焊接檢驗(yàn)師CWI銜接CSWIP3

焊接檢測613熔化極氣體保護(hù)焊接(MIG/MAG)2526附錄第一章焊接檢驗(yàn)員的職責(zé)1.概述焊接檢驗(yàn)員是受雇來協(xié)助進(jìn)行質(zhì)量控制的，以確保焊接工件達(dá)到指定的要求并適焊接檢驗(yàn)員必須能理解和解釋各種質(zhì)量控制程序，對焊接技術(shù)足夠了解。只有這樣，雇主才能信任他們的工作。目視檢測是無損檢測技術(shù)中的一種，在某些場合可能是唯一可行的技術(shù)。在某些更嚴(yán)格的檢測條件下，目視檢測后往往還需用一個(gè)或多個(gè)其它方法進(jìn)行檢測，如對平焊進(jìn)行表面裂縫檢查和體積檢測。通常，《應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)/代碼》對焊接檢測定出許可準(zhǔn)則(或參考其它標(biāo)準(zhǔn)),它們對表面裂縫檢查和體積檢測所用的技術(shù)有非常詳細(xì)的規(guī)定，而對目視檢測的基本要求則比較籠統(tǒng)。目視檢測的指南和基本要求可參閱歐洲標(biāo)準(zhǔn)BSEN970(熔焊的無損檢測-目視檢測)BSEN970列出了以下要求：●對焊接檢驗(yàn)員的要求●適合目視檢測的基本條件的建議●檢測所需或有助于檢測的標(biāo)尺及輔助工具的使用●焊接作業(yè)過程中何時(shí)需要檢測的指南●檢測記錄中所需記錄內(nèi)容的指南下面概要介紹上述各條。BS970規(guī)定，焊接檢驗(yàn)員在開始具體的工作合同之前，必須：●熟悉與焊接作業(yè)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)*、規(guī)則和規(guī)范(*可以是國家標(biāo)準(zhǔn)，也可以是客戶自定的標(biāo)準(zhǔn))●了解將被采用的焊接工藝●視力良好-符合EN473標(biāo)準(zhǔn)并每12個(gè)月檢查一次BSEN970對目視焊接檢測的正式資格并未給出具體建議。不過，通常的行業(yè)規(guī)矩是，檢驗(yàn)員擁有普遍認(rèn)可的焊接檢驗(yàn)資質(zhì)如CSWIP資格證書，并具有焊接檢驗(yàn)的實(shí)照明BSEN970規(guī)定：最低照度為350勒克斯，但建議的最低照度是500勒克斯*。(*相當(dāng)于正常工場條件或辦公室照明條件)目測直接檢查工件表面時(shí)，必須保證肉眼●與待測表面的距離不超過600毫米●觀測方向與工件表面的夾角不小于30°。在無法直接進(jìn)行目視檢測時(shí)，可以采用諸如管道內(nèi)窺鏡或光纖檢視系統(tǒng)等輔助工具幫助檢測，具體做法應(yīng)和檢測委托方協(xié)商確定。同時(shí)，也可能需要提供輔助照明，以便在目測時(shí)目標(biāo)具有足夠的對比度，減輕工件表面雜質(zhì)與背景之間的互相影響。其它可用來幫助目視檢測的輔助工具有：●焊接量規(guī)(用來檢查坡口角度、焊縫輪廓、角焊縫尺寸、咬邊深度)●專門的焊縫量規(guī)和高低焊規(guī)BS970不僅給出了各類焊接量規(guī)的示意圖，還對這些量規(guī)適合檢測的場合、可能達(dá)到的檢測精度作了詳細(xì)說明。6.需要檢測的階段BSEN970寫道，焊接檢查通常在焊接剛完成后進(jìn)行。這意味著對剛完成的焊接件進(jìn)行目視檢測是最起碼的要求。不過BSEN970繼續(xù)寫道，檢測的程度、哪些階段需要進(jìn)行檢測應(yīng)該根據(jù)《應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》確定，或由客戶與承建商雙方協(xié)議確定。對于需要達(dá)到較高安全標(biāo)準(zhǔn)的施工項(xiàng)目，如壓力容器、管道和大型結(jié)構(gòu)，在施工的各個(gè)階段都必須進(jìn)行焊接檢測，即●焊接前●焊接后在每個(gè)階段進(jìn)行檢測是焊接檢驗(yàn)員的職責(zé)。后面的章節(jié)將對必須進(jìn)行的一些典型檢測作詳細(xì)說明。焊接檢驗(yàn)員在履行新的焊接檢測合同前，必須熟悉相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則和規(guī)范。他要在焊接施工的各個(gè)階段用到這些文件，以便對具體的情況做出判斷。需要用到的文件主要有：●《應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(或代碼)》(對目視檢測的許可標(biāo)準(zhǔn)，參見下面的注釋)●質(zhì)量控制計(jì)劃或檢測清單(檢測類型和檢測程度)●施工草圖(集成或臨時(shí)裝配細(xì)節(jié)及尺寸要求)●質(zhì)量控制程序(公司質(zhì)量控制程序，如文件控制、材料處理、電極存儲與發(fā)放、焊接工藝規(guī)范等等)難以精確定義的要求有：許可形狀，畸變，表面損傷，焊滴數(shù)量，等等?！傲己檬炙嚒笔侵敢粋€(gè)稱職的工人在特定工作條件下使用正確的工具不用費(fèi)勁就可達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際操作中，判定什么是良好手藝的主要因素與施工項(xiàng)目潔度等具體許可標(biāo)準(zhǔn)，以便需要時(shí)對焊縫進(jìn)行美觀處理(通過打磨或拋光)?！駹顩r良好●已經(jīng)按照適當(dāng)或指定的質(zhì)量控制程序進(jìn)行了標(biāo)定?！窳私庥嘘P(guān)工作場所的所有安全規(guī)范●確保所需的安全設(shè)備隨手可用并且狀況良好焊接前的職責(zé)預(yù)熱(如需要)焊接過程中的職責(zé)處于良好狀態(tài)(沒有損傷及污染)已被批準(zhǔn)并發(fā)給焊接工人(及檢驗(yàn)員)符合焊接工藝規(guī)范(以及設(shè)計(jì)圖)采取的行動確保天氣狀況適合/符合有關(guān)規(guī)定(不會影響焊接質(zhì)量)焊接過程符合焊接工藝規(guī)范預(yù)熱(如需要)最低溫度維持在焊接工藝規(guī)范的水平上層間溫度最高溫度符合焊接工藝規(guī)范焊接耗材符合焊接工藝規(guī)范并按程序控制焊接參數(shù)電流、電壓、移動速度符合焊接工藝規(guī)范打底焊道經(jīng)目測達(dá)到規(guī)范許可(單面焊接，接頭填充前)按許可的方法進(jìn)行并達(dá)到良好手藝標(biāo)準(zhǔn)焊道間的清理達(dá)到良好手藝標(biāo)準(zhǔn)焊工已經(jīng)正式注冊，對將要用的焊接工藝具有合格資質(zhì)檢查行動焊接認(rèn)定每個(gè)焊縫都標(biāo)注上焊工的標(biāo)識，每個(gè)焊縫均按設(shè)計(jì)圖或焊接圖進(jìn)行標(biāo)注焊縫外觀確保所有焊縫都適合無損檢測(輪廓、清潔度等);對焊縫進(jìn)行目視檢測，按規(guī)則進(jìn)行判定尺寸測量查看尺寸是否符合設(shè)計(jì)圖或有關(guān)規(guī)則設(shè)計(jì)圖確保任何修改已包括在最新修改的設(shè)計(jì)圖上無損檢測確保所有的無損檢測已經(jīng)完成，報(bào)告已經(jīng)登錄保存修復(fù)按程序進(jìn)行監(jiān)測焊后熱處理(如需要)監(jiān)測其處理過程符合程序(檢查圖表記錄)壓力/加載試驗(yàn)(如需要)確保實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)標(biāo)定；監(jiān)測實(shí)驗(yàn)過程以確保其符合程序/規(guī)范；確保試驗(yàn)報(bào)告/記錄保存完整文件記錄確保所有報(bào)告/紀(jì)錄保存完整，裝訂成冊對檢測記錄和檢驗(yàn)報(bào)告的要求沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不同的檢測合同和施工類型會有不在需要作檢測記錄時(shí)，必須確保有關(guān)項(xiàng)目在指定的階段已被檢測并符合許可標(biāo)準(zhǔn)。檢測記錄格式不一，可能對檢測清單上的每個(gè)項(xiàng)目都要有簽名，可能只對整個(gè)質(zhì)量計(jì)劃要有簽名，也可能對每個(gè)項(xiàng)目都要有一個(gè)單獨(dú)的檢測報(bào)告。對單獨(dú)的檢測報(bào)告，BCEN970列出了以下一些典型的條目：●制造商/承建商的名稱●項(xiàng)目已經(jīng)檢測的證明●接頭類型●焊接程序●許可標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)則●所有不合格的缺陷類型及其位置(有時(shí)會明確指定附上準(zhǔn)確的草圖或照片)●檢驗(yàn)員名字及檢驗(yàn)日期第二章名詞注解和定義說明以下有關(guān)技術(shù)名詞和定義來自英國標(biāo)準(zhǔn)BS499-1:1991《焊接技術(shù)名詞和標(biāo)識符號-熱切割，釬焊和焊接常用術(shù)語》。釬焊釬焊是通常用于金屬材料的連接，在加熱過程中或加熱后，將熔化的填料導(dǎo)入并保留在待連接的兩個(gè)部件表面之間的空隙并通過毛細(xì)作用將兩個(gè)部件連接在一起。通常情況下，填料金屬的熔點(diǎn)高于450℃但低于母材的熔點(diǎn)。熔釬焊一種和熔化焊接類似的用于金屬的連接方法，但是采用熔點(diǎn)低于母材的焊絲。它沒有釬焊過程中的毛細(xì)作用和熔化焊接過程中的母材的熔化。接頭單一部件經(jīng)過特殊加工和裝配通過釬焊或焊接連接在一起而形成的連接件。焊縫通過焊接而形成的金屬。