焊接件的金相檢驗(yàn)

第十章焊接件的金相檢驗(yàn)

概述焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，使工件達(dá)到原子間金屬鍵結(jié)合的一種成型方法。焊接方法分類金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔化焊、壓力焊和釬焊三大類。

熔化焊

將待焊處母材金屬熔化以形成焊縫的焊接方法。

壓力焊

焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。

釬焊

釬焊是硬釬焊和軟釬焊的總稱。采用比母材金屬熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材溶化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。熔化焊----氣焊壓力焊----點(diǎn)焊釬焊----烙鐵釬焊

液化天然氣儲(chǔ)罐焊接應(yīng)用1976年，液化天然氣鋁球罐，重850噸，直徑36米。由100塊精密加工的瓜片組成，其形狀就象剝開的橘子。共用了3166公斤填充材料將這些板用氣體保護(hù)焊組焊起來(lái)。每只球罐的焊縫長(zhǎng)度達(dá)48.6英里。電弧焊是目前應(yīng)用最廣泛的焊接方法。 包括：手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊、等離子弧焊等。

在形成接頭時(shí)，可以用或不用金屬填充焊縫。電極在焊接過(guò)程中熔化時(shí)，叫作熔化極電弧焊，在焊接過(guò)程中不熔化的（碳棒或鎢棒）叫作不熔化極電弧焊，諸如鎢極氬弧焊、等離子弧焊等。電弧焊

焊接時(shí)，電弧沿焊件逐漸移動(dòng)并對(duì)焊件進(jìn)行局部加熱。焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分稱為焊縫。焊縫及其鄰近區(qū)域的總稱叫焊縫區(qū)。（二）焊接冶金過(guò)程焊接冶金過(guò)程的特點(diǎn)加熱溫度高，合金元素蒸發(fā)燒損；溶池體積小，冷卻速度快，液態(tài)停留時(shí)間短；保護(hù)不充分。

焊接過(guò)程中的質(zhì)量保護(hù)問(wèn)題機(jī)械保護(hù)冶金處理合金元素?zé)龘p非金屬夾雜氣孔ONH焊條藥皮焊芯第一節(jié)焊接接頭的宏觀檢驗(yàn)與常見缺陷概述

優(yōu)質(zhì)的焊接接頭應(yīng)具備兩個(gè)條件：一是使用性能不低于母材；二是沒有技術(shù)條件中規(guī)定不允許存在的缺陷。焊接過(guò)程中，在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象，叫做焊接缺陷。焊接缺陷的種類很多，有些是因施焊中操作不當(dāng)或焊接參數(shù)不正確所造成，如咬邊、焊穿、焊縫尺寸不足、末焊透等，有些是由于化學(xué)冶金、凝固或固態(tài)相變過(guò)程的產(chǎn)物而造成的，如氣孔、夾雜和裂紋等。這些缺陷與母材、焊接材料的化學(xué)成分有密切關(guān)系，因此稱之為焊接冶金缺陷。焊接缺陷共分為四類：1、焊接尺寸不符合要求：如焊縫超高、超寬、過(guò)窄、高低差過(guò)大、焊縫過(guò)渡到母材不圓滑等；2、焊縫表面缺陷：咬邊、焊瘤、內(nèi)凹、滿溢、未焊透等；3、焊縫金屬不連續(xù)：氣孔、夾渣、裂紋、未溶合等；4、焊接接頭性能不符合要求：過(guò)熱、過(guò)燒、韌性低等；一、焊接成型差1、現(xiàn)象：

焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過(guò)渡，焊接接頭差，焊縫高低不平。2、原因分析：

焊縫成型差的原因有：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(guò)大或過(guò)??；焊接中運(yùn)條（槍）速度過(guò)快或過(guò)慢；焊條（槍）擺動(dòng)幅度過(guò)大或過(guò)??；焊條（槍）施焊角度選擇不當(dāng)?shù)取?、防治措施

⑴焊件的坡口角度和裝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。

⑵焊件坡口打磨清理干凈，無(wú)銹、無(wú)垢、無(wú)脂等污物雜質(zhì)，露出金屬光澤。

⑶加強(qiáng)焊接聯(lián)系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工環(huán)境。

