6 焊接缺陷的产生原因和预防 kIkUra`
6.1 焊接尺寸不符产生的原因和预防 6 `Y2R
焊缝尺寸过小,使焊接接头强度降低;焊缝尺寸过大,不仅浪费焊接材料,还会增加焊接件的应力和变形;塌陷量过大的焊缝,使接头强度降低;余高过大的焊缝,造成应力集中,减弱结构件的工作性能。 jvZ<98Z
① 产生原因:焊件坡口角度开得不当或装配间隙不均匀;焊接工艺参数选择不当等。 & $^Rv5H3R
② 预防措施: ZoW)dz!ZW
a.选择合适的坡口角度和装配间隙; FC6JiBuq
b.提高装配质量; ~ijg)*IA+
c.正确选择焊接工艺参数; (xVs]x>&,
d.提高焊接操作者的操作水平。 )'W9g0Iy
6.2 咬边产生的原因和预防 {U!8[D]
咬边不仅减弱了焊接接头强度,而且因应力集中易发生裂纹。 C^)%oI
① 产生原因: _[oPyL
a.主要是焊接电流太大,以及运条速度不当造成。 gv*2 M
b.在角焊时,经常由于焊条角度或电弧长度不适当而造成。 =<EX+XF1
c.在埋弧焊时,往往是由于焊接速度过快而产生。 --|(l _T
② 预防措施: s uO{J
a.选择正确的焊接电流和焊接速度,电弧不能拉得太长,保持运条均匀。 Z: +oRiJ
b.在角焊时,焊条采用合适的角度和保持一定的电弧长度。 FX`JHEW`lg
c.在埋弧进,应正确地选择焊接工艺参数。 X,aS2A#
6.3 未焊透产生的原因和预防 ra:&`Z<
未焊透处会造成应力集中,并容易引起裂纹,重要的焊接接头不允许有未焊透现象存在。 G!U|O
① 产生原因: qG~3\ 4n
a.坡品角度太小、间隙过小或钝边过大; }(
b.焊接电流太小、焊接速度过快、电弧电压偏低; # }{g#
c.焊条(或焊丝)可达性差、清根不彻底。 i/,|TE
② 预防措施: Lki$h '^
正确选用和加工坡口尺寸,保证必须的装配间隙,正确选用焊接电流和焊接速度,认真操作,仔细地清理层间或母材边缘的氧化物和熔渣等。 5bnc My~M
6.4 未熔合产生的原因和预防 <c?iU@<fr
① 产生原因: 3Og3|b"Y9
主要是焊接热输入太低,电弧指向偏斜,坡口侧壁有锈垢及污物,层间清理不彻底等。 'MVS)aB@=
② 预防措施: N];3WI
正确地选用焊接热输入,认真操作,加强层间的清理等。 k}c)[sB%
6.5 烧穿产生的原因和预防 a; 5O
① 产生原因: p|#Hl>vY
焊接电流过大,焊接速度太慢,装配间隙过大或钝边太薄等。 #KehP>A
② 预防措施: TtORsu/"7
选择合适的焊接电流和焊接速度,严格控制装配间隙,单面焊可采用铜垫板,焊剂垫或自熔垫,使用脉冲电流等。 ^fr$M+_l
6.6 焊瘤产生的原因和预防 F3?H Tk%]U
① 产生原因: yf:1bjOz
操作不熟练和运条不当,埋弧焊参数选择不合适等。 3*,/"\]P<
② 预防措施: sfS@~RzYJ/
提高焊接操作者技能的熟练程度,正确地选用焊接工艺参数。 Y}Yz1
6.7 弧坑产生的原因和预防 ]!,_"J
弧坑不仅使该处焊缝的强度严重削弱,而且还会产生弧坑裂纹,而引起整条焊缝被破坏(裂纹在受力时扩展)。 b=MIZc[r
① 产生原因: ?E~i
a.主要熄弧时间过短,没填满弧坑,或薄板焊接时使用电流过大; sl%daMla
b.埋弧焊时主要没分两步“停止”按钮(分两步:先停止焊丝给送,后切断电源)。 iQx[@xCgX
② 预防措施: ), =9;S
a.焊条电弧焊时,必须注意在收弧过程焊条在熔池处作短时停留,或作几次环形运动,使足够的焊条金属填满熔池; .'GH
b.正确选用焊接电流; )sR<,
c.地埋弧焊时,要分两步按下“停止”按钮,以填满弧坑。 [{+2V3
6.8 气孔产生的原因和预防 7>+wr"E