焊接兩個(gè)或多個(gè)金屬部件在通過加熱、加壓或者兩種都存在的情況下連接在一起，在部件之間形成連續(xù)金屬過渡。接頭類型示意圖定義對接接頭兩個(gè)部件的端部之間的連接，接頭區(qū)域兩個(gè)部件之間的平面夾角在135-180°之間T型接頭一個(gè)部件的端部和另一個(gè)部件平面之間的連角接接頭兩個(gè)部件的端部形成夾角為30-135°的接頭端部接頭兩個(gè)部件的端部形成夾角為0-30°的接頭十字接頭兩個(gè)平板或者棒材沿同一軸線垂直地焊接到另一個(gè)板材的平面上搭接接頭兩個(gè)搭接在一起的板材在夾角為0-5°的情況下形成的接頭2焊縫的類型對接焊縫角焊縫對接焊對接接頭T型接頭角接焊縫自熔性焊縫(Autogenousweld)在不加焊絲的情況下，通過TIG、等離子、電子束、激光或者氧乙炔火焰等加熱熔化而獲得的焊縫。兩個(gè)搭接的部件之間通過在其中一個(gè)部件上的小孔邊緣形成角焊縫，將其與另一個(gè)部件在小孔處的平面連接在一起而形成的焊縫。塞焊通過填絲填充一個(gè)部件中的小孔，通過搭接的方式將其與另一部件在小孔處連接在一起。全熔透焊縫焊縫金屬完全熔透接頭，而且焊根完全焊透。在美國稱為完全熔透焊縫(CJP)(見半熔透焊縫未完全熔透的焊縫。在美國稱為不完全熔透焊縫(PJP)。均勻型在這類接頭中，焊縫金屬和母材在機(jī)械性能和化學(xué)成份之間沒有明顯的差別。例如采用與母材相同的焊條來焊接碳鋼。非均勻型在焊接接頭中，焊縫金屬和母材在機(jī)械性能和化學(xué)成份之間有明顯的差別。例如采用鎳基合金焊條來焊接修復(fù)鑄鐵部件。異種金屬接頭在接頭中，母材之間在機(jī)械性能和化學(xué)成份之間有明顯的差別。例如碳鋼和奧氏體不銹鋼之間的焊接。母材通過焊接、熔釬焊或釬焊焊接的金屬。金屬焊絲焊接、熔釬焊或釬焊焊接過程中添加的金屬。焊縫金屬所有在焊接過程中熔化并保留在焊縫中的金屬。受焊接和熱切割過程中加熱影響，但是沒有熔化的母材。熔合線熔化焊接時(shí)焊縫金屬和熱影響區(qū)之間的界線，它是焊縫連接處的另一種稱呼。焊縫區(qū)包含焊縫金屬和熱影響區(qū)的區(qū)域。焊面朝向?qū)嵤┖附庸ぷ髅娴暮缚p表面。焊根第一道焊接距離焊工最遠(yuǎn)的部分。焊趾焊面和母材之間或者不同焊接道次之間的邊界。由于焊趾通常是高應(yīng)力的集中區(qū)域，也是不同類型裂紋(如疲勞裂紋和冷裂紋)的萌生處，因此這是一個(gè)焊縫中非常重要的部分。為了降低應(yīng)力集中，焊趾和母材之間的過渡必須平滑。余高高出焊趾連接平面的焊縫金屬。另外，非標(biāo)準(zhǔn)的稱呼為過度填充或者增強(qiáng)部分。焊縫區(qū)焊面母材母材焊趾熱影響區(qū)焊縫金屬焊根熔合線余高余高熱影響區(qū)對已經(jīng)準(zhǔn)備或裝配就位的部件所作的加工準(zhǔn)備，以便通過焊接或者釬焊使有關(guān)部件實(shí)現(xiàn)連接。坡口的角度焊接前，焊接件邊緣加工坡口的角度。采用手工金屬電弧焊接(MMA)時(shí)，坡口的角度為：●40-50°-單一坡口焊接件上熔合面平面之間的夾角。在單V或單U和雙V或者U型坡口情況下，它是坡口夾角的兩倍。在單一或者雙邊坡口，單一或者雙J坡口情況下，它和坡口夾角相同。鈍邊焊根區(qū)域熔合面未開坡口或斜面的部分。鈍邊的高度和焊接方法、母材和應(yīng)用要求有關(guān)。在碳鋼全熔透焊接時(shí)，鈍邊的高度為1-2mm(對大多數(shù)焊接方法而言)。間隙兩個(gè)待焊接件邊緣、端部或者表面之間的最小距離。它的大小和焊接方法和具體應(yīng)用有關(guān)。在碳鋼全熔透焊接時(shí)，間隙通常為1-4mm。根部半徑單J或者U型坡口和雙J或U型坡口熔合面曲線部份的半徑。在采用MMA,MIG/MAG和氧乙炔火焰焊接碳鋼時(shí)，對單U和雙U型坡口時(shí)根部半徑通常為6mm。對單J和雙J型坡口，根部半徑通常為8mm。坡口底部平臺(Land)J型坡口和U型坡口中，鈍邊和曲線部分之間的平臺。平臺的長度可以為零。這種平臺用于鋁合金的MIG焊接。開放式直角對接坡口這種坡口通常用于單面或者雙面焊接薄壁部件。如果焊根的間隙為零(部件緊密接觸),就變?yōu)榫o密接觸直角對接焊縫(通常不建議使用，因?yàn)槿菀壮霈F(xiàn)未熔透的缺角單V型坡口V型坡口是焊接過程用的最多的坡口，它可以通過火焰切割或者等離子切割來加工(成本低，速度快)。對厚板，通常采用雙V型坡口，這樣填充所要的絲材較少，焊接的殘余應(yīng)力兩邊平衡，產(chǎn)生的變形較小。雙V型坡口兩邊坡口的深度可以是一樣的(對稱型雙V型坡口)也可以是不一樣的(非對稱型雙V型坡口)。通常情況下，正面坡口的深度為板材厚度的三分之二，背面坡口的深度為板材厚度的三分之一。這種非對稱型坡口采用背面開挖可以獲得平衡的焊接道次，變形較小。在采用單V型坡口時(shí)候只需要從一面焊接，而雙V型坡口需要從兩面焊接 (這點(diǎn)對所有的雙面坡口都相同)。坡口面夾角單U型坡口U型坡口只能通過機(jī)加工來獲得(加工速度慢，成本高)。但是和V型坡口比較，這種坡口的精度更高，因而最終的工裝配合效果更好。和單V型坡口相比，焊接時(shí)需要填絲較少，在這種情況下產(chǎn)生的變形較小，因此通常用于較厚板材的焊接。同樣和V型坡口類似，在厚板情況下，采用雙U型坡口。通常情況下，這種坡口在坡口底部焊根不需要平臺(鋁合金除外加工)。背面有支撐的單V型坡口采用背面支撐時(shí)，可以增加焊接電流獲得全焊透焊縫，從而在燒穿背面支撐板的情況下提高沉積速度提高生產(chǎn)效率。背面支撐板可以是永久性也可以是臨時(shí)性的。永久性支撐板子的材料和要焊接的木材一樣，通?？梢圆捎霉潭ê附訉⑵涔潭ㄔ诤附拥陌遄由?。這類焊縫的主要問題是抗疲勞性能低及在母材和支撐板子之間的隙縫可能導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕。另外，由于焊根處的隙縫的緣故，采用無損檢測方法檢測焊縫質(zhì)量比較單J型坡口雙J型坡口所有這些坡口(單/雙面坡口和J型)也可以用于T型接頭。在焊接厚板時(shí)，通常采用雙面坡口。采用這一類坡口的主要好處是只有一個(gè)焊接面需要加工(加工成本低，可以允許小的錯位)。關(guān)于焊接坡口有關(guān)的詳細(xì)說明，可查閱標(biāo)準(zhǔn)BSENISO9692。全熔透焊縫半熔透對接焊縫設(shè)計(jì)焊喉尺寸通用的計(jì)算公式為：實(shí)際焊喉尺寸=設(shè)計(jì)焊喉尺寸+余高全熔透對接焊縫在表面打磨后實(shí)際焊喉尺寸=不等厚度板的對接焊縫：設(shè)計(jì)焊喉尺寸=實(shí)際焊喉尺寸=焊設(shè)計(jì)焊喉尺寸=一根焊條、焊槍在一次焊接通過時(shí)所熔化或沉積的金屬。單道次焊接焊縫多道次焊接焊縫由一道或多道次焊接所形成的焊縫金屬。.對接焊的接頭類型(基于焊接的可及性來分類)單面焊接縫雙面焊接縫和對接焊縫和點(diǎn)焊不同，角焊縫的橫截面呈三角形。和對接接頭不同，角焊縫通常由以下尺寸來表征：實(shí)際焊喉厚度與連接外部焊趾的直線平行的沿焊縫表面切線方向的直線和經(jīng)過最大熔深點(diǎn)的直線之間的垂直距離。設(shè)計(jì)焊喉厚度用于設(shè)計(jì)用的最小焊喉厚度，又稱為有效焊喉厚度。通常在設(shè)計(jì)圖紙中用'a'表焊腳長度從實(shí)際或者投影的熔合面到焊趾之間沿熔合面所測量的距離。在設(shè)計(jì)圖紙中通常焊腳長度焊腳長度平面角焊縫(Mitrefilletweld)角焊縫的表面為平面，兩個(gè)焊腳尺寸相同而且在允許的尺寸范圍內(nèi)。這類焊縫的截面通常可看為具有設(shè)計(jì)焊喉尺寸為'a'和焊腳尺寸為‘z'的等邊直角。其中設(shè)計(jì)焊喉尺寸和焊腳長度之間的關(guān)系為：凸面角焊縫(Convexfilletweld)焊縫表面凸起。上面的有關(guān)焊腳長度和焊喉尺村之間的關(guān)系對這類焊縫仍然有效。由于表面有余高，因此實(shí)際焊喉尺寸大于設(shè)計(jì)的焊喉尺寸。凹面角焊縫(Concavefilletweld)角焊縫的表面成凹面。上面的有關(guān)焊腳尺寸和焊喉尺村之間的關(guān)系對這類焊縫不適合。另外，設(shè)計(jì)的焊喉尺寸和實(shí)際的焊喉尺寸相同。由于焊面和母材之間的過渡比較平滑，和前面幾種對比，這類焊縫在焊腳處的應(yīng)力集中降低。因此這類焊縫特別適用于對疲勞性能要求較高的應(yīng)用情況。不對稱型角焊縫(Asymmetricalfi在角焊縫中，水平焊腳和垂直焊腳尺寸不相等。由于焊縫的橫截面不再為等邊三角形，因此上面的有關(guān)焊腳尺寸和焊喉尺寸之間的關(guān)系不再適用。這種角焊縫的熔深比一般角焊縫大。采用熱輸入較大的焊接方法(埋弧焊和噴射傳輸MAG)來制作。這種焊縫通常通過高熔深的弧焊方法在不增加沉積的焊縫金屬的情況下獲得需要的焊喉尺寸，這樣可以降低殘余應(yīng)力。為了使焊縫熔深保持穩(wěn)定，焊接速度必須保持恒定。因此，這類焊縫通常采用自動化的焊接方法。另外，由于焊縫深寬比較高，焊縫中心出現(xiàn)中心線裂紋(熱裂紋)的風(fēng)險(xiǎn)增加。為了把這類焊縫和前面的相區(qū)分，焊喉尺寸通常用's'表示而不用'a'。對接和角焊縫的組合，通常用于全熔透的T型接頭和不等厚板的對接。在坡口上通過焊接工作時(shí)的位置、焊縫傾角和焊縫旋轉(zhuǎn)角定義的焊縫的位向(具體細(xì)節(jié)見焊根線和水平基準(zhǔn)面上正向X軸之間的夾角(沿反時(shí)針焊縫旋轉(zhuǎn)角在焊縫橫截面平面內(nèi)焊縫中心線和正向Z軸或與Y軸平行線之間沿反時(shí)針方向的示意圖根據(jù)ISO6947的定義水平垂直位置水平施焊(用于角焊縫),朝向蓋面的水平位置水平施焊，和焊縫的中心線平行，垂直向上垂直向下水平施焊，仰焊，立焊縫中心線，水平仰焊位置水平施焊，仰焊，朝向底部的蓋面 焊接位置的容許度在焊縫金屬沉積過程中，焊條沿橫向擺動。