⑷根據(jù)不同的焊接位置、焊接方法、不同的對(duì)口間隙等，按照焊接工藝卡和操作技能要求，選擇合理的焊接電流參數(shù)、施焊速度和焊條（槍）的角度。4、治理措施

⑴加強(qiáng)焊后自檢和專檢，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；

⑵對(duì)于焊縫成型差的焊縫，進(jìn)行打磨、補(bǔ)焊；

⑶達(dá)不到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求，成型太差的焊縫實(shí)行割口或換件重焊；

⑷加強(qiáng)焊接驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)施工。二、焊縫余高不合格1、現(xiàn)象：

管道焊口和板對(duì)接焊縫余高大于3㎜；局部出現(xiàn)負(fù)余高；余高差過(guò)大；角焊縫高度不夠或焊角尺寸過(guò)大，余高差過(guò)大。有圖為專用焊縫余高測(cè)量工具。熔深不夠，焊縫過(guò)低3、防治措施

⑴根據(jù)不同焊接位置、焊接方法，選擇合理的焊接電流參數(shù)；

⑵增強(qiáng)焊工責(zé)任心，焊接速度適合所選的焊接電流，運(yùn)條（槍）速度均勻，避免忽快忽慢；

⑶焊條（槍）擺動(dòng)幅度不一致，擺動(dòng)速度合理、均勻；

⑷注意保持正確的焊條（槍）角度。2、原因分析：

焊接電流選擇不當(dāng)；運(yùn)條（槍）速度不均勻，過(guò)快或過(guò)慢；焊條（槍）擺動(dòng)幅度不均勻；焊條（槍）施焊角度選擇不當(dāng)?shù)取?、治理措施

⑴加強(qiáng)焊工操作技能培訓(xùn)，提高焊縫蓋面水平；

⑵對(duì)焊縫進(jìn)行必要的打磨和補(bǔ)焊；

⑶加強(qiáng)焊后檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；

⑷技術(shù)員的交底中，對(duì)焊角角度要求做詳細(xì)說(shuō)明。三、焊縫寬窄差不合格1、現(xiàn)象

焊縫邊緣不勻直，焊縫寬窄差大于3㎜。2、原因分析

焊條（槍）擺動(dòng)幅度不一致，部分地方幅度過(guò)大，部分地方擺動(dòng)過(guò)??；焊條（槍）角度不合適；焊接位置困難，妨礙焊接人員視線。3、防治措施

⑴加強(qiáng)焊工焊接責(zé)任心，提高焊接時(shí)的注意力；

⑵采取正確的焊條（槍）角度；

⑶熟悉現(xiàn)場(chǎng)焊接位置，提前制定必要焊接施工措施。

4、治理措施

⑴加強(qiáng)練習(xí)，提高焊工的操作技術(shù)水平，提高克服困難位置焊接的能力；

⑵提高焊工質(zhì)量意識(shí)，重視焊縫外觀質(zhì)量；

⑶焊縫蓋面完畢，及時(shí)進(jìn)行檢查，對(duì)不合格的焊縫進(jìn)行修磨，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。四、咬邊1、現(xiàn)象

焊縫與母材熔合不好，出現(xiàn)溝槽，深度大于0.5㎜，總長(zhǎng)度大于焊縫長(zhǎng)度的10％或大于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求的長(zhǎng)度。外部咬邊內(nèi)部咬邊咬邊的危害：咬邊會(huì)減少基本金屬的截面積，使焊條的承載能力降低，咬邊嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，在咬邊處產(chǎn)生裂紋。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，咬邊深度不得超過(guò)0.5mm，咬邊連續(xù)長(zhǎng)度不得大于100mm，焊縫兩側(cè)咬邊的總長(zhǎng)不得超過(guò)該焊縫長(zhǎng)度的10%。2、原因分析

焊接線能量大，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊條（槍）角度不當(dāng)，焊條（絲）送進(jìn)速度不合適等都是造成咬邊的原因。