① 产生原因: zp#_g]~
由于熔解在熔池的气体,在熔池冷却过程中,因气体熔解度急剧降低,来不及析出残留在固体金属内形成的。 |5rKAzz
② 预防措施: T;lm@
a.选择好的焊条、焊剂。必须根据需要,正确地选择焊接材料。 @xWp ;u~
b.加强焊前处理。焊前仔细清理焊件表面的铁锈、油污、水分;按规定烘干焊条、焊剂,尽量减少氢的来源。 m6@~>Y0OJ
c.正确地选择焊接工艺参数。在允许的条件下,尽可能采用较大的热输入进行焊接,保证熔池缓慢冷却,使熔解在熔池中的气体能够逸出;采用短弧焊,减少弧柱与空气的接触,减少空气中的氮气、氧气进入熔池的机会。 jV%^so};
d.选择好电源种类和极性。焊接低碳钢和低合金钢时,用交流容 L_yPZ
易产生气孔,直流正接气孔倾向减少,直流反接气孔倾向最小。 hWZ^E_$K
6.9 夹渣、夹杂质产生的原因和预防 =?' Cu#O
夹渣尺寸较大,且不规则,减弱焊缝的有效面积,降低焊接接头的塑性和韧性。在夹渣的尖角处会造成应力集中,因而对淬硬倾向较大的焊缝金属,易在夹渣尖角处扩展为裂纹。 rj"#Gx
① 产生原因: pU)lWy9K
a.冶金反应产生了高熔点、密度大的金属或非金属氧化物。在这些氧化物不易从熔池中浮起;也有可能产生了低熔点硫化物共晶形成夹杂。 <}mf5,
b.焊接工艺参数不合适,使熔池温度低,冷却快,渣不易漂出;焊前清理不干净或多层焊时层间清理不彻底。 V |8`e|W
② 预防措施: <(|88`t
a.选用脱渣性、脱氧和脱硫性能好的焊条、焊剂。 aE|"/@z/LR
b.选用合适的坡口角度和合理的焊接工艺参数,使熔池存在的时间不要太短。 J.oWyoa.
c.运条要平稳,焊条摆动的方式要有利于熔渣上浮。酸性焊条操作中要注意赶渣,使熔渣浮在熔池后面,不要熔渣、铁液不分。碱性焊条操作中要采用短弧焊接。 4W3A z
d.仔细清理坡口边缘及焊丝表面油污。多层焊时要注意将前道焊缝的熔渣清理干净后,再焊下一道(层)焊缝。 PP"-{dP1M
e.双面焊时,一定要清除焊根后,再焊反面。 7!%b]-XXz
f.施焊时要保护好熔池,防止空气侵入。 mJ_y2OmtCo
6.10 裂纹产生的原因和预防 Qfm;N`ltK
① 产生原因: RTa-T 3
聚集晶粒边界或焊缝中心的液态低熔点共晶,在焊缝冷却过程中产生和拉应力作用下开裂。 lrwsNUfmM
② 预防措施: j.]qV'4
要设法减少焊缝中的低熔点共晶物和降低冷却时的拉应力。 Mwy!~\{
a.限制钢材及焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量,特别应尽量减少硫、磷等杂质的含量及降低含碳量。 ox\CiP1
b.调节焊缝金属的化学成分,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,以提高其塑性,减少或分散偏析程度,控制低熔点共晶的有害影响。 =J>S o!
c.控制焊接工艺参数,适当提高焊缝成形系数,采用多层多道焊法,避免中心线偏析,防止中心线裂纹。 )P%)kG[p
d.提高焊条或焊剂的碱度,以降低焊缝中的杂质含量,改善偏析程度。 hK;-AGE5M
e.采取各种降低焊接应力的工艺措施。 Rj EQ&~
f.断弧时采用引出板,或逐渐灭弧,并填满弧坑,可以减少弧坑裂纹的产生。 o4y /,Vj*
g.降低钢材中有害杂质的含量,钢材晶粒,改变有害杂质的形成和分布。 :jydP32t
6.11 冷裂纹产生的原因和预防 oB@P RnZ
① 产生原因: )9+sL1hVG
钢材的淬硬倾向,焊接接头的含氢量及其分布和焊接接头拘束应力的大小是焊接高强钢(包括中碳钢,低合金高强钢和中合金钢),产生冷裂纹的三大因素。 O ! }?
