焊接質量控制體系培訓教材.ppt

1、焊接過程質量控制體系培訓教材2011.11.18,1,前 言,焊接工藝被廣泛應用于工程建設的許多工程結構中，在鍋爐、壓力容器、壓力管道生產中焊接是其中的一個重要環(huán)節(jié)。焊接對產品的成本及產品的質量產生了深刻的影響。因此，確保焊接以最為有效的方式實施并在操作的所有方面做適宜的控制尤為重要。焊接的質量控制是工程建設質量控制的關鍵。 在ISO9000族質量管理體系標準中，由于焊縫不能被隨后的產品檢驗及試驗所充分證實，所以焊接被視為“特殊過程”處理。 為了提供有效的、合格的產品，有必要進行從設計到材料、乃至生產及隨后的檢驗的各方面控制，需要進行管理以鑒別潛在問題的根源及采取適宜的質量控制措施。,2,第一

2、部分 關于焊接的一些基本知識,1 焊接的定義 通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達到結合的一種方法。,3,第一部分 關于焊接的一些基本知識,2焊接方法的分類 按焊接過程的特點，焊接方法可分為三大類。 2.1熔焊 熔焊就是將焊件的連接處加熱到熔化狀態(tài)，（有時另加填充材料）形成共同熔池，然后冷卻凝固使之連接成一個整體。常見的熔焊有焊條電弧焊、氣焊、埋弧自動焊、氬弧焊、電渣焊等。 2.2 壓焊壓焊就是對焊件連接處施加壓力，或既加壓又加熱，使接頭處緊密接觸并產生塑性變形，通過原子間的結合而使之形成一個整體。常見的壓焊有電阻焊、摩擦焊等。 2.3 釬焊釬焊就是采用比母材熔點低的金屬材

3、料作釬料，將焊件接頭和釬料同時加熱到高于釬料熔點、低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材、填充接頭間隙并與母材相互擴散，從而形成釬焊接頭。常見的釬焊有錫焊、銅焊、銀焊等。,4,第一部分 關于焊接的一些基本知識,3 焊接方法 本節(jié)將對幾種常用焊接方法的基本特性作一介紹。 31 焊條電弧焊 焊條電弧焊，也就是我們通常所說的“手弧焊”，它是通過帶藥皮的焊條和被焊金屬間的電弧放電所產生的熱量將被焊金屬和焊條互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程。 焊條電弧焊中最主要的要素是焊條本身。所有的碳鋼和低合金鋼焊條基本上都用低碳鋼絲做芯，而合金元素則來自于藥皮，這也是較為經濟的一種合金化方法

4、。 除特殊合金材料外，焊條電弧焊在大多數工業(yè)中大量使用。 焊條電弧焊可能產生的缺陷有氣孔、未熔合、未焊透、裂紋、咬邊、焊瘤、焊縫尺寸不對和不當的焊縫斷面。,5,第一部分 關于焊接的一些基本知識,32 熔化極氣體保護焊 我們常用的有熔化極惰性氣體保護焊MIG。通常它是用作一種半自動工藝，但也可作為機械化和自動化工藝來應用，因此它很適合于焊接機器人來操作。熔化極氣體保護焊是通過焊槍連續(xù)不斷的送絲，由焊絲和工件之間產生的電弧的熱量將母材和焊絲熔化，從而達到焊接的目的。 熔化極氣體保護焊GMAW能夠有效地應用于許多種類的鐵基金屬和非鐵基金屬的連接或搭接。GMAW能夠成功用于由于氫的存在而出現問題的情況

5、。,6,第一部分 關于焊接的一些基本知識,熔化極氣體保護焊GMAW的主要優(yōu)勢在于每小時的金屬熔敷量，這極大地降低了勞動力成本。氣體保護焊的另一個優(yōu)勢在于它是一種干凈的工藝，這主要歸功于沒有使用焊劑。GMAW非常適合自動化和機器人焊接，或其它高效生產情況。這是這種工藝的主要優(yōu)點之一。操作人員總的生產效率得到極大的提高。 局限： 如果母材過臟，單靠保護氣體不足以避免氣孔的產生。 GMAW還對氣流和風特別敏感，它們會將保護氣體吹開，留下未保護的金屬。 缺點是設備要求比焊條電弧焊的設備復雜。這增加了由于機械故障而導致焊接質量問題的可能性。,7,第一部分 關于焊接的一些基本知識,33 藥芯焊絲電弧焊 藥

