焊接培训2共3部分

第二部分 焊接缺陷与控制,1,1.1 咬边 1.2 气孔 1.3 未熔合 1.4 未焊透 1.5 固体夹渣 1.6 焊瘤 1.7 烧穿 1.8 错边、错口 1.9 电弧擦伤 1.10 焊接飞溅 1.11 焊接裂纹,焊接缺陷与控制,本节目录,焊接缺陷,1,焊接条件,2,2.1 焊接环境 2.2 焊前准备,2,焊接缺陷分类,外部缺陷,尺寸偏差 咬边 焊瘤 弧坑 烧穿 表面气孔 表面裂纹等,焊接缺陷是指焊接接头的不完整性。 主要有焊接裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。这些缺陷减少焊缝截面积，降低承载能力，产生应力集中，降低疲劳强度，易引起焊件脆断。,内部缺陷,未焊透 未熔合 夹渣 夹杂物 气孔 焊接裂纹等,3,1.1 咬边,咬边会导致应力集中，应力集中的部位更容易开裂。,危害,P11/P22/P5/P9等耐热钢、不锈钢、镍及镍合金、有应力腐蚀的设备及低温设备等焊缝表面不得存在咬边；20# 、A106-B等材料焊缝表面咬边深度不得大于0.5mm，且咬边的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%。,注意,定义：由于焊接工艺参数选择不正确或操作不当沿着焊趾（熔合线）母材部分产生的沟槽和凹陷叫咬边。(产生原因：电流大或者焊缝坡口未打磨）,咬边,4,定义：气孔是焊接熔池中的气体在凝固时未能逸出,而残留下来形成的空穴。,气孔减少焊接接头有效面积，同时带来应力集中，降低焊接接头的强度、塑性和疲劳强度。,危害,1.2 气孔,表面气孔,常见的气孔有球形、条虫形、蜂窝形等。,5,焊缝剖面：气孔,压力容器及管道不允许表面气孔存在，内部气孔等级按NB/T47013规定执行。（表面气孔应打磨掉）,二氧化碳气体保护焊常见气孔缺陷原因及预防措施,注意,6,焊接未除锈，造成表面气孔,7,焊丝裸露生锈,8,焊条药皮脱落易产生气孔,焊条药皮脱落,9,1.3 未熔合 未熔合是指焊缝金属与母材金属或焊缝与焊缝金属之间没有熔化结合的现象。,未熔合,10,1.3 未熔合,未熔合是一种面积缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显，应力集中也比较严重，其危害性仅次于裂纹。,危害,常见焊接接头未熔合示意图,焊接线能量低；电弧发生偏吹；坡口侧壁有锈垢和污物，层间清渣不彻底等。,熔合线未熔合,道间未熔合,层间未熔合,原因,11,坡口未熔合,埋弧平焊偏弧导致的未熔合,12,双面坡口,13,1.4 未焊透 未焊透是在焊接时接头根部未完全熔化而留下的间隙。,管内壁未焊透,14,1.4 未焊透,未焊透的危害等同未熔合：减小承载截面积；造成应力集中。,危害,原因,管道组对不留间隙，焊接时采用焊条电弧焊进行底层焊接。,未焊透示意图,15,钢板对接接头根部未焊透,根部未焊透,16,1.5 固体夹渣 焊缝中残留的固体夹杂物叫固体夹渣。夹杂物包括-夹渣（夹珠）、夹钨。,降低焊接接头的塑性和韧性；尖锐的夹渣还会造成应力集中； 某些夹渣会降低材质性能。,危害,夹渣,说明,夹渣、夹钨的主要原因电流过小，操作不当； 夹渣、夹钨必须清除，不得残留在焊缝中。,夹钨,17,1.5 固体夹渣,白点为夹钨,射线通过金属钨的衰减系数比钢大，透过金属钨后的射线能量比钢低，胶片吸收射线产生的光电子更少，因此在夹钨缺陷在底片上呈光亮点，轮廓清晰。,夹钨,说明,18,1.6 焊瘤,焊瘤：金属物在焊接过程中, 在自重作用下流淌形成的细微小疙瘩。