這種方法通常用于垂直向上焊接。線性焊縫采用很少擺動或無擺動情況下完成的焊縫。第三章焊接缺陷第三章焊接缺陷缺欠：和理想焊縫之間的偏差缺陷：超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不可接受的缺欠BSENISO6520-1對缺欠的定義該標(biāo)準(zhǔn)對焊縫的幾何缺欠做了詳細(xì)的定義，將其分為六組：1)裂紋2)孔洞3)固體夾雜4)熔合和熔深不足5)形狀和尺寸缺欠6)其它缺欠缺欠的正確鑒定非常重要，這樣可以確定產(chǎn)生的原因和防止的方法與措施。定義固體材料局部由于冷卻和應(yīng)力的影響發(fā)生局部斷裂而產(chǎn)生的缺陷。由于裂紋的幾何形狀在裂紋尖端能導(dǎo)致很大的應(yīng)力集中，從而增加斷裂破壞的可能性，因此它的影響比其它缺陷的影響更大。裂紋的類型·發(fā)散型(裂紋從一點(diǎn)向四周發(fā)散)·分支裂紋(從一個(gè)裂紋衍生出的一組互相連接的裂紋)這些裂紋可能出現(xiàn)在：●焊縫金屬Y●熱影響區(qū)(HAZ)●熱裂紋(即凝固裂紋，液化裂紋)·沉淀引起的裂紋(即出現(xiàn)在抗蠕變鋼中的二次加熱裂紋)●冷裂紋(即氫致裂紋)●結(jié)晶裂紋：由于焊接過程中的凝固而形成的裂紋，出現(xiàn)在焊縫金屬中(沿焊縫中心線)。·液化裂紋：它是由于焊接過程中將材料加熱到足夠高的溫度，引起晶粒之間的低●焊縫金屬具有高的碳含量或者高的雜質(zhì)含量(如硫)●正在凝固的焊縫具有較高的深寬比(焊縫深而窄)Y結(jié)晶裂紋容易出現(xiàn)在混合物中，該混合物的凝固溫度較寬。在鋼中，在雜質(zhì)元素(如硫和磷化物)含量比較高的情況下這種情形就容易出現(xiàn)。這些元素在結(jié)晶過程中形成偏析，結(jié)果在大部分金屬都已凝固的情況下在晶粒間仍存有很薄的液化層。焊縫冷焊接前焊工應(yīng)確保焊面的干燥和清潔，無油污、氧化物和其它污染。這對防止熱裂紋的產(chǎn)生非常重要。表面氧化層會具有高的硫含量，油污會提供碳和硫。另外，含有低熔點(diǎn)金屬如銅、錫、鉛和鋅等的污染也應(yīng)該避免。焊根(焊縫下面)裂紋焊趾裂紋氫裂紋主要出現(xiàn)在熱影響區(qū)的粗晶粒區(qū)，通常也稱為冷裂紋、延遲裂紋或者焊道下/焊趾裂紋。焊道下裂紋通常和熔合面平行，裂紋的擴(kuò)展通過穿晶和晶間兩種方式進(jìn)行。對于焊趾裂紋，主殘余拉伸應(yīng)力的方向會引起裂紋向遠(yuǎn)離熔合界線、具有氫致裂WeldingImperfY1氫含量>15ml/100g焊縫金屬2應(yīng)力>0.5屈服應(yīng)力3溫度<300℃4敏感的微觀組織>400HV硬度敏感的微敏感的微高濃度氫上述任何一種條件不滿足，裂紋都不會產(chǎn)生。因此，裂紋的產(chǎn)生可以通過控制其中一種或多種因素來避免：·采用預(yù)熱(降低冷卻速度從而避免敏感組織的形成)·維持特定的不同道次焊接的溫度(和預(yù)熱效果相同)·加熱已完成的焊縫(使氫從焊縫區(qū)擴(kuò)散，降低氫的含量)·采用焊后熱處理(降低殘余應(yīng)力，防止敏感性組織的形成)●選用正確的焊接方法/焊材從而降低氫含量(例如用TIG代替MMA,用堿性焊●采用多道次代替單道技術(shù)(通過自回火降低微觀組織的敏感性，使氫從焊縫區(qū)·使用一個(gè)回火焊道或熱焊道(和上面相同)·使用奧氏體或鎳及焊絲(避免敏感性組織形成，使氫擴(kuò)散離開敏感區(qū)域)●使用干燥的保護(hù)氣體(降低氫含量)·去除接頭區(qū)域的銹(避免鐵銹中的水分帶來的氫污染)●降低殘余應(yīng)力·打磨改進(jìn)焊縫的形態(tài)(降低在焊趾部位的應(yīng)力集中)Y層狀撕裂只出現(xiàn)在軋制的的鋼板中，這類裂紋的主要特征是它具有高低不平臺階狀的形狀。裂紋在接頭中的出現(xiàn)會和以下因素有關(guān)：●在板材厚度方向有收縮熱應(yīng)變●板材中有沿板材表面平行分布的平面狀夾雜物。個(gè)個(gè)凸在平面狀非金屬夾雜物上的收縮應(yīng)變引起面狀夾雜物逐漸分層，形成方形孔洞，組成裂紋的水平部分。隨著應(yīng)變的增加，裂紋的垂直方向部分形成。這兩個(gè)過程結(jié)合起來形成裂紋的臺階狀特征。通常有兩種方法來控制接頭中這種裂紋的形成：·使用純凈的具有在厚度方向合格性能的鋼材(Z類)●綜合考慮接頭設(shè)計(jì)，控制約束及焊接道次的順序以降低開裂的風(fēng)險(xiǎn)。Y孔洞成叢生孔(局部)蠕蟲狀孔洞枝晶收縮殘留在焊縫金屬的呈球形的氣孔。Y●分離狀的●均勻分布的孔洞●叢生孔洞(局部)●線性分布的孔洞●拉長的氣孔●表面孔洞產(chǎn)生原因受潮的焊劑/被侵蝕的焊條油脂/碳水化合物/焊面受水污染焊面加工干凈保護(hù)氣體中的殘留氣體焊條、焊絲或母材中用的脫氧劑不正確或量不夠弧焊電壓太高或弧長太大降低電壓和弧長由表面油漆或表面處理中來的氣體保護(hù)氣體流量太高導(dǎo)致焊接熔池Y定義焊縫金屬在凝固過程中由殘留的氣體所形成的長條或管狀的孔洞。它們以單獨(dú)或成群方式出現(xiàn)。產(chǎn)生原因工作面分層由于接頭的設(shè)計(jì)使工件表面因陡峭過渡而形成死角間隙備注蠕蟲狀孔洞是通過殘留在正在凝固的晶體之間的氣體而逐漸形成的橫截面為圓型的長條狀孔洞。這些蠕蟲狀的長條氣孔在射線照片上呈魚骨狀或人字型。有些孔洞會貫通到焊縫表面。定義在焊縫表面的孔洞。產(chǎn)生原因工件表面或焊條受潮或污染焊劑活性低(MIG/MAG)使用高活性的焊劑硫化物因采用高錳的焊條而形成。另外應(yīng)注意易切削鋼(高硫)通常不應(yīng)該焊接由于電弧過長或氣流(MIG/MAG)使氣體保護(hù)失效改進(jìn)現(xiàn)場防風(fēng)保護(hù)，降低電弧長度保護(hù)氣體流量過高，產(chǎn)生渦流Y備注表面叢生孔洞的來源和均勻分布的孔洞類似。定義在焊縫完成結(jié)束的地方形成的收縮孔洞。產(chǎn)生的主要原因是凝固過程中的收縮。產(chǎn)生原因防止方法焊工技能不佳，使用的焊接電流過大重新培訓(xùn)焊工焊坑填充的焊絲未有效工作(逐漸衰減)(TIG)使用正確的焊坑填充工藝和技術(shù)備注由于TIG焊接的熱輸入低，焊坑的填充是TIG焊接過程中的一個(gè)特殊問題。為了填充焊坑，必須降低焊接電流，通過連續(xù)的電流衰減緩緩將電弧熄滅。定義殘留在焊縫金屬中的外來物質(zhì)。固相熔渣夾雜焊劑夾雜孤立顆粒氧化物夾雜鎢銅在焊接過程卷入的熔渣。它通常呈不規(guī)則形態(tài)，和氣孔的形態(tài)不一樣。產(chǎn)生原因防止方法多道次焊接的下表面清渣不完全改進(jìn)不同焊接道次之間的清渣熔渣流到電弧的前面渣。焊工需要使用正確的焊條角度。熔渣被卷到工作面打磨保持焊接工作面平整備注采用MMA焊接方法焊接時(shí)，焊縫金屬中總會有細(xì)小的夾雜物。通常情況下，只有大塊或尖銳有棱角的夾雜物才會產(chǎn)生有害的影響。定義在焊接過程中卷入并殘留下來的焊劑。這類缺欠通常具有不規(guī)則的形狀，因此和氣孔的形狀不同。只出現(xiàn)在使用焊劑的焊接過程中(即MMA,SAW和FCAW).產(chǎn)生原因防止方法由于涂層破壞而未熔融的焊劑使用狀態(tài)良好的焊條焊劑未熔化，殘留在焊縫中流和電壓，確保穩(wěn)定和滿意的焊接狀態(tài)定義在焊接過程中殘留下來的氧化物。氧化物夾雜通常和氣孔的形狀不同，呈不規(guī)則形狀。產(chǎn)生原因防止方法工件表面有氧化皮/銹一種特殊的氧化物夾雜物為折皺形成的氧化物。這種缺陷通常出現(xiàn)在鋁合金中。定義在TIG焊接過程中卷入并殘留下來的金屬鎢的顆粒。由于金屬鎢的密度高于周圍的金屬，能吸收更多X光/伽馬輻射，因而通常在探傷的底片上呈現(xiàn)白Y產(chǎn)生原因鎢電極和熔池結(jié)觸焊絲和鎢電極的尖端發(fā)生接觸避免焊絲和電極的接觸從熔池來的飛濺物污染鎢電極的尖端降低焊接電流，調(diào)整保護(hù)氣體流量使用電流高于所選定的電極類型和尺寸降低焊接電流，使用較大直徑的電極鎢電極延伸過長，導(dǎo)致電極過熱電極的保護(hù)罩沒有擰緊保護(hù)氣體流量不足，或者現(xiàn)場側(cè)吹風(fēng)力過大導(dǎo)致鎢電極端部氧化調(diào)整保護(hù)氣體流量，保護(hù)焊縫表面，確保在電弧熄滅后保持保護(hù)氣體5秒鐘替換電極，確保電極尺寸和焊接電流組合正確保護(hù)氣體不夠(例如MAG焊接采用Ar-O2或Ar-CO2混合氣體)使用正確的保護(hù)氣體在焊縫金屬和母材之間或者不同道次的焊縫金屬之間熔合不足。Y定義產(chǎn)生原因熱輸入太低增加電壓和或者焊接電流，降低焊接速度熔融金屬流到電弧前面調(diào)整電極的角度和工作位置，增加焊接速度焊接面有氧化物改進(jìn)接頭坡面的加工，確保焊接面干凈降低電感，即使這會增加飛濺定義產(chǎn)生原因焊接電流過低，導(dǎo)致熔池流動性低增加焊接電流焊接速度過高降低焊接速度不同道次的焊縫金屬沉積位置不精確重新培訓(xùn)焊工定義產(chǎn)生原因防止方法熱輸入低度感過大置(電流密度小)換到垂直向上焊接鈍邊過大降低鈍邊高度根部間隙過小確保根部間隙設(shè)置正確焊條角度不當(dāng)或者焊條的運(yùn)動不當(dāng)相關(guān)培訓(xùn)并具有合格的技能根部錯位過大確保錯位降到最小Y熔深不足不完全熔透實(shí)際熔深和設(shè)計(jì)熔深的差異。產(chǎn)生的原因根部鈍邊過高，跟部間隙不足，或者背面清根時(shí)不徹底改進(jìn)清根技術(shù)，確保材料焊前準(zhǔn)備符合焊熱輸入低度大，熔池金屬流到電弧前面調(diào)整有關(guān)參數(shù)，考慮采用噴射傳輸MMA焊條過大(電流密度小)使用小尺寸的焊條備注如果接頭的性能要求不高，即強(qiáng)度要求低而且接頭所在區(qū)域沒有疲勞載荷，這時(shí)未熔透的焊縫也可以接受。