常见的焊接缺陷及其处理方法.ppt

1、【案例】如果焊接质量要出现问题，所造成的危害是毁灭性的。比方讲四川重庆的綦虹桥，突然断裂，有焊接质量问题，韩国的汉江大桥突然断裂，也有焊接质量问题。四川重庆的綦虹桥突然断裂事故原因分析n主拱钢管焊接问题主拱钢管焊接问题n 主拱钢管加工层层转包，既无经济合同有无数面技主拱钢管加工层层转包，既无经济合同有无数面技术质量要求，加工采用包干承包，加工前未进行合理的术质量要求，加工采用包干承包，加工前未进行合理的工艺试验和必要的质检工作，在钢管标准节段弯曲成型工艺试验和必要的质检工作，在钢管标准节段弯曲成型时就多次发生焊缝断裂。经现场勘察取样，对焊缝进行时就多次发生焊缝断裂。经现场勘察取样，对焊缝进行X

2、射线探伤、金相、强度等检验证明焊缝有射线探伤、金相、强度等检验证明焊缝有裂纹、未焊裂纹、未焊透、未融合、气孔、夹渣、陈旧型裂纹透、未融合、气孔、夹渣、陈旧型裂纹等严重缺陷、焊等严重缺陷、焊缝质量不能达到施工及验收规范的二级焊缝检验标准的缝质量不能达到施工及验收规范的二级焊缝检验标准的要求。故主拱钢管焊缝低劣是导致主拱垮塌的直接原因。要求。故主拱钢管焊缝低劣是导致主拱垮塌的直接原因。n 众所周知，焊接结构众所周知，焊接结构(件件)在现代科学技术和生产中得到了广泛在现代科学技术和生产中得到了广泛应用。随着锅炉、压力容器、化工机械、海洋构造物、航空航天应用。随着锅炉、压力容器、化工机械、海洋构造物、

3、航空航天器和原子能工程等向器和原子能工程等向髙参数及大型化髙参数及大型化-方向发展，工作条件日益苛方向发展，工作条件日益苛刻、复杂。显然，这些焊接结构刻、复杂。显然，这些焊接结构(件件)必须是髙质量的，否则，运必须是髙质量的，否则，运行中出现事故必将造成惨重的损失。诚然，迅速发展的现代焊接行中出现事故必将造成惨重的损失。诚然，迅速发展的现代焊接技术，已能在很大程度上保证其产品质量，技术，已能在很大程度上保证其产品质量，但由于焊接接头为但由于焊接接头为不不均匀体均匀体，应力分布又复杂，制造过程中亦作不到绝对的不产生，应力分布又复杂，制造过程中亦作不到绝对的不产生焊焊接缺陷接缺陷，更不能排除产品在

4、役运行中出现新的，更不能排除产品在役运行中出现新的缺陷缺陷。前前 言言【思考思考】焊接缺陷如何产生，在哪些地方出现？焊接缺陷如何产生，在哪些地方出现？你曾今见过吗？你曾今见过吗？一、常见焊接缺陷及其处理方法1.1焊缝缺陷的分类焊缝缺陷的分类1.2内部缺陷内部缺陷1.3外部缺陷外部缺陷常见焊接缺陷及其处理方法常见焊接缺陷及其处理方法1.4 GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明的的规定规定 1.1焊缝缺陷的分类焊接缺陷（1）按缺陷出现的时间来分）按缺陷出现的时间来分 裂纹、孔穴、夹渣、裂纹、孔穴、夹渣、凹陷、熔接不足或渗凹陷、熔接不足或渗透不足等。透不足等。通

5、常指焊接热循环损通常指焊接热循环损伤到焊道或邻近的热伤到焊道或邻近的热影响区，造成焊件性影响区，造成焊件性质劣于母材。当焊件质劣于母材。当焊件使用时，破裂起始于使用时，破裂起始于这些缺陷存在原位置。这些缺陷存在原位置。制造缺陷制造缺陷 使用时发生使用时发生的缺陷的缺陷 焊接缺陷（2）按缺陷出现的位置来分）按缺陷出现的位置来分 焊瘤、咬边、烧穿、未焊透、焊瘤、咬边、烧穿、未焊透、夹渣、表面气孔、焊接裂纹夹渣、表面气孔、焊接裂纹 以及焊缝形状和尺寸不符合以及焊缝形状和尺寸不符合要求要求 未焊透、夹渣、内部气孔、未焊透、夹渣、内部气孔、焊接裂纹等焊接裂纹等 外部缺陷外部缺陷 内部缺陷内部缺陷 第第1

