武漢理工大學(xué)金屬工藝學(xué)課件

焊接接頭的不完整性稱焊接缺陷。主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺陷等。4.5焊接缺陷與檢驗

4.5.1焊接裂紋1、熱裂紋熱裂紋的特征熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)。熱裂紋的微觀特征是沿晶界開裂，所以又稱晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形成，所以有氧化色彩。熱裂紋動畫仿真熱裂紋產(chǎn)生的原因:晶間存在液態(tài)薄膜。接頭中存在拉應(yīng)力。熱裂紋的防止:限制鋼材和焊條、焊劑的低熔點雜質(zhì)，如硫和磷含量。Fe和FeS易形成低熔點共晶，其熔點為988℃，很容易產(chǎn)生熱裂紋?？s小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。減少焊接應(yīng)力的工藝措施，如采用小線能量，焊前預(yù)熱，合理的焊縫布置等。2、冷裂紋冷裂紋的形態(tài)和特征焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都可能產(chǎn)生冷裂紋。冷裂紋的特征是無分支，通常為穿晶型。冷裂紋無氧化色彩。最常見的冷裂紋是延遲裂紋，即在焊后延遲一段時間才發(fā)生的裂紋。冷裂紋動畫仿真延遲裂紋的產(chǎn)生原因:焊接接頭(焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū))的淬火傾向嚴重，產(chǎn)生淬火組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化。存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴散需要時間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂紋。防止延遲裂紋的措施:選用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，提高焊縫金屬塑性。焊條焊劑要烘干，焊縫坡口及附近母材要去油水；除銹，減少氫的來源。工件焊前預(yù)熱，焊后緩冷，可降低焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，并可減少焊接殘余應(yīng)力。采取減小焊接應(yīng)力的工藝措施，如對稱焊，小線能量的多層多道焊等。焊后立即進行去氫（后熱）處理，加熱到250℃，保溫2～6h，使焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面。焊后進行清除應(yīng)力的退火處理。4.5.2氣孔焊縫氣孔有三種：氫氣孔高溫時，氫在液體中的溶解度很大，大量的氫溶入焊縫熔池中，而焊縫熔池在熱源離開后快速冷卻，氫的溶解度急速下降，析出氫氣，產(chǎn)生氫氣孔。一氧化碳氣孔當(dāng)熔池氧化嚴重時，熔池存在較多的FeO，在熔池溫度下降時，將發(fā)生如下反應(yīng)：FeO+C=Fe+CO↑此時，若熔池已開始結(jié)晶，則CO將來不及逸出，便產(chǎn)生CO氣孔。熔池氧化愈嚴重，含碳量愈高，越易產(chǎn)生CO氣孔。氮、氫的溶解度變化氮氣孔熔池保護不好時，空氣中的氮溶入熔池而產(chǎn)生。