3、防治措施

⑴根據(jù)焊接項(xiàng)目、位置，焊接規(guī)范的要求，選擇合適的電流參數(shù)；

⑵控制電弧長(zhǎng)度，盡量使用短弧焊接；

⑶掌握必要的運(yùn)條（槍）方法和技巧；

⑷焊條（絲）送進(jìn)速度與所選焊接電流參數(shù)協(xié)調(diào)；

⑸注意焊縫邊緣與母材熔化結(jié)合時(shí)的焊條（槍）角度。4、治理措施

⑴對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的焊縫咬邊，進(jìn)行打磨清理、補(bǔ)焊，使之符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求；

⑵加強(qiáng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，提高焊工質(zhì)量意識(shí)；

⑶加強(qiáng)練習(xí)，提高防止咬邊缺陷的操作技能。五、錯(cuò)口1、現(xiàn)象

表現(xiàn)為焊縫兩側(cè)外壁母材不在同一平面上，錯(cuò)口量大于10％母材厚度或超過(guò)4㎜。

2、原因分析

焊件對(duì)口不符合要求，焊工在對(duì)口不合適的情況下點(diǎn)固和焊接。

3、防治措施

⑴加強(qiáng)安裝工的培訓(xùn)和責(zé)任心；4、治理措施

⑴加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)和安裝技能學(xué)習(xí)，提高安裝工技術(shù)水平；

⑵對(duì)于產(chǎn)生錯(cuò)口，不符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的焊接接頭，采取割除、重新對(duì)口和焊接。⑵對(duì)口過(guò)程中使用必要的測(cè)量工器具；

⑶對(duì)于對(duì)口不符合要求的焊件，焊工不得點(diǎn)固和焊接。六、弧坑1、現(xiàn)象

焊接收弧過(guò)程中形成表面凹陷，并常伴隨著縮孔、裂紋等缺陷。2、原因分析

焊接收弧中熔池不飽滿就進(jìn)行收弧，停止焊接，焊工對(duì)收弧情況估計(jì)不足，?；r(shí)間掌握不準(zhǔn)。3、防治措施

⑴延長(zhǎng)收弧時(shí)間；

⑵采取正確的收弧方法。

4、治理措施

⑴加強(qiáng)焊工操作技能練習(xí)，掌握各種收弧、停弧和接頭的焊接操作方法；

⑵加強(qiáng)焊工責(zé)任心；

⑶對(duì)已經(jīng)形成對(duì)弧坑進(jìn)行打磨清理并補(bǔ)焊。七、氣孔1、現(xiàn)象

焊接過(guò)程中，熔池中的氣體未完全溢出熔池（一部分溢出），而熔池已經(jīng)凝固，在焊縫表面形成孔洞。單個(gè)氣孔密集氣孔2、原因分析

⑴焊接過(guò)程中由于防風(fēng)措施不嚴(yán)格，熔池混入氣體；

⑵焊接材料沒有經(jīng)過(guò)烘培或烘培不符合要求，焊絲清理不干凈，在焊接過(guò)程中自身產(chǎn)生氣體進(jìn)入熔池；

⑶熔池溫度低，凝固時(shí)間短；

⑷焊件清理不干凈，雜質(zhì)在焊接高溫時(shí)產(chǎn)生氣體進(jìn)入熔池；

⑸電弧過(guò)長(zhǎng)，氬弧焊時(shí)保護(hù)氣體流量過(guò)大或過(guò)小，保護(hù)效果不好等。3、防治措施（1）使用堿性焊條，焊劑，沒有按規(guī)定溫度和時(shí)間烘干，使用直流反接法和短弧焊；

（2）清理焊絲及工件坡口及附近的油、銹、水份和雜物。

（3）焊條按照要求烘培。

（4）防風(fēng)措施嚴(yán)格，無(wú)穿堂風(fēng)等。

（5）選用合適的焊接線能量參數(shù)，焊接速度不能過(guò)快，電弧不能過(guò)長(zhǎng)，正確掌握起弧、運(yùn)條、息弧等操作要領(lǐng)。

（6）氬弧焊時(shí)保護(hù)氣流流量合適，氬氣純度符合要求。盡量不采用偏心的焊條。4、治理措施

⑴焊接材料、母材打磨清理等嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行；

⑵加強(qiáng)焊工練習(xí)，提高操作水平和操作經(jīng)驗(yàn)；

⑶對(duì)有表面氣孔的焊縫，機(jī)械打磨清除缺陷，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。八、夾渣1、現(xiàn)象

