【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 長(zhǎng)寬比大的特征。焊接裂紋是最危險(xiǎn)的缺陷，除降低焊接接頭的力學(xué)性能指標(biāo)外，裂紋末端的缺口易引起應(yīng)力集中，促使裂紋延伸和擴(kuò)展，成為結(jié)構(gòu)斷裂失效的起源。焊接技術(shù)條件中是不允許焊接裂紋存在的?！　≡诤附咏宇^中可能遇到各種類(lèi)型的裂紋。按裂紋發(fā)生部位的焊縫金屬中裂紋、熱影響區(qū)裂紋或熔合線(xiàn)裂紋、根部裂紋、焊趾裂紋、焊道下裂紋和弧坑裂紋。按裂紋的走向有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑星形裂紋。按裂紋的尺寸有宏觀(guān)裂紋和顯微裂紋。按裂紋產(chǎn)生的機(jī)理有熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂?！　?1)熱裂紋 焊接過(guò)程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線(xiàn)附近的高溫區(qū)域產(chǎn)生的焊接裂紋，稱(chēng)為熱裂紋，又稱(chēng)高溫裂紋?！　崃鸭y多發(fā)生在焊縫金屬中，有時(shí)也出現(xiàn)在熱影響區(qū)或熔合線(xiàn)。熱裂紋有沿著焊縫縱向，位于結(jié)晶中心線(xiàn)的縱向裂紋，也有垂直于焊縫的橫向裂紋，或在弧坑中產(chǎn)生的星形弧坑裂紋。熱裂紋可以顯露于焊縫表面，也可以存在于焊縫內(nèi)部。其基本形貌特征是：在固相線(xiàn)附近高溫下產(chǎn)生，沿奧氏體晶界開(kāi)裂。熱裂紋可分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋三類(lèi)?！　、?結(jié)晶裂紋 熔他一次結(jié)晶過(guò)程中，在液相和固相并存的高溫區(qū)，焊縫金屬沿一次結(jié)晶晶界開(kāi)裂的裂紋，稱(chēng)為結(jié)晶裂紋。通常熱裂紋多指是結(jié)晶裂紋。多數(shù)情況下，結(jié)晶裂紋的斷口呈高溫氧化色彩，主要出現(xiàn)在焊縫中，個(gè)別情況下也產(chǎn)生在焊接熱影響區(qū)。　　產(chǎn)生條件：低熔點(diǎn)共晶偏析物(FeS)以片狀液態(tài)薄膜聚集于晶界，焊接拉應(yīng)力?！　》乐勾胧和ㄟ^(guò)控制產(chǎn)生條件的兩方面著手：首先嚴(yán)格控制焊縫金屬中C、Si、S、P含量，提高焊縫金屬的含Mn量，采用低氫型焊接材料。其次焊前要預(yù)熱，減小焊后冷卻速度，調(diào)整焊接規(guī)范，適當(dāng)加大焊接坡口角度，以得到焊縫成形系數(shù)大的焊縫，必要時(shí)采用多層焊。　?、?液化裂紋 焊接過(guò)程中，在焊接熱循環(huán)作用下，存在于母材近縫區(qū)金屬或多層焊縫的層間金屬晶界的低熔點(diǎn)共晶物局部被重新熔化開(kāi)裂的裂紋，稱(chēng)為液化裂紋?！　》乐勾胧嚎刂坪瓦x用C、S、P含量較低而Mn含量較高的母材，焊接時(shí)采用低熱輸入量的焊接規(guī)范進(jìn)行多道焊?！　、?多邊化裂紋 焊接時(shí)，焊縫或近縫區(qū)的金屬處于固相線(xiàn)溫度以下的高溫區(qū)域，由于晶格缺陷(如空位和位借)的移動(dòng)和聚集，形成二次邊界，即“多邊化邊界”，從而引起邊界高溫強(qiáng)度和塑性降低，沿著多邊化的邊界產(chǎn)生開(kāi)裂，稱(chēng)為多邊化裂紋。這類(lèi)裂紋常以任意方向貫穿樹(shù)枝晶界，斷口多呈現(xiàn)為高溫低塑性斷裂特征。多邊化裂紋多發(fā)生在單相奧氏體合金的焊縫或近縫區(qū)的金屬中?！　》乐勾胧涸诤缚p中加入Mo、W、Ti等細(xì)化晶粒的合金元素，阻止形成“多邊化邊界”，在工藝上采取減小焊接應(yīng)力的措施?！　