常见焊接缺陷及控制.ppt
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1、常见的焊接缺陷及质量检验,一、常见的焊接缺陷 (一)裂纹,(二)气孔 (三)夹渣 (四)未熔合 未焊透,(五)形状缺陷 咬边 焊瘤 烧穿和下塌,错边和角变形 焊缝尺寸不合要求 (六)其它缺陷 电弧擦伤、严重飞溅、母材表面撕裂、磨凿痕、打磨过量等。,(2)区域偏析 (3)层状偏析 2.偏析的控制措施 (1)细化焊缝晶粒 (2)适当降低焊接速度 4.1.2 夹杂的形成及控制 1.夹杂的形成及控制 (1)夹渣; (2)反应形成新相 氧化物;氮化物;硫化物; (3)异种金属。,2.夹杂的危害 1)影响接头力学性能 大于临界尺寸的夹杂物使接头力学性能下降; 2)以硅酸盐形式存在的氧化物数量的增加,总含氧
2、量增加,使焊缝的强度、塑性、韧性明显下降; 3)氮化物使焊缝的硬度增高,塑性、韧性急剧下降; 4)FeS是形成热裂纹及层状撕裂的重要原因之一。 3. 夹杂的防止措施 1)合理选用焊接材料,充分脱氧、脱硫; 2)选用合适的焊接参数,以利熔渣浮出; 3)多层焊时,注意清除前一层焊渣; 4)焊条适当摆动,以利于熔渣的浮出; 5)保护熔池,防止空气侵入。,4.2 焊缝中的气孔 4.2.1 气孔的分类及形成机理 1.析出型气孔 如N2、H2气孔; 2.反应型气孔 如CO、H2O气孔。 FeO + C = CO+ Fe 3.2.2 气孔形成的影响因素 1.气体的来源 (1)空气侵入; (2)焊接材料吸潮;
3、 (3)工件、焊丝表面的物质; (4)药皮中高价氧化物或碳氢化合物的分解。,2.母材对气孔的敏感性 (1)气泡的生核 现成表面 (2)气泡的长大 必须满足 ph po Ph-气泡内部压力: Ph = PH2 + PN2 + PCO + PH2O + Po-阻碍气泡长大的外界压力: PO = Pa + PM + PS + PC Ph Pa + Pc = 1 + 现成表面存在的气泡呈椭圆形,增大了曲率半径,降低了外界的附加压力PC ,气泡容易长大。,0,(3)气泡的上浮 必须满足 VC (气泡上浮速度) R(熔池结晶速度) COS = 上浮速度 VC =,3.焊接材料对气孔的影响 (1)熔渣氧化性
4、的影响 氧化性强,易出现 CO 气孔;还原性增大,易出现 H2 气孔; (2)焊条药皮和焊剂的影响 碱性焊条含有 CaF2 ,焊剂中有一定量的氟石和多量 SiO2 共存时, 有利于消除氢气孔; (3)保护气体的影响 混合气体的活性气体有利于降低氢气孔; (4)焊丝成分的影响 希望形成充分脱氧的条件,以抑制反应性气体的生成。 4.焊接工艺对气孔的影响 (1)焊接工艺 工艺正常,则电弧稳定,保护效果好; (2)电源的种类 直流反接,降低电压; (3)熔池存在时间 时间增加,则对反应性气体排出有利;对析出性气体,既要考虑溶入,又要考虑逸出。,4.2.3 气孔的防止措施 1.消除气体来源 加强焊接区保
5、护;焊材防潮烘干;适当的表面清理。 2.正确选用焊接材料 适当调整熔渣的氧化性; 焊接有色金属时,在Ar中加入CO2或O2要适当; CO2焊时,必须用合金钢焊丝充分脱氧; 有色金属焊接时,要充分脱氧,如焊纯镍时,用含铝和钛的焊丝或焊条;焊纯铜时,用硅青铜或磷青铜焊丝。 3.控制焊接工艺条件 焊接时规范要保持稳定; 尽量采用直流短弧焊,反接; 铝合金TIG焊时,线能量的选择要考虑氢的溶入和排除; 铝合金MIG焊时,常采取增大熔池存在时间,以利气泡逸出。,4.3 焊接裂纹 4.3.1 焊接裂纹的种类和特征,1.焊接热裂纹 (1)结晶裂纹 (2)高温液化裂纹 (3)多边化裂纹,2.焊接冷裂纹 (1)
6、延迟裂纹 (2)淬硬脆化裂纹 (3)低塑性脆化裂纹,3.其他裂纹 (1)再热裂纹 (2)层状裂纹,(3)应力腐蚀裂纹,4.3.2 结晶裂纹的形成与控制 1.结晶裂纹的形成机理 熔池结晶三阶段: 液固阶段;固液阶段;完全凝固阶段。 固液阶段(脆性温度区)有可能产生裂纹。 认为: 较小时,曲线1 e0 pmin , es0, 不会产生裂纹; 较大时,曲线3 e0 pmin,es0, 产生结晶裂纹; 按曲线2变化时, e0 pmin,es 0 , 处于临界状态。 为防止结晶裂纹的产生,应满足如下条件: CST(临界应变增长率),2.结晶裂纹的影响因素 (1)冶金因素 1)结晶温度区间 (剖面线区间为
7、脆性温度区间) 结晶温度区间越大,脆性温度区也 大,裂纹倾向也大。,2)低熔共晶的形态 当液态第二相在固态基体相的晶粒 交界处存在时,其分布受表面张力 (GB) 和界面张力(LS)的平衡关 系所支配。 = 2 COS ; COS 2 若 2 = , = 0 o,易形成液态薄膜; 2 , 0 o,不易形成液态薄膜; 增大低熔共晶物的表面张力,有利于 避免结晶裂纹。 3)一次结晶的组织 晶粒粗大,柱状晶的方向越明显,越易 形成液态薄膜,导致结晶裂纹。 4)合金元素的种类 促进结晶裂纹的有:硫、磷、碳和镍等; 抑制结晶裂纹的有:锰、硅、钛、锆和稀土等。 (2)应力因素. 液态薄膜和应力是引起结晶裂纹
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