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2022年云南焊工證培訓-技能培訓:焊接缺陷的分類

[日期:2022-05-25]   來源:云南技能培訓網(wǎng)  作者:云南技能培訓網(wǎng)   閱讀:848次

焊接缺陷的分類

 

GB/T6417.1—2005《金屬熔化焊接頭缺欠分類及說明》將焊接缺欠根據(jù)其性質、特征分為六大類,分別為裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合及未焊透、形狀和尺寸不良、其他缺欠。其中危害最大的是焊接裂紋。


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一、裂紋

在焊接應力及其他致脆因素的共同作用下,材料的原子結合遭到破壞,形成新界面而產(chǎn)生的縫隙稱為裂紋。它具有尖銳的缺口和長寬比大的特征,易引起較高的應力集中,而且有延伸和擴展的趨勢,所以是最危險的缺陷。焊接接頭中產(chǎn)生的裂紋包括∶熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂四大類。

(一)熱裂紋

熱裂紋是指在焊接過程中,焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相(Ac;)線附近,液態(tài)金屬第一次結晶時產(chǎn)生的裂紋。熱裂紋通常沿晶界開裂,裂紋表面有氧化色彩,失去金屬光澤。

熱裂紋產(chǎn)生的原因是低熔點共晶物富集在晶粒邊界或焊縫中心,在焊縫冷卻凝固時受到拉應力作用下形成開裂。通常發(fā)生在含雜質較多的碳鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼等材料焊縫中。


在焊接中,可以采取如下措施防止產(chǎn)生熱裂紋∶

1、適當提高焊縫成形系數(shù),即增加焊縫寬度,降低焊縫計算厚度,可采用多層多道焊法,改善散熱條件,使低熔點物質上浮至焊縫表面而不存在于焊縫中,以降低偏析程度。

2、合理選用焊接參數(shù),采取預熱和后熱等措施,并保證層間溫度不低于預熱溫度,減小焊接冷卻速度,避免焊縫中出現(xiàn)淬硬組織。

3、采用合理的裝配次序,減小焊接應力。

4、收弧時采用引出板或延時斷弧,使焊縫金屬填滿弧坑,以減少弧坑裂紋的產(chǎn)生。

(二)冷裂紋

冷裂紋是指焊接接頭冷卻到Ms線(馬氏體開始轉變溫度)以下時產(chǎn)生的裂紋,可能是焊后立即產(chǎn)生,也可能在焊后幾小時、幾天或更長時間出現(xiàn),故也稱為延遲裂紋。冷裂紋主要產(chǎn)生在熱影響區(qū),也有發(fā)生在焊縫區(qū)的。它可能沿晶開裂、穿晶開裂或兩者混合出現(xiàn)。

冷裂紋的產(chǎn)生原因是在拉應力作用下,原子氫向高應力區(qū)(缺陷部位)聚集。當氫聚集到一定濃度時,就會破壞金屬中原子的結合鍵,使金屬內出現(xiàn)一些微觀裂紋。在應力持續(xù)作用下,氫不斷地聚集,微觀裂紋不斷地擴展,直至發(fā)展為宏觀裂紋,最后斷裂。一般來說,有一個臨界的氫含量和一個臨界的應力值決定冷裂紋的產(chǎn)生與否。