在焊接過(guò)程中，主要是在層與層間出現(xiàn)外部看到的藥皮夾渣。熔池凝固后形成的焊縫中的夾雜物2、原因分析

⑴多層多道焊接時(shí)，層間藥皮清理不干凈；

⑵焊接線能量小，焊接速度快；

⑶焊接操作手法不當(dāng)；

⑷前一層焊縫表面不平或焊件表面不符合要求。3、防治措施

⑴加強(qiáng)焊件表面打磨，多層多道焊時(shí)層間藥皮必須清理干凈方可進(jìn)行次層焊接；

⑵改善熔渣浮出條件：采取減慢焊接速度，增加焊接電流等，防止焊縫冷卻過(guò)快

⑶正確運(yùn)條，有規(guī)則的擺動(dòng)焊條，攪動(dòng)熔池，促使熔渣與鐵水分離。

4、治理措施

⑴嚴(yán)格按照規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書的要求施焊；

⑵對(duì)出現(xiàn)表面夾渣的焊縫，進(jìn)行打磨清除，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)焊。九、裂紋1、現(xiàn)象

在焊接接頭的焊縫、熔合線、熱影響區(qū)出現(xiàn)的開裂缺陷。冷裂紋：焊接接頭在焊接過(guò)程中溫度從200℃或150℃直到室溫產(chǎn)生的裂紋叫冷裂紋；影響因素：1、焊接接頭存在淬硬組織；2、焊縫金屬中有較高的氫含量；3、較大的焊接殘余應(yīng)力；冷裂紋一般在焊接低合金高強(qiáng)度、中碳鋼、合金鋼等易淬火鋼時(shí)容易發(fā)生，而低碳鋼、奧氏體型不銹鋼時(shí)遇到較少。延遲裂紋：是冷裂紋的一種常見形式，他不在焊后立即產(chǎn)生，而是在焊后延遲到幾個(gè)小時(shí)、幾天或更長(zhǎng)的時(shí)間才出現(xiàn)，這種裂紋主要是焊縫中含有大量的氫引起的，也叫氫致裂紋。熱裂紋：在焊接過(guò)程中，焊縫和熱影響區(qū)的金屬冷到固相線附近所產(chǎn)生的裂紋；原因：熔池冷卻速度很快，焊縫在冷卻結(jié)晶過(guò)程中受到拉伸應(yīng)力的作用，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，液態(tài)間層處被拉開又沒有液態(tài)金屬來(lái)及時(shí)充滿期間而形成的裂紋。再熱裂紋：再熱裂紋是焊接結(jié)構(gòu)在焊后消除應(yīng)力熱處理或長(zhǎng)期處于高溫運(yùn)行中發(fā)生在靠近溶合線的粗晶區(qū)的裂紋。層狀撕裂：焊接時(shí)，在焊接構(gòu)件中延鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋。通常發(fā)生在靠近溶合線的熱影響區(qū)。2、原因分析

產(chǎn)生表面裂紋的原因因?yàn)椴煌匿摲N、焊接方法、焊接環(huán)境、預(yù)熱要求、焊接接頭中雜質(zhì)的含量、裝配及焊接應(yīng)力的大小等不同，但產(chǎn)生表面裂紋的根本原因是產(chǎn)生裂紋的內(nèi)部誘因和必須的應(yīng)力有兩點(diǎn)。3、防治措施

⑴嚴(yán)格按照規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書的要求準(zhǔn)備各種焊接條件；

⑵提高焊接操作技能，熟練掌握使用的焊接方法；

⑶采取合理的焊接順序等措施，減少焊接應(yīng)力等。

4、治理措施

⑴針對(duì)每種產(chǎn)生裂紋的具體原因采取相應(yīng)的對(duì)策；

⑵對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生裂紋的焊接接頭，采取挖補(bǔ)措施處理。十、焊接變形1、現(xiàn)象