6、芯焊絲電弧焊與氣體保護焊非常相似，差別在藥芯焊絲焊采用的是管狀焊絲，其中裝有粒狀的焊劑，而不是氣體保護焊所用的實芯焊絲。根據使用的焊絲類型不同，可以對藥芯焊附帶或不附帶額外的保護氣體。,8,第一部分 關于焊接的一些基本知識,藥芯焊絲更適用于工地焊接，在工地，風會引起保護氣體的流失。 藥芯焊絲焊接工藝在污染表面上的良好表現和高熔敷效率幫助FCAW在一些應用中取代了手弧焊SMAW和氣保焊GMAW。藥芯焊絲電弧焊在工業(yè)應用中主要用于鐵基金屬（碳鋼和不銹鋼）。 局限： 首先，由于有焊劑，所以在后序焊道焊接前和外觀檢查前必須去除這層固體焊渣。在層間清理不當或操作技術不當時，會有焊渣殘留在焊縫金屬中的可能

7、性。 由于存在焊劑，在焊接過程中會產生大量的煙。長時間暴露在沒有通風條件的地方會危害焊工的健康。 FCAW同樣產生包括未焊透、夾渣和氣孔在內的典型缺陷。,9,第一部分 關于焊接的一些基本知識,34 鎢極氬弧焊 GTAW最重要的特性是電極在焊接過程中不會消耗。它采用純鎢或鎢合金制造，具有承受高溫的能力，甚至是電弧的高溫。電弧和金屬采用惰性氣體保護，這些氣體從包圍著鎢極的噴嘴中流出。因為沒有使用焊劑，熔敷金屬不需要清渣。 GTAW在許多工業(yè)領域有著廣泛的應用。如太空、食品和藥品加工，石化和動力管道工業(yè)。 GTAW的主要優(yōu)勢在于它焊出的焊縫具有很高的質量和優(yōu)異的外觀質量。同樣，由于沒有焊劑，該方法非

8、常干凈，不需要焊后清理焊渣。 GTAW是所有可選用的焊接方法中最慢的。當采用手工方法，GTAW要求很高的技能水平；焊工必須協(xié)調一只手控制電弧而另一只手隨之送進填充材料。 它對污染很敏感。如果遇到污染或潮氣，無論來自母材、填充材料或是保護氣體，都將可能在熔敷焊縫上引起氣孔。所以，焊前必須對母材和填充材料進行認真的清理。 另一個GTAW特有的內在缺點是夾鎢。這種缺陷是由于鎢極上的小塊熔入焊縫金屬中。,10,第一部分 關于焊接的一些基本知識,35 埋弧焊 埋弧焊方法是目前所提及的在焊縫金屬熔敷效率上最高的一種典型焊接方法。SAW用實芯焊絲連續(xù)送進，焊絲產生的電弧完全被顆粒狀的焊劑層所覆蓋；因而被命名

9、成“埋弧”焊。 SAW已在許多工業(yè)領域得到認可，并可用在許多金屬上。由于很高的熔敷效率，它在表面堆焊上表現出很高的效率。在表面需要改善耐腐蝕或耐磨性能的情況下，在薄弱金屬表面覆蓋耐蝕或耐磨焊縫是一種非常經濟的辦法。如果用機械方法實現這種應用，埋弧焊是最佳選擇。 埋弧焊工藝對操作工有很高的吸引力，因為沒有可見的弧光，允許操作工在沒有佩帶防護鏡和其他厚重保護服的情況下對焊接進行控制。另外一個優(yōu)點是它比其它一些焊接方法產生更少的煙。該方法的其他一個特點是它在許多應用中具有獲得滿意熔深的能力。 局限： 它只能在焊劑可以被支撐在焊接接頭的位置進行焊接。 焊劑阻擋了焊工地準確觀察電弧在接頭中的位置。如果電

10、弧方向不當，則會產生未熔合。 埋弧焊的焊劑需要保護起來免遭潮氣。如果焊劑受潮，可能會產生氣孔和焊道下裂紋。 另一個問題是凝固裂紋。這是焊道寬度和深度之比過大時產生的。,11,第二部分 焊工管理,提高焊工素質，加強焊工管理是保證產品焊接質量的一個重要環(huán)節(jié)。 這可以從三個方面來控制： 1 焊工的培訓考試管理 11焊工培訓 有兩種形式：進入焊工崗位前進行的焊接技能基礎培訓；鐘對具體的項目或材料進行的專項培訓。 12焊工考試 由具有資質的焊工考試委員會進行考試。 簡單介紹2002版鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則 121 考試內容：基本知識考試與操作技能考試。,12,第二部分 焊工管理,122