一般認為Rm≥450MPa以上的材料都有可能發(fā)生冷裂紋。如耐熱鋼、馬氏體不銹鋼、含Ni的低合金鋼、異種鋼的焊接接頭、特殊結構鋼和堆焊層等。


在焊接中,可以采取如下措施防止產(chǎn)生冷裂紋∶

1、選用低氫型焊條和焊劑,按規(guī)定溫度和時間烘干,在保溫筒中保存,隨取隨用。

2、焊前除凈待焊區(qū)的油、銹和其他有可能產(chǎn)生氫原子的污物。

3、因CO2氣體保護焊可以獲得低氫焊縫,故可考慮用CO2氣體保護焊焊接淬硬傾向較大、對氫敏感性較強的鋼種。

4、采取焊前預熱、控制層間溫度、焊后緩冷或焊后消氫處理等措施,來降低冷卻速度,保證較低的應力水平。

5、焊接時避免產(chǎn)生弧坑、咬邊、未焊透等缺陷,以減少應力集中。

6、焊后進行熱處理,消除內應力,改善組織。

(三)再熱裂紋

再熱裂紋是指接頭冷卻后再加熱至550~650℃時產(chǎn)生的裂紋。再熱裂紋產(chǎn)生于沉淀強化材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb元素的金屬材料)的焊接熱影響區(qū)內的粗晶區(qū),一般從熔合線向熱影響區(qū)的粗晶區(qū)發(fā)展,呈晶間開裂特征。

再熱裂紋的產(chǎn)生主要是近縫區(qū)金屬在高溫熱循環(huán)作用下,強化相碳化物(如碳化鈦、碳化釩、碳化鈮、碳化鉻等)沉淀在晶內的位錯區(qū)上,使晶內的強化程度遠遠大于晶間,當強化相彌散分布在晶粒內時,會阻礙晶粒內部的局部調整,又會阻礙晶粒的整體變形。當應力松弛而發(fā)生塑性變形時,主要由晶界來承擔。于是晶界區(qū)金屬發(fā)生滑移,且在三晶粒交界處產(chǎn)生應力集中,就會產(chǎn)生裂紋。

有再熱裂紋傾向的材料包括Q370R、18MnMoNbR、13MnNiMoR、07MnCrMoVR、07MnNiMoVDR 和日本的CF-62系列鋼。

在焊接中,可以采取如下措施防止產(chǎn)生再熱裂紋∶

1、采用合理的預熱或后熱處理,若焊后能及時后熱,可適當降低預熱溫度,在焊接中應采用較大的熱輸入,以控制冷卻速度,降低再熱裂紋傾向。

2、在條件允許的前提下,盡可能加快升溫速度,盡快越過再熱裂紋敏感區(qū),或縮短在此溫度區(qū)內的停留時間,從而防止產(chǎn)生再熱裂紋。

3、在滿足設計要求的前提下,可選用低強度焊接材料,使焊縫強度低于母材以增高其塑性變形的能力。

(四)層狀撕裂

層狀撕裂是指在具有丁字接頭或角接接頭的厚大工件中,沿鋼板的軋制方向分層出現(xiàn)的階梯,狀裂紋。層狀撕裂實質上也是冷裂紋。

產(chǎn)生層狀撕裂的原因是在軋制鋼板中存在硫化物、氧化物和硅酸鹽等低熔點非金屬夾雜物,其中尤以硫化物的作用為主,在軋制過程中被延展成片狀,分布在與表面平行的各層中,在垂直于厚度方向的焊接應力的作用下,夾雜物首先開裂并擴展,以后這種開裂在各層之間相繼發(fā)生,連成一體,造成層狀撕裂的階梯性。


預防產(chǎn)生層狀撕裂的措施如下∶

1、嚴格控制鋼材的硫含量。

2、采用強度級別較低的焊接材料。

3、在與焊縫相連接的鋼板表面堆焊幾層低強度焊縫金屬作為過渡層,以避免夾雜物處于高溫區(qū)。

4、預熱和使用低氫型焊條,以降低鋼材對冷裂紋的敏感性。


焊工短期技能培訓內容:

第一周:焊工基礎(電焊工安全操作規(guī)范及設備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(例如:手工焊接設備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術的操作技巧)。


第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。

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第三周:手工鎢極氬弧焊技術(例如:氬弧焊設備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。


第四周:二氧化碳氣體保護電弧焊技術(例如:二氧化碳焊接設備、設備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳氣體保護焊焊接位置的操作技巧。


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