焊接缺欠产生的原因.ppt

焊接缺欠产生的原因分析 主讲人：徐德昆 1.3.15.7 气孔（porosity） 焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。 图1-14 1.气孔产生的原因： 母材坡口或填充金属表面有水、锈、油污等，焊条及焊剂未烘干会增加氢气孔量；焊缝金属脱氧不足会增加一氧化碳气孔。焊接线能量过小，熔池冷却速度大，不利于气体逸出；电弧电压过高会增大空气侵入机会，也会产生气孔。 仰焊位和横焊位（气泡上浮受阻）易产生气孔。焊环缝比纵缝（相同厚度）易出气孔（气体逸出路程加大）。 SMAW焊接时，焊接电流过大可能产生气孔。电弧偏吹（磁场、侧风、焊条偏心）也可能产生气孔。 图1-15 2. 气孔的危害：气孔减小了焊缝的有效截面积，使焊缝疏松，从而降低了接头的强度，降低塑性，还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。 3. 防止气孔的措施 ① 清除焊丝的油污锈蚀等，工件坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。 ② 采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干。 ③ 采用直流反接并用短电弧施焊。 ④ 焊前预热，减缓冷却速度。 ⑤ 用线能量较大的规范施焊。 q=I.U/v 式中：I焊接电流A;U电弧电压V;v焊接速度cm/s q线能量J/cm 2.4.4.2 夹渣（slag inclusio） 夹渣是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。 1. 夹渣的分布和形状有单个点状夹渣、条状夹渣、链状夹渣和密集夹渣。夹渣属于非金属氧化物。 夹渣产生的原因： ①坡口尺寸不合理； ②坡口有污物； ③多层焊时，层间清渣不彻底； ④焊接线能量小； 夹渣产生的原因： ⑤焊缝散热太快，液态金属凝固过快； ⑥焊条药皮、焊剂化学成分不合理，熔点过高，冶金反应不完全，脱渣性不好； ⑦焊条电弧焊时，焊条摆动不正确，不利于熔渣上浮。 2. 夹渣的危害：点状夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。 3. 防止夹渣的措施 ①正确选择焊接规范，掌握运条技术，使熔池中焊剂充分熔化； ②采用焊接性能良好的经过烘干的焊条； ③严格清理焊件坡口和中间焊道的熔渣。 2.4.4.3 裂纹 裂纹是金属原子的结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙。 裂纹的分类 （1）热裂纹：一般是指在焊缝稍低于凝固温度时产生的裂纹，焊接完毕即出现，即液态金属一次结晶时产生的裂纹。这种裂纹多贯穿在焊缝表面，裂纹面上呈氧化色，失去金属光泽，亦有的出现在热影响区。这种裂纹沿晶界开裂，又称结晶裂纹。 低熔点共晶体主要是FeS-Fe其熔点为985℃，NiS+Ni其熔点为644℃，NiP+Ni其熔点为880℃，FeP+Fe其熔点为1050℃ 热裂纹产生原因 a) 产生原因：焊缝金属中含硫、磷量较高时，形成硫、磷化物与铁作用形成低熔点共晶，当低熔点共晶被排挤到晶界形成液态薄膜，构成一薄弱地带，受到拉伸应力作用时就可能使这一薄弱位置形成裂纹。如果基体金属的晶界上也存在着低熔点共晶和杂质，则加热温度超过起熔点的热影响区，在焊接应力的作用下，也可能产生裂纹，这就是热影响区的液化裂纹。 b)热裂纹防止措施： ① 控制焊缝中有害杂质（如硫、磷）的含量，硫、磷含量应小于0.03%～0.04%。对于重要结构的焊接，应采用碱性焊条或焊剂，可有效地控制有害杂质的含量。 ② 改善焊缝金属的一次结晶，通过细化晶粒，可提高焊缝金属的抗裂性。 ③ 正确选择合格的焊接工艺，如控制焊接规范，适当提高焊缝成型系数（控制在1.3~2.0之间 ），采用多层、多道焊等可避免中心线偏析，从而防止中心线产生裂纹。④ 选择降低焊接应力的措施，也可防止热裂纹的产生。 再热裂纹：是指在重复加热过程中产生的裂纹。再热裂纹产生的部位在熔合区、热影响区的粗晶区，具有晶间断裂的特征；对于不同的含碳量有不同温度的敏感区；再热裂纹多发生在应力集中的部位。 铬、钼、钒、铌、钛会形成再热裂纹。 再热裂纹预防措施：预热；用低强度焊接材料；减少焊接应力。 （2）冷裂纹：指在焊缝冷至马氏体转变温度（200～300℃）以下产生的裂纹，一般是在焊后一段时间（几小时、几天甚至更长）才出现，又称延迟裂纹，延迟裂纹主要是氢的作用。 a) 产生原因：主要是由于焊缝金属中形成淬硬组织，扩散氢的存在和富集，存在着较大的焊接拉伸应力。 焊件板厚越大，焊接冷却速度越快，越容易出现淬硬组织。 b) 防止措施： ① 选用合格的低氢焊接材料，采用降低扩散氢含量的焊接工艺方法； ② 严格控制氢的来源，如焊条和焊剂应严格按规定的要求烘干，随用随取。严格清理坡口两侧的油、锈、水分以及控制环境温度等。 ③ 选择合适的焊接工艺，正确地