6、类类 裂纹；裂纹；第第2类类 孔穴；孔穴；第第3类类 固体夹杂；固体夹杂；第第4类类 未熔合和未焊透；未熔合和未焊透；第第5类类 形状缺陷；形状缺陷；第第6类类 上述以外的其它缺陷。上述以外的其它缺陷。分别用国际焊接学会（分别用国际焊接学会（IIW）中缺陷字母代号做简化标记。）中缺陷字母代号做简化标记。（3 3）GB6417-86GB6417-86规定分类规定分类常见焊接缺陷示意图常见焊接缺陷示意图n（一）裂纹（一）裂纹n n （二）气孔（二）气孔 （三）夹渣（三）夹渣n （四）未熔合（四）未熔合 未焊透未焊透n （五）形状缺陷（五）形状缺陷n 咬边咬边 焊瘤焊瘤n 烧穿和下塌烧穿和下塌 n

7、n 错边和角变形错边和角变形 焊缝尺寸不合要求焊缝尺寸不合要求n（六）其它缺陷（六）其它缺陷n 电弧擦伤、严重飞溅、母材表面撕裂、磨凿痕、打磨过量等。常见焊接缺陷常见焊接缺陷内部缺陷内部缺陷外部缺陷外部缺陷裂纹裂纹气孔气孔夹渣和夹杂夹渣和夹杂未焊透未焊透未融合未融合焊瘤焊瘤咬边咬边焊穿焊穿凹坑凹坑未焊满未焊满尺寸和形状尺寸和形状1.2内部缺陷 位于焊缝内部缺陷，用破坏性试验或无损探伤的位于焊缝内部缺陷，用破坏性试验或无损探伤的方法可以发现。方法可以发现。定义定义 在焊接应力及其它致脆因素共同作用下在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而

8、形成新界面产生的裂缝。的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面产生的裂缝。接接头头形形式式对对裂裂纹纹倾倾向向的的影影响响1.2.1焊接裂纹焊接裂纹焊接裂纹的宏观状态及其分布常见的裂纹形状与射线底片常见的裂纹形状与射线底片横向裂纹横向裂纹纵向裂纹纵向裂纹根部裂纹根部裂纹着色探伤显示产生的裂纹与母材的化学成分、结晶组织、冶炼方法等有关。如钢的与母材的化学成分、结晶组织、冶炼方法等有关。如钢的含碳含碳量量越高或越高或合金量合金量越高，钢材的硬度就越高，通常越容易在焊接越高，钢材的硬度就越高，通常越容易在焊接时产生裂纹。时产生裂纹。焊接时焊接时冷却速度冷却速度高容易产生裂纹。所以焊接时应避开风口和避高容

9、易产生裂纹。所以焊接时应避开风口和避免被雨水淋湿。在焊接中，高碳钢或合金钢时，要根据母材的免被雨水淋湿。在焊接中，高碳钢或合金钢时，要根据母材的成分或特性，有的要采取加热保温措施后方可施焊。成分或特性，有的要采取加热保温措施后方可施焊。焊条内含焊条内含硫、磷、碳硫、磷、碳高时焊缝容易产生裂纹。硫磷是有害元素高时焊缝容易产生裂纹。硫磷是有害元素,含硫高焊缝有热脆性，含磷高焊缝有冷脆性，焊条含硫磷量都含硫高焊缝有热脆性，含磷高焊缝有冷脆性，焊条含硫磷量都必须在必须在0.0035以下。以下。二、二、焊接裂纹的一般原因焊接裂纹的一般原因被焊结构被焊结构刚性大刚性大、构件的焊接顺序不当也容易产生裂纹。当

10、顺序安排不当时会形成焊接、构件的焊接顺序不当也容易产生裂纹。当顺序安排不当时会形成焊接收缩受阻，妨碍焊缝的自由收缩，以致产生较大的收缩应力而产生焊缝裂纹。收缩受阻，妨碍焊缝的自由收缩，以致产生较大的收缩应力而产生焊缝裂纹。焊接时周围的焊接时周围的环境温度低环境温度低，或在风口散热条件过好造成散热过快也会引起裂纹。，或在风口散热条件过好造成散热过快也会引起裂纹。分类分类 热裂纹、冷裂纹（氢致裂纹）、焊后热处理裂纹（再热裂纹）及延热裂纹、冷裂纹（氢致裂纹）、焊后热处理裂纹（再热裂纹）及延性不足裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹等性不足裂纹、层状撕裂及应力腐蚀裂纹等。nn 按温度范围和机理进行的焊接裂纹的