焊接變形因焊件的不同而表現(xiàn)為翹起、角變形、彎曲變形、波浪變形等多種型式。

2、原因分析

造成焊接變形的原因有：裝配順序不合理、強(qiáng)力對(duì)口、焊接組有收縮自由度小、焊接順序不合理等。3、防治措施

⑴施焊前制定嚴(yán)格的焊接工藝措施，確定好裝配順序、焊接順序、焊接方向、焊接方法、焊接規(guī)范、焊接線能量等；

⑵焊前進(jìn)行技術(shù)交底，焊工嚴(yán)格按照措施施工；

⑶適當(dāng)利用反變形法。

4、治理措施

⑴嚴(yán)格按照措施施工；

⑵焊接技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)焊接；

⑶發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取必要措施。十一、未熔合1、現(xiàn)象

未熔合主要時(shí)根部未熔合、層間未熔合兩種。根部未熔合主要是打底過(guò)程中焊縫金屬與母材金屬以及焊接接頭未熔合；層間未熔合主要是多層多道焊接過(guò)程中層與層間的焊縫金屬未熔合。接頭處未熔未熔2、原因分析

造成未熔合的主要原因是焊接線能量小，焊接速度快或操作手法不恰當(dāng)。

3、防治措施

⑴適當(dāng)加大焊接電流，提高焊接線能量；

⑵焊接速度適當(dāng)，不能過(guò)快；

⑶熟練操作技能，焊條（槍）角度正確。

4、治理措施

⑴加強(qiáng)練習(xí)，提高操作技術(shù)，焊工責(zé)任心強(qiáng)；

⑵針對(duì)不同的母材、焊材，制定處理不同位置未熔合缺陷相應(yīng)的措施并執(zhí)行。十二、管道焊口未焊透1、現(xiàn)象

焊口焊接時(shí)，焊縫熔深不夠，未將母材焊透。2、原因分析

造成未焊透的主要原因是：焊接電流過(guò)小、對(duì)口間隙過(guò)小、坡口角度偏小、鈍邊厚、焊接線能量小、焊接速度快、焊接角度不當(dāng)或電弧發(fā)生偏吹、焊件散熱太快。

3、防治措施

⑴對(duì)口間隙嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求，最好間隙不小于2㎜。

⑵對(duì)口坡口角度，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?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)要求。一般壁厚小于20㎜的焊口采用V型坡口，單邊角度不小于30°，不小于20㎜的焊口采用雙V型或U型等綜合性坡口。⑶鈍邊厚度一般在1㎜左右，如果鈍邊過(guò)厚，采用機(jī)械打磨的方式修整，對(duì)于單V型坡口，可不留鈍邊。

⑷根據(jù)自己的操作技能，選擇合適的線能量、焊接速度和操作手法。

⑸使用短弧焊接，以增加熔透能力。

4、治理措施

⑴對(duì)口間隙、坡口制備、鈍邊厚度符合標(biāo)準(zhǔn)要求；

⑵加強(qiáng)打底練習(xí)，熟練掌握操作手法以及對(duì)應(yīng)的焊接線能量及焊接速度等。十三、管道焊口根部焊瘤、凸出、凹陷1、現(xiàn)象

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。根部焊瘤根部凹陷2、原因分析

造成這些缺陷的原因是：對(duì)口間隙大，鈍邊薄、寬，熔池溫度過(guò)高，熔池存在一個(gè)地方時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，對(duì)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。3、防治措施

⑴對(duì)口間隙符合標(biāo)準(zhǔn)要求，一般為2～3㎜；對(duì)于對(duì)口間隙不均勻的焊口，用機(jī)械打磨等方法設(shè)法修整到規(guī)定要求。

⑵對(duì)于坡口鈍邊不符合要求的進(jìn)行打磨修整至規(guī)定要求。

⑶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(guò)高。

⑷仰焊部位焊接盡量采用短弧焊接，增強(qiáng)電弧推力。4、治理措施

⑴對(duì)口點(diǎn)焊前檢查對(duì)口間隙和坡口鈍邊厚度及寬度符合標(biāo)準(zhǔn)要求；

⑵加強(qiáng)練習(xí)，增強(qiáng)掌握合適的電流參數(shù)及控