焊接方面知识汇总焊接2.docx

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焊接方面知识汇总焊接2

4焊接检验与验收

4.1焊接检验方法分类[19]

焊接检验可分为破坏性检验、非破坏性检验和声发射检测三种，每种中又有若干具体检验方法，见图4-1-1。

图4-1-1焊接检验方法分类

重要的焊接结构（件）的产品验收和在一种的产品，必须采用不破坏其原有形状、不改变或不影响其使用性能的检测方法来保证产品的安全性和可靠性，因此无损检验技术在当今获得了根大的注意和蓬勃发展。

4.2焊接检验的依据[19]

焊接生产中必须按图样、技术标准和检验文件规定进行检验。

1．施工图样

图样是生产中使用的最基本资料，加工制作应按图样的规定进行。

图样规定了原材料、焊缝位置、坡口形状和尺寸及焊缝的检验要求。

2．技术标准

包括有关的技术条件，它规定焊接产品的质量要求和质量评定方法，使从事检验工作的指导性文件。

3．检验文件

包括工艺规程、检验规程和检验工艺等，它们具体规定了检验方法和检验程序，直到现场人员进行工作。

此外，还包括检查工程中收集的检验单据：

检验报告、不良品处理单、更改通知单，如图样更改、工艺更改、材料代用、追加或改变检验要求等所使用的书面通知。

4．订货合同

用户对产品焊接质量的要求在合同中有明确标定的，也可以作为图样和技术文件的补充规定。

4.3焊接缺陷

4.3.1焊接缺陷的概念[19]

在焊接结构（件）中要获得无缺陷的焊接接头，在技术上是相当困难的，也是不经济的。

为了满足焊接结构（件）的使用要求，应该把缺陷限制在一定的范围之内，使其对焊接结构（件）的运行不致产生危害。

我们把焊接过程中在焊接接头中产生的不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。

焊接结构（件）中由于缺陷的存在，影响着焊接接头的质量。

评定焊接接头质量优劣的依据，是缺陷的种类、大小、数量、形态、分布及危害程度。

若接头中存在着焊接缺陷，一般可通过补焊来修复，或者采取铲除焊道后重新进行焊接，有时直接作为判废的依据。

4.3.2焊接缺陷的分类[20]

焊接缺陷的种类很多，本文主要介绍熔焊缺陷。

根据GB6417-86《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》，可将熔焊缺陷分为以下六类。

第一类裂纹包括：

横向裂纹、纵向裂纹、弧坑裂纹、放射状裂纹、支状裂纹、间断裂纹、微观裂纹。

第二类孔穴包括：

球形气孔、均布气孔、布局密集气孔、链状气孔、条形气孔、

虫形气孔、表面气孔。

第三类固体夹杂包括：

夹渣、焊剂或熔剂夹渣、氧化物夹渣、皱褶、金属夹渣

第四类未熔合和未焊透

第五类形状缺陷包括：

咬边、焊瘤、下榻、下垂、烧穿、未焊满、角焊缝凸度过

大、角变形、错边、焊脚不对称、焊缝超高、焊缝宽度不齐、

焊缝表面粗糙、不平滑。

第六类其它缺陷包括：

电弧擦伤、飞溅、定位焊缺陷、表面撕裂、层间错位、

打磨过量、凿痕、磨痕。

4.4焊接接头质量要求及其缺陷分级

4.4.1钢结构焊缝外形尺寸要求[21][22]

JB/T7949-99《钢结构焊缝外形尺寸》和GB/T7949-89《钢结构焊缝外形尺寸》对钢结构熔化焊对接和角接接头的外形尺寸作了如下规定：

1）焊缝的坡口形式与尺寸应符合GB/T985和GB/986的有关规定；

2）焊缝的外形应均匀，焊道与焊道、焊道与基本金属之间应平滑过渡。

I形坡口对接焊缝（包括I形带垫板对接焊缝），见图4-4-1。

它的焊缝宽度c=b+2a，余高h值应符合表4-4-1的规定。

非I形坡口对接焊缝（GB/985、GB/986中除I形坡口外的各种坡口形式的对接焊缝）见图4-4-2。

它的焊缝宽度c=g+2a，余高h值也应符合表4-4-1的规定。

g值（见图4-4-3）按下式计算。

图4-4-1I形坡口图4-4-2非I形坡口

表4-4-1余高h值mm

注：

1、表中b值应符合GB/985、GB/986标准要求的实际装配值。

2、g值计算结果若带小数时，可利用数字修约法计算到整数位。

图4-4-3V形、U形坡口g值的计算

V形

；

U形

焊缝最大宽度Cmax和最小宽度Cmin的差值，在任意50mm焊缝长度范围内不得大于4mm，整个焊缝长度范围内不得大于5mm。

在任意300mm连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度f如图4-4-4所示，其值应符合表4-4-2的规定。