焊瘤在底片上呈现为具有圆滑轮廓的较大的低黑度斑点影像。,焊瘤可以修磨圆滑过度,危害,焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷；由于焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，带来了应力集中，易导致开裂；管道内部焊瘤缩小了管内径,在运行中易导致管道堵塞和压力降增加。,管道内壁焊缝焊瘤,19,烧穿：烧穿是指焊接过程中熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的现象。,1.7烧穿,原因： 焊接电流大、焊接速度慢、接头组装间隙大、钝边小等。 措施：为了防止烧穿的产生，应尽量避免焊件过热，严格控制焊接电流、焊接速度和接头的间隙大小。必要时可以先沿焊缝进行间距较小的点固焊，然后缩短电弧进行快速焊或背面加垫板。,点固焊,加垫板防烧穿,20,烧穿,烧穿,通俗的说本来两个相同的物件焊接后没有处在同一个平面，一边高一边低，平板叫错边，管口叫错口。,错边：,1.8 错边,厚度为4mm的直管与弯头组对严重超差（3mm),21,管道焊缝内错边量不应超过壁厚的10%，且不大于2mm； 复合管对口内错边量不大于钢板复层厚度的50%，且不大于2mm； 如现场不可避免错边量超差时，可采取多道焊使其圆滑过度，减少应力集中。,注意,1.8 错边,管道错边修补前后对比照,22,1.8 错边,注意,不等厚焊件组对时，薄件端面应位于厚件端面之内； 管道内壁错边量大于2mm及外壁错边量大于3mm时，应按上图进行 加工。,23,1.9 电弧擦伤,由于作业空间或作业位置限制导致焊工操作不便时，易发生电弧擦伤。电弧擦伤多属人为造成，偶然不慎使焊条与施焊部件非焊接位置接触引起电弧造成表面擦伤。,焊接电弧擦伤,在施焊过程中，不得在坡口以外的地方引焊；焊件与地线接触必须良好，发现电弧擦伤，必须打磨，并视深度予以补焊。,规定,24,1.9 电弧擦伤,由于电弧击伤产生马氏体组织，并导致裂纹产生,电弧擦伤的工件表面冷却速度极快，并且无任何熔渣或气体保护，使电弧擦伤的部位产生脆化，导致此部位易产生裂纹及脆性破坏。所以焊接时，对其附近的表面应加以防护、避免引起电弧擦伤缺陷。电弧擦伤需用砂轮机清除（磨平）。,危害,25,1.9 电弧擦伤,注意,锅炉水冷壁及加热炉炉管固定口焊接由于空间狭小，电焊工操作不便，焊接时为避免电弧擦伤，焊接前应将相邻的炉管用防火毯进行保护。,电弧擦伤处,26,加热炉管弯头焊接处,锅炉水冷壁焊接处,1.10 焊接飞溅,飞溅：焊接过程中，熔化的金属颗粒或熔渣向周围飞散的现象。,焊接飞溅,对不锈钢、镍基合金，焊前在母材坡口两侧涂刷白垩粉，阻止飞溅物与母材直接接触；所有材质管道焊接飞溅物需清除。,规定,27,1.11 焊接裂纹,裂纹除了降低焊接接头的承受能力，还因裂纹末端的尖锐缺口引起严重的应力集中，促使裂纹扩展，最终会引起焊接结构的失效；裂纹是一种严禁存在的缺陷，一经发现应立即彻底消除，并进行返修。,危害,在射线底片上裂纹影像呈现为一条细黑线，并且中间宽，两端尖锐。,说明,在焊缝或近缝区，由于焊接的影响，材料的原子结合遭到损坏，形成新界限而产生的缝隙称为焊接裂纹。,28,1.11 焊接裂纹,1. 选择低氢型焊条； 2. 预热及后热处理； 3. 严格控制热输入及多层多道焊接； 4. 合理安排焊缝及焊接顺序。,防止冷裂纹措施：,焊接冷裂纹是焊接接头冷却到温度较低的条件下产生的一种裂纹。,容易产生冷裂纹的材质有：P11、P22、P5、P9、P91等耐高温铬钼钢。