在這種情況下，根部的未熔透可被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)的一部分，而不是一種缺欠(這通常要根據(jù)設(shè)計(jì)或者標(biāo)準(zhǔn)要求來決定)。焊根一邊或者兩邊的端面沒有熔化。從焊根背面檢查時(shí)，可以很清楚地看到一邊或者兩邊未熔化的邊緣。產(chǎn)生原因和防止方法和焊根未熔合相同。Y6形狀和尺寸缺欠定義在焊縫焊趾處形成的，在母材上或前一道焊縫上的不規(guī)則溝槽。通常情況下，它通過深度、長度和尖銳度來表征。咬邊咬邊咬邊產(chǎn)生原因由于焊接電流過高或者焊接速度過高引起上面邊緣熔化降低能量輸入，尤其是在接近自由邊緣時(shí)，容易引起過熱在水平垂直位置制造焊腳尺寸>9mm的角焊縫技術(shù)過度/不正確的擺動降低擺動寬度或者采用多道次焊接焊條角度不當(dāng)保護(hù)氣體選擇不當(dāng)(MAG)針對選定的材料和厚度，確保使用正確的保護(hù)氣體(MAG)備注在焊接修復(fù)咬邊時(shí)，必須小心控制熱輸入。如果修復(fù)焊道尺寸過小，冷卻速度會定義焊縫金屬余高是指在角焊縫中產(chǎn)生的多余的凸起的焊縫金屬，在對接焊縫中高于母材厚度部分的焊縫金屬。這些多余部分只有在其尺寸超出規(guī)定的范圍時(shí)才被視為缺產(chǎn)生的原因降低熱輸入坡口加工太淺增加坡口加工的深度焊條運(yùn)動和沉積順序不當(dāng)提高焊工技能焊條尺寸不對使用小尺寸焊條焊接速度太慢確保焊接速度正確焊條角度不當(dāng)確保焊條角度正確使用極性不對(直流正接DC-VE,通常采用“增強(qiáng)”來表征余高會引起誤解，因?yàn)樵谄胀ㄤ撝?，多余的焊縫金屬并不增加對接情況下的接頭強(qiáng)度。在余高出現(xiàn)的情況下，焊趾變得更為陡峭，從而增加定義焊根部的熔深過大，超過規(guī)定的極限。它可以是連續(xù)的，也可以是斷續(xù)的。產(chǎn)生原因焊接熱輸入太高降低焊接電壓/或焊接電流，增加焊接速度焊縫坡口加工不正確，例如根部間隙過大，邊緣加工太薄，無背面支改進(jìn)焊接前的坡口加工和準(zhǔn)備使用不適合于焊接位置的焊條使用適用于焊接位置的焊條焊工技能不過關(guān)重新培訓(xùn)焊工備注怎樣保證焊接前坡口加工的精度和尺寸一致是個(gè)難題，尤其在管道對接焊接的情況下的，對技能的要求很高。在焊接工作空間有限或者坡口較小的情況下變得更為困難?？梢圆捎脮簳r(shí)的或永久的背面支撐來幫助控制熔深。Y定義由于金屬流動到母材表面而沒有融合在焊趾處所形成的一種缺欠。產(chǎn)生的原因重新培訓(xùn)焊工高熱輸入/焊接速度低，引起角焊縫表面流動降低熱輸入或者對于單道角焊縫，限制焊接工作位置不當(dāng)換到平焊位置焊接焊條表面涂層不當(dāng)，導(dǎo)致熔池流動性過大備注對于角焊縫，重疊通常伴隨著咬邊出現(xiàn)，因?yàn)槿绻鄢亓鲃有赃^大，熔池的上面會流動離開，在上面形成咬邊，在底部形成重疊。如果在角焊縫水平垂直的情況下熔池過大，在重力的作用下焊縫金屬會崩塌，產(chǎn)生這兩種缺陷(表面咬邊，底部重疊)。這種缺陷通常又稱為“下陷”。在兩塊焊接在一起的板之間的錯位。兩塊板的平面平行，但不在同一平面。產(chǎn)生的原因工裝時(shí)的誤差或者由其它焊縫引起的變形采用恰當(dāng)?shù)墓A具，仔細(xì)檢查焊接前的部件的工裝精度熱軋鋼板或型材的平整度不夠焊接前，檢查軋制型材的精度備注錯位其實(shí)不是真正的缺欠，只是一個(gè)結(jié)構(gòu)加工的問題。不過，即使很少的錯位也可以大大增加焊縫局部的前切力，產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。Y定義兩個(gè)焊接在一起的部件的錯位，它們之間不平行或者不在所要求的角度。產(chǎn)生原因和防止方法和線性錯位相同。定義由于焊縫表面填絲金屬填充不足而在焊縫表面形成的一種連續(xù)或間斷性的通道。產(chǎn)生原因焊縫金屬不足焊縫表面不規(guī)則重新培訓(xùn)焊工備注和咬邊不同，這種缺欠會直接影響焊縫的承載能力。而咬邊在焊縫邊緣形成一個(gè)能引起應(yīng)力集中的陡峭的溝槽。Y焊縫寬度波動過大。產(chǎn)生的原因嚴(yán)重的電弧漂移采用交流代替直流，盡量降低電弧長度不規(guī)則的焊縫表面重新培訓(xùn)焊工備注盡管這種缺欠不會影響焊縫的完整性，但它會影響熱影響區(qū)的寬度，降低接頭的承載能力(在細(xì)晶粒鋼的情況下),或者降低抗腐蝕性能(在雙相不銹鋼的情況下)。Y定義由于收縮在對接焊焊根出現(xiàn)的很淺的溝槽。出現(xiàn)原因電弧能量不足，不能生產(chǎn)凸起的焊道工裝和坡口加工不正確范WPS背面氣體支撐壓力過大(TIG)降低氣體壓力焊工技能不合格重新培訓(xùn)焊工熔渣流入到支撐板的溝槽中適當(dāng)傾斜工件，防止熔渣流動備注可以采用支撐板來控制焊根表面的形態(tài)。定義由于熔池的塌陷而在焊縫中形成的孔洞。產(chǎn)生原因焊接速度太低增加焊接速度焊接電流太大降低焊接電流重新培訓(xùn)焊工根部鈍邊打磨過多應(yīng)仔細(xì)留意，重新培訓(xùn)焊工確保工裝精度和要求符合規(guī)范Y備注這是一種常見的缺欠，是由于焊工技能不合格而造成的。可以通過焊接來修復(fù)，但需要很仔細(xì)的工作和很高的技能。定義由于起弧或者電弧擊傷鄰近焊縫金屬的母材表面形成的損傷。通常是由于焊條、固定部件或者電流回路夾具接觸材料表面而形成局部熔合。產(chǎn)生原因焊接工作空間有限增加焊接工作空間(調(diào)整安裝的次序)焊條固定裝置或者焊槍沒有絕緣建立定期檢查焊槍和焊條固定部件的制度沒有提供一個(gè)在焊槍不使用時(shí)放置焊槍或固定部件的絕緣平臺提供一個(gè)絕緣的平臺電流回路連線松動定期固定回路連線夾具在沒有絕緣焊接電流的情況下調(diào)節(jié)送絲速度(MAG焊接)重新培訓(xùn)焊工備注當(dāng)發(fā)生弧擊時(shí)，會產(chǎn)生硬度較高的可能有裂紋的熱影響區(qū)。這些會導(dǎo)致部件在服役時(shí)產(chǎn)生裂紋。通常情況下，采用打磨去除比焊接修復(fù)要好。Y定義在焊接過程中飛濺出來的塊狀焊縫金屬或絲材粘附到母材或者已經(jīng)凝固的焊縫金屬表面形成的缺欠。產(chǎn)生原因焊接電流過高降低焊接電流電弧過長降低電弧長度磁吹降低電弧長度或采用交流電源GMAW焊接工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng)調(diào)整參數(shù)設(shè)置(但是必須保證全熔合)焊條受潮保護(hù)氣體選擇不對(100%CO?)可能的話，增加氬氣的含量。但含量過高備注飛濺是一種與外觀有關(guān)的缺欠，不影響焊縫的結(jié)構(gòu)完整性。通常它是由焊接電流過高而形成的。它的出現(xiàn)是焊接工藝參數(shù)不正確的標(biāo)志，因此，它通常會伴隨著出現(xiàn)由熱輸入過高引起的其它缺陷。需要指出的是，在開放式電弧/自熔性焊材這類焊接法中，它是不可避免的一種現(xiàn)象。可以采用防飛濺物粘附的化合物噴涂在母材表面上，來大大減少飛濺物在母材表面的粘附，并使清理更容易。定義由于去除臨時(shí)焊接在工件表面上的附件所引起的局部表面破裂損傷。這個(gè)區(qū)域應(yīng)該磨掉，然后進(jìn)行表面滲透檢驗(yàn)或者磁粉探傷，然后再用批準(zhǔn)的焊接工藝規(guī)范焊接回填至原來的形狀。需要指出的是，有些應(yīng)用場合不允許母材表面有對焊層。磨痕定義由于打磨形成的局部損傷。撞痕定義由于使用金屬銼刀或其它的金屬工具而在母材表面形成的局部損傷。局部薄化定義由于過度打磨而在局部形成的厚度減薄。反向焊接的錯位定義從相反方向完成的兩個(gè)焊道的中心線的差別?；鼗痤伾?可見的氧化膜)定義焊縫區(qū)輕微氧化的表面，通常出現(xiàn)在不銹鋼中。Y焊縫缺欠可能嚴(yán)重影響焊縫的結(jié)構(gòu)完整性。因此工件在服役使用前，應(yīng)該用無損檢測方法確定缺欠的位置，判斷它們的影響，采用適當(dāng)?shù)拇胧┓乐乖俅伟l(fā)生。對于一個(gè)固定的結(jié)構(gòu)所能允許的缺欠的尺寸和類型通常稱為缺欠接受標(biāo)準(zhǔn)。它通常在有關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中有明確規(guī)定。所有焊接缺陷標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都不接受裂紋。只有在極個(gè)別特殊的情況下，經(jīng)過各方同意確信裂紋不會引起結(jié)構(gòu)失效的情況下，對已經(jīng)存在的裂紋可以不采取措施。但是這個(gè)判定很難，需要用斷裂力學(xué)測量和計(jì)算的結(jié)果來進(jìn)行。需要指出的是，缺欠的接受標(biāo)準(zhǔn)會隨著應(yīng)用的不同而變化。對于同一個(gè)應(yīng)用，在大多數(shù)情況下不同的標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的指標(biāo)也不一樣。因此，在檢測不同的應(yīng)用時(shí)，采用合同中要求的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范非常重要。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)的焊縫缺欠時(shí)，必須采取措施去除。如果缺欠在表面，首先要確定缺欠是否很淺，是否可以通過打磨去除。