图4-4-4焊缝边缘直线度

焊缝表面凹凸，在焊缝任意25mm长度范围内焊缝余高

的差值不得大于2mm，见图4-4-5。

图4-4-5焊缝余高差

角焊缝的焊脚尺寸K值由设计或有关技术文件注明，其焊脚尺寸K值得偏差应符合表4-4-3的规定。

表4-4-2焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度fmm

表4-4-3焊脚尺寸K值偏差mm

焊接外形尺寸经检验超出上述规定时，应进行修磨或按一定工艺进行局部补焊。

返修后应符合标准中规定，且补焊德焊缝应与原焊缝间保持圆滑过渡。

特殊要求的焊缝外形尺寸，可参照有关标准和技术条件执行。

4.4.2钢熔化焊接头缺陷分级[23]

钢熔化焊接头缺陷分级实质上就是缺陷容限的分级。

GB/T12469-90《焊接质量保证钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》把接头的外观和内部缺陷分为四级,见表4-4-4。

有了这个分级标准就可以作为焊接结构生产和焊接工艺评定时质量验收依据。

GB/T12469-90标准规定，凡已有产品设计规程，或法定验收规范的产品，应遵循这些规定换算成相应级别。

对没有相应规程或法定验收规则的产品，在确定评定级别时，应考虑载荷性质、服役环境、产品失效后的影响、选用材质、制造条件等因素。

对技术要求较高但又无法实施无损检验的产品，必须对焊工操作及工艺实施全过程的监督制度和责任记录制度。

该标准不对接头的力学性能规定分等，但在设计文件或技术要求中必须明确规定出产品对接头（包括焊缝金属）性能要求的项目和指标，且符合产品设计规程、规则或法规的要求。

表4-4-4中引用了GB/T3323和GB/T11345两个标准焊缝质量分级，将在后面射线探伤和超声波探伤中详述。

4.5破坏性检验

破坏性检验是从焊件或试件上切取试样，或以产品（或模拟体）的整体破坏做试验，以检验其各种力学性能，化学成分和金相组织等的试验方法。

表4-4-4缺陷分级（GB/T12469-90）

注:

除注明角焊缝缺陷外,其余均为对接、角接焊缝适用。

1咬边如经磨削修整并平滑过渡，则只按焊缝最小允许厚度评定。

2特定条件下要求平滑过渡时，不受规定限制（如搭接或不等厚度板对接和角接组合焊缝。

4.5.1焊缝金属及焊接接头力学性能试验

4.5.1.1拉伸试验[24][25]

拉伸试验用于评定焊缝或焊接接头的强度和塑性性能。

抗拉强度和屈服强度的差值能定性说明焊缝或焊接接头的塑性储备量。

伸长率和断面收缩率的比较可以看出塑性变形的不均匀程度，能定性说明焊缝金属的偏析和组织不均匀性，以及焊接接头各区域的性能差别。

焊缝金属的拉伸试验有关规定应按GB/T2652-1989《焊缝及熔敷金属拉伸试验方法》标准进行。

焊接接头的拉伸试验应按GB/T2651-1989《焊接接头拉伸试验方法》标准进行。

4.5.1.2弯曲试验[26]

试验用于评定焊接接头塑性并可反映出焊接接头各个区域的塑性差别，暴露焊接缺陷，考核熔合区的接合质量。

弯曲试验可分为横弯、纵弯、正弯、背弯和侧弯。

侧弯试验能评定焊缝与母材之间的结合强度、双金属焊接接头过度层及异种钢接头的脆性、多层焊的层间缺陷等。

焊接接头的弯曲试验有关规定应按GB/T2653-1989《焊接接头弯曲及压扁试验方法》标准进行。

4.5.1.3冲击试验[27]

