無損檢測業(yè)務(wù)咨詢
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焊接缺陷檢測與無損探傷發(fā)布時間:2018/7/3 點(diǎn)擊次數(shù):1361 來源:蘇州阜匯機(jī)械制造 蘇州阜匯機(jī)械制造有限公司無損探傷檢驗中心主要無損檢測技術(shù)方法包括:超聲檢測、磁粉探傷、滲透檢測、x射線檢測等。能夠提供焊接工藝評定,焊接無損檢測等焊接相關(guān)服務(wù),歡迎廣大客戶來電來函咨詢。 一般常見的焊接缺陷可分為四類: ?。?)焊縫尺寸不符合要求:如焊縫超高、超寬、過窄、高低差過大、焊縫過渡到母材不圓滑等。 ?。?)焊接表面缺陷:如咬邊、焊瘤、內(nèi)凹、滿溢、未焊透、表面氣孔、表面裂紋等。 ?。?)焊縫內(nèi)部缺陷:如氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、夾鎢、雙面焊的未焊透等。 ?。?)焊接接頭性能不符合要求:因過熱、過燒等原因?qū)е潞附咏宇^的機(jī)械性能、抗腐蝕性能降低等。 焊接缺陷對焊接構(gòu)件的危害,主要有以下幾方面: (1)引起應(yīng)力集中。焊接接頭中應(yīng)力的分布是十分復(fù)雜的。凡是結(jié)構(gòu)截面有突然變化的部位,應(yīng)力的分布就特別不均勻,在某些點(diǎn)的應(yīng)力值可能比平均應(yīng)力值大許多倍,這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。造成應(yīng)力集中的原因很多,而焊縫中存在工藝缺陷是其中一個很重要的因素。焊縫內(nèi)存在的裂紋、未焊透及其他帶尖缺口的缺陷,使焊縫截面不連續(xù),產(chǎn)生突變部位,在外力作用下將產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力超過缺陷前端部位金屬材料的斷裂強(qiáng)度時,材料就會開裂破壞。 ?。?)縮短使用壽命。對于承受低周疲勞載荷的構(gòu)件,如果焊縫中的缺陷尺寸超過一定界限,循環(huán)一定周次后,缺陷會不斷擴(kuò)展,長大,直至引起構(gòu)件發(fā)生斷裂。 ?。?)造成脆裂,危及安全。脆性斷裂是一種低應(yīng)力斷裂,是結(jié)構(gòu)件在沒有塑性變形情況下,產(chǎn)生的快速突發(fā)性斷裂,其危害性很大。焊接質(zhì)量對產(chǎn)品的脆斷有很大的影響。 一、焊接缺陷 ?。ㄒ唬┖附幼冃?br /> 工件焊后一般都會產(chǎn)生變形,如果變形量超過允許值,就會影響使用。焊接變形的幾個例子如圖2-19所示。產(chǎn)生的主要原因是焊件不均勻地局部加熱和冷卻。因為焊接時,焊件僅在局部區(qū)域被加熱到高溫,離焊縫愈近,溫度愈高,膨脹也愈大。但是,加熱區(qū)域的金屬因受到周圍溫度較低的金屬阻止,卻不能自由膨脹;而冷卻時又由于周圍金屬的牽制不能自由地收縮。結(jié)果這部分加熱的金屬存在拉應(yīng)力,而其它部分的金屬則存在與之平衡的壓應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過金屬的屈服極限時,將產(chǎn)生焊接變形;當(dāng)超過金屬的強(qiáng)度極限時,則會出現(xiàn)裂縫。 1.焊縫增強(qiáng)過高 如圖2-20所示,當(dāng)焊接坡口的角度開得太小或焊接電流過小時,均會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。焊件焊縫的危險平面已從M-M平面過渡到熔合區(qū)的N-N平面,由于應(yīng)力集中易發(fā)生破壞,因此,為提高壓力容器的疲勞壽命,要求將焊縫的增強(qiáng)高鏟平。 2.焊縫過凹 如圖2-21所示,因焊縫工作截面的減小而使接頭處的強(qiáng)度降低。 3.焊縫咬邊 在工件上沿焊縫邊緣所形成的凹陷叫咬邊。它不僅減少了接頭工作截面,而且在咬邊處造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。4.焊瘤 熔化金屬流到溶池邊緣未溶化的工件上,堆積形成焊瘤,它與工件沒有熔合,見圖2-23。焊瘤對靜載強(qiáng)度無影響,但會引起應(yīng)力集中,使動載強(qiáng)度降低。 5.燒穿 燒穿是指部分熔化金屬從焊縫反面漏出,甚至燒穿成洞,它使接頭強(qiáng)度下降。 以上五種缺陷存在于焊縫的外表,肉眼就能發(fā)現(xiàn),并可及時補(bǔ)焊。如果操作熟練,一般是可以避免的。 ?。ㄈ┖缚p的內(nèi)部缺陷 1.未焊透 未焊透是指工件與焊縫金屬或焊縫層間局部未熔合的一種缺陷。未焊透減弱了焊縫工作截面,造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中,大大降低接頭強(qiáng)度,它往往成為焊縫開裂的根源。 2.夾渣 焊縫中夾有非金屬熔渣,即稱夾渣。夾渣減少了焊縫工作截面,造成應(yīng)力集中,會降低焊縫強(qiáng)度和沖擊韌性。 3.氣孔 焊縫金屬在高溫時,吸收了過多的氣體(如H2)或由于溶池內(nèi)部冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體(如CO),在溶池冷卻凝固時來不及排出,而在焊縫內(nèi)部或表面形成孔穴,即為氣孔。氣孔的存在減少了焊縫有效工作截面,降低接頭的機(jī)械強(qiáng)度。若有穿透性或連續(xù)性氣孔存在,會嚴(yán)重影響焊件的密封性。 4.裂紋 焊接過程中或焊接以后,在焊接接頭區(qū)域內(nèi)所出現(xiàn)的金屬局部破裂叫裂紋。