另外，應(yīng)該確定在表面缺欠去除后，焊縫局部減薄很小，不需要填補(bǔ)。如果缺欠太深，必須打磨去掉，然后添加新的焊縫金屬確保獲得需要的焊喉尺采用焊接修復(fù)代替去掉的焊縫金屬必須采用已經(jīng)認(rèn)證的焊接工藝規(guī)范。焊接修復(fù)工藝規(guī)范的測試批準(zhǔn)取決于所用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。在有些情況下，可以采用用于制作新的焊縫的焊接工藝規(guī)范進(jìn)行焊接修復(fù)。但如果對質(zhì)量的要求很高，焊縫的評估測試必須采用這樣的工藝過程：先開挖，然后再焊接修復(fù)。不管如何，焊縫的評估測試必須按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。Y第四章破壞性試驗(yàn)對于用于焊接工藝評定的樣品，歐洲焊接標(biāo)準(zhǔn)要求它需先經(jīng)無損檢測，然后進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。之所以稱之為破壞性試驗(yàn)，是因?yàn)樵谔崛「鞣N試驗(yàn)樣品之后，焊接接頭就被破壞了。破壞性試驗(yàn)可分為兩類，即：●用于測量力學(xué)性能的試驗(yàn)--定量試驗(yàn)●用于評估接頭質(zhì)量的試驗(yàn)--定性試驗(yàn)力學(xué)試驗(yàn)是定量的，因?yàn)樗鼫y量力學(xué)性能的量，如拉伸強(qiáng)度、硬度和沖擊韌性。定性分析是用來檢驗(yàn)接頭是否沒有缺陷，質(zhì)量良好。這類試驗(yàn)有彎曲試驗(yàn)，宏觀檢驗(yàn)和斷裂試驗(yàn)(釬角斷裂和缺口破斷)。材料制造商和供應(yīng)商使用各種類型的力學(xué)性能試驗(yàn)來證實(shí)板材、管材、鍛件等具備其相應(yīng)等級所規(guī)定的最低的性能值。設(shè)計(jì)工程師根據(jù)某材料等級所規(guī)定的最低的性能值為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。成本效益最好的設(shè)計(jì)方法是假定焊接接頭的性能不低于母材的性能。用于焊接工藝評定的定量(力學(xué))試驗(yàn)是為了證明接頭的性能滿足設(shè)計(jì)要求。下面的章節(jié)重點(diǎn)介紹幾個(gè)廣泛用于焊接接頭的破壞性試驗(yàn)和試驗(yàn)方法。試驗(yàn)?zāi)康暮附庸に囋u定試驗(yàn)總要進(jìn)行橫向拉伸試驗(yàn)以證明接頭強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)樣品歐洲焊接標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會所規(guī)定的典型的橫向拉伸試樣如下圖所示。MATERIALSJOINING國際標(biāo)準(zhǔn)如EN895在規(guī)定橫向拉伸試樣的具體尺寸時(shí)，要求去除多余的焊縫金屬，并避免表面劃痕。試樣的厚度可以加工成和接頭的厚度相同。但如果接頭很厚時(shí)，需要制取若干個(gè)橫向拉伸試驗(yàn)樣品以測試整個(gè)厚度的拉伸性能。試驗(yàn)方法試驗(yàn)前需要準(zhǔn)確測量試樣的尺寸。然后將試樣的兩頭放入拉伸試驗(yàn)機(jī)的夾具里，增加載荷一直到試樣斷裂為止。拉伸強(qiáng)度的計(jì)算是將測得的最大的載荷除以試驗(yàn)前測得的樣品的橫截面積。試驗(yàn)的目的是測量接頭的拉伸強(qiáng)度，從而證明用母材的性能進(jìn)行設(shè)計(jì)是合理的。可接受的準(zhǔn)則如果試樣在焊縫處斷裂，并且所得到的強(qiáng)度不低于母材的規(guī)定的最低值，則該接頭的質(zhì)量可以接受。美國標(biāo)準(zhǔn)ASMEIX規(guī)定，如果試樣在焊縫或熔合區(qū)外斷裂，并且所測得的強(qiáng)度不低于母材規(guī)定的最低值的95%,則該接頭強(qiáng)度可以接受。2.2全焊縫拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康淖鳛楹附庸に囋u定的一部分，有時(shí)需要測量焊縫金屬的強(qiáng)度，尤其是對高溫設(shè)計(jì)。試驗(yàn)不僅測量拉伸強(qiáng)度，而且測量屈服強(qiáng)度(或名義強(qiáng)度)和拉伸塑性。焊接材料制造廠家也定期進(jìn)行全焊材拉伸試驗(yàn)來證明焊條和填充焊絲的強(qiáng)度滿足標(biāo)準(zhǔn)所指定的要求。試驗(yàn)樣品正如名稱所示，試驗(yàn)樣品全部是從焊縫制取，平行其縱軸。標(biāo)品規(guī)距內(nèi)的材料必須100%是焊縫金屬。直徑d個(gè)規(guī)距L。從用于焊接工藝評定試件中制取圓形拉伸樣品從焊條分類試件中制取圓形拉伸樣品試驗(yàn)方法如同橫向拉伸試驗(yàn)一樣，一直增加載荷直到樣品斷裂為止。通過將延伸計(jì)附著在樣品的平行長度上可以測量屈服和名義強(qiáng)度。它還能精確測量規(guī)距隨著載荷增加的伸長。典型的載荷-伸長曲線和它們的主要特征如下圖所示。MATERIALSJOINING最終強(qiáng)度斷裂塑型鋼鋸齒型屈服點(diǎn)limit彈性極限應(yīng)力，應(yīng)變，單位長度的伸長應(yīng)變，規(guī)定的永久變形的載荷-伸長曲線拉伸延展性用下面兩種方法來表示，即：●規(guī)距伸長的百分比●斷面縮小的百分比。不具有明顯屈服點(diǎn)的鋼(或其它金屬)MATERIALSJOINING試驗(yàn)前規(guī)距耳Plastic塑性變形Gaugelength試驗(yàn)后規(guī)矩Originaldiameterd試驗(yàn)前直徑三直徑減少斷裂處直徑采用V型缺口試樣進(jìn)行擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)(夏比試驗(yàn))是國際公認(rèn)的評價(jià)材料抗脆斷能力的方法。它通過測量在沖擊載荷作用下，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸樣品的缺口處裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展所消耗的能量。設(shè)計(jì)工程師需要確保用于某一構(gòu)件的鋼具有足夠斷裂。因此，沖擊試驗(yàn)的溫度必須同該部件的設(shè)計(jì)溫度一致。隨著溫度的降低，碳-錳鋼和低合金鋼的抗脆性斷裂的能力會急劇變化。一種在室溫有非常高韌性的鋼在低于零度時(shí)可能非常脆，如下圖所示。MATERIALSJOINING溫度范圍溫度范圍47焦耳轉(zhuǎn)變范圍28焦耳能量吸收脆性斷裂0試驗(yàn)溫度，攝氏度每一溫度須對三個(gè)試件進(jìn)行試驗(yàn)轉(zhuǎn)變溫度定義為上平臺(最大韌性)和下平臺(完全脆斷)之間的中間溫度。在上圖中，轉(zhuǎn)變溫度是-20℃。試驗(yàn)樣品試驗(yàn)樣品的尺寸已經(jīng)國際標(biāo)準(zhǔn)化。全尺寸樣品的大小如下圖所示。也有一些較小尺寸的標(biāo)準(zhǔn)樣品，如10mm×7.5mm和10mmx5mm。(0.394)樣品從焊接的試驗(yàn)板材制取。缺口的位置應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)的要求，但通常在焊縫的中部，或在熱影響區(qū)各個(gè)不同的位置，如下圖所示.MATERIALSJOINING從雙面V型坡口對接焊縫制備的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)V型缺口試樣的典型缺口位置在一個(gè)隔熱的槽里盛入液體并將其控制在要試驗(yàn)的溫度。然在試樣的溫度穩(wěn)定了幾分鐘后，將其迅速移到試驗(yàn)機(jī)的砧座上，迅速釋放擺動錘。這樣樣品缺口的背部經(jīng)受沖擊載荷。ScaleScale刻度表樣品砧座MATERIALSJOINING當(dāng)擺捶撞擊試樣時(shí)，其吸收的能量通過擺捶指針在機(jī)器刻度表上的位置顯示出來。測量的能量值以焦?fàn)?或美制的英尺-磅)為單位給出。對于同一缺口位置，要重復(fù)進(jìn)行三個(gè)試驗(yàn)。這是因?yàn)榭雌饋硐嗤脑囼?yàn)，測得的結(jié)果總會有所偏差，尤其對于焊接試件。接受準(zhǔn)則記錄每一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算在同一條件下三個(gè)重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果的平均值。然后將這些值同應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)或客戶要求的值進(jìn)行比較，以確定這些要求是否滿足。在沖擊試驗(yàn)后，對樣品進(jìn)行觀察會獲得樣品韌性特征的其它信息。這些信息可以包括在試驗(yàn)報(bào)告里。它們包括：全脆性斷裂。a+b=橫向伸長塑性斷裂a(bǔ)+b=橫向伸長塑性斷裂NOLOGY非常脆的樣品會表現(xiàn)出很整齊的破斷，破斷的兩部份都呈現(xiàn)很平整的斷面，幾乎完全沒有橫向伸長。一個(gè)具有良好韌性的樣品僅會顯示很小程度的裂紋擴(kuò)展，樣品不會斷裂但會有較大的橫向伸長。2.4硬度試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康慕饘俚挠捕仁侵钙涞挚顾苄宰冃蔚哪芰?。它是通過測量該金屬被某一特定類型壓頭壓出的壓痕來確定。