11、焊接方法及代號,13,第二部分 焊工管理,123 試件鋼號分類及代號 共4類：、 124 試件形式、位置及代號 板材：1G 2G 3G 4G 管材：1G 2G 5G 6G 管板：2FRG 2FG 5FG 6FG,14,第二部分 焊工管理,125 焊工考試項目代號的表示 手工焊焊工考試項目表示方法： 焊接方法-試件鋼號分類代-試件形式-試件焊縫金屬厚度/試件外徑-焊條類別-焊接要素 手工焊： SMAW-1G-12-F3J GTAW-5G-3/60-02,15,第二部分 焊工管理,焊機操作工考試項目表示方法： 焊接方法-試件形式-焊接要素 SAW-1G(K)-07/09 126焊工考試項目的有效期

12、為二年。,16,第二部分 焊工管理,127手工焊對接焊縫適用于對接焊縫焊件焊縫金 屬厚度范圍mm,17,第二部分 焊工管理,128手工焊管材對接焊縫試件適用于對接焊縫焊件外徑范圍mm,18,第二部分 焊工管理,2 焊工的持證上崗管理 焊工施焊前，應對焊工考試項目及覆蓋范圍進行審核，防止無證上崗。 每個焊工應有唯一的鋼印號。 3 焊工焊接檔案管理 分焊工考試檔案和焊工日常業(yè)績檔案。 焊工焊接檔案的管理不是單純保管焊工有關資料，它是焊工項目到期后申請免試的依據，也是發(fā)現焊工有無中斷6個月以上未從事監(jiān)察設備的焊接工作，是否需要重新考試的見證。,19,第三部分 焊接設備的管理,1 焊接設備管理的目的：

13、 加強焊接設備管理，進行充分的維護，保護焊接設備完好，滿足焊接過程的需要，保持并增強過程能力。 2 焊接設備控制環(huán)節(jié)： 焊接設備控制環(huán)節(jié)主要有焊接設備完好狀態(tài)管理和焊接儀表周檢合格兩個方面。,20,第三部分 焊接設備的管理,21 焊接設備完好狀態(tài)管理 211 焊接設備的購置 212 焊接設備的驗收 213 焊接設備的安裝、調試與交付 214 焊接設備的維護與保養(yǎng) 215 焊接設備故障與事故的處理 216 焊接設備完好狀態(tài)檢查及標識,21,第三部分 焊接設備的管理,22焊接儀表的周檢 與焊接有關的儀表是焊機的電流表、電壓表、氣體流量計、壓力表，烘干設備的溫控儀等，按規(guī)定要每年檢定一次。要由具備資

14、格、由質量技術監(jiān)督局發(fā)證的計量檢定單位檢定，以確保儀表的精確性。 在項目中的所有焊接設備都應安全可靠且已經過校準，同時應始終保持良好的工作狀態(tài)，任何不安全的、未經校準的、損壞的或不能使用的設備應停止使用。,22,第四部分 焊接材料的管理,焊接材料包括焊條、焊絲、焊劑、氣體、電極和襯墊等。 在焊接材料管理這一控制環(huán)節(jié)中，要控制的有焊材選用、焊材采購、焊材驗收與復驗、焊材保管、焊條的烘烤與恒溫存放、焊材發(fā)放與回收等。,23,第四部分 焊接材料的管理,1 焊材選用 11根據設計圖紙等技術文件要求 12根據相關的標準規(guī)范要求 13焊材的選用原則： 應根據母材的化學成分、力學性能、焊接性能并結合產品的結

15、構特點、使用條件及焊接方法綜合考慮選用焊接材料，必要時通過試驗確定。 焊縫金屬和性能應高于或等于相應母材標準規(guī)定值的下限或滿足圖樣規(guī)定的技術條件要求。 相同鋼號相焊的焊縫金屬 不同鋼號相焊的焊縫金屬 常用鋼號推薦選用的焊接材料,24,第四部分 焊接材料的管理,2 焊材采購 在采購焊材時，要確認所選焊材的型號與規(guī)格符合產品的要求。有時還要根據產品焊接的要求，對通用標準附加更高的要求。如球罐焊接的焊條還要符合2002年8月發(fā)布的JB/T4747壓力容器用鋼焊條訂貨技術條件。 3 焊材驗收與復驗 31 質量證明書 32 包裝及外觀檢驗 33 焊材復驗,25,第四部分 焊接材料的管理,4 焊材保管 4

16、1 分區(qū)保管 42 入庫登記 43 焊材庫的焊材保管 5 焊條的烘烤與恒溫存放 不同品種的焊接材料要求不同的烘干溫度和烘干時間，一般都在焊材說明書中有明確的規(guī)定，應按規(guī)定烘干。 為了防止烘干后的焊條受潮，應及時把烘干的焊條放入恒溫箱中。,26,第四部分 焊接材料的管理,6 焊材的發(fā)放與回收 焊材的發(fā)放要注意的問題： 61 焊工應根據WPS的要求領用相應的焊接材料，不得領錯。 62 領用焊條要用焊條保溫筒。 63 不同牌號的焊條不得混放在一起。 64 領用焊條的數量不得超過4小時的用量。 65 用剩下的焊材和焊材條應退回焊材庫，不得到處亂扔。 66 回收后的焊材應按原牌號、規(guī)格、批號存放保管，不