裂紋可能產(chǎn)生在焊縫上,也可能產(chǎn)生在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)。有時產(chǎn)生在金屬表面,有時產(chǎn)生在金屬內(nèi)部。通常按照裂紋產(chǎn)生的機(jī)理不同,可分為熱裂紋和冷裂紋兩類。 ?。?)熱裂紋 熱裂紋是在焊縫金屬中由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的,大多產(chǎn)生在焊縫金屬中。其產(chǎn)生原因主要是焊縫中存在低熔點(diǎn)物質(zhì)(如FeS,熔點(diǎn)1193℃ ),它削弱了晶粒間的聯(lián)系,當(dāng)受到較大的焊接應(yīng)力作用時,就容易在晶粒之間引起破裂。焊件及焊條內(nèi)含S、Cu等雜質(zhì)多時,就容易產(chǎn)生熱裂紋。 熱裂紋有沿晶界分布的特征。當(dāng)裂紋貫穿表面與外界相通時,則具有明顯的氫化傾向。 ?。?)冷裂紋 冷裂紋是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生的,大多產(chǎn)生在基體金屬或基體金屬與焊縫交界的熔合線上。其產(chǎn)生的主要原因是由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織,在高應(yīng)力作用下,引起晶粒內(nèi)部的破裂,焊接含碳量較高或合金元素較多的易淬火鋼材時,較易產(chǎn)生冷裂紋。焊縫中熔入過多的氫,也會引起冷裂紋。 裂紋是非常危險的一種缺陷,它除了減少承載截面之外,還會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中,在使用中裂紋會逐漸擴(kuò)大,可能導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。所以焊接結(jié)構(gòu)中一般不允許存在這種缺陷,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)須鏟去重焊。 二、焊接的檢驗 對焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗是保證焊接質(zhì)量的重要措施。因此,工件焊完后應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求對焊縫進(jìn)行相應(yīng)的檢驗,凡不符合技術(shù)要求所允許的缺陷,需及時進(jìn)行返修。焊接質(zhì)量的檢驗包括外觀檢查、無損探傷和機(jī)械性能試驗三個方面。這三者是互相補(bǔ)充的,而以無損探傷為主。 ?。ㄒ唬┩庥^檢查 外觀檢查一般以肉眼觀察為主,有時用5-20倍的放大鏡進(jìn)行觀察。通過外觀檢查,可發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷,如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。焊縫的外形尺寸還可采用焊口檢測器或樣板進(jìn)行測量。 ?。ǘo損探傷 隱藏在焊縫內(nèi)部的夾渣、氣孔、裂紋等缺陷的檢驗。目前使用較普遍的是采用X射線檢驗,還有超聲波探傷和磁力探傷。 X射線檢驗是利用X射線對焊縫照相,根據(jù)底片影像來判斷內(nèi)部有無缺陷、缺陷多少和類型。再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求評定焊縫是否合格。 超聲波束由探頭發(fā)出,傳到金屬中,當(dāng)超聲波束傳到金屬與空氣界面時,它就折射而通過焊縫。如果焊縫中有缺陷,超聲波束就反射到探頭而被接受,這時熒光屏上就出現(xiàn)了反射波。根據(jù)這些反射波與正常波比較、鑒別,就可以確定缺陷的大小及位置。超聲波探傷比X光照相簡便得多,因而得到廣泛應(yīng)用。但超聲波探傷往往只能憑操作經(jīng)驗作出判斷,而且不能留下檢驗根據(jù)。 對于離焊縫表面不深的內(nèi)部缺陷和表面極微小的裂紋,還可采用磁力探傷。 ?。ㄈ┧畨涸囼灪蜌鈮涸囼?br /> 對于要求密封性的受壓容器,須進(jìn)行水壓試驗和(或)進(jìn)行氣壓試驗,以檢查焊縫的密封性和承壓能力。其方法是向容器內(nèi)注入1.2 -1.5 倍工作壓力的清水或等于工作壓力的氣體(多數(shù)用空氣),停留一定的時間,然后觀察容器內(nèi)的壓力下降情況,并在外部觀察有無滲漏現(xiàn)象,根據(jù)這些可評定焊縫是否合格。 (四)焊接試板的機(jī)械性能試驗 無損探傷可以發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)在的缺陷,但不能說明焊縫熱影響區(qū)的金屬的機(jī)械性能如何,因此有時對焊接接頭要作拉力、沖擊、彎曲等試驗。這些試驗由試驗板完成。所用試驗板應(yīng)與圓筒縱縫一起焊成,以保證施工條件一致。然后將試板進(jìn)行機(jī)械性能試驗。實際生產(chǎn)中,一般只對新鋼種的焊接接頭進(jìn)行這方面的試驗。 焊接缺陷與檢驗 焊接缺陷 在焊接生產(chǎn)過程中,由于設(shè)計、工藝、操作中的各種因素的影響,往往會產(chǎn)生各種焊接缺陷。焊接缺陷不僅會影響焊縫的美觀,還有可能減小焊縫的有效承載面積,造成應(yīng)力集中引起斷裂,直接影響焊接結(jié)構(gòu)使用的可靠性。表3-6列出了常見的焊接缺陷及其產(chǎn)生的原因。
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