钢结构的加工过程(三)
来源:优易学  2011-11-24 14:11:31   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

4)焊接的主要缺陷
国标《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》将焊缝缺陷分为六类,裂纹、孔穴、固体夹杂,未熔合和末焊透、形状缺陷和上述以外的其他缺陷。每一缺陷大类用一个三位阿拉伯数字标记,每一缺陷小类用一个四位阿拉伯数字标记,同时采用国际焊接学会(I Ⅳ)“参考射线底片汇编”中字母代号来对缺陷进行简化标记。
⑴裂纹缺陷以焊缝冷却结晶时出现裂纹的时间阶段区分有热裂纹(高温裂纹)、冷裂纹、延迟裂纹。
①热裂纹
热裂纹是由于焊缝金属结晶时造成严重偏析,存在低熔点杂质,另外是由于焊接拉伸应力的作用而产生的。防止措施有:
控制焊缝的化学成分。降低母材及焊接材料中形成低熔点共晶物即易于偏析的元素,如硫、磷含量;降低碳含量;提高Mn含量,使Mm/S比值达到20~60。
控制焊接工艺参数。控制焊接电流和焊接速度,使各焊道截面上部的宽度和深度比值达到1.1~1.2,同时控制焊接熔池形状;避免坡口和间隙过小使焊缝成形系数太小; 焊前预热可降低预热裂纹的倾向;合理的焊接顺序可以使大多数焊缝在较小的拘束度下焊接,减小焊缝收缩时所受拉应力,也可减小热裂纹倾向。
②冷裂纹
冷裂纹发生于焊缝冷却过程中较低温度时,或沿晶或穿晶形成,视焊接接头所受的应力状态和金相组织而定。冷裂纹也可以在焊后经过一段时间(几小时或几天)才出现,称之为延迟裂纹。
防止的办法是:焊前烘烤,彻底清理坡口和焊丝表面的油、水、锈、污等减少扩散氢含量。焊前预热、焊后缓冷,进行焊后热处理。采取降低焊接应力的工艺措施,如:在实际工作中,如果施焊条件许可双面焊,结构承载条件允许部分焊透焊接时,应尽量采用对称坡口或部分焊透焊缝作为降低冷裂纹倾向的措施之一。
⑵孔穴缺陷分为气孔和弧坑缩孔两种。气孔造成的主要原因:
焊条、焊剂潮湿,药皮剥落;坡口表面有油、水、锈污等未清理干净;电弧过长,熔池面积过大;保护气体流量小,纯度低;焊矩摆动大,焊丝搅拌熔池不充分;焊接环境湿度大,焊工操作不熟练。
防止措施:
①不得使用药皮剥落、开裂、变质、偏心和焊芯锈蚀的焊条,对焊条和焊剂要进行烘烤。
②认真处理坡口。
③控制焊接电流和电弧长度。
④提高操作技术,改善焊接环境。
弧坑缩孔是由于焊接电流过大,灭弧时间短而造成的,因此要选用合适的焊接参数,焊接时填满弧坑或采用电流衰减灭弧。利用超声波探伤,搞清缺陷的位置后,用碳弧气刨等完全铲除焊缝,搞成船底形的沟再进行补焊,焊后再次检查。
⑶固体夹杂缺陷有夹渣和金属夹杂两种缺陷。
造成夹渣的原因有:
多道焊层清理不干净;电流过小,焊接速度快,熔渣来不及浮出;焊条或焊矩角度不当,焊工操作不熟练,坡口设计不合理,焊条形状不良。
防止办法是:彻底清理层间焊道;合理选用坡口,改善焊层成形,提高操作技术。
金属夹杂缺陷是由于:氩弧焊采用接触引弧,操作不熟练;钨级与熔池或焊丝短路;焊接电流过大,钨棒严重烧损。
防止办法是:氩弧焊时尽量采用高频引弧,提高操作技术,选用合适的焊接工艺。
⑷未熔合缺陷主要是由于运条速度过快,焊条焊矩角度不对,电弧偏吹;坡口设计不良,电流过小,电弧过长,坡口或夹层清理不干净造成的。
防止办法是:提高操作技术,选用合适的工艺参数,选用合理的坡口,彻底清理焊件。
未焊透缺陷产生的原因是由于坡口设计不良,间隙过小,操作不熟练等造成的。
防止办法是:选用合理的坡口形式,保证组对间隙,选用合适的规范参数,提高操作技术。
⑸形状缺陷分为咬边、焊瘤、下塌、根部收缩、错边、角度偏差、焊缝超高、表面不规则等。
咬边缺陷是由于电流过大或电弧过长,埋弧焊时电压过低,焊条和焊丝的角度不合适等原因造成的。对咬边部分需用直径3.2~4.0mm的焊丝进行修补焊接。
焊瘤是由于电流偏大或火焰率过大造成的,另外焊工技术差也是主要原因。对于重要的对接焊部分的焊瘤要用砂轮等除去。
下塌缺陷又称为压坑缺陷,是由于焊接电流过大,速度过慢,因此熔池金属温度过高而造的。 用碳弧气刨进行铲除,然后修补焊接。 
根部收缩缺陷主要是焊接电流过大或火焰率过大,使熔池体积过大造成的,因此要选合适的工艺参数。
错边缺陷主要是组对不好,因此要求组对时严格要求。从背面进行补焊,也可使用背衬焊剂垫进行底层焊接,希望焊成倾斜度为1/2.5。
角度偏差缺陷主要由于组对不好,焊接变形等造成的,因此要求组对好,采用控制变形的措施才能防止发生。 
焊缝超高、焊脚不对称、焊缝宽度不齐、表面不规则等缺陷产生的主要原因是:焊接层次布置不好,焊工技术差,护目镜颜色过深,影响了观察熔池情况。 
⑹其他缺陷
其他缺陷主要有电弧擦伤、飞溅、表面撕裂等。
电弧擦伤是由于焊把与工件无意接触,焊接电缆破损;未在坡口内引弧,而是在母材上任意引弧而造成的。因此,启动电焊机前, 检查焊接,严禁与工件短路;包裹绝缘带,必须在坡口内引弧,严肃工艺纪律。
飞溅是由于焊接电流过大,或没有采取防护措施,也有因CO2气体保护焊焊接回路电感量不合适造成的。可采用涂白垩粉调整CO2气体保护焊焊接回路的电感。 
5)焊接的质量检验
焊接质量检验包括焊前检验、焊接生产中检验和成品检验。
(1)焊前检验
检验技术文件(图纸、标准、工艺规程等)是否齐备。焊接材料(焊条、焊丝、焊剂、气体等)和钢材原材料的质量检验,构件装配和焊接件边缘质量检验、焊接设备(焊机和专用胎、模具等)是否完善。焊工应经过考试取得合格证,停焊时间达6个月及以上,必须重新考核方可上岗操作。

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