17、得混淆。 67 焊材庫保管員應及時在焊材領用與發(fā)放記錄上作好記錄。,27,第五部分 焊接工藝評定,產品在施焊前，應依據設計圖紙、技術要求、相應標準規(guī)范等進行焊接工藝評定。焊接工藝評定應以可靠的鋼材焊接性能為依據，并在產品焊接之前完成。 1焊接工藝評定的要求： 11 本單位的正式焊工。 12 本單位的設備。 2 焊接工藝評定的目的： 21驗證所擬定的焊接工藝的正確性。 22評定本單位的焊接能力和焊接質量控制能力。,28,第五部分 焊接工藝評定,3 焊接工藝評定的流程： 編制焊接工藝評定任務書了解被焊材料的焊接性能擬定焊接工藝指導書施焊試件和制取試樣檢驗試件和試樣測定焊接接頭是否具有所要求的使用性

18、能提出焊接工藝評定報告 4 焊接工藝評定的相關知識： JB4708-2000 鋼制壓力容器焊接工藝評定 GB50236-98 現場設備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范 SY/T4103-2006 鋼制管道焊接及驗收,29,第五部分 焊接工藝評定,簡單介紹一下焊接工藝評定的一些規(guī)則： 41焊接工藝評定試件（對接、角接） 4、2 焊接方法的改變 4、3 母材的改變 44 焊后熱處理類別的改變 45 試件厚度 46 多種焊接方法進行的組合評定 焊接施工中各種材質、焊接接頭形式的焊接工藝評定覆蓋率應達到100%，如沒有，則應及時進行評定。,30,第六部分 焊接工藝管理,焊接工藝管理包括了以下幾方面：

19、1 WPS的編制與審核 11 PQR是編制WPS的依據。 12 保證焊接質量。 13 在滿足焊接質量的前提下盡量提高效率。 14 符合本單位的資源條件，可操作性強。 2 焊接工藝的貫徹實施 21 焊接工藝文件的發(fā)放 22 焊接工藝技術交底,31,第七部分 產品施焊管理,1焊接環(huán)境 11 風速 焊接作業(yè)區(qū)風速當手工電弧焊超過（10），電弧焊及藥芯焊絲電弧焊超過時，應設防風棚或采取其它防風措施。 12 相對濕度不大于90%。 13 當焊件表面潮濕或有冰雪覆蓋時，應采取加熱去濕除潮措施； 14 溫度 當焊件溫度低于時，所有鋼材的焊縫應在始焊處100mm范圍內預熱到15以上后方可施焊。 15 不銹鋼、

20、有色金屬應有與鋼制產品隔離的專用焊接場地。地面應鋪設橡膠等軟墊，保持環(huán)境清潔。,32,第七部分 產品施焊管理,2 焊接工藝紀律 焊工在施焊時應嚴格執(zhí)行焊接工藝，焊接技術人員和質檢員應經常檢查焊工的施焊情況是否符合工藝規(guī)定，并及時做好各項記錄。 3 施焊過程 31 焊前準備 32 施焊 33 焊后標識,33,第八部分 產品焊接試板,在承壓設備制造中制備產品焊接試板，是為了檢驗產品焊接接頭的力學性能。產品焊接試板是A類監(jiān)檢點，是承壓設備焊接質量控制系統(tǒng)中的一個控制環(huán)節(jié)。應遵循相關標準規(guī)范的規(guī)定。 1 試板的制備 有三種方式：每臺制作、以批代臺、一臺容器制作多塊產品焊接試板。 2 試樣的制備與力學性

21、能檢驗 按JB/T4744-2000等標準進行。,34,第九部分 焊接檢驗,焊接質量應從承壓設備整體來考慮，而不僅局限于焊接接頭；焊接質量應從整個制造過程出發(fā)，而不只是看焊縫。 1焊接缺陷的介紹 焊接缺陷按其性質可分為六大類： 焊縫形狀缺陷（尺寸不符合要求、咬邊、焊瘤、燒穿、弧坑）；未熔合與未焊透；裂紋（熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂）；氣孔；夾渣；其他缺陷（電弧擦傷、飛濺、磨痕及鑿痕打磨過量、定位焊缺陷）,35,第九部分 焊接檢驗,下面給大家介紹幾種缺陷的情況： 11焊縫形狀缺陷： 是指不用借助于儀器,從工件表面可以發(fā)現的缺陷。 111尺寸不符合要求 主要是指焊縫高低不平，寬窄不齊，尺寸