② 预防措施: - ]^|h)Y
a.选用低氢焊接材料,应选用标准规定的与母材配套的低氢焊条和焊剂。 TaI/docB
b.加强焊前清理,必须按规定温度仔细烘干焊条、焊剂,并妥善保管,防止受潮,随用随取;焊前除净待焊区的油、锈及其它污物。 $oY>GR
c.考虑用CO2 气体保护焊焊接淬硬倾向较大、对氢敏感性较强的钢种。 GnQWU+s&
d.选用含合金元素较高的焊接材料,以降低焊缝中硅的含量、提高Mn/Si比值、细化晶粒、提高焊缝金属的韧性。 7Y>jjG(TKl
e.推荐用“软盖面层焊法”制造高强钢焊接结构。该法采用与母材等强的焊材打底,填充,但表层2~6mm厚度用强度级别低于母材的焊材盖面,以增加焊缝金属的韧性储备,降低接头的拘束应力,从而提高抗裂性。 p\Cn3<eES
f.选择合理的焊接工艺参数和热输入,控制焊接接头的冷却速度。 *>H~rY%
h.焊前预热、控制层间温度,焊后保温缓冷却或焊后立即进行氢处理,从而降低冷却速度,降低热影响区硬度,降低总应力水平,改善焊接接头组织和性能。 S7QlQo/
i.选择合理的焊接顺序、减小焊接应力。 d_ TF}*]
j.严格操作,注意不能产生弧坑、咬边、未焊透等缺陷,以减小应力集中点。 z<A= Fy
k.焊后进行热处理,消除内应力,改善焊接接头组织和韧性。 nv\YFp[Y j
6.12 再热裂纹产生的原因和预防 VJwF NqwM`
① 产生原因: rgsBqP_
必须同时具备以下4个条件,才有可能产生再热裂纹: lr(_CB?w}
a.只有用Cr、Mo、V、Ti、Nb元素等沉淀强化的珠光体耐热钢、低合金高强钢及不锈钢等才产生再热裂纹。 {}C]h32A
b.再热裂纹最容易产生在厚件和应力集中处。 E(e5a$@z
c.再热裂纹产生在一定的温度范围,以于一般低合金高强钢约500~700℃,随着钢种以变化而异。 A#az"W
d.一定的高温停留时间。 ;E4$~P
② 预防措施: GblZ'y
a.降低残余应力,减少应力集中。在设计和工艺上都应设法改善应力状态,如进行预热和后热,减少焊缝余高保持平滑过渡,尽量减小接头几何形状的突变,必要时将焊趾处打磨平滑,并防止各类焊接缺陷,引起应力集中。 t"@~$5
b.选用低强度焊接材料。适当降低焊缝金属的强度,提高塑性。 Zq@hqDBY(
c.控制焊接热输入。 pvT|,?k
d.增加中间热处理工序。 64nm@BZ
6.13 层状撕裂产生的原因和预防 ]"yzKRT$
①以焊接裂纹等冷裂纹为起点的层状撕裂产生的原因和预防 \~/%M
a.产生的原因: ABV.8iK3
⑴材料中的淬硬组织,氮含量的存在,拘束度较大。 TgG]XEN
⑵轧制形成的长度状MnS型夹杂。 lu{2 RX
⑶氢脆。 xK]Q0+ ^P
⑷由角变形引起的焊接应变或因缺口应力集中和应变集中。 `)z*\#
b.预防措施: E_xt!Wq
⑴降低钢材对冷裂的敏感性。 We:JC9`w
⑵减小钢中的含硫量或夹杂物的长度。 {'dR$A
⑶降低熔敷金属中的扩散氢含量。 bb@7W~
⑷改变接头形式和坡口形式,以防止角变或应力应变集中。 ogUb\?UC
②以夹杂物和开口为起点在热影响区中传播的层状撕裂 Lk7 /oa
a.产生的原因: 7 0
⑴轧制形成的长条状MnS型夹杂。 Gh(V:?{[[
⑵SiO2型或Al2O3型夹杂。 }GPY8J"tr
⑶外部拉伸拘束。 iCAJC
⑷氢脆。 _e.j_h@l`
b.预防措施: A'w,wWsRN
⑴降低钢中的S、Si、Al、O含量。 '4s&xlr$
⑵向钢中增加称土元素。 (T&2Xb
⑶改善钢材的轧制条件和热处理规范。 BcC,UoX&i
⑷减缓外部的拉伸拘束。 &^P%<W
⑸提高熔敷金属的延性,降低其中的扩散氢含量。 uz-IJ/p(z
③远离热影响区而在板厚中心附近出现的层状撕裂 7&B'di@H
a.产生的原因: }K%phn6
⑴选用抗状撕裂钢。 z`M0<Xw
⑵对轧制钢板的端面进行机械加工。 Rk1im
⑶减小弯曲拘束程度。 9bt[wwW%Uu
⑷应变时效。 9#T'{l
b.预防措施: vt QD-bE>
⑴选用抗状撕裂钢。 `mxU|!
⑵对轧制钢板的端面进行机械加工。 ~C$rSR%
⑶减小弯曲拘束程度。 0L Y4$*n
⑷应变时效。 !V {1f2
⑸利用预堆焊层法。
7 焊接工艺控制 `"F`zdT |