的特殊術(shù)語。顧名思義，表面加強(qiáng)高出現(xiàn)于焊接接頭完成的這一邊，而根部加強(qiáng)高是出現(xiàn)在接頭的背面。圖9.37顯示

34、了單面焊焊接接頭的表面和根部的加強(qiáng)高。對于雙面焊的焊接接頭，兩個(gè)面的加強(qiáng)高都稱為表面加強(qiáng)高，如圖9.38所示。 象凸面那樣，由于過多的加強(qiáng)高所 帶來的問題是出現(xiàn)尖銳凹坑。這些凹坑是由于填入過量的焊接金屬在焊趾上而形成的。焊縫加強(qiáng)高越大，凹坑問題越嚴(yán)重。在圖9.39中所示的圖形就說明了加強(qiáng)高的量對焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響。從圖中可顯然易見，由于焊縫加強(qiáng)高的增加而引起的加強(qiáng)角度的增加，焊接接頭的抗疲勞很大減弱。然而，如圖9.40所示，減少焊縫加強(qiáng)并不真正改善此情況。正如該圖所示，只有在打磨以增加焊縫角度和凹坑的半徑后，這種情況才真正改善。引弧燒傷（電弧觸擊）引弧燒傷是非常有害的母材上的不連續(xù)，特別是

35、在低合金和高強(qiáng)度鋼上。引弧燒傷是由于有意無意地在遠(yuǎn)離焊接接頭的母材上起弧而造成的。它的出現(xiàn)是由于在母材表面局部的熔化，然后由于大量的熱量被周圍的母材吸收而迅速冷卻。在某些材料上，特別是高強(qiáng)度鋼，引弧燒傷可以產(chǎn)生含有馬氏體的局部熱影響區(qū)。如果變硬，脆性化的顯微結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生，產(chǎn)生裂紋的傾向就增大。大量的結(jié)構(gòu)和壓力容器的失效都可能追溯至是由于焊接引弧燒傷的存在，裂紋往往從引弧燒傷處產(chǎn)生而引起災(zāi)難性的后果。圖9.41是一張顯微照片，所顯示的是在一個(gè)鍋爐管表面的引弧燒傷。深色顯微結(jié)構(gòu)是形成的馬氏體。這樣的引弧燒傷提供了一個(gè)裂紋起始點(diǎn)，此起始點(diǎn)導(dǎo)致了這個(gè)鍋爐管的最終失效。引弧燒傷通常是由于不適當(dāng)?shù)暮附蛹夹g(shù)而

36、造成的。應(yīng)該讓焊工知道引弧燒傷所引發(fā)的潛在危險(xiǎn)。由于它們代表潛在的危險(xiǎn)，所以引弧燒傷是不允許的。如果焊工堅(jiān)持在接頭以外處引弧，那么此焊工就不應(yīng)該進(jìn)行生產(chǎn)焊接。因此這是焊工的紀(jì)律和工作態(tài)度。工件上的夾具連接不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生引弧燒傷。另一個(gè)應(yīng)用于焊接檢驗(yàn)的重要注意點(diǎn)是使用雙頭通電磁化法的磁粉探傷。因?yàn)榇朔椒ㄈQ于電流通過此物件而產(chǎn)生磁場的導(dǎo)電率，如果在檢驗(yàn)中在探頭與金屬表面之間沒有足夠的接觸，就有引弧燒傷產(chǎn)生的可能性。雖然不像焊接引弧燒傷那樣嚴(yán)重，但這樣的電弧燒傷也能產(chǎn)生有害的影響飛濺AWSA3.0描述飛濺為，“在熔焊時(shí)，金屬顆粒噴出而沒有形成焊縫的部分?！蔽覀兺ǔ？紤]是那些實(shí)際粘在焊縫母材上的顆粒。

