焊接缺陷如何分辨

焊接缺陷如何分辨一、一般常見的焊接缺陷可分為四類：（1）焊縫尺寸不符合要求：如焊縫超高、超寬、過窄、高低差過大、焊縫過渡到母材不圓滑等。（2）焊接表面缺陷：如咬邊、焊瘤、內(nèi)凹、滿溢、未焊透、表面氣孔、表面裂紋等。（3）焊縫內(nèi)部缺陷：如氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、夾鎢、雙面焊的未焊透等。（4）焊接接頭性能不符合要求：因過熱、過燒等原因?qū)е潞附咏宇^的機械性能、抗腐蝕性能降低等。二.焊接缺陷對焊接構(gòu)件的危害，主要有以下幾方面：（1）引起應力集中焊接接頭中應力的分布是十分復雜的。凡是結(jié)構(gòu)截面有突然變化的部位，應力的分布就特別不均勻，在某些點的應力值可能比平均應力值大許多倍，這種現(xiàn)象稱為應力集中。造成應力集中的原因很多，而焊縫中存在工藝缺陷是其中一個很重要的因素。焊縫內(nèi)存在的裂紋、未焊透及其他帶尖缺口的缺陷，使焊縫截面不連續(xù)，產(chǎn)生突變部位，在外力作用下將產(chǎn)生很大的應力集中。當應力超過缺陷前端部位金屬材料的斷裂強度時，材料就會開裂破壞。（2）縮短使用壽命對于承受低周疲勞載荷的構(gòu)件，如果焊縫中的缺陷尺寸超過一定界限，循環(huán)一定周次后，缺陷會不斷擴展，長大，直至引起構(gòu)件發(fā)生斷裂。（3）造成脆裂，危及安全脆性斷裂是一種低應力斷裂，是結(jié)構(gòu)件在沒有塑性變形情況下，產(chǎn)生的快速突發(fā)性斷裂，其危害性很大。焊接質(zhì)量對產(chǎn)品的脆斷有很大的影響。三.焊接缺陷（一）焊接變形工件焊后一般都會產(chǎn)生變形，如果變形量超過允許值，就會影響使用。焊接變形的幾個例子如圖2-19所示。產(chǎn)生的主要原因是焊件不均勻地局部加熱和冷卻。因為焊接時，焊件僅在局部區(qū)域被加熱到高溫，離焊縫愈近，溫度愈高，膨脹也愈大。但是，加熱區(qū)域的金屬因受到周圍溫度較低的金屬阻止，卻不能自由膨脹；而冷卻時又由于周圍金屬的牽制不能自由地收縮。結(jié)果這部分加熱的金屬存在拉應力，而其它部分的金屬則存在與之平衡的壓應力。當這些應力超過金屬的屈服極限時，將產(chǎn)生焊接變形；當超過金屬的強度極限時，則會出現(xiàn)裂縫。（二）焊縫的外部缺陷

1.焊縫增強過高如圖2-20所示,當焊接坡口的角度開得太小或焊接電流過小時，均會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。焊件焊縫的危險平面已從M-M平面過渡到熔合區(qū)的N-N平面，由于應力集中易發(fā)生破壞，因此，為提高壓力容器的疲勞壽命，要求將焊縫的增強高鏟平。2.焊縫過凹如圖2-21所示，因焊縫工作截面的減小而使接頭處的強度降低。3.焊縫咬邊在工件上沿焊縫邊緣所形成的凹陷叫咬邊，如圖2-22所示。它不僅減少了接頭工作截面，而且在咬邊處造成嚴重的應力集中。4.焊瘤熔化金屬流到溶池邊緣未溶化的工件上，堆積形成焊瘤，它與工件沒有熔合，見圖2-23。焊瘤對靜載強度無影響，但會引起應力集中，使動載強度降低。5.燒穿如圖2-24所示。燒穿是指部分熔化金屬從焊縫反面漏出，甚至燒穿成洞，它使接頭強度下降。以上五種缺陷存在于焊縫的外表，肉眼就能發(fā)現(xiàn)，并可及時補焊。如果操作熟練，一般是可以避免的。（三）焊縫的內(nèi)部缺陷