?2)再熱裂紋(SR裂紋) 焊接接頭在焊后一定溫度范圍內(nèi)再次加熱(消除應(yīng)力熱處理或經(jīng)其它加熱過(guò)程)，在焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)產(chǎn)生的裂紋，稱(chēng)為再熱裂紋或消應(yīng)力處理裂紋。再熱裂紋與熱裂紋一樣也是一種沿晶界開(kāi)裂的裂紋，但其斷口呈低溫氧化色彩。　　產(chǎn)生條件：鋼中某些沉淀強(qiáng)化元素(如 Mo、 V、 Cr、 Nb等)，經(jīng)歷再熱(焊后再次加熱)敏感溫度區(qū)域500—700℃，焊接接頭存在較高的殘余應(yīng)力和焊縫表面有應(yīng)力集中的缺口部位(咬邊、凹陷等)?！　漠a(chǎn)生條件可看出，再熱裂紋多發(fā)生在具有析出沉淀硬化相的低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金的焊接接頭之中。普通碳素鋼中一般不會(huì)產(chǎn)生這種裂紋?！　》乐勾胧禾岣哳A(yù)熱溫度和采用后熱處理，減小焊接應(yīng)力和過(guò)熱區(qū)硬化。選用高塑性低強(qiáng)度匹配的焊接材料。改進(jìn)焊接接頭設(shè)計(jì)，盡量不采用高拘束度的焊接節(jié)點(diǎn)，消除一切可能引起應(yīng)力集中的表面缺陷，修磨焊縫呈圓滑過(guò)渡。正確選擇焊后熱處理溫度?！　?3)冷裂紋 焊接接頭在焊后冷卻到較低溫度下(200℃左右)所產(chǎn)生的焊接裂紋，稱(chēng)為冷裂紋。根據(jù)裂紋出現(xiàn)的部位，可分為焊道下裂紋、焊趾裂紋、焊根裂紋、橫向裂紋?！　‘a(chǎn)生條件：三個(gè)因素共同作用形成冷裂紋，即焊接應(yīng)力、淬硬組織、擴(kuò)散氫。冷裂紋 多發(fā)生在低合金高強(qiáng)鋼、中合金鋼、高碳鋼的焊接熱影響區(qū)和熔合區(qū)中，個(gè)別情況下，也出現(xiàn)在焊縫金屬中?！　⌒蚊蔡卣鳎汉负罄鋮s至較低溫度下產(chǎn)生，貫穿晶粒開(kāi)裂，斷口呈金屬光亮?！　「鶕?jù)產(chǎn)生的機(jī)理不同，冷裂紋可分為延遲裂紋、淬硬脆化裂紋和低塑性脆化裂紋三類(lèi)?！　、?延遲裂紋(氫致裂紋) 是一種最常見(jiàn)的冷裂紋形態(tài)。它是焊后冷卻到室溫并放置一段時(shí)間(延遲潛伏期，幾小時(shí)、幾天、幾十天)之后才出現(xiàn)的焊接冷裂紋，具有延遲的性質(zhì)。因?yàn)檫@種裂紋的產(chǎn)生與焊縫金屬中的擴(kuò)散氫活動(dòng)密切相關(guān)，所以又稱(chēng)氫致裂紋?！　、?淬硬脆化裂紋 有些鋼種如馬氏體不銹鋼、工具鋼，由于淬硬傾向較大，焊接時(shí)易形成淬硬組織，在焊接應(yīng)力的作用下導(dǎo)致開(kāi)裂，稱(chēng)之為淬硬脆化裂紋。與延遲裂紋不同的是淬硬脆化裂紋基本上是在焊后立即產(chǎn)生，無(wú)延遲期，除了焊接熱影響區(qū)出現(xiàn)外，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)在焊縫中?！　、?低塑性脆化裂紋 焊接脆性材料時(shí)(如鑄鐵)，當(dāng)焊后冷卻到400℃以下時(shí)，由于焊接收縮應(yīng)變超過(guò)材料的本身塑性而導(dǎo)致開(kāi)裂，稱(chēng)之為低塑性脆化裂紋。它可在焊縫中出現(xiàn)，也可發(fā)生在焊接熱影響區(qū)中。其斷口具有脆性斷裂的形貌特征。　　防止措施：焊前預(yù)熱，降低冷卻速度。選擇合適的焊接規(guī)范參數(shù)。采用低氫型焊接材料，并嚴(yán)格烘干。徹底清除焊絲及母材焊接區(qū)域的油污、鐵銹和水分，焊后立即后熱或焊后熱處理，改進(jìn)接頭設(shè)計(jì)降低拘束應(yīng)力?！　?4)層狀撕裂 是一種焊接時(shí)沿鋼板軋制方向平行于表面呈階梯狀“平臺(tái)”開(kāi)裂的冷裂紋。呈穿晶或沿晶開(kāi)裂的形態(tài)特征，通常發(fā)生在軋制鋼板的靠近熔合線(xiàn)的熱影響區(qū)中，與熔合線(xiàn)平行形成階梯式的裂紋。