硬度高于某一極限的鋼焊縫在加工時(shí)或在服役中易于產(chǎn)生裂縫。對于某些鋼材和某種應(yīng)用，焊接工藝合格檢驗(yàn)要求對試驗(yàn)焊縫進(jìn)行硬度測量，以確保焊縫所有區(qū)域的硬度不會超過規(guī)定的范圍。用于宏觀觀察的樣品也可以用來對焊縫各個(gè)部位的硬度進(jìn)行測量，這被稱為硬度普試驗(yàn)方法硬度試驗(yàn)有三種常用的方法，即：●維氏硬度試驗(yàn)-使用呈正方形的金剛石棱錐形壓頭?！衤迨嫌捕仍囼?yàn)-使用金剛石圓錐形壓頭或鋼球。●布氏硬度試驗(yàn)-使用球形壓頭。通過測量壓痕的大小來確定硬度值。壓痕越小，金屬越硬。維氏硬度試驗(yàn)方法如下圖所示。MATERIALSJOINING加載臂樣品載荷對用于宏觀顯微觀察焊縫而制做的樣品，維氏和布氏方法適合于進(jìn)行硬度測繪。典型的硬度測試需要用壓頭測量基體金屬(在焊縫兩邊)、焊接金屬和橫穿整個(gè)熱影響區(qū)(在焊縫的兩邊)的材料。布氏硬度的壓頭太大，不能精確測量熱影響區(qū)特殊區(qū)域的硬度。它主要是用于測量母材金屬的硬度。MATERIALSJOINING一個(gè)典型的硬度測試布局如下圖所示(使用維氏硬度計(jì))在試驗(yàn)報(bào)告上，硬度值以數(shù)字表示，同時(shí)后面加以字母來表示試驗(yàn)的方法。例240HV10:硬度240,維氏硬度方法，10公斤壓痕載荷。22HRC:硬度22,洛氏硬度方法，金剛石圓錐壓痕(刻度C)試驗(yàn)?zāi)康臄嗔秧g性數(shù)據(jù)可以讓工程師進(jìn)行斷裂力學(xué)分析，諸如：●計(jì)算在某一特定溫度和某一應(yīng)力情況下，產(chǎn)生脆性斷裂的臨界裂紋尺寸。●計(jì)算在某一特定溫度和已知裂紋尺寸的情況下產(chǎn)生脆性斷裂的應(yīng)力。如果在服役的設(shè)備中檢查出有裂紋時(shí)，斷裂韌性數(shù)據(jù)對作出合適的決定是必不可少的。試驗(yàn)樣品CTOD樣品呈長方形(或正方形)條狀，垂直于對接焊縫的軸向。在條狀樣品的中部預(yù)制一個(gè)V-型缺口。缺口的位置在試驗(yàn)的部位-焊縫金屬或熱影響區(qū)。MATERIALSJOINING在缺口的底部鋸一個(gè)淺的切口。然后將試樣放到試驗(yàn)機(jī)上，施加交變的彎曲載荷直到在切口處形成一個(gè)淺的疲勞裂紋。樣品要相對地大-通常橫載面呈tx2t,長度大約是10t(t=焊縫的全厚度)。試件的細(xì)節(jié)如下圖所示。t試驗(yàn)方法CTOD試驗(yàn)通常是在低于室溫下進(jìn)行。通過將試樣浸入到一個(gè)液體槽里來控制其溫度。該液體要控制在試驗(yàn)溫度。在缺口的背部施加載荷，造成樣品彎曲并且在裂紋的尖端造成應(yīng)力集中。將一個(gè)鋼夾裝置卡在加工缺口的開口處。當(dāng)載荷逐漸增加時(shí)，該鋼夾裝置將給出裂紋張開寬度的增加值。對于每一個(gè)試驗(yàn)條件(缺口的位置和試驗(yàn)溫度),通常需重復(fù)進(jìn)行三次試驗(yàn)。下面的示意圖給出了CTOD試驗(yàn)的主要特點(diǎn)。MATERIALSJOINING斷裂韌性通過在未發(fā)生脆性斷裂的情況下裂紋尖端張開的距離來表示。鋼夾裝置給出裂紋張開寬度隨載荷增加而增加的曲線?？梢詮拇饲€計(jì)算出CTOD接受準(zhǔn)則使用標(biāo)準(zhǔn)或客戶規(guī)定的表征塑性撕裂的最低的CTOD值。也許試驗(yàn)的目的是為了獲得CTOD值用于工程關(guān)鍵性評估。一個(gè)韌性很好的焊縫可以允許裂口通過裂尖塑性撕裂的方式張開很大。而對于脆性焊縫，在施加的載荷還很低、裂紋還沒有任何擴(kuò)張的情況下焊縫就會發(fā)生斷裂。CTOD值以毫米表示。典型的數(shù)據(jù)是CTOD<<~0.1mm=脆性斷裂；CTOD>~1mm=材料表現(xiàn)極高的韌性。MATERIALSJOINING2.6彎曲試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康膹澢囼?yàn)的樣品通常是從用于焊接工藝檢驗(yàn)的焊接試件制備。有時(shí)是從焊工資格考試的試件制備。對樣品進(jìn)行彎曲是一種用來檢驗(yàn)對接焊縫是否存在低塑性區(qū)域的簡易方法。此方法不能精確測量塑性，但如果試樣能夠承受一定程度的彎曲到而不發(fā)生斷裂或龜裂，則可證明該材料具有滿意的塑性。試樣有四種類型的彎曲試樣，即：●表面彎曲制取樣品時(shí)使其軸方向垂直于厚度可達(dá)~12毫米的對接焊縫。彎曲試驗(yàn)時(shí)焊縫的表面受到拉應(yīng)力。同上，制取樣品時(shí)使其軸方向垂直于厚度不超過12毫米的對接焊縫。彎曲試驗(yàn)時(shí)焊縫的根部受到拉應(yīng)力。制取樣品時(shí)使其軸方向垂直于厚度大于約12毫米的對接焊縫，厚度(焊縫方向)大約10毫米，高度等同于焊縫的厚度(側(cè)面受拉應(yīng)力)。試樣的軸向和對接焊縫的縱軸平行。樣品的厚度約12毫米。焊縫的表面或者根部承受拉應(yīng)力。MATERIALSJOININGAAA試驗(yàn)方法焊接工藝檢驗(yàn)(和焊工考核)中規(guī)定的抗彎試驗(yàn)通常是‘操縱式’彎曲試驗(yàn)。‘操縱式’是指施加在樣品上的應(yīng)變被均勻的控制在有一定半徑的軋輥周圍。用于某一特殊試驗(yàn)的軋輥的半徑由兩個(gè)因素決定，一是試驗(yàn)材料的類型，二是在未焊條件下預(yù)期的材料塑性。軋輥的半徑通常表示為樣品厚度的倍數(shù)。對于碳-錳鋼，典型半徑為4t(t是樣品的厚度)。但對具有較低的拉伸塑性的材料，軋輥的半徑可能會大于10t。試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)會規(guī)定樣品必須經(jīng)受的最小彎度角，通常是120°。接受標(biāo)準(zhǔn)彎曲試件需要顯示出足夠的塑性，不會在彎曲的外表面出現(xiàn)裂縫或明顯的龜裂/空洞跡象。有些標(biāo)準(zhǔn)允許長度小于3毫米的‘微小痕跡’。MATERIALSJOINING2.7斷裂試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^使試件斷裂和檢查斷口來評估角焊縫的質(zhì)量，判斷有無缺陷。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)可以規(guī)定用這種評估角焊縫質(zhì)量的方法代替宏觀檢查。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)里，此方法可以用于焊工資格考試，但不用于焊接工藝檢驗(yàn)。試樣從試驗(yàn)焊縫切割一塊長度很短的樣品(通?！?0毫米)。如下圖所示，在焊縫的縱向加工一個(gè)缺口。缺口的形狀可以是正方形，V型或U型。試驗(yàn)方法通過施加沖擊載荷(捶擊)或壓載荷使得樣品在焊縫的喉部斷裂，如下圖所示。焊接或應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)會規(guī)定試驗(yàn)的數(shù)目(通常4個(gè))。MATERIALSJOINING接受準(zhǔn)則焊工考核標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用規(guī)范會規(guī)定對缺陷可接受的原則。缺陷包括接頭根部未焊透，固體夾雜，在斷面上可以看到的氣孔。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該敘述斷面的形貌以及任何缺陷的位置。2.7.2對接焊縫斷裂(“小缺口破斷’試驗(yàn))試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)的目的和角焊縫斷裂試驗(yàn)一樣。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)里，這個(gè)試驗(yàn)可以用來替代射線照相以對焊工資格進(jìn)行考核，但不用于焊接工藝的合格考試。試樣試樣從對接焊縫制取，缺口位于焊縫的中部，這樣斷裂的路徑是在焊縫的中部。典型的試件類型如下圖所示。MATERIALSJOINING試驗(yàn)方法通過捶擊或三點(diǎn)彎曲使試件斷裂。接受準(zhǔn)則焊工考核標(biāo)準(zhǔn)或應(yīng)用規(guī)范會規(guī)定對缺陷可接受的標(biāo)準(zhǔn)。缺陷包括未熔合，固體夾雜，在斷面可看見的氣孔。試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該敘述斷面的形貌以及任何缺陷的位置。歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求制備對接焊縫和角焊縫的橫載面試樣用于焊縫工藝合格試驗(yàn)。有時(shí)候在焊工資格考試中，也會要求用這些試樣來評價(jià)焊縫的質(zhì)量。這方面在本課程的有關(guān)章節(jié)會詳細(xì)敘述。對用于焊接工藝檢驗(yàn)的試驗(yàn)焊縫和焊工資格考試用的焊縫進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，歐洲焊接標(biāo)準(zhǔn)有下面一些標(biāo)準(zhǔn)。EN875金屬材料焊縫的破壞性試驗(yàn)-沖擊試驗(yàn)-試驗(yàn)樣品位置，缺口去向以及EN895金屬材料焊縫的破壞性試驗(yàn)-橫向拉伸試驗(yàn)。EN910金屬材料焊縫的破壞性試驗(yàn)-彎曲試驗(yàn)。EN1321金屬材料焊縫的破壞性試驗(yàn)-焊縫的宏觀和顯微觀察。