22、過大或過小，角焊縫焊腳尺寸不對稱等。,36,第九部分 焊接檢驗,112咬邊： 咬邊是指沿著焊趾,在母材部分形成的凹陷或溝槽, 它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口。 產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高,即電流太大,運條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確,擺動不合理,電弧過長,焊接次序不合理等都會造成咬邊。直流焊時電弧的磁偏吹也是產生咬邊的一個原因。某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。 咬邊減小了母材的有效截面積,降低結構的承載能力,同時還會造成應力集中,發(fā)展為裂紋源。,37,第九部分 焊接檢驗,113焊瘤： 焊瘤焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材

23、上或從焊縫根部溢出,冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。 焊接電流太大、焊接速度太快、電弧電壓太低、焊縫兩側清理不好。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷,易導致裂紋。同時,焊瘤改變了焊縫的實際尺寸,會帶來應力集中。管子內部的焊瘤減小了它的內徑,可能造成流動物堵塞。,38,第九部分 焊接檢驗,114弧炕： 弧炕多是由于收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成的(此時的凹坑稱為弧坑),仰立、橫焊時,常在焊縫背面根部產生內凹。 弧炕減小了焊縫的有效截面積,弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。,39,第九部分 焊接檢驗,115燒穿： 燒穿是指焊接過程中,熔深超過工件厚度,熔化金屬自

24、焊縫背面流出,形成穿孔性缺陷。 焊接電流過大,速度太慢,電弧在焊縫處停留過久,都會產生燒穿缺陷。裝配間隙太大,鈍邊太小也容易出現燒穿現象。 燒穿是鍋爐壓力容器產品上不允許存在的缺陷,它完全破壞了焊縫,使接頭喪失其聯接飛及承載能力。,40,第九部分 焊接檢驗,12氣孔和夾渣： 121氣孔： 氣孔是指焊接時,熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出,殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的,也可能是焊接冶金過程中反應生成的。 產生氣孔的主要原因母材或填充金屬表面有銹、油污等,焊條及焊劑未烘干會增加氣孔量,因為銹、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在高溫下分解為氣體,增加了高溫金屬中氣體的含量。焊接

25、線能量過小,熔池冷卻速度大,不利于氣體逸出。焊縫金屬脫氧不足也會增加氧氣孔。 氣孔的危害氣孔減少了焊縫的有效截面積,使焊縫疏松,從而降低了接頭的強度,降低塑性,還會引起泄漏。氣孔也是引起應力集中的因素。氫氣孔還可能促成冷裂紋。,41,第九部分 焊接檢驗,132夾渣： 夾渣是指焊后溶渣殘存在焊縫中的現象。 夾渣產生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多層焊時,層間清渣不徹底;d.焊接線能量小;e.焊縫散熱太快,液態(tài)金屬凝固過快;f.焊條藥皮,焊劑化學成分不合理,熔點過高；g. 鎢極惰性氣體保護焊時,電源極性不當,電、流密度大, 鎢極熔化脫落于熔池中。h.手工焊時,焊條擺動不良,不利于熔

26、渣上浮?？筛鶕陨显蚍謩e采取對應措施以防止夾渣的產生。 夾渣的危害點狀夾渣的危害與氣孔相似,帶有尖角的夾渣會產生尖端應力集中,尖端還會發(fā)展為裂紋源,危害較大。,42,第九部分 焊接檢驗,14裂紋： 裂紋的分類： 根據裂紋尺寸大小,分為三類:(1)宏觀裂紋:肉眼可見的裂紋。(2)微觀裂紋:在顯微鏡下才能發(fā)現。(3)超顯微裂紋:在高倍數顯微鏡下才能發(fā)現,一般指晶間裂紋和晶內裂紋。 從焊接接頭裂紋的產生機理來分,裂紋分為四類: (1)熱裂紋:產生于Ac3線附近的裂紋。一般是焊接完畢即出現,又稱結晶裂紋。這種二裂紋主要發(fā)生在晶界,裂紋面上有氧化色彩,失去金屬光澤。 (2)冷裂紋:指在焊畢冷至馬氏體轉