11、分类按温度范围和机理进行的焊接裂纹的分类n氢致裂纹氢致裂纹n冷裂纹淬火裂纹冷裂纹淬火裂纹n层状撕裂层状撕裂n结晶裂纹结晶裂纹n焊接裂纹热裂纹液化裂纹焊接裂纹热裂纹液化裂纹n高温失效裂纹高温失效裂纹nn再热裂纹再热裂纹 三、三、焊接裂纹的分类焊接裂纹的分类热裂纹产生原因热裂纹产生原因焊缝金属的晶界上存在焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体低熔点共晶体（含硫、磷、铜等杂质）。（含硫、磷、铜等杂质）。接头中存在接头中存在拉应力拉应力。热裂纹的定义热裂纹的定义 焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线固相线附近的高温区产生的裂纹。附近的高温区产生的裂纹。热裂纹主要发生

12、在晶界处。热裂纹主要发生在晶界处。热裂纹的特征热裂纹的特征热裂纹可发生在焊缝区或热影响区热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向分布。沿焊缝长度方向分布。热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂纹。晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成，因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩。所以有氧化色彩。焊后立即可见。焊后立即可见。1 1、热裂纹（又称结晶裂纹）、热裂纹（又称结晶裂纹）了解热裂纹的形成防止措施防止措施选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含量。Fe和和FeS易形成低熔点共易形成低熔点共晶，

13、其熔点为晶，其熔点为988，很容易产生热裂纹。，很容易产生热裂纹。严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平圆弧圆弧过渡。过渡。缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化细化焊缝焊缝晶粒晶粒，提高塑性减少偏析。，提高塑性减少偏析。确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。如采用小线能量，确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小焊接应力。如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置等。焊前预热，合理的焊缝布置等。2 2、冷裂纹、冷裂纹冷裂纹的定义冷裂纹的定义 焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在焊接接头冷却到较低温

14、度下（对于钢来说在Ms温度温度以下）时产生的裂纹。冷裂纹主以下）时产生的裂纹。冷裂纹主要发生在热影响区。对合金成分较多的高强钢来说，也可能发生在焊缝金属中。要发生在热影响区。对合金成分较多的高强钢来说，也可能发生在焊缝金属中。冷裂纹的特征冷裂纹的特征多出现在焊道与母材熔合线附近的多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区热影响区中，多为中，多为穿晶裂纹穿晶裂纹。冷裂纹无氧化色彩。冷裂纹无氧化色彩。冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。冷裂纹具有延迟性质，主要是冷裂纹具有延迟性质，主要是延迟裂纹延迟裂纹。冷裂纹产生原因冷裂纹产生原因焊接接头焊

15、接接头(焊缝和热影响区及熔合区焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能的淬火倾向严重，产生淬火组织，导致接头性能脆化。脆化。焊接接头焊接接头含氢量含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，造成非常大的局部压力，使接头脆化；使接头脆化；磷磷含量过高同样产生冷裂纹。含量过高同样产生冷裂纹。存在较大的存在较大的拉应力拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。由于是氢所诱发的，也叫氢致裂纹。了解冷裂

16、纹的形成工件焊前工件焊前预热预热，焊后，焊后缓冷缓冷（大部分材料的温度可查表），可降低焊后冷却速度，避免（大部分材料的温度可查表），可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。产生淬硬组织，并可减少焊接残余应力。采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等，焊后进行清除采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能量的多层多道焊等，焊后进行清除应力的应力的退火退火处理。处理。焊后立即进行焊后立即进行去氢去氢（后热）处理，加热到（后热）处理，加热到250，保温，保温26h，使焊缝金属中的扩散氢，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。逸出金属表面。防止冷裂纹的措施防止冷裂纹的措施选用选用碱性碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊缝金属塑性。焊条焊剂要焊条焊剂要烘干烘干，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈，减少氢的来源。，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈，减少氢的来源。热裂纹的特征及原因热裂纹的特征及原因焊接完成后，在一定温度范围内对焊件再次加热。焊接完成后，在一定温度范围内对焊件再次加热。多发生在焊接