1.未焊透未焊透是指工件與焊縫金屬或焊縫層間局部未熔合的一種缺陷。未焊透減弱了焊縫工作截面，造成嚴重的應力集中，大大降低接頭強度，它往往成為焊縫開裂的根源。2.夾渣焊縫中夾有非金屬熔渣，即稱夾渣。夾渣減少了焊縫工作截面，造成應力集中，會降低焊縫強度和沖擊韌性。3.氣孔焊縫金屬在高溫時，吸收了過多的氣體（如H2）或由于溶池內(nèi)部冶金反應產(chǎn)生的氣體（如CO），在溶池冷卻凝固時來不及排出，而在焊縫內(nèi)部或表面形成孔穴，即為氣孔。氣孔的存在減少了焊縫有效工作截面，降低接頭的機械強度。若有穿透性或連續(xù)性氣孔存在，會嚴重影響焊件的密封性。4.裂紋焊接過程中或焊接以后，在焊接接頭區(qū)域內(nèi)所出現(xiàn)的金屬局部破裂叫裂紋。裂紋可能產(chǎn)生在焊縫上，也可能產(chǎn)生在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)。有時產(chǎn)生在金屬表面，有時產(chǎn)生在金屬內(nèi)部。通常按照裂紋產(chǎn)生的機理不同，可分為熱裂紋和冷裂紋兩類。

4.1熱裂紋熱裂紋是在焊縫金屬中由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的，大多產(chǎn)生在焊縫金屬中。其產(chǎn)生原因主要是焊縫中存在低熔點物質(zhì)（如FeS，熔點1193℃），它削弱了晶粒間的聯(lián)系，當受到較大的焊接應力作用時，就容易在晶粒之間引起破裂。焊件及焊條內(nèi)含S、Cu等雜質(zhì)多時，就容易產(chǎn)生熱裂紋。

熱裂紋有沿晶界分布的特征。當裂紋貫穿表面與外界相通時，則具有明顯的氫化傾向。

4.2冷裂紋冷裂紋是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生的，大多產(chǎn)生在基體金屬或基體金屬與焊縫交界的熔合線上。其產(chǎn)生的主要原因是由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織，在高應力作用下，引起晶粒內(nèi)部的破裂，焊接含碳量較高或合金元素較多的易淬火鋼材時，較易產(chǎn)生冷裂紋。焊縫中熔入過多的氫，也會引起冷裂紋。

裂紋是非常危險的一種缺陷，它除了減少承載截面之外，還會產(chǎn)生嚴重的應力集中，在使用中裂紋會逐漸擴大，可能導致構(gòu)件的破壞。所以焊接結(jié)構(gòu)中一般不允許存在這種缺陷，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)須鏟去重焊。四.焊接的檢驗對焊接接頭進行必要的檢驗是保證焊接質(zhì)量的重要措施。因此，工件焊完后應根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求對焊縫進行相應的檢驗，凡不符合技術(shù)要求所允許的缺陷，需及時進行返修。焊接質(zhì)量的檢驗包括外觀檢查、無損探傷和機械性能試驗三個方面。這三者是互相補充的，而以無損探傷為主。

（一）外觀檢查

外觀檢查一般以肉眼觀察為主，有時用5－20倍的放大鏡進行觀察。通過外觀檢查，可發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷，如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。焊縫的外形尺寸還可采用焊口檢測器或樣板進行測量。

（二）無損探傷

隱藏在焊縫內(nèi)部的夾渣、氣孔、裂紋等缺陷的檢驗。目前使用較普遍的是采用X射線檢驗，還有超聲波探傷和磁力探傷。

X射線檢驗是利用X射線對焊縫照相,根據(jù)底片影像來判斷內(nèi)部有無缺陷、缺陷多少和類型。再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求評定焊縫是否合格。

超聲波探傷的基本原理如圖2-25所示。超聲波束由探頭發(fā)出，傳到金屬中，當超聲波束傳到金屬與空氣界面時，它就折射而通過焊縫。如果焊縫中有缺陷，超聲波束就反射到探頭而被接受，這時熒光屏上就出現(xiàn)了反射波。根據(jù)這些反射波與正常波比較、鑒別，就可以確定缺陷的大小及位置。超聲波探傷比X光照相簡便得多，因而得到廣泛應用。但超聲波探傷往往只能憑操作經(jīng)驗作出判斷，而且不能留下檢驗根據(jù)。

對于離焊縫表面不深的內(nèi)部缺陷和表面極微小的裂紋，還可采用磁力探傷。

（三）水壓試驗和氣壓試驗

對于要求密封性的受壓容器，須進行水壓試驗和（或）進行氣壓試驗，以檢查焊縫的密封性和承壓能力。其方法是向容器內(nèi)注入1.2－1.5倍工作壓力的清水或等于工作壓力的氣體（多數(shù)用空氣），停留一定的時間，然后觀察容器內(nèi)的壓力下降情況，并在外部觀察有無滲漏現(xiàn)象，根據(jù)這些可評定焊縫是否合格。

（四）焊接試板的機械性能試驗

無損探傷可以發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)在的缺陷，但不能說明焊縫熱影響區(qū)的金屬的機械性能如何，因此有時對焊接接頭要作拉力、沖擊、彎曲等試驗。這些試驗由試驗板完成。所用試驗板應與圓筒縱縫一起焊成，以保證施工條件一致，然后將試板進行機械性能試驗。實際生產(chǎn)