37、然而，那些從焊縫和母材中飛出的顆粒也被認(rèn)作飛濺物。因?yàn)檫@個(gè)原因，另一種定義是那些熔化金屬的量與實(shí)際構(gòu)成焊接接頭之間的量差。從危害性來看，在許多應(yīng)用中，飛濺可能不是大問題。然而，大的飛濺球可以有足夠的熱量在母材表面上形成類似引弧燒傷效應(yīng)的局部熱影響區(qū)。另外母材表面上的飛濺可以形成局部應(yīng)力集中。在母材在役的過程中這種應(yīng)力集中會(huì)產(chǎn)生問題。這樣的例子如圖9.42所示，裂紋在粘附在母材的飛濺球上形成。在腐蝕環(huán)境中，應(yīng)力集中會(huì)形成應(yīng)力腐蝕裂紋，也就是所說的堿脆性。而且飛濺的存在，它降低了合格焊縫的外觀質(zhì)量。如圖9.43所示。飛濺引起的另一問題就是必須處理其所造成的不規(guī)則表面。在用各種無損探傷方法做焊縫檢驗(yàn)

38、時(shí)，飛濺既可能防礙試驗(yàn)或會(huì)產(chǎn)生無規(guī)則的指示，這些指示可能會(huì)隱藏住真正的裂紋。例如，在超聲波探傷中，靠近焊縫的飛濺會(huì)阻礙探頭和偶合劑。另外飛濺也能在磁粉和滲透試驗(yàn)中引起問題。如果表面要涂漆，飛濺也會(huì)造成影響。飛濺能引起油漆過早地失效（剝落）。飛濺是由于焊接電流過大造成。因?yàn)榇箅娏髟诤附訁^(qū)域過度紊亂。一些焊接工藝被認(rèn)為會(huì)比其他工藝產(chǎn)生更多的飛濺。如氣體保護(hù)焊中的短路過渡和熔滴過渡比射流過渡產(chǎn)生更多的飛濺。另一能夠幫助控制產(chǎn)生飛濺量的方面是氣體保護(hù)焊和藥蕊焊絲氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體的選用。與直接使用二氧化碳作為保護(hù)氣體相比較，用二氧化碳與氬混合氣可以減少飛濺的量。另外也可以在鄰近區(qū)域涂上防飛濺的物質(zhì)以

39、減少飛濺。分層這種特殊的不連續(xù)是一種母材的缺陷。分層是由于在鋼的制造過程中有非金屬雜質(zhì)的存在而造成的。這些雜質(zhì)通常是由當(dāng)鋼仍在熔化過程中產(chǎn)生的氧化物所形成的。在以后的軋制過程中，這些雜質(zhì)伸長而成為長條。如果這些長條特別大并且成平面形狀，就形成了分層。在某一條件下生成的最大分層形式稱為縮孔，它是在最終固化階段在鋼塊的上部形成的。少數(shù)情況下，在鋼塊軋制成鋼板或條前，沒有被完全切除。縮孔通常包含一些復(fù)雜的氧化物，是與鋼板形成分層一起軋出的。另一個(gè)被錯(cuò)誤地應(yīng)用的可以與分層術(shù)語相互交換的術(shù)語是剝離。美國焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)B1.10，焊縫的無損探傷指南，不同地定義了這二個(gè)術(shù)語。B1.10稱剝離是分層在應(yīng)力下的分

40、離。如此，根據(jù)美國焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，二個(gè)術(shù)語之間的主要不同只是鋼板截面分離的程度。熔焊的熱量足以再熔化靠近焊縫區(qū)域上這些分層長條，這些長條的端部或者熔合，或者可能是開口的。當(dāng)熱切割時(shí)分層也可能出現(xiàn)，因?yàn)榍懈畈僮鞯臒崃孔阋源蜷_平面長條，以致它們能被看到。分層可能有危害也有可能沒有危害，主要取決于構(gòu)件的載荷。如果應(yīng)力與分層垂直，那么此分層會(huì)嚴(yán)重地削弱結(jié)構(gòu)。然而，如果分層與所受應(yīng)力平行，那么可能不會(huì)引起任何注意。如果分層存在于坡口表面，那么在焊接期間其可能會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的問題。在這種情況下，由于應(yīng)力集中可以從分層處擴(kuò)展為焊縫金屬裂紋。在圖9.44中就是這一現(xiàn)象的一個(gè)例子。另一個(gè)與分層開口到坡口表面存在的有

