金属工艺学焊接..ppt

焊接接头的不完整性称焊接缺陷。主要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。
焊接缺陷与检验
焊接裂纹
1、热裂纹
热裂纹的特征
热裂纹可发生在焊缝区或热影响区。
热裂纹的微观特征是沿晶界开裂,所以又称晶间裂纹。因热裂纹在高温下形成,所以有氧化色彩。
热裂纹动画仿真
热裂纹产生的原因:
晶间存在液态薄膜。
接头中存在拉应力。
热裂纹的防止:
限制钢材和焊条、焊剂的低熔点杂质,如硫和磷含量。Fe和FeS易形成低熔点共晶,其熔点为988℃,很容易产生热裂纹。
缩小结晶温度范围,改善焊缝组织,细化焊缝晶粒,提高塑性减少偏析。
减少焊接应力的工艺措施,如采用小线能量,焊前预热,合理的焊缝布置等。
2、冷裂纹
冷裂纹的形态和特征
焊缝区和热影响区都可能产生冷裂纹。冷裂纹的特征是无分支,通常为穿晶型。冷裂纹无氧化色彩。
最常见的冷裂纹是延迟裂纹,即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹。
冷裂纹动画仿真
延迟裂纹的产生原因:
焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重,产生淬火组织,导致接头性能脆化。
焊接接头含氢量较高,并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子,造成非常大的局部压力,使接头脆化。
存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间,所以冷裂纹在焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的,也叫氢致裂纹。
防止延迟裂纹的措施:
选用碱性焊条或焊剂,减少焊缝金属中氢的含量,提高焊缝金属塑性。
焊条焊剂要烘干,焊缝坡口及附近母材要去油水;除锈,减少氢的来源。
工件焊前预热,焊后缓冷,可降低焊后冷却速度,避免产生淬硬组织,并可减少焊接残余应力。
采取减小焊接应力的工艺措施,如对称焊,小线能量的多层多道焊等。
焊后立即进行去氢(后热)处理,加热到250℃,保温2~6h,使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。
焊后进行清除应力的退火处理。
气孔
焊缝气孔有三种:
氢气孔
高温时,氢在液体中的溶解度很大,大量的氢溶入焊缝熔池中,而焊缝熔池在热源离开后快速冷却,氢的溶解度急速下降,析出氢气,产生氢气孔。
一氧化碳气孔
当熔池氧化严重时,熔池存在较多的FeO,在熔池温度下降时,将发生如下反应:
FeO+C = Fe+CO↑
此时,若熔池已开始结晶,则CO将来不及逸出,便产生CO气孔。熔池氧化愈严重,含碳量愈高,越易产生CO气孔。
氮、氢的溶解度变化
氮气孔
熔池保护不好时,空气中的氮溶入熔池而产生。
防止气孔的方法:
焊条、焊剂要烘干,焊丝和焊缝坡口及其两侧的母材要清除锈、油和水。
焊接时采用短弧焊,采用碱性焊条。CO2焊时,采用药芯焊丝。
采用低碳材料都可减少和防止气孔的产生。