由于不露出表面，所以一般很難發(fā)現(xiàn)，只有通過(guò)探傷發(fā)現(xiàn)，且難以返修。層狀撕裂多產(chǎn)生在T形接頭和角接接頭中，受垂直于鋼板表面方向拉伸應(yīng)力的作用而產(chǎn)生?！　‘a(chǎn)生條件：沿鋼板軋制方向存在分層夾雜物(如硫化物等)，焊接時(shí)產(chǎn)生垂直于厚度方向的焊接應(yīng)力。　　防止措施：嚴(yán)格控制鋼材的含硫量，改進(jìn)接頭形式和坡口形狀，與焊縫連接的坡口表面預(yù)先堆焊過(guò)渡層，選用強(qiáng)度等級(jí)較低的低氫型焊接材料，采用低焊接熱輸入和焊接預(yù)熱?！　〉诙?jié) 預(yù)防焊接缺欠的對(duì)策　　一、預(yù)防焊接缺欠的對(duì)策程序　　l、確定焊接缺欠的類(lèi)型　　根據(jù)焊接缺欠的形態(tài)、發(fā)生的部位(如焊縫金屬、焊接熱影響區(qū)、熔合區(qū))、方位、尺寸、母材材質(zhì)、缺欠發(fā)生的時(shí)間等分析。一般除焊接裂紋外，其它缺欠均可通過(guò)外觀(guān)、金相微觀(guān)、無(wú)損探傷判別?！　〔槊骱附尤鼻樊a(chǎn)生的原因　　一般按下列情況分析　　(1)母材質(zhì)量(力學(xué)性能、化學(xué)成分、熱處理狀態(tài)、板厚、坡口的制備)　　(2)焊接方法及焊接條件(熱輸入、預(yù)熱溫度、后熱溫度、焊接參數(shù))　　(3)焊接材料(化學(xué)成分、藥皮類(lèi)型、烘焙條件)　　(4)焊縫金屬(化學(xué)成分、金相組織、抗拉強(qiáng)度、塑性)　　(5)接頭形式(對(duì)接、角接、T字、板厚、施焊層道數(shù))　　(6)拘束條件(拉伸拘束、彎曲拘束、殘余應(yīng)力)　　(7)焊后熱處理　　(8)施工環(huán)境　　按照查明的各類(lèi)焊接缺欠所產(chǎn)生的原因而提出相應(yīng)的對(duì)策，可采用因果統(tǒng)計(jì)分析法對(duì)各類(lèi)焊接缺欠進(jìn)行因果分析。　　二、各類(lèi)焊接缺欠因果圖分析　　因果圖(又稱(chēng)魚(yú)剌圖)分析法是一種逆向分析的方法，即從質(zhì)量問(wèn)題返回查找造成問(wèn)題的原因。所以因果圖由質(zhì)量問(wèn)題和影響質(zhì)量的因素兩部分組成。如圖示：　　因 果　　更小原因　　焊接缺欠　　分析步驟：　　(1)確定分析的焊接缺欠，將其填在“缺欠”框內(nèi)?！　?2)確定影響焊接缺欠諸因素的分類(lèi)，依次畫(huà)出大枝、中枝、小枝和細(xì)枝。大枝表示主要原因，中枝表示造成大枝的一個(gè)原因，小枝表示造成中枝的一個(gè)原因，細(xì)枝表示影響小枝的更小原因。　　(3)從圖中找出影響焊接缺欠的主要原因，提出有關(guān)的質(zhì)量對(duì)策?！　『缚p符號(hào)和焊接方法及其標(biāo)注　　一、焊縫符號(hào)及其標(biāo)注　　焊縫是構(gòu)成焊接接頭的主體部分。在工程圖紙或圖樣中，為了簡(jiǎn)化焊縫及焊接接頭形式和基本尺寸的標(biāo)注，應(yīng)采用統(tǒng)一的焊縫符號(hào)表示法。GB32488《焊縫符號(hào)表示法》規(guī)定了工程圖樣上標(biāo)注焊縫符號(hào)的方法和基本規(guī)則。　　焊縫符號(hào)由基本符號(hào)和指引線(xiàn)組成。必要時(shí)，可加上輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸符號(hào)。基本符號(hào)、輔助符號(hào)和補(bǔ)充符號(hào)見(jiàn)表表2和表3，補(bǔ)充符號(hào)應(yīng)用示例見(jiàn)表4所示。　　基本符號(hào)和輔助符號(hào)用粗實(shí)線(xiàn)繪制，指引線(xiàn)用細(xì)實(shí)線(xiàn)繪制。基本符號(hào)表示焊縫橫剖面的形狀。