焊接的三大缺陷,产生原因、危害、预防措施:
(1)焊缝化学成分或组织成分不符合要求: 焊材与母材匹配不当,或焊接过程中元素烧损等原因,容易使焊缝金属的化学成份发生变化,或造成焊缝组织不符合要求。这可能带来焊缝的力学性能的下降,还会影响接头的耐蚀性能。
(2)过热和过烧:若焊接规范使用不当,热影响区长时间在高温下停留,会使晶粒变得粗大,即出现过热组织。若温度进一步升高,停留时间加长,可能使晶界发生氧化或局部熔化,出现过烧组织。过热可通过热处理来消除,而过烧是不可逆转的缺陷。
(3)白点:在焊缝金属的拉断面上出现的象鱼目状的白色,即为自点F白点是由于氢聚集而造成的,危害极大。
预防焊接热裂纹的方法:
1.限制钢材和焊材中,易产生偏析的元素和有害杂质的含量,特别是S、P、C的含量,因为它们不仅形成低熔点共晶,而且还促进偏析。C≤0.10%热裂纹敏感性可大大降低。必要时对材料进行化学分析、低倍检验(如硫印等)。
2.调节焊缝金属的化学成分,改善组织、细化晶粒,提高塑性,改变有害杂质形态和分布,减少偏析,如采用奥氏体加小于6%的铁素体的双相组织。
3.提高焊条和焊剂的碱度,以减低焊缝中杂质的含量,改善偏析程度。
4.选择合理的坡口形式,焊缝成型系数ψ=b/h>1,避免窄而深的“梨形”焊缝,(焊接电流过大也会形成“梨形”焊缝),防止柱状晶在焊道中心会合,产生中心偏析形成脆断面;采用多层多道焊,打乱偏析聚集。
5.采用较小(适当)的焊接线能量,对于奥氏体(镍基)不锈钢应尽量采用小的焊接线能量(不预热、不摆动或少摆动、快速焊、小电流)、严格掌握层间温度,以缩短焊缝金属在高温区的停留时间;
6.注意收弧时的保护,收弧要慢并填满弧坑,防止弧坑偏析产生热裂纹;
7.尽量避免多次返修,防止晶格缺陷聚集产生多边化热裂纹。
焊接性及其试验评定:
插销试验:目的,主要评定钢材的氢致延迟裂纹倾向,附加其他设备,也可以测定再热裂纹敏感性和层状敏感性。
1)试件制备,将被焊钢材加工或圆柱的插销试棒,沿轧制方向取样并注明插销在厚度方向的位置。试棒上端附近有环形或螺形缺口。将插销试棒插入底板相应的孔中,使带缺口一端与底板表面平齐。对于环形缺口的插销试棒,缺口与端面的距离a应使焊道熔深与缺口根部所截平面相切或相交,但缺口根部圆周被熔透的部分不得超过20%。对于低合金钢,a值在焊接热输入为E=15KJ/cm时为2mm。
2)试验过程,按选定的焊接方法和严格控制的工艺参数,在底板上熔一层堆焊焊道,焊道中心线通过试样的中心,其熔深应使缺口位于热影响区的粗晶区,焊道长度L约100-150mm。施焊时应测定800-500℃的冷却时值t8/5值,不预热焊接时,焊后冷却至100-150℃时加载;焊前预热时,应在高于预热温度50-70℃时加载。载荷应在1min之内且在冷却至100℃或高于预热温度50-70℃之前施加完毕。如有后热,应在后热之前加载。当试棒加载时,插销可能在载荷持续时间内发生断裂,记下承载时间。
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