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金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探讨
汇报人：
2024-01-15
CATALOGUE
目录
焊接成型基本概念与原理
主要缺陷类型及产生原因
控制措施与方法探讨
实例分析：某型号钢结构桥梁焊接缺陷控制
行业标准与法规解读
总结与展望
焊接成型基本概念与原理
01
焊接是一种通过加热或加压，或同时加热加压的方式，使两个分离的金属材料在连接处达到原子间的结合，从而形成永久性连接的工艺过程。
根据焊接过程中金属所处的状态及工艺特点，焊接可分为熔化焊、压力焊和钎焊三大类。
焊接分类
焊接定义
VS
焊接成型主要包括焊前准备、焊接过程和焊后处理三个阶段。在焊前准备阶段，需要对母材进行清理、装配和预热等处理；在焊接过程中，通过合适的焊接方法和工艺参数，使母材局部熔化形成熔池，然后冷却凝固形成焊缝；在焊后处理阶段，需要对焊缝进行检验、后热处理和消氢处理等。
焊接成型特点
焊接成型具有连接强度高、密封性好、工艺灵活、适应性强等优点。同时，由于焊接过程中存在局部加热和快速冷却的特点，容易导致接头区域产生组织和性能的不均匀性，从而产生焊接应力和变形等缺陷。
焊接成型过程
母材作用
金属材料作为母材，在焊接过程中提供形成焊缝所需的金属元素，其化学成分和物理性能直接影响焊缝的质量和性能。
填充材料作用
在熔化焊中，填充材料（如焊条、焊丝等）作为补充金属元素加入到熔池中，与母材一起熔化并冷却凝固形成焊缝。填充材料的选择和使用对焊缝的成分、组织和性能具有重要影响。
保护气体作用
在焊接过程中，保护气体（如氩气、二氧化碳等）用于保护熔池免受空气中氧气、氮气等有害气体的侵入，防止焊缝氧化和氮化。同时，保护气体还可以起到稳定电弧、改善焊缝成形和提高焊接质量的作用。
主要缺陷类型及产生原因
02
由于焊接过程中产生的热应力超过了材料的强度极限，导致焊缝或热影响区出现裂纹。
热裂纹
焊接接头在冷却过程中，由于氢的聚集和焊接应力的共同作用，导致延迟裂纹的产生。
冷裂纹
氢气孔
焊接过程中，氢原子进入金属熔池后未能及时逸出，形成气泡并残留在焊缝中。
一氧化碳气孔
焊接材料中的水分、油污等含碳物质在焊接高温下分解产生的一氧化碳气体未能及时排出，留在焊缝中形成气孔。
焊接过程中产生的熔渣未能及时浮出焊缝表面，残留在焊缝中形成夹渣。
熔渣夹渣
焊接金属中的氧化物、硫化物等杂质在焊接过程中未能完全熔化而残留在焊缝中。
金属夹渣
未熔合
焊接过程中，母材与填充金属之间或填充金属层间未能完全熔化结合，导致焊缝中存在未熔合区域。
未焊透
焊接接头根部未完全熔透的现象，通常是由于焊接电流过小、焊接速度过快或坡口角度不合适等原因造成的。
控制措施与方法探讨
03
选用优质母材
选用符合标准、质量稳定的母材，避免使用劣质或不合格材料。
控制焊接材料质量
选用与母材相匹配的焊接材料，确保焊接材料成分、性能等满足要求。
加强材料检验
对进场的原材料进行严格检验，包括化学成分、力学性能、外观质量等方面，确保材料合格。
03
建立奖惩机制
通过建立奖惩机制，激励操作人员提高技能水平和责任心，减少人为因素造成的焊接缺陷。
01
加强技能培训
定期对操作人员进行技能培训，提高其理论水平和实际操作能力。
02
实行持证上岗制度
要求操作人员必须取得相应等级的焊接操作证书才能上岗操作。
定期对焊接设备进行检查和维护，确保设备处于良好状态。
定期检查设备
及时更换易损件
加强设备保养
对于易损件如电极、喷嘴等要及时更换，避免影响焊接质量。
按照设备使用说明书的要求进行保养，延长设备使用寿命和提高设备稳定性。
03
02
01
实例分析：某型号钢结构桥梁焊接缺陷控制
04
通过对施工现场的实地调查，发现存在焊接变形、裂纹、夹渣等缺陷。
现场调查
经过对缺陷的深入分析，发现主要原因包括焊接工艺参数不合理、焊接材料质量不稳定、焊接操作不规范等。
问题分析
根据钢材的特性和焊接要求，重新制定焊接工艺参数，包括焊接电流、电压、速度等。
优化焊接工艺参数
加强焊接材料质量控制
规范焊接操作
强化焊缝质量检测
严格筛选焊接材料，确保其质量稳定，符合相关标准。
对焊工进行专业培训，提高其操作技能水平，确保焊接操作的规范性和一致性。
采用无损检测技术对焊缝进行全面检测，确保焊缝内部质量符合要求。
焊接缺陷得到有效控制
通过实施上述控制措施，焊接变形、裂纹、夹渣等缺陷得到了有效控制，焊缝质量显著提高。
行业标准与法规解读
05
ISO系列标准对金属材料焊接工艺、焊接接头质量、焊接材料等方面做出了详细规定。
国际标准
我国金属材料焊接成型相关标准主要包括GB、JB、HG等系列，涉及焊接工艺评定、焊接接头力学性能、焊接材料验收等方面。
国家标准
各行业根据自身特点制定了相应的金属材料焊接成型标准，如船舶、压力容器、钢结构
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