,产生原因： 1. 焊缝中存在过量的扩散氢； 2. 存在较大的残余应力； 3. 存在淬硬组织。,冷裂纹,定义：,29,1. 严格控制焊材中杂质元素含量； 2. 多层多道焊，控制道间温度； 3. 严格执行工艺卡要求； 4. 选择合理的焊接顺序。,防止热裂纹措施：,1.11 焊接裂纹,热裂纹定义：固相线附近的高温区产生的裂纹。,容易产生热裂纹的材质有：奥氏体不锈钢、镍及镍合金等。,产生原因： 1. 低熔点共晶物偏析（如：FeS等）; 2. 残余应力（主要是，拉应力）; 3. 过热组织（晶粒粗大，柱状晶）。,热裂纹,30,1.11 焊接裂纹,止裂孔,裂纹,延伸方向,微裂纹直接使用砂轮机打磨清除,止裂孔示意图,深裂纹需先打止裂孔，再清除，防扩展,裂纹处理,31,焊接冷裂纹与热裂纹的区别,1.11 焊接裂纹,32,焊接热裂纹（奥氏体不锈钢）,焊接部位采用的是旧法兰，因多次焊接受热，焊接热影响区产生热裂纹。,说明,33,2. 焊接环境,当焊接环境出现下列任一情况时，应采取有效防护措施，否则不得施焊：焊条电弧焊时风速大于8m/s；CO2气体保护焊、钨极氩弧焊时风速大于2m/s；空气相对湿度大于90%；下雨或下雪。,34,环境温度和湿度应在焊接坡口表面500mm1000mm空间范围内测量。当焊件金属表面温度低于0时，应在始焊处100mm范围内加热到15以上。,主要材料焊接施工最低环境温度,2. 焊接环境,35,打开太阳灯距离焊接1M处提高环境温度,焊缝表面结露、水珠必须烘烤,焊接应具备的条件（一）,风速符合要求,湿度符合要求,按要求烘烤,打磨符合要求,焊材已烘干,充氩保护气含氧量已测定,预热温度已测定,36,开始焊接应具备的条件(二）,37,附：焊缝检测尺的使用方法,38,实操样本,坡口角度测量,组对间隙大小测量,焊缝宽度测量,焊缝错边测量,39,焊缝余高测量,焊缝咬边测量,角焊缝厚度测量,角焊缝高度测量,实操样本,40,储罐大角缝外侧焊缝隔夜焊接气孔多,储罐大角缝示意图,气孔,知识点,为什么储罐大角焊缝外侧焊道易存在气孔缺陷,储罐大角焊缝：储罐壁板与底板的角焊缝称为储罐大角焊缝，简称大角缝。由于储罐大角缝是双面焊、部分焊透形式，施工过程中，内侧角焊缝打底焊先焊，外侧角焊缝后焊。由于夏季钢板表面易结露，露水在部分焊缝聚集且不易蒸发，在焊接过程中就易产生气孔。所以在夏季储罐大角焊缝外侧角焊缝打底焊前，必须进行烘烤除潮。,41,知识点,无缝弯头与直管段组对偏差控制要点,无缝弯头制造方法主要为热推工艺，热推弯头是采用弯头推制机对管子进行加热扩径并弯曲成形的过程。尤其是壁厚超过20mm的无缝弯头，例如DN600 厚度20mm，则需直管管径DN400壁厚26mm推制，推制后两端最终壁厚为24mm。这样直管壁厚20mm与弯头壁厚24mm相差4mm；且壁厚越厚相差越大。因管道是保证外径相同，焊接前应测量弯头端部壁厚；若壁厚与直管壁厚相差2mm以上则需进行坡口加工。（如图所示）厚度小于2mm应打磨成平滑过渡。,42,棱角度：设备筒节纵缝处的内径与公称直径之差。 产生原因：厚壁筒节滚圆时未加引弧板或未先压头；焊接后由于焊缝收缩导致。 解决方法：厚壁筒节滚圆时应加200mm引弧板或先压头再滚圆，避免产生直边。在无法校圆的情况下，根据坡口形式：内坡口预留图二形式棱角度（20mm不预留； 20mm 预留5-8mm）；外坡口预留图1形式棱角度（20mm不预留； 20mm 预留5-8mm）。,图1,图2,知识点,压力容器或现场制造的料仓棱角度应怎么控制,43,44,10,休息,分钟,