輔助符號(hào)表示焊縫表面形狀特征。補(bǔ)充符號(hào)是補(bǔ)充說(shuō)明焊縫的某些特征。指引線(xiàn)是將焊縫符號(hào)指明于焊縫的連接線(xiàn)，由帶箭頭的線(xiàn)和兩條基準(zhǔn)線(xiàn)(實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn))組成，見(jiàn)圖1所示?！　D1 指引線(xiàn)　　1箭頭線(xiàn) 2基準(zhǔn)線(xiàn)(實(shí)線(xiàn)) 3基準(zhǔn)線(xiàn)(虛線(xiàn))　　為了在圖樣中明確表明焊縫位置，基本符號(hào)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的位置按下列規(guī)定：　　(1)單面焊縫的基準(zhǔn)線(xiàn)應(yīng)繪制實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)兩條，雙面焊縫的基準(zhǔn)線(xiàn)只繪制實(shí)線(xiàn)，無(wú)虛線(xiàn)，見(jiàn)圖2所示。　　(2)單面焊縫若位于接頭的箭頭側(cè)，基本符號(hào)標(biāo)注在基準(zhǔn)線(xiàn)的實(shí)線(xiàn)上，如果焊縫位于接頭的非箭頭側(cè)，則基本符號(hào)標(biāo)注在基準(zhǔn)線(xiàn)的虛線(xiàn)上?！　『缚p尺寸符號(hào)在圖樣上一般不標(biāo)注，如果設(shè)計(jì)和生產(chǎn)需要注明焊縫尺寸時(shí)才標(biāo)注?！　)　　b)　　c) d)　　圖2 基本符號(hào)相對(duì)于基準(zhǔn)線(xiàn)的位置舉例　　a)焊縫在接頭的箭頭側(cè) b)焊縫在接頭的非箭頭側(cè) c)對(duì)稱(chēng)焊縫 d)雙面焊縫　　二、焊接方法及其標(biāo)注　　在圖樣上標(biāo)注焊接方法是與焊縫符號(hào)同時(shí)配合使用。GB518585《金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號(hào)》中規(guī)定用數(shù)字代號(hào)表示焊接方法，見(jiàn)表5，其標(biāo)注在焊縫符號(hào)的指示線(xiàn)尾部，見(jiàn)圖3?！　) b)　　圖3 焊接方法標(biāo)注　　a)單一焊接方法 b)組合焊接方法　　表5 常用焊接方法及其數(shù)字代號(hào)舉例　　焊接方法 代號(hào) 焊接方法 代號(hào)　　焊條電弧焊 111 MIG焊(含熔化極氬弧焊) 131　　埋弧焊 12 MAG焊(含CO2焊) 135　　絲極埋弧焊 121 非隋性氣體藥芯電弧焊 136　　帶極埋弧焊 122 TIG焊(含鎢極氬弧焊) 141　　氧乙炔焊 311 等離子弧焊 15　　電渣焊 72 —　　第一位數(shù)字表示焊接方法的大分類(lèi)號(hào)，如“1”表示電弧焊，“2”表示電阻焊，“3”表示氣焊，“7”表示其它焊接法，“9”表示釬焊。第二位及第三位數(shù)字為細(xì)分類(lèi)號(hào)?！　≡谠O(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)圖樣中，焊縫一般可采用符號(hào)來(lái)表示坡口形式尺寸及組裝要求、焊接方法、焊縫質(zhì)量要求、無(wú)損檢驗(yàn)方法及其它內(nèi)容?！　±?：　　此符號(hào)表明：焊縫采用帶鈍邊的V形坡口，坡口間隙2mm，坡口角度65176。，鈍邊2mm，用焊條電弧焊，焊縫質(zhì)量按GB3323標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行射線(xiàn)照相檢驗(yàn)，Ⅱ級(jí)合格?！　±?：　　此符號(hào)表明：焊縫采用帶鈍邊的V形坡口，坡口間隙0mm，坡口角度55176。