冲击试验用于评定焊缝金属和焊接接头的韧性和缺口敏感性。

试样为V形缺口，缺口应开在焊接接头最薄弱区，如熔合区、过热区、焊缝根部等。

缺口表面的光洁度、加工方法对冲击值均有影响。

缺口加工应采用成型刀具，以获得真实的冲击值。

V形缺口冲击试验应在专门的试验机上进行。

根据需要可以作常温冲击、低温冲击和高温冲击试验。

后两种试验需把冲击试样冷却或加热至规定温度下进行。

冲击试样的断口情况对接头是否处于脆性状态的判断很重要，常常被用于宏观和微观断口分析。

焊接接头冲击试验有关规定应按GB/T2650-1989《焊接接头冲击试验方法》标准进行。

4.5.1.4硬度试验[28]

硬度试验用于评定焊接接头的硬化倾向，并可间接考核焊接接头的脆化程度。

硬度试验可以测定焊接接头的洛氏、布氏和维氏硬度，以对比焊接接头各个区域性能上的差别，找出区域性偏析和近缝区的淬硬倾向。

硬度试验也用于测定堆焊金属表面硬度。

焊接接头和堆焊金属硬度试验有关规定应按GB/T2654-1989《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》的标准进行。

4.5.1.5断裂韧度COD试验[29]

断裂韧度COD试验用于评定焊接接头的COD（裂纹张开位移）断裂韧度，通常将预制疲劳裂纹分别开在焊缝、熔合线和热影响区，评定各区的断裂韧度。

试验应按JB/T4291-1999《焊接接头裂纹张开位移[COD]试验方法》的标准进行。

4.5.1.6疲劳试验[12]

疲劳试验用于评定焊缝金属和焊接接头的饿疲劳强度及焊接接头疲劳裂纹扩展速率。

评定焊缝金属和焊接接头的疲劳强度时，应按GB/T2656-1981《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》、GB/T13816-1992《焊接接头脉动拉伸疲劳试验》和JB/T7716-1995《焊接接头四点弯曲疲劳试验方法》等标准进行。

测定焊接接头疲劳裂纹扩展速率，应按GB/T9447-1988《焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验方法》或JB/T6044-1992《焊接接头疲劳裂纹扩展速率侧槽试验方法》等标准进行。

4.5.2焊接金相检验[12]

焊接金相检验（或分析）是把截取焊接接头上的金属试样经加工、磨光、抛光和选用适当的方法显示其组织后，用肉眼或在显微镜下进行组织观察，并根据焊接冶金、焊接工艺、金属相图与相变原理和有关技术文件，对照相应的标准和图谱，定性或定量地分析接头的组织形貌特征，从而判断焊接接头的质量和性能，查找接头产生缺陷或断裂的原因，以及与焊接方法或焊接工艺之间的关系。

金相分析包括光学金相和电子金相分析。

光学金相分析包括宏观和显微分析两种。

具体方法略。

4.5.3断口分析

断口分析是对试样或构件断裂后的破断表面形貌进行研究，了解材料断裂时呈现的各种断裂形态特征，探讨其断裂机理和材料性能的关系。

断口分析的目的有三：

①判断断裂性质，寻找破断原因；②研究断裂机理；③提出防止断裂的措施。

因此，断口分析是事故（失效）分析中的重要手段。

在焊接检验中主要是了解断口的组成，断裂的性质（塑性或脆性）及断裂的类型（晶间、穿晶或复合）、组织与缺陷及其对断裂的影响等。

断口来源于冲击、拉伸、疲劳等试样的断口和折断试验法的断口；此外是破裂、失效的断口等。

断口分析一般包括宏观分析和微观分析两方面。

前者指用肉眼或20倍以下的放大镜分析断口；后者指用光学显微镜或电子显微镜研究断口。

宏观分析和微观分析不可分割，互相补充，不能互相代替。

4.5.4化学分析与试验[12]

4.5.4.1化学成分分析

主要是对焊缝金属的化学成分进行分析，从焊缝金属中钻取试样是关键，除应注意试样不得氧化和沾染油污外，还应注意取样部位在焊缝中所处的位置和层次。

不同层次的焊缝金属受母材的稀释作用不同。

一般以多层焊或多层堆焊的第三层以上的成分作为熔敷金属的成分。

4.5.4.2扩散氢的测定

熔敷金属中扩散氢的测定有45℃甘油法、水银法和色谱法三种。

目前多用甘油法。

按《熔敷金属中扩散氢测定方法》（GB/T3965-1995）规定进行。

但甘油法测定精度较差，正逐步被色谱法所替代。

水银法因污染问题而极少应用。

4.5.4.3腐蚀试验

焊缝金属和焊接接头的腐蚀破坏有总体腐蚀、晶间腐蚀