BSEN10002金屬材料-拉伸試驗(yàn)。第一部分：室溫試驗(yàn)方法。BSEN10002金屬材料的拉伸試驗(yàn)。第五部分：高溫試驗(yàn)方法。MATERIALSJOINING第五章無損檢測第五章無損檢測2射線照相法射線照相法用于焊接的無損檢測時(shí)，須用一束具有穿透能過試件的射線被某種傳感器接收，從而測出到達(dá)傳感器的相對強(qiáng)度分布。大多數(shù)時(shí)候，這種傳感器就是射線感光膠片。不過現(xiàn)在各種電子設(shè)備正日益取代膠片，這些儀器使實(shí)時(shí)射線成像成為可能，大多數(shù)機(jī)場使用的安檢設(shè)備就是典型的例子。數(shù)字化射線照相技術(shù)可以用計(jì)算機(jī)來存儲射線圖像。由于基于膠片的射線照相術(shù)仍然是迄今為止在焊接檢穿透性的射線可以由高能電子束發(fā)生器產(chǎn)生，這就是人們所稱的X射線；也可以由原子核分裂(核裂變)產(chǎn)生，即所謂的伽馬射線。還有其它形式的射線存在，但它們用于焊接的工業(yè)射線照相法的X射線的光子能量范圍是30keV(千電子伏特)到20MeV(百萬電子伏特)。常規(guī)的X射線管可以產(chǎn)生不超過400keV的射線，按輸出功率可以做成固定裝置或便攜式裝置。電子伏特?cái)?shù)越高或輸出功率越高，其裝置就越笨重。超過400keV的X射線是由電子感應(yīng)加速器或線性加速器產(chǎn)生的，這些裝置一般只能在固定的設(shè)施內(nèi)應(yīng)用。所有的X射線發(fā)生器產(chǎn)生的射線在一定頻率范圍內(nèi)其頻譜是連續(xù)的，反映了電子束中電子能量的分布狀況。低能射線比較容易被吸收，可產(chǎn)生對比度與靈敏度都比伽馬射線(在后面討論)更好的射線圖。常規(guī)的X射線裝置可對厚度不超過60mm的鋼板進(jìn)行高質(zhì)量的檢測，電子感應(yīng)加速器和線性加速器對鋼的穿透能力超過300mm。早期在工業(yè)射線照相法中使用的伽馬射線源一般是由線源的放射性不很高，因而以現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)衡量，即使輸出能量不高時(shí)它們的物理尺寸也要相當(dāng)大，由此產(chǎn)生的射線照片往往質(zhì)量欠佳。由于鐳裂變反應(yīng)的產(chǎn)物是放射性的氡，因而鐳射線源對使用者極其有害。隨著原子能時(shí)代的進(jìn)步，人們已經(jīng)可以制造人工同位Y子能量，每種同位素的量子能量各不相同。在焊接射線照相檢測法中常用的4種同位素，按放射能量依次是：銩90,鐿169,銥192和鈷60。對鋼，銩90可用來檢測的厚度達(dá)到7mm左右，這相當(dāng)于90keV的X射線。由于銩90具有很高的定向放射性，可用來穿透12mm左右的鋼。銥192可能是焊接射線照相檢測中最常用的同位素，具500keV的X射線，可用來檢測厚度為10-75mm的鋼。鈷60的能量大致相當(dāng)于鈷60放射源不便攜帶。它可用來檢測厚度為40-150mm的鋼。與X射線相比，采用同(a)攜帶方便(b)不需要電源2.4焊縫的射線照相在一定程度上會超過焊接材料)和各種形式的氣孔可很容易地由射線照相方法檢測出YY永久記錄危害健康，人身安全(重要)需要有資質(zhì)的工人及藥品不適合平面類型缺陷的檢測實(shí)時(shí)照相對細(xì)小裂縫的檢測能力較差可放置在管道內(nèi)(生產(chǎn)率高)需要對工件的兩側(cè)都能可及穿透性好設(shè)備投資及運(yùn)行較昂貴同位素又半衰期(成本)超聲在特定的材料中傳播時(shí)速度是固定不變的，不同的材料對應(yīng)于不同的速度。在均質(zhì)材料中，超聲波沿直線傳播。當(dāng)超聲波從一種具有特定聲速傳播的材料中跨入另一種具有不同聲速傳導(dǎo)的材料時(shí)，在兩種材料的界面處會發(fā)生聲波的折射和反射。這時(shí)超聲波遵循的物理原理和光波相同。超聲波在具有不同聲學(xué)特性的兩種材料界面處發(fā)生折射，由此人們可以制造超聲探頭，來發(fā)送超聲波使其沿任何給定的角度(在一定限度內(nèi))向材料內(nèi)傳播。又由于超聲波會在具有不同聲學(xué)特性的兩種材料界面處產(chǎn)生反射，人們可利用超聲波來探測焊接缺陷。超聲波在特定材料中以固定速度沿直線傳播，借助適當(dāng)?shù)膬x器人們還可以用超聲波來進(jìn)一步確定某個(gè)反射信號的精確位置。移動超聲探頭時(shí)仔細(xì)觀察反射信號的形狀和行為，同時(shí)結(jié)合上面所得到的缺陷位置信息和試件的歷史信息，操作者就可判斷出反射信號究竟是代表熔合不足的夾雜還是裂縫。人工超聲檢測儀器包括：A)缺陷探測器，它由以下部分組成：1)一個(gè)脈沖發(fā)生器2)一個(gè)含延時(shí)控制的掃描基線可調(diào)的發(fā)生器3)一個(gè)完全校正的陰極射線管顯示屏4)一個(gè)已標(biāo)定的放大器(由逐級增益控制或衰減器組成)B)一個(gè)超聲探頭，由以下部分組成：1)一個(gè)能將電震蕩轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動及將機(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電震蕩的壓電晶體元件Y2)一個(gè)探頭，一般是一個(gè)Perspex塑膠塊，用于粘接固定壓電晶體3)電子及機(jī)械晶體的阻尼裝置，以防止過度的噪音這樣的儀器結(jié)構(gòu)輕巧，十分便于攜帶。自動或半自動的完全相同，只是增加了更多的檢測頻道，不過相應(yīng)地也就變得更加笨重。自動系統(tǒng)的探頭被做成陣列，需要有相應(yīng)的操縱器，以便將探頭的位置信息傳給計(jì)算機(jī)。自動系統(tǒng)會產(chǎn)生非常龐大的數(shù)據(jù)，這要求計(jì)算機(jī)需具有很大的內(nèi)存功能。自動超聲儀器的最新發(fā)展減少了操作者在檢測給定長度的焊接時(shí)所需記錄的信息量。簡化后的探頭陣列大大降低了進(jìn)行特定檢測時(shí)設(shè)置自動監(jiān)測系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前在諸如管道建設(shè)等需要進(jìn)行大量類似檢測的場合，自動超聲系統(tǒng)已經(jīng)成為射線照相法的強(qiáng)有力競爭對手，其單位系統(tǒng)投資圖6用剪切波超聲探頭進(jìn)行檢測的一個(gè)例子3.2超聲檢測便攜(不需主電源)電池?zé)o永久記錄對缺陷直接定位(3維)主要只對鐵素體材料有效需要很高的技能操作安全(對周圍的人無危害)需要標(biāo)定儀器瞬間就有結(jié)果需要特定的標(biāo)定塊很高的穿透能力不適合于針狀孔洞從工件的一側(cè)就能測試表面狀況很關(guān)鍵(清潔光滑)擅場于發(fā)現(xiàn)平面缺陷不能檢測表面缺陷由于死區(qū)的緣故，材料厚度應(yīng)>8mm在對鐵素體材料施加較高水平的磁通量時(shí)，貫通表面或接近表面的缺陷會造成“磁場泄漏”。這些泄漏的磁場會吸引磁粉顆粒(精細(xì)分離的磁鐵粒子)附著于缺陷周圍，從而使缺陷被檢測出來。磁粉顆粒有的肉眼可見，有的須經(jīng)熒光染色后提高相對于基體 Y的對比度。相反地，也可以對基體進(jìn)行輕微噴涂，形成白色背景，以形成與磁粉相反的反差。熒光磁粉具有最高的的檢測靈敏度。磁粉通常懸浮于液體中，通過噴涂散布于檢測表面。在某些時(shí)候，可以通過適當(dāng)?shù)目諝鈬娚鋪砩⒉几稍锏拇欧垲w粒。磁粉檢測法只適用于鐵素體材料，并低于居里溫度(大約650C)。垂直于磁場方向的線性不連續(xù)缺陷會引起最大的磁泄漏。這意味著在進(jìn)行全面徹底的檢測時(shí)，必須施加兩次磁場，每次的磁場方向互相垂直。就檢測成本和檢測速度而言，磁粉檢測法是很經(jīng)濟(jì)的，對操作者設(shè)備便宜只對磁性材料有效表面處理要求低可在無電源時(shí)使用無永久記錄能檢測1-2mm內(nèi)的亞表面缺陷需要標(biāo)定設(shè)備檢測速度快，瞬時(shí)就有結(jié)果需要測試兩個(gè)方向Y熱試驗(yàn)(用干燥的磁粉)需要足夠的磁沖擊-最少500勒克司可用于暗室中(UV紫外線光)任何具有良好濕潤性的液體都可作為滲透劑。滲透劑在毛細(xì)管力的作用下會被引導(dǎo)到貫通表面的裂縫處。即使部件表面的剩余滲透劑被清除，進(jìn)入狹窄裂縫的滲透劑仍能留存。應(yīng)用適當(dāng)?shù)娘@影劑，裂縫內(nèi)的滲透劑會“出血”。如果滲透劑和顯影劑具有適當(dāng)?shù)姆床?，裂縫處就會出現(xiàn)肉眼可見的癥狀。使用肉眼可見的染色劑或熒光劑可獲得足夠反差。熒光染色劑的使用可大大提高這一方法的檢測分辨率。不過這一方法在極端溫度條件下不適用。在低溫時(shí)(低于5℃),滲透媒介(通常是油)會變得很稠，滲透時(shí)間大大延長，從而使檢測靈敏度很低。在高溫時(shí)(高于60C)滲透劑會變干燥，從而使這一方法完全失效。圖11用染色滲透法發(fā)現(xiàn)的裂紋Y5.1染色滲透法適用于所有材料(非多孔材料)只能檢測表面的缺陷便攜需要細(xì)致的準(zhǔn)備工作不適合于多孔材料的表面簡單受溫度影響大便宜重復(fù)檢測次數(shù)有限靈敏度高可能有化學(xué)危險(xiǎn)品所需技能相對較低(結(jié)果解讀簡單)無永久記錄從施加染色劑到結(jié)果顯示需一定時(shí)間檢測過程較繁鎖在評價(jià)各種無損檢測方法的相對價(jià)值時(shí)，必須記住，絕大多數(shù)的災(zāi)難性失效起源于部件的表面。因此，磁粉檢測法和染色滲透法的價(jià)值絕不可低估。