一、影响焊接缺陷的因素
01材料因素
焊丝或焊条、焊剂、保护气体。焊接材料与母材匹配,匹配不当可引起焊接区域出现裂纹、气孔等缺陷,也可能使钢材产生脆化、软化、耐腐蚀性能变化!
02工艺因素
首先是焊接热源的特点,也就是功率密度、功率大小、最高温度;其次是熔池及附近区域的保护方式,如熔渣保护、气体保护、气-渣联合保护及真空焊接等。焊接过程就是冶金过程,必然对接头质量和性能起决定性影响。
二、常见焊接质量缺陷产生原因分析
01结晶裂纹
在金属凝固过程中,金属纯度不同结晶速度不同,金属结晶使得体积减小收缩,产生拉伸变形,当变形量超过塑性变形极限就产生了结晶裂纹。冶金因素和收缩力的因素是影响结晶裂纹形成的两个主要因素。从而可知焊丝与母材配套是非常重要的。
02冷裂纹?
高强钢焊接时经常遇到延迟裂纹,原因是:钢种的淬硬倾向;焊接接头的含氢量及其分布;焊接接头约束应力状态。这是产生延迟裂纹的三大因素。
a.钢的淬硬倾向,取决于钢的材质,牌号越高,强度越硬,淬硬性越强。板厚度大易产生冷裂缝,温差大冷却速度快易产生冷裂缝。在急剧冷却的条件下容易发生脆断。
b.氢的作用,氢是引起焊接件产生延迟裂纹的主要原因并且具有延迟的特征。焊接接头氢含量越高,则产生裂纹的倾向越大,当含氢量超过某一临界值时,便开始出现裂纹。氢的含量越大裂纹的尺寸和数量越大。氢的临界含量与预热温度以及冷却速度等而异,随着碳当量的提高产生焊接裂纹的临界含氢量将降低。就是说:钢的碳当量越高,强度越高,产生焊接裂纹的临界氢含量就越低,更易于产生冷裂纹。
c.焊接接头约束应力状态,在焊接时主要存在以下应力:不均匀加热和冷却产生的热应力;结构本身产生的应力,和结构的刚度、约束条件、焊缝位置、焊接顺序、构件自重以及负载有关。
03再热裂纹产生的原因
焊接接头再次加热时,由于第一次焊接热过程中的饱和碳化合物?(主要是钒、钼、铬的碳化物)再次析出,参与第二次焊接冶金过程,?造成晶界的弱化和脆化,当境界的塑性应变能力不足以承受焊接产生?的收缩应变时,就产生了再热裂纹。
04气孔产生的原因
焊接时熔池金属在凝固过程中,有大量的砌体要从金属中逸出来,当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。?
产生气孔的主要原因:母材或填充金属表面有锈、油污等,焊丝焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污、焊药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中的气体含量。焊接能量过小,熔池冷却速度过快,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足,焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等因素也会增加氧气孔。此外,埋弧自动焊电压过高,接头未清理干净,焊剂中混有垃圾,焊剂覆盖厚度不当或焊剂斗阻塞,焊丝表面清理不够等,焊接过程中都易产生气孔。?
气孔的危害:气孔减少了焊缝的有效面积,使焊缝疏松,从而降低了焊缝强度,降低塑性,严重时还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素,应力集中易产生断裂。氢气孔还可能促成冷裂纹的出现。
05接头组织性能不符合要求的产生原因
焊材与母材匹配不当,或焊接过程中某些元素烧损等原因,容易使焊缝金属化学成分发生变化,造成焊缝金属组织不符合要求。影响力学性能下降,还会影响焊缝耐腐蚀性能!
06焊缝残余变形的产生原因
焊接过程对焊件进行局部加热,不均匀加热是工件产生不均匀变形的原因。焊缝和焊缝附近的金属发生收缩。收缩发生在两个方向:沿着长度方向的纵向收缩和垂直于焊缝的横向收缩。?
07
偏析的产生原因
偏析产生的原因是,熔池中的焊缝金属在凝固过程中,液相、固相两相在变化着的。先结晶的固相比较纯,后结晶的固相富集杂质,由于焊接过程冷却较快,结晶先后所产生的化学成分不均匀,从而形成了偏析。
08夹渣的产生原因
a.坡口尺寸不合理;?b.坡口有油污;?
c.多层焊接时,层间清渣不彻底;?d.焊接线能量小;?
e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;?
f.焊条耀皮、焊剂化学成分不合理,熔点过高;?
g.多层分道焊接时,焊丝位置不当。
09产生未透焊的原因
a.焊接电流小,熔深浅;?
b.坡口和间隙不合理,钝边太大;?
c.磁偏吹影响;?
d.焊条扁芯度太大;?
e.层间及焊根清理不良;?
f.焊丝未对准;?
10产生未熔合缺陷的原因
a.焊接电流过小;?b.焊接速度过快;?c.焊条角度不正确;?d.产生弧偏吹现象;?e.焊接处下坡焊位置,母材未融化时已被铁水覆盖;?f.母材表面有油污或氧化物影响熔敷金属与母材之间的融化结合;g.焊缝拒不弯曲过大。
11咬边产生的原因
产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,焊丝速度太小造成的。坡口不合理或装配间隙不均匀,焊丝与工件角度不正,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理,焊接参数不当等都会造成咬边。
三、常见焊接缺陷的防止措施