27、變溫度M3點以下產生的裂紋,一般是在焊后一段時間(幾小時,幾天甚至更長)才出現,故又稱延遲裂紋。,43,第九部分 焊接檢驗,(3)再熱裂紋:接頭冷卻后再加熱至500700時產生的裂紋。再熱裂紋產生于沉淀強化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金屬)的焊接熱影響區(qū)內的粗晶區(qū),一般從熔合線向熱影響區(qū)的粗晶區(qū)發(fā)展,呈晶間開裂特征。 （4）層狀撕裂主要是由于鋼材在軋制過程中,將硫化物(MnS)、硅酸鹽類等雜質夾在其中,形成各向異性。在焊接應力或外拘束應力的使用下,金屬沿軋制方向的雜物開裂。 裂紋的危害： 裂紋的危害裂紋,尤其是冷裂紋,帶來的危害是災難性的。世界上的壓力容器事故除極少數是由于設計不合

28、理,選材不當的原因引起的以外,絕大部分是由于裂紋引起的脆性破壞。,44,第九部分 焊接檢驗,141熱裂紋(結晶裂紋)： (1)結晶裂紋的形成機理熱裂紋發(fā)生于焊縫金屬凝固末期,敏感溫度區(qū)大致在固相線附近的高溫區(qū),最常見的熱裂紋是結晶裂紋,其生成原因是在焊縫金屬凝固過程中,結晶偏析使雜質生成的低熔點共晶物富集于晶界,形成所謂液態(tài)薄膜,在特定的敏感溫度區(qū)(又稱脆性溫度區(qū))間,其強度極小,由于焊縫凝固收縮而受到拉應力,最終開裂形成裂紋。結晶裂紋最常見的情況是沿焊縫中心長度方向開裂,為縱向裂紋,有時也發(fā)生在焊縫內部兩個柱狀晶之間,為橫向裂紋?；】恿鸭y是另一種形態(tài)的,常見的熱裂紋。 熱裂紋都是沿晶界開裂,

29、通常發(fā)生在雜質較多的碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼等材料氣焊縫中 。,45,第九部分 焊接檢驗,(2)影響熱裂紋的因素 a合金元素和雜質的影響碳元素以及硫、磷等雜質元素的增加,會擴大敏感溫度區(qū),使結晶裂紋的產生機會增多。 b.冷卻速度的影響冷卻速度增大,一是使結晶偏析加重,二是使結晶溫度區(qū)間增大,兩者都會增加結晶裂紋的出現機會； c.結晶應力與拘束應力的影響在脆性溫度區(qū)內,金屬的強度極低,焊接應力又使這飛部分金屬受拉,當拉應力達到一定程度時,就會出現結晶裂紋。,46,第九部分 焊接檢驗,142冷裂紋： 焊接接頭冷卻到較低溫度下產生的裂紋。 (1)冷裂紋的特征 a.產生于較低溫度,且產生于焊后一段

30、時間以后,故又稱延遲裂紋。 b.主要產生于熱影響區(qū),也有發(fā)生在焊縫區(qū)的。 c.冷裂紋可能是沿晶開裂,穿晶開裂或兩者混合出現。 d.冷裂紋引起的構件破壞是典型的脆斷。 (2)冷裂紋產生的三大要素： a. 鋼材的淬硬組織(馬氏體) b. 焊接接頭的拘束應力 c. 焊接接頭的含氫量,47,第九部分 焊接檢驗,(3)防止冷裂紋的措施 a.采用低氫型堿性焊條,嚴格烘干,在100150下保存,隨取隨用。 b.提高預熱溫度,采用后熱措施,并保證層間溫度不小于預熱溫度,選擇合理的焊接規(guī)范,避免焊縫中出現洋硬組織 c.選用合理的焊接順序,減少焊接變形和焊接應力 d.焊后及時進行消氫熱處理。,48,第九部分 焊接

31、檢驗,143再熱裂紋： 焊后，焊件在一定溫度范圍內再次加熱（消除應力熱處理或其它加熱過程）產生的裂紋。 (1)再熱裂紋的特征 a.再熱裂紋產生于焊接熱影響區(qū)的過熱粗晶區(qū)。產生于焊后熱處理等再次加熱的過程中。 b.再熱裂紋的產生溫度:碳鋼與合金鋼550650奧氏體不銹鋼約300 c.再熱裂紋為晶界開裂(沿晶開裂)。 d.最易產生于沉淀強化的鋼種中。 e.與焊接殘余應力有關。,49,第九部分 焊接檢驗,(2)再熱裂紋的產生機理 再熱裂紋的產生機理有多種解釋,其中模形開裂理論的解釋如下:近縫區(qū)金屬在高溫熱循環(huán)作用下,強化相碳化物(如碳化鐵、碳化饑、碳化鏡、碳化錯等)沉積在晶內的位錯區(qū)上,使晶內強化強

