焊縫和母材的不連續(xù).ppt

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1、焊縫和母材的不連續(xù)韓相勇2011-06-28背景介紹焊接中我們所擔(dān)心的不連續(xù)是裂紋，氣孔，咬邊和未熔合等。了解這些不連續(xù)對(duì)檢驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)是非常重要的，在描述這些不連續(xù)前，很有必要知道不連續(xù)和缺陷之間的差異。不連續(xù)的特點(diǎn)就是引入了不規(guī)則從而成為一個(gè)不連續(xù)結(jié)構(gòu)的概念，而缺陷是特殊的不連續(xù)，它能損害構(gòu)件的使用。也就是說(shuō)，缺陷也是一種不連續(xù)，按相應(yīng)的規(guī)范，這種不連續(xù)大量產(chǎn)生時(shí)會(huì)損害構(gòu)件的使用。為了衡量一個(gè)特定的不連續(xù)是否是一個(gè)真正的缺陷，必須有一些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定這些不連續(xù)的合格限值。當(dāng)不連續(xù)的尺寸或密集度超過(guò)了這些限值，那么它就是缺陷。所以我們可以認(rèn)為缺陷就是一個(gè)“不合格的不連續(xù)”。因此

2、，我們說(shuō)它是一個(gè)缺陷就意味著它是不合格的，應(yīng)作進(jìn)一步的處理，使得它符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求。根據(jù)構(gòu)件的不同用途，不連續(xù)可能是缺陷，也可能不是缺陷。因此，每個(gè)行業(yè)有不同的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范來(lái)規(guī)定不連續(xù)的合格限值。日常檢驗(yàn)中常見(jiàn)的焊縫和母材的不連續(xù)裂紋未熔合未焊透夾雜夾鎢氣孔咬邊未焊滿焊瘤焊縫凸起焊縫加強(qiáng)高引弧燒傷飛濺夾層層狀撕裂裂紋首先討論的是裂紋，也是最危險(xiǎn)的不連續(xù)。之所以危害性最大是因?yàn)榱鸭y是線性不連續(xù)，而且它的端部非常尖銳。正是因?yàn)榱鸭y的端部非常尖銳，所以它在有應(yīng)力的情況下易于擴(kuò)展和延伸。當(dāng)載荷或應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂紋。焊接時(shí)或是有載荷時(shí)可產(chǎn)生應(yīng)力。載荷沒(méi)有超過(guò)構(gòu)件的

3、最大承載能力時(shí)，已存在的缺口或應(yīng)力集中處可產(chǎn)生局部應(yīng)力集中而超過(guò)了構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度，這時(shí)，裂紋就在應(yīng)力集中處產(chǎn)生了。因此，裂紋通常跟表面和內(nèi)部的不連續(xù)有關(guān)，因?yàn)檫@些不連續(xù)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，而這些不連續(xù)是跟焊接有關(guān)的。裂紋分類:一,其中一種方法就是把裂紋分成熱裂紋和冷裂紋。1，所謂的冷裂紋和熱裂紋是指產(chǎn)生裂紋時(shí)的金屬溫度。2，熱裂紋是在金屬凝固時(shí)的高溫下產(chǎn)生的，這種裂紋是在晶間擴(kuò)展的，也就是說(shuō)，這種裂紋是在晶粒間形成的。觀察一個(gè)熱裂紋的斷裂面，我們會(huì)看到各種回火的顏色說(shuō)明熱裂紋是在高溫下產(chǎn)生的。3，冷裂紋是在金屬冷卻到室溫后產(chǎn)生的。那些在在役條件下形成的裂紋也是冷裂紋。延遲裂紋、

