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1、焊接缺陷產生原因及防止措施一、焊接缺陷定義焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷,主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺陷等。這些缺陷減少焊縫截面積,降低承載能力,產生應力集中,引起裂紋;降低疲勞強度,易引起焊件破裂導致脆斷。其中危害最大的是焊接裂紋和氣孔。一、焊接缺陷的分類焊接生產中產生焊接缺陷的種類是多種多樣的,按其在焊接接頭中所處的位置和表現形式的不同,可以把焊接缺陷大致分為兩類:一類是外部缺陷;另一類是內部缺陷。焊接缺陷的詳細分類如圖1所示。圖1焊接缺陷分類圖焊接缺陷示意圖如圖2所示:(a)裂紋(b)焊瘤(c)
2、焊穿(d)弧坑(e)氣孔(f)夾渣(g)咬邊(h)未融合(i)未焊透圖2焊接缺陷示意圖一、影響焊接缺陷的因素1.材料因素所謂材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料,如焊絲、焊條、焊劑及保護氣體等。這些材料在焊接時都直接參與熔池或熔合區(qū)的物理化學反應,其中,母材本身的材質對熱影響區(qū)的性能起著決定性的作用,當然,所采用的焊接材料對焊縫金屬的成分和性能也是關鍵因素。如果焊材與母材匹配不當,不僅可能引起焊接區(qū)內的裂紋、氣孔等各種缺陷,也可能引起脆化、軟化等性能變化。所以,為了保證得到良好的焊接接頭,必須對材料因素予以重視。2
3、.工藝因素同一種母材,在采用不同的焊接方法和工藝措施的條件下,其焊接質量會表現出很大的差別。焊接方法對焊接質量的影響主要在兩個方面:首先是焊接熱源的特點,其可以直接改變焊接熱循環(huán)的各項參數,如線能量、高溫停留時間、冷卻速度等;其次是對熔池和接頭附近區(qū)域的保護方式,如渣保護、氣保護等。焊接熱過程和冶金過程必然對接頭的質量和性能會有決定性的影響。3.結構因素焊接接頭的結構設計影響其受力狀態(tài),其既可能影響焊接時是否發(fā)生缺陷,又可能影響焊后接頭的力學性能。設計焊接結構時,應盡量使接頭處于拘束度較小、能自由伸縮的狀態(tài),這樣有利于
4、防止焊接裂紋的產生。4.使用條件焊接結構必須符合使用條件的要求,如載荷的性質、工作溫度的高低、工作介質有無腐蝕性等,其必然會影響到接頭的使用性能。例如,焊接接頭在高溫下承載,必須考慮到合金元素的擴散整個結構發(fā)生蠕變的問題;承受沖擊載荷或在低溫下使用時,要考慮到脆性斷裂的可能性;接頭如需在腐蝕介質中工作時,又要考慮應力腐蝕的問題……。綜上所述,影響焊接缺陷的因素是多方面的,如材料、工藝、結構和使用條件等,必須綜合考慮上述因素的影響。一、不同焊接方法產生焊接缺陷的原因及防止措施焊接,通常是指金屬的焊接。金屬焊接方法的主要功
5、能在于提供適當的物理化學過程,使兩個分離的固態(tài)金屬產生原子或分子間結合力而連接成一體。由于不同的金屬焊接方法具有不同的焊接工藝特點,因此產生焊接缺陷的原因也各具特殊性,以下是針對幾種常用的焊接方法中常見焊接缺陷的防止措施的論述。1.手工電弧焊手工電弧焊,簡稱手弧焊。它是以焊條和工件作為兩個電極,利用電弧放電時產生的熱量,熔化焊條和焊件的一種手工操作的焊接方法,由于其有設備簡單、操作靈活等特點,因此它是目前焊接生產中使用最廣泛的一種焊接方法。手弧焊常見的焊接缺陷有:咬邊、未熔合、未焊透、焊瘤、夾渣、氣孔和裂紋等,以下是手
6、弧焊常見缺陷的產生及防止。(1)咬邊產生咬邊的主要原因是由于焊接時選用了過大的焊接電流,電弧拉得過長以及焊條角度不當引起的,屬于操作技術不良而產生的缺陷,大多出現在立、橫、仰焊,較少出現在平焊中。防止措施:1)選擇合適的焊接規(guī)范焊接電流和電弧電壓對產生咬邊有重要影響,電流過大,或者電弧電壓增大,都容易產生咬邊。焊接電流的大小主要是根據焊條直徑和焊縫位置確定的,表1給出了焊接低碳鋼時各種直徑電焊條使用電流的參考;表1低碳鋼焊接時各種直徑電焊條使用電流的參考焊條直徑(mm)焊接電流(A)焊條直徑(mm)焊接電流(A)1.6
7、25-404.0160-2102.040-655.0200-2702.550-605.8260-3003.2100-1302)采用正確的運條方法為避免產生咬邊,正確的運條方法是,焊條擺動時在坡口邊緣運條稍慢些,停留時間稍長,在中間運條速度要快些;3)適當的焊條角度焊接時應根據不同的焊縫位置、板厚等來選擇適當的焊條角度,以避免咬邊缺陷。①角焊焊接時使焊條與兩板成45°夾角,并向焊接方向傾斜呈70~80°左右夾角,見圖3,如板厚不等時,將焊條角度調整,使電弧偏向厚板一側,讓兩板受熱均勻,避免咬邊;圖3角焊時焊條角度②立焊焊
8、條與兩邊夾角相等,與水平表面夾角呈15~30°如圖4所示;圖4立焊時焊條角度③橫焊焊條向下傾斜與水平面呈15°夾角,與焊縫呈70°左右夾角,如圖5所示;圖5橫焊時焊條角度④仰焊要使熔深小些,焊條應向焊接的相反方向傾斜10°左右,如果要求熔深大些,則應向前方傾斜10°左右,如圖6所示;圖6對接焊縫仰焊時焊條角度(2)未熔合產生未熔合