32、度大大高于晶界強化,尤其是當強化相彌散分布在晶粒內時, 阻礙晶粒內部的局部調整,又會阻礙晶粒的整體變形,這樣,由于應力松弛而帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔,于是,晶界應力集中,就會產生裂紋,即所謂的模形開裂。 (3)再熱裂紋的防止a.注意冶金元素的強化作用及其對再熱裂紋的影響。b.合理預熱或采用后熱,控制冷卻速度。c.降低殘余應力避免應力集中。d.回火處理時盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū)或縮短在此溫度區(qū)內的停留時間。,50,第九部分 焊接檢驗,144層狀撕裂 層狀撕裂是在焊接時，在焊接構件中沿鋼板軋制層形成的一種呈階梯狀的裂紋。 產生層狀撕裂的原因： (1) 軋抽形成的長條狀MnS型夾雜

33、(2) 氫脆 (3) 焊接應力 (4) SiO2或AL2O3型夾雜,51,第九部分 焊接檢驗,15未焊透： 未焊透指焊接時焊接拉頭未完全熔透的現象。 產生未焊透的原因： (1)焊接電流小,熔深淺。 (2)坡口和間隙尺寸不合理,鈍邊太大。 (3)磁偏吹影響。(4)焊條偏芯度太大 (5)層間及焊根清理不良。,52,第九部分 焊接檢驗,16未熔合： 未熔合是指焊縫金屬與母材金屬,或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分為坡口未熔合,層間未熔合根部未熔合三種。 產生未熔合缺陷的原因： (1)焊接電流過小 (2)焊接速度過快 (3)焊條角度不對 (4)產生了弧偏吹現象 (5)焊接處

34、于下坡焊位置,母材未熔化時已被鐵水復蓋 (6)母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結合等。,53,第九部分 焊接檢驗,2 焊接檢驗的主要方面有： 21焊接前檢驗 母材、焊接材料 焊接設備、儀表、工藝裝備 焊接坡口、接頭裝配及清理 焊工資格 焊接工藝文件,54,第九部分 焊接檢驗,22 焊接中間檢查 焊接規(guī)范參數 預熱溫度、層間溫度 焊道的清理、焊層數 根部清理 焊接順序 焊接變形 中間檢查，如尺寸檢驗,55,第九部分 焊接檢驗,23 焊接后檢查 實際施焊記錄 焊縫外觀及尺寸 后熱、焊后熱處理 產品焊接試板 無損檢測 壓力試驗 致密性試驗,56,第九部分 焊接檢驗,3 焊接質量檢驗方

35、法： 31 破壞性試驗： 力學性能試驗 化學分析與試驗 金相與斷口的分析試驗 32 非破壞性試驗 外觀檢驗 強度試驗 致密性試驗 無損探傷,57,第九部分 焊接檢驗,4 無損檢測 人們已經開發(fā)出了許多種既能反映被試驗物的性能、但又不影響被試驗物實際使用的測試方法。這類試驗統(tǒng)稱為無損探傷（試驗），因為他們可以對金屬或部件進行非破壞的評估。 雖然焊接檢驗人員通常只做外觀檢驗而不做無損檢測，但能對這些基本的無損檢測方法有一個基本的了解也是非常重要。 有了對各種檢測方法優(yōu)缺點的了解，可以幫助焊接檢驗人員判斷由無損檢測人員所做的實際檢測是否恰當。因為焊接檢驗人員有可能要對一些檢測進行監(jiān)控、或是要保存相關

36、的檢測結果，對知識的掌握有助于檢驗人員理解相關的檢測結論。 有許多種無損檢測方法可以用來對要焊接的母材以及完工的焊縫進行檢測和評估。,58,第九部分 焊接檢驗,無損檢測方法主要有以下幾種： 射線探傷 超聲波探傷 磁粉探傷 滲透探傷 渦流探傷 聲發(fā)射探傷,59,第九部分 焊接檢驗,我們這里主要介紹那些常見的、被經常用來對母材和焊件進行檢測和評估的無損檢測方法。 41滲透探傷（PT） 滲透探傷就是通過把滲透介質滲出到有一定對比度的背景色上來觀察表面不連續(xù)的一種探傷方法。 滲透探傷有許多優(yōu)點。首先，滲透劑的使用不只局限于金屬性被檢物。其次，這種探傷的工藝非常簡便，特別是溶劑清洗型滲透探傷。對這種探傷

37、方法而言，實際上可以把小罐裝的滲透劑、顯像劑、清洗劑方便地帶到任何探傷現場。根據所采用的滲透劑系統(tǒng)型式，探傷所需設備的變化也非常地少。和別的探傷方法相比，滲透探傷的使用者不必花費過多的設備費用。 滲透探傷的局限性中最為突出的是它不能用來檢測表面下的不連續(xù),60,第九部分 焊接檢驗,42磁粉探傷（MT） 磁粉探傷主要用來發(fā)現鐵磁性材料的表面不連續(xù)。 所有的磁粉探傷都是在被檢工件上形成磁場并在探傷面上噴灑鐵離子來實現的。 磁粉探傷的主要局限性是它只能用于檢測那些可以被磁化的材料。另一種局限性是大多數工件在探傷后要進行消磁處理，而且較厚的涂層有可能會掩蓋有害缺陷的顯示。,61,第九部分 焊接檢驗,4