41、關(guān)問題是它們成為氫氣聚積的主要場所。在焊接過程中，氫溶解于熔化的金屬并為焊道下裂紋的出現(xiàn)提供了必要的元素。因?yàn)榉謱邮窃阡摰闹圃爝^程中產(chǎn)生的，所以除了對胚料進(jìn)行切除外，幾乎沒有什么辦法能防止其出現(xiàn)。采購低雜質(zhì)的鋼將強(qiáng)有力地減少分層存在。然而焊工和焊接檢驗(yàn)師沒有任何方法去防止其出現(xiàn)。在含有分層的材料用作焊件前，所有以上的都能通過充分的目視和或無損探傷檢驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)分層。比目視檢驗(yàn)的更好的發(fā)現(xiàn)分層的方法是用超聲波探傷。射線探傷不能發(fā)現(xiàn)分層，因?yàn)槿绻牧嫌蟹謱?，但在射線黑白度上也無任何變化。為了說明這一點(diǎn)，想象比較一塊單獨(dú)的1/2英吋厚的板和二塊1/4英吋厚的板重疊在一起的射線探傷。在二個(gè)探傷底片上看，它

42、們的黑白度沒有區(qū)別。因?yàn)樯渚€所通過的是相同的總厚度。層狀撕裂另一重要的母材不連續(xù)是層狀撕裂。它被描述為在母材上與軋制表面方向平行的梯狀撕裂。當(dāng)在Z方向或厚度方向上應(yīng)力過高，出現(xiàn)層狀撕裂。這常常是由于焊接收縮引起。撕裂總是處于母材內(nèi)，通常在熱影響區(qū)外，一般平行于焊縫熔合邊界。圖9.45所示的是層狀撕裂出現(xiàn)的典型圖形。層狀撕裂一種不連續(xù)，它與接頭實(shí)際形狀直接有關(guān)。因此，焊接收縮應(yīng)力試圖在軋制金屬的Z方向或厚度方向上拉它的那些接頭形狀將更易于產(chǎn)生層狀撕裂。正如我們在第六單元中所學(xué)，當(dāng)金屬軋制時(shí)，比較其在縱向和橫向上的特性，它在Z方向上的強(qiáng)度和延伸性更低。其它影響材料層狀撕裂敏感性的因素是其厚度和雜質(zhì)

43、存在的程度。材料越厚，所含雜質(zhì)量越高，那么其出現(xiàn)層狀撕裂的可能性就越大。對于層狀撕裂的形成，有三種狀況必須同時(shí)存在。它們是厚度方向上的應(yīng)力，敏感接頭形狀以及材料雜質(zhì)含量高。因此，為了避免層狀撕裂的出現(xiàn)，必須削除這三種因素的任何一種?？偟膩碚f，用較潔凈的鋼材是解決問題的方法。劃傷和結(jié)疤劃傷和結(jié)疤是與鋼加工工藝有關(guān)的另一些母材的不連續(xù)。它們不同于分層。因?yàn)樗鼈兪窃谲堉票砻?，而不是邊緣。如果是橫截面向的，它們可能會(huì)在與軋制表面平行方向的一段距離中存在，然后最終在表面方向結(jié)束。劃傷也稱為可能在金屬表面出現(xiàn)的縱向裂縫或開裂。劃傷主要是由于鋼塊在澆注后處理不當(dāng)或在熱處理和軋制過程中引起的。結(jié)疤是由于軋制廠