，鈍邊6mm，用鎢極氬弧焊打底，埋弧焊接，焊縫質(zhì)量按GB11345標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，Ⅰ級(jí)合格?！　”? 基本符號(hào)　　序號(hào) 名稱(chēng) 示意圖 符號(hào)　　1 卷邊焊縫①(卷邊完全熔化)　　2 I形焊縫　　3 V形焊縫　　4 單邊V形焊縫　　5 帶鈍邊V形焊縫　　6 帶鈍邊單邊V形焊縫　　7 帶鈍邊U形焊縫　　8 帶鈍邊J形焊縫　　9 封底焊縫　　10 角焊縫　　11 塞焊縫或槽焊縫　　12 點(diǎn)焊縫　　13 縫焊縫　　注：① 不完全熔化的卷邊焊縫用I形焊縫符號(hào)表示，并加注焊縫有效厚度S?！　”? 輔助符號(hào)　　序號(hào) 名 稱(chēng) 示意圖 符 號(hào) 說(shuō) 明　　1 平面符號(hào) 焊縫表面平齊(一般通過(guò)加工)　　2 凹面符號(hào) 焊縫表面凹陷　　3 凸面符號(hào) 焊縫表面凸起　　注：不需要確切地說(shuō)明焊縫表面形狀時(shí)，可以不用輔助符號(hào)?！　”? 補(bǔ)充符號(hào)　　序號(hào) 名 稱(chēng) 示意圖 符 號(hào) 說(shuō) 明　　1 帶墊板符號(hào)①(卷邊完全熔化) 表示焊縫底部有墊板　　2 三面焊縫符號(hào)① 表示三面帶有焊縫　　3 周?chē)缚p符號(hào) 表示環(huán)繞工件周?chē)缚p　　4 現(xiàn)場(chǎng)符號(hào) 表示現(xiàn)場(chǎng)或工地上進(jìn)行焊接　　5 尾部符號(hào) 可以參照GB5185標(biāo)注焊接工藝方法等內(nèi)容　　表4 補(bǔ)充符號(hào)應(yīng)用示例　　示 意 圖 標(biāo) 注 示 例 說(shuō) 明　　表示V形焊縫的背面底部有墊板　　工件三面帶有焊縫，焊接方法為焊條電弧焊　　表示在現(xiàn)場(chǎng)沿工件周?chē)┖浮　”? 焊縫尺寸符號(hào)　　符 號(hào) 名 稱(chēng) 示 意 圖 符 號(hào) 名 稱(chēng) 示 意 圖　　δ 工件厚度 R 根部半徑　　α 坡口角度 l 焊縫長(zhǎng)度　　b 根部間隙 n 焊縫段數(shù)　　P 鈍 邊 e 焊縫間距　　C 焊縫寬度 K 焊角尺寸　　d 熔核直徑 H 坡口深度　　S 焊縫有效厚 度 h 余高　　N 相同焊縫數(shù)量符號(hào) β 坡口面角 度　　表7 焊縫尺寸的標(biāo)注示例　　序號(hào) 名 稱(chēng) 示 意 圖 焊縫尺寸符號(hào) 示 例　　1 對(duì)接焊縫 S：焊縫有效厚度　　2 卷邊焊縫 S：焊縫有效厚度　　3 連 續(xù)角焊縫 K：焊角尺寸　　4 斷 續(xù)角焊縫 l：焊縫長(zhǎng)度(不計(jì)弧坑)e：焊縫間距n：焊縫段數(shù)　　5 交錯(cuò)斷續(xù)角焊縫　　6 塞焊縫或槽焊縫 c：槽寬　　d：孔的直徑　　7 縫焊縫 c：焊縫寬度　　8 點(diǎn)焊縫 e：間距d：焊點(diǎn)直徑　　焊接質(zhì)量控制和檢驗(yàn)　　第一節(jié) 焊接質(zhì)量控制　　焊接生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程包括原材料、焊接材料、坡口準(zhǔn)備、裝配、焊接和焊后熱處理等工序。因此，焊接質(zhì)量保證不僅僅是焊接施工的自身質(zhì)量管理，而且與焊接之前的各道工序的質(zhì)量控制有密切的聯(lián)系，所以，焊接施工的質(zhì)量控制應(yīng)該是一項(xiàng)全過(guò)程的質(zhì)量管理。它應(yīng)該包括：焊接前質(zhì)量控制、焊接施工過(guò)程質(zhì)量控制和焊接后最終質(zhì)量檢驗(yàn)等三個(gè)階段?！　『附淤|(zhì)量控制的目標(biāo)是以保證焊接產(chǎn)品的最終性能為目的，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的效能