38、 3射線探傷（RT） 射線探傷是一種基于所希望的輻射傳遞或吸收原理的無損探傷方法。（工件中）厚度減薄或低密度的地方可以穿過較多的射線、因而吸收的輻射能量較小。穿過被檢工件的射線會在接收射線的底片上形成有對比度的影像。 用此方法探到的表面下的缺陷是那些與被輻射的材料相比有不同密度的缺陷。這包括中空，金屬的和非金屬的夾渣以及良好排列的未熔合和裂紋。 射線探傷的主要優(yōu)點是它能探測所有普通工程材料的表面下的不連續(xù)。另一個優(yōu)點就是如果所沖印膠片保存在遠離過熱和過亮的環(huán)境中，這些膠片可以是極好的永久記錄。 射線探傷的缺點之一是人在過多輻射下是有害的。為了保證射線探傷操作人員及在其附近人員的安全，要經過一段

39、時間的輻射安全的培訓。 射線探傷的設備也是非常貴的, 而且勝任的操作員和膠片評定的培訓期也有點漫長。 另一缺點是有些被認為更危險的缺陷(如裂紋及未熔合)無法探到，除非輻射源是與缺陷同方向。,62,第九部分 焊接檢驗,44超聲波探傷（UT） 超聲波探傷是利用波形反射情況和穿透試件的能量變化.檢驗物質內部缺陷的一種方法。 超聲波探傷有二種方式，接觸式和浸入式。接觸試驗有攜帶方便的優(yōu)點，而對于小或不規(guī)則的流水線生產，浸入式探傷更方便。 超聲波探傷的應用包括表面和近表面的缺陷探測。在許多材料中的分層，裂紋，未熔合，夾渣以及中空都可以用此方法探測，它能夠對諸如裂紋和未熔合關鍵平面缺陷更好地探測。 這種試

40、驗方法的主要限制是因為解讀會是很困難的，所以要求非常嫻熟的有經驗的操作者。,63,第九部分 焊接檢驗,45無損檢測控制要注意的問題 根據設計圖紙和有關標準的規(guī)定，選擇檢測方法和檢測比例。 選擇有資質的無損檢測單位，審查檢測單位和檢測人員資格。 保存無損檢測單位和檢測人員相關資質的復印件。 按要求詳細準確填寫無損檢測委托書。 審查無損檢測報告 當出現不合格的焊接接頭時，按規(guī)定進行復探和擴探。,64,第十部分 焊接返修控制,產品焊接時，由于焊接環(huán)境、焊工、焊材、材料、焊接設備、焊接工藝執(zhí)行情況、網路電壓波動等原因，常會產生一些咬邊、氣孔、夾渣、未熔合或未焊透、裂紋等焊接缺陷。在外觀檢查或無損檢測時

41、發(fā)現不允許的缺陷或超過標準允許范圍的缺陷，意味著焊接缺陷部位達不到所要求的性能及質量要求，就要進行焊接返修，通過返修消除缺陷，達到原定的性能和質量要求。焊接返修是焊接控制系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)之一。焊接返修延長了產品的制造工期，消耗了額外的人力和物力。加強焊接返修的控制，提高一次合格率和返修的成功率，確保產品質量，就是焊接質量控制的一項重要工作。,65,第十部分 焊接返修控制,焊接返修應注意的事項： 1 缺陷產生的原因分析 2 缺陷大小位置的確定及是否被清除的判定。 3 防止產生新的焊接缺陷或接頭性能下降的措施。 返修焊接應編制返修方案。 確保缺陷清除干凈。用碳弧氣刨清理缺陷時應防止?jié)B 碳、滲銅，氣刨后要用砂輪打磨刨槽，去除滲碳層。 選擇持證的、技術好的焊工。 適當提高預熱溫度和層間溫度，這有利于防止裂紋的產生。 所有返修部位都應按原要求經外觀檢查及無損檢測合格。 焊縫返修工作應在焊后熱處理和水壓試驗前完成。 4 同一部位的返修次數不應超過二次。 5 應及時做好返修過程中的各項記錄。,66,第十一部分 交工資料中應提供的焊接方面 的內容,在產品完成后，我們應及時整理好交工資料中所要求的各項內容。其中焊接方面的內容主要有： 1 焊