對于靠近表面的缺陷，其對應(yīng)的超聲信號往往被部件邊界的信息所掩蓋，因而超聲檢測法并不能很容易地檢測出來。這時(shí)就必須由適當(dāng)?shù)牧芽p檢測方法來補(bǔ)充，以最大限度地提高檢測的可靠焊接工藝評定和焊工考核在制造結(jié)構(gòu)件和壓力容器中進(jìn)行焊接時(shí)，焊接接頭一定要保證可靠，并且具有合適的使用性能。焊接質(zhì)量的控制是通過制定焊接工藝規(guī)范來實(shí)施。該規(guī)范以書面的形式給出詳細(xì)的焊接條件。嚴(yán)格遵守這些條件，就能保證所需的性能。盡管焊接工藝規(guī)范是為焊工準(zhǔn)備的文件，焊接檢驗(yàn)員也需要熟悉此文件。因?yàn)樗麄冃枰鶕?jù)此文件來檢查焊工是否遵守規(guī)范的要求。焊工必須了解焊接工藝規(guī)范，必須具備焊出無缺陷焊縫的能力。在允許進(jìn)行實(shí)際焊接作業(yè)前，焊工必須證明他們有此能力。在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)界的做法是使用合格的焊接工藝規(guī)范。如果根據(jù)焊接工藝所生產(chǎn)的試驗(yàn)焊縫被證明滿足應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)(和客戶/最終客戶)規(guī)定的要求，則此工藝通常被認(rèn)為合格。證明接頭的力學(xué)性能滿足要求是檢驗(yàn)合格的主要目的。另一個(gè)重要目的是要證明接頭沒有缺陷。按照和生產(chǎn)試驗(yàn)焊縫相同條件而焊接的產(chǎn)品，其焊縫應(yīng)該具有類似的性能，因此是適合于實(shí)際服役的。圖1是一個(gè)典型的按照歐洲焊接標(biāo)準(zhǔn)格式書寫的焊接工藝規(guī)范。它給出了所有需要規(guī)定的焊接條件的細(xì)節(jié)。歐洲和美國所制定的標(biāo)準(zhǔn)對以下內(nèi)容作了詳細(xì)的規(guī)定：●如何生產(chǎn)試驗(yàn)焊接縫并保證其具有規(guī)定的性能●如何檢驗(yàn)試驗(yàn)焊縫●什么樣的焊接條件需要包括在焊接工藝規(guī)范里MATERIALSJOINING●一個(gè)合格的試驗(yàn)焊接縫所允許的焊接條件ENISO15614金屬材料焊接工藝的規(guī)定和合格要求-焊接工藝試驗(yàn)美國機(jī)械工程協(xié)會(ASME)第九章：關(guān)于壓力系統(tǒng)(容器和管道)美國焊接協(xié)會(AWS)D1.1:關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)的焊接焊接工藝規(guī)范往往是基于焊縫接頭的性能來規(guī)定的。不●通過采用標(biāo)準(zhǔn)的焊接工藝來確保合格-試驗(yàn)焊縫已被證明合格并被其它生產(chǎn)廠家●基于原來的焊接經(jīng)驗(yàn)-以前多次生產(chǎn)過的接頭并且在使用中已被證明具有合適的通過試驗(yàn)焊縫以達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的工藝(類似于美國機(jī)械工程協(xié)會第9章和美國焊接協(xié)會)需要一套流程。典型的步驟如表一所示。一個(gè)成功的工藝評定試驗(yàn)只有在獲得了合格的焊算完成。圖2是焊接工藝評定試驗(yàn)紀(jì)錄的一個(gè)樣本。WORLDCENTREFORMATERIALSJOINING一旦獲得一個(gè)焊接工藝評定試驗(yàn)記錄，焊接工程師就能寫出要生產(chǎn)的各種各樣接頭的合格的焊接工藝規(guī)范。允許寫進(jìn)一個(gè)合格的焊接工藝規(guī)范的焊接條件稱為合格范圍。此范圍取決于生產(chǎn)試驗(yàn)件的焊接條件。它是焊接工藝評定試驗(yàn)記錄的一部分。在歐洲和美國的焊接標(biāo)準(zhǔn)里，焊接條件被稱為焊接參數(shù)，它們由關(guān)鍵參數(shù)和非關(guān)鍵參數(shù)組成。這些參數(shù)定義如下：●關(guān)鍵參數(shù)：能影響焊縫的力學(xué)性能(如果超過了標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍，焊接工藝規(guī)范需要重新評定認(rèn)可)?！穹顷P(guān)鍵參數(shù)：這些參數(shù)必須在焊接工藝規(guī)范里規(guī)定，但它們對焊縫的力學(xué)性能沒有很大影響。當(dāng)改變這些參數(shù)時(shí)，無需重新評定驗(yàn)收，但須重新書寫焊接工藝關(guān)鍵參數(shù)對力學(xué)性能有很大影響，因此是控制參數(shù)。它們決定了合格的范圍并且決定什么應(yīng)該寫入焊接工藝規(guī)范。如果一個(gè)焊工使用焊接工藝規(guī)范的合格范圍外的條件進(jìn)行作業(yè)，生產(chǎn)出的接頭就有達(dá)不到要求的性能的危險(xiǎn)。此時(shí)，有兩種選擇：●使用同那些質(zhì)量可疑的焊縫相同的焊接條件生產(chǎn)另一個(gè)試驗(yàn)焊縫。然后按照有關(guān)的焊接工藝評定試驗(yàn)程序，對此焊縫進(jìn)行測試，來證明其性能滿足規(guī)定要求。●切除掉那些質(zhì)量可疑的焊縫，按照指定的焊接工藝規(guī)范重新焊接。絕大多數(shù)被定級為“關(guān)鍵”的焊接參數(shù)在歐洲和美國焊接標(biāo)準(zhǔn)里是相同的，但其合格范圍可能不同。有些應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)會規(guī)定其自己的關(guān)鍵參數(shù)。因此，在驗(yàn)收工藝和書寫焊接工藝規(guī)范時(shí)必須考慮這個(gè)因素。一些關(guān)鍵參數(shù)的例子(參照于歐洲焊接標(biāo)準(zhǔn))在表2中給出。3焊工資格認(rèn)證WORLDCENTREFORMATERIALSJOINING使用合格的焊接工藝規(guī)范是控制焊縫質(zhì)量的可行方法。但是，只有當(dāng)焊工有能力理解并按照它進(jìn)行焊接時(shí)，此方法才有效。焊工還需要具有穩(wěn)定的生產(chǎn)合格焊縫(無缺陷)的技能。焊接標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一個(gè)焊工如要證明他具備了規(guī)定的技能，就必須能制作怎樣的試驗(yàn)焊縫。只有這樣，他才能從事生產(chǎn)適合某種特殊材料和類型的焊縫。制定這些要求的主要?dú)W洲標(biāo)準(zhǔn)有：EN287-1焊工合格考試-熔焊第一部分：鋼ENISO9606-2焊工合格考試-熔焊第二部分：鋁和鋁合金EN1418焊接人員-焊接操作者設(shè)置熔焊和電阻焊以便于全機(jī)械和自動焊接金屬材料的資格考試。規(guī)定焊工資格考試的主要美國標(biāo)準(zhǔn)有：美國機(jī)械工程協(xié)會第九章，用于壓力系統(tǒng)(容器和管道)美國焊接協(xié)會D1.1,用于鋼材的結(jié)構(gòu)焊接美國焊接協(xié)會D1.2,用于鋁材的結(jié)構(gòu)焊接歐洲標(biāo)準(zhǔn)的資格認(rèn)證考試規(guī)定，焊工必須制作試驗(yàn)焊縫，以證明自己能理解焊接工藝規(guī)范。如果試驗(yàn)焊縫經(jīng)規(guī)定的試驗(yàn)被證明質(zhì)量合格，那他就能通過考試。對于手動和半自動焊接，考試的重點(diǎn)在于證明使用焊條和焊槍的能力。對于機(jī)械化和自動化焊接，考核的重點(diǎn)是要證明焊接操作者有能力控制特殊類型的美國焊接標(biāo)準(zhǔn)允許對焊工生產(chǎn)的第一批焊縫進(jìn)行無損探傷試驗(yàn)來證明其具有生產(chǎn)合格焊縫的能力。表3給出了歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求考核焊工的幾個(gè)步驟。WORLDCENTREFORMATERIALSJOINING焊工允許在其焊工合格證書所記錄的資格范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)際焊接作業(yè)。資格的范圍是基于焊接標(biāo)準(zhǔn)對焊工合格關(guān)鍵參數(shù)所規(guī)定的界限。焊工合格關(guān)鍵參數(shù)當(dāng)該參數(shù)的變化超過焊接標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍時(shí)，對焊工技能的要求就要高于其在生產(chǎn)試驗(yàn)焊縫所展示的技能。在焊工資格中定義為關(guān)鍵參數(shù)的有些焊接參數(shù)和焊接工藝評定中定義的關(guān)鍵焊接參數(shù)類型相同，但前者的合格范圍可能更廣。有些關(guān)鍵參數(shù)是專門對于焊工資格的。表4給出了一些焊工資格關(guān)鍵參數(shù)的例子一個(gè)焊工的資格是從焊接試驗(yàn)樣品那天起有效。如果滿足下面的條件，歐洲標(biāo)準(zhǔn)允許資格證書有效兩年：●焊接協(xié)調(diào)員或其他負(fù)責(zé)人能夠證實(shí)該焊工一直工作在初始資格范圍內(nèi)?！衩苛鶄€(gè)月證實(shí)該焊工工作在初始資格范圍內(nèi)。每過兩年，考官或考試機(jī)構(gòu)可以延長一個(gè)焊工的資格證書，但該延長必須滿足下列條件，即：●能提供參加焊接作業(yè)及所采用的焊接工藝規(guī)范的記錄或證據(jù)，這些記錄和證據(jù)可被追蹤和驗(yàn)證。●能提供支持證