44、軋制過程中產(chǎn)生的毛刺或凸起。圖9.46和9.47分別所示的是深的劃傷和一簇密集的淺痕。圖4.48是結(jié)疤的例子。因?yàn)閯潅徒Y(jié)疤與分層一樣，是由于鋼廠加工不當(dāng)所引起的。所以如果帶有它們的材料被用于制造，焊接檢驗(yàn)師所能做到是發(fā)現(xiàn)它們而不是控制它們的出現(xiàn)。用目視，磁粉，滲透，超聲波或渦流檢驗(yàn)可以很好地發(fā)現(xiàn)它們。尺寸的不連續(xù)到此為止所有討論的缺陷都可以劃分為結(jié)構(gòu)型的缺陷。然而還有另一組可劃分為尺寸上不規(guī)則。尺寸上不規(guī)則是尺寸（大?。┖?或形狀上的缺陷。這些不規(guī)則可以在焊縫上出現(xiàn)，或在整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)。因?yàn)槌叽缛毕菘赡軣o法提供合適的結(jié)構(gòu)，所以焊接檢驗(yàn)師必須考慮和檢查它們。檢驗(yàn)包括焊縫尺寸和長度的測量以保

45、證有足夠的焊接金屬承受負(fù)荷。其它的測量包括由焊接引起過度的變形或翹曲。在激光和電子束焊接中的不連續(xù)大部分在前面討論的缺陷也能在電子和激光束焊接中出現(xiàn)。另外，還有幾種缺陷只有在這二種焊接工藝中出現(xiàn)。這是由于由這些工藝以及高焊接速度所生產(chǎn)的窄而深的焊縫形狀。這些缺陷的第一種稱為錯(cuò)焊。如圖4.49所示，焊束偏離了焊接接頭。當(dāng)激光或電子束的小直徑軸沒有對準(zhǔn)接頭根部（特別是對于厚部件）或沿著接頭長度方向，這種不連續(xù)就會(huì)產(chǎn)生。對于電子焊接，甚至當(dāng)光束或電子束對準(zhǔn)了，但在光束或電子束上的電磁力也能引起偏離接頭。帶有與電磁特性不同的電子和激光束的金屬焊接也能產(chǎn)生這樣的偏離（如圖4.49所示）。如果在沿著上表面

46、，光束或電子束錯(cuò)過了接頭，目視檢驗(yàn)應(yīng)該容易地發(fā)現(xiàn)。然而，如果所錯(cuò)焊的接頭在下表面出現(xiàn)（如圖4.49所示），或在較寬的焊縫面出現(xiàn)（釘頭形狀），這就很難被目視檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。錯(cuò)焊接頭只能占所預(yù)期強(qiáng)度的一小部分。電子和激光焊接的另一種不連續(xù)是在焊縫底部形成空隙，此空隙常常稱為根部氣孔。這通常是由于氣體在焊接金屬上形成而沒有足夠的時(shí)間從焊接金屬深處逸出而造成的。因?yàn)殡娮邮附邮窃谡婵障峦瓿傻?，氣孔能夠容易被留住。電子束（焊接時(shí)）熔化了的金屬?zèng)]有完全填滿，從而形成空隙或冷疤。焊縫越深，這個(gè)問題越嚴(yán)重。收縮空隙，微裂紋或熱裂也能在電子和激光束焊接的焊縫中心附近形成。這是因?yàn)楹缚p是從兩邊向中心線固化的。這沿著焊縫中心線造成了巨大的收縮應(yīng)力，從而產(chǎn)生這些不連續(xù)。另一問題是熔深不均勻或是銷釘現(xiàn)象。這主要在局部焊透的接頭中出現(xiàn)。但也能在全焊透接頭的根部出現(xiàn)。圖9.50顯示銷釘現(xiàn)象。對于電子束焊接，這是由于電子束的能量密度變化，在焊接期間元素的蒸發(fā)和焊接熔池的紊亂引起的。這主要在高功率，熔深大的焊縫中出現(xiàn)。在激光束焊接中，熔深不均勻與激光束的偶合和去偶引起的。這是由于光束反射偏離了組件的上表面并與在焊縫上的蒸汽相互作用引起的，以及受不同激光種類影響。在