防止氣孔的方法：焊條、焊劑要烘干，焊絲和焊縫坡口及其兩側(cè)的母材要清除銹、油和水。焊接時采用短弧焊，采用堿性焊條。CO2焊時，采用藥芯焊絲。采用低碳材料都可減少和防止氣孔的產(chǎn)生。4.6焊焊接接件件結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計4.6.1焊焊件件材材料料的的選選擇擇4.6.2焊焊接方方法的的選擇擇4.6.3焊焊接接接頭工工藝設(shè)設(shè)計4.6.4典典型焊焊件的的工藝藝設(shè)計計4.6.1焊焊接接材料料的選選擇焊接材材料的的選擇擇原則則：盡量選選用可可焊性性好的的材料料:w(C)＜＜0.25%的的低碳碳鋼或或w(CE)＜＜0.4%的低低合金金鋼。。因這這類鋼鋼淬硬硬傾向向小，，塑性性高，，焊接接工藝藝簡單單。盡量選選用鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼鋼。鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼鋼含氣氣量低低，特特別是是含H2和和O2量低低，可可防止止氣孔孔和裂裂紋等等缺陷陷。異種金金屬焊焊接時時焊縫縫應(yīng)與與低強強度金金屬等等強度度，而而工藝藝應(yīng)按按高強強度金金屬設(shè)設(shè)計。。盡量采采用工工字鋼鋼、槽槽鋼、、角鋼鋼和鋼鋼管等等型材材，以以簡化化工藝藝過程程。生產(chǎn)單單件鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件1．板板厚在在3～～10mm,強度度較低低，且且焊縫縫較短短應(yīng)選選用手手弧焊焊。2．板板厚在在10mm以以上，，焊縫縫為長長直焊焊縫或或環(huán)焊焊縫應(yīng)應(yīng)選用用埋弧弧焊。。3．板板厚小小于3mm，，焊縫縫較短短應(yīng)選選用CO2焊。。生產(chǎn)大大批量量鋼結(jié)結(jié)構(gòu)1．板板厚小小于3mm,無密密封要要求應(yīng)應(yīng)選用用電阻阻點焊焊，有有密封封要求求應(yīng)選選用縫縫焊。。2．板板厚在在3～～10mm,焊縫縫為長長直焊焊縫或或環(huán)焊焊縫，，應(yīng)選選用CO2自動動焊。。3．板板厚大大于10mm，焊焊縫為為長直直焊縫縫和環(huán)環(huán)焊縫縫隙，，應(yīng)選選用埋埋弧焊焊或電電渣焊焊。生產(chǎn)不不銹鋼鋼、鋁鋁合金金和銅銅合金金結(jié)構(gòu)構(gòu)1．板板厚小小于3mm,應(yīng)應(yīng)選選用脈脈沖鎢鎢極和和鎢極極氬弧弧焊。。2．板板厚在在3～～10mm,焊縫縫為長長直焊焊縫或或環(huán)焊焊縫，，應(yīng)選選用熔熔化極極氬弧弧或等等離子子弧自自動焊焊。4.6.2焊焊接接方法法的選選擇焊縫的的布置置1．焊焊縫應(yīng)應(yīng)盡可可能分分散，，如右右圖。。以便便減小小焊接接熱影影響區(qū)區(qū)，防防止粗粗大組組織的的出現(xiàn)現(xiàn)。2．焊焊縫的的位置置應(yīng)盡盡可能能對稱稱分布布，如如右圖圖，以以抵消消焊接接變形形。4.6.3焊焊接接接頭頭工藝藝的設(shè)設(shè)計3．焊焊縫應(yīng)應(yīng)盡可可能避避開最最大應(yīng)應(yīng)力和和應(yīng)力力集中中的位位置，，如右右圖。。以防防止焊焊接應(yīng)應(yīng)力與與外加加應(yīng)力力相互互疊加加，造造成過過大的的應(yīng)力力和開開裂。。4．焊焊縫應(yīng)應(yīng)盡量量避開開機械械加工工表面面，如如右圖圖，以以防止止破壞壞已加加工面面。5．應(yīng)應(yīng)便于于焊接接操作作，如如下圖圖。焊焊縫位位置應(yīng)應(yīng)使焊焊條易易到位位，焊焊劑易易保持持，電電極易易安放放。接頭型型式的的選擇擇與設(shè)設(shè)計接頭型型式應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)形狀狀、強強度要要求、、工件件厚度度、焊焊后變變形大大小、、焊條條消耗耗量、、坡口口加工工難易易程度度等各各個方方面因因素綜綜合考考慮決決定。。1．熔熔焊接接頭設(shè)設(shè)計2．壓壓焊接接頭設(shè)設(shè)計（1））點焊焊接頭頭設(shè)計計點焊接接頭設(shè)設(shè)計包包括焊焊點直直徑d0，焊點點數(shù)n等（2））摩擦擦焊的的接頭頭型式式摩擦焊焊接頭頭的型型式，，不僅僅根據(jù)據(jù)產(chǎn)品品的設(shè)設(shè)計要要求來來確定定，同同時也也要考考慮到到摩擦擦焊接接工藝藝的特特點。。4.6.3典典型型焊件件的工工藝設(shè)設(shè)計結(jié)構(gòu)名名稱：：中壓壓容器器材料：：16MnR（（原材材料尺尺寸為為1200×5000mm））件厚：：筒身身12mm；封封頭14mm；；人孔孔圈20mm；；管接接頭7mm壓力容容器生產(chǎn)數(shù)數(shù)量：：小批生生產(chǎn)工藝設(shè)設(shè)計要要點：：筒身用用鋼板板冷卷卷，按按實際際尺寸寸，可可分為為三節(jié)節(jié)，為為避免免焊縫縫密集集，筒筒身縱縱焊縫縫可相相互錯錯開180°，，封頭頭應(yīng)采采用熱熱壓成成型，，與筒筒身連連接處處應(yīng)有有30mm～～50mm的直直段，，使焊焊縫躲躲開轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角應(yīng)應(yīng)力集集中位位置。。根據(jù)各各條焊焊縫的的不同同情況況，可可選用用不同同的焊焊接方方法、、接頭頭型式式、焊焊接材材料與與工藝藝。焊接過過程模模擬9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Sunday,December18,202210、雨中中黃葉葉樹，，燈下下白頭頭人。。。22:21:2322:21:2322:2112/18/202210:21:23PM11、以我獨獨沈久，，愧君相相見頻。。。12月-2222:21:2322:21Dec-2218-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。22:21:2322:21:2322:21Sunday,December18,202213、乍見翻翻疑夢，，相悲各各問年。。。12月-2212月-2222:21:2322:21:23December18,202214、他鄉(xiāng)生生白發(fā)，，舊國見見青山。。。18十十二月202210:21:23下下午22:21:2312月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月2210:21下下午12月月-2222:21December18,202216、行動動出成成果，，工作作出財財富。。。2022/12/1822:21:2322:21:2318December202217、做前前，能能夠環(huán)環(huán)視四四周；；做時時，你你只能能或者者最好好沿著著以腳腳為起起點的的射線線向前前。。。10:21:23下下午午10:21下下午22:21:2312月月-229、沒有失敗敗，只有暫暫時停止成成功！。12月-2212月-22Sunday,December18,202210、很多事情情努力了未未必有結(jié)果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒有。。。22:21:2322:21:2322:2112/18/202210:21:23PM11、成功就是是日復(fù)一日日那一點點點小小努力力的積累。。。12月-2222:21:2322:21Dec-2218-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。22:21:2322:21:2322:21Sunday,December18,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2222:21:2322:21:23December18,202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。18十二二月202210:21:23下下午22:21:2312月-2215、楚塞三湘接接，荊門九派派通。。。十二月2210:21下下午12月-2222:21December18,202216、少年十五二二十時，步行行奪得胡馬騎騎。。2022/12/1822:21:2322:21:2318December202217、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來來秋。。。10:21:23下下午午10:21下下午22:21:2312月月-229、楊柳柳散和和風(fēng)，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Sunday,December18,202210、閱讀讀一切切好書書如同同和過過去最最杰出出的人人談話話。22:21:2322:21:2322:2112/18/202210:21:23PM11、越是沒有本本領(lǐng)的就越加加自命不凡。。12月-2222:21:2322:21Dec-2218-Dec-2212、越是無能的的人，越喜歡歡挑剔別人的的錯兒。22:21:2422:21:2422:21Sunday,December18,