4、焊道下裂紋、氫致裂紋都是冷裂紋。冷裂紋可在晶粒間或晶粒內(nèi)擴(kuò)展。二，裂紋還可以按它與焊縫縱軸的方向來(lái)分類。與焊縫縱軸平行的裂紋為縱向裂紋。同樣的，與焊縫縱軸垂直的裂紋為橫向裂紋。這些裂紋多形成于焊縫或母材。1，縱向裂紋是由于焊接的橫向收縮應(yīng)力或是在役應(yīng)力形成的。9.1是在坡口焊中部的縱向裂紋。2，橫向裂紋通常是由于焊縫的縱向收縮應(yīng)力或是母材韌性差而造成的。圖9.2是焊時(shí)形成的兩條橫向裂紋，已經(jīng)延伸到了母材內(nèi)。圖9.3是角焊縫中焊喉的裂紋。三，按照它們?cè)诤缚p中的不同位置分類。包括：焊喉、焊趾、弧坑、熱影響區(qū)和母材的裂紋。1，所謂焊喉裂紋是因?yàn)榱鸭y是沿著焊喉延伸，或者是沿著焊縫截

5、面的最小通經(jīng)延伸。它們通常是縱向裂紋也是熱裂紋。在焊縫表面看得到。在垂直于焊縫軸線上拘束度大的接頭，尤其當(dāng)焊縫截面小的時(shí)候容易形成焊喉裂紋。因此，根部焊道單薄或是內(nèi)凹的角焊縫可能會(huì)產(chǎn)生焊喉裂紋，因?yàn)樗鼈儨p小了截面積從而使接頭承受不了橫向的焊縫收縮應(yīng)力。2，焊趾裂紋是指焊趾處開(kāi)裂而擴(kuò)展到母材。焊縫的幾何形狀，如焊縫加強(qiáng)高或內(nèi)凹可能會(huì)在焊趾處形成應(yīng)力集中。再加上熱影響區(qū)的金相組織韌性較差，從而更易產(chǎn)生焊趾裂紋。焊趾裂紋通常是冷裂紋。焊趾開(kāi)裂是由焊接橫向收縮應(yīng)力或在役應(yīng)力造成的，或是兩者兼而有之。焊接件在役時(shí)的疲勞載荷往往是產(chǎn)生焊趾裂紋的主要原因。圖9.5是典型的焊趾裂紋3，弧坑

6、裂紋弧坑裂紋發(fā)生在單個(gè)焊道的終點(diǎn)處。如果焊工在收弧的時(shí)候沒(méi)有完全填滿熔池，將在收弧處形成淺灘或是弧坑。這樣的薄弱區(qū)域，再加上焊接收縮應(yīng)力，將形成弧坑裂紋或是網(wǎng)絡(luò)狀的裂紋，這些裂紋都是以弧坑為中心向外散發(fā)。當(dāng)弧坑裂紋是以徑向分布時(shí)，通常也稱為弧坑星狀裂紋。由于弧坑裂紋是在焊接熔池凝固時(shí)產(chǎn)生的，所以它也是一種熱裂紋。圖9.6是發(fā)生在鋁GTAW焊道上的弧坑裂紋?；】恿鸭y的危害性很大，因?yàn)榱鸭y很容易擴(kuò)展。如圖9.7所示。盡管弧坑裂紋主要是由于焊工收弧時(shí)操作不當(dāng)有關(guān)，也與填充金屬有關(guān)，因?yàn)槿绻畛浣饘倭鲃?dòng)性好，那么焊縫凝固時(shí)會(huì)形成一個(gè)表面凹的焊縫。比如牌號(hào)后兩位是-16的不銹鋼藥皮焊

7、條（如E308-16，E309-16，E316-16等）。牌號(hào)后兩位為-16的是二氧化鈦型的藥皮，這種類型的藥皮焊條會(huì)形成平的或微微凹的焊縫。因此，當(dāng)焊工使用這些焊條時(shí)必須非常小心地添滿弧坑以防止產(chǎn)生弧坑裂紋。4，熱影響區(qū)裂紋盡管是與焊接操作有關(guān)，但是裂紋是位于熱影響區(qū)而不是焊縫金屬?？拷鼰嵊绊憛^(qū)的熔合線。從截面上看，裂紋通常與焊道熔合線平行。圖9.8是典型的焊道熔合線裂紋的外型。它們?cè)趦?nèi)部所以很難發(fā)現(xiàn)。但是，它們也可能會(huì)擴(kuò)展到表面，這樣外觀檢驗(yàn)時(shí)也能發(fā)現(xiàn)。熔合線裂紋是一種非常有害的裂紋，因?yàn)樗赡軙?huì)在焊接很多小時(shí)