一般常见的焊接缺陷可分为四类:
(1)焊缝尺寸不符合要求 :如焊缝超高、超宽、过窄、高低差过大、焊缝过渡到母材不圆滑等。
(2)焊接表面缺陷:如咬边、焊瘤、内凹、满溢、未焊透、表面气孔、表面裂纹等。
(3)焊缝内部缺陷:如气孔、夹渣、裂纹、未熔合、夹钨、双面焊的未焊透等。
(4)焊接接头性能不符合要求:因过热、过烧等原因导致焊接接头的机械性能、抗腐蚀性能降低等。
一、焊接缺陷
焊接变形
工件焊后一般都会产生变形,如果变形量超过允许值,就会影响使用。焊接变形的几个例子如图2-19所示。产生的主要原因是焊件不均匀地局部加热和冷却。因为焊接时,焊件仅在局部区域被加热到高温,离焊缝愈近,温度愈高,膨胀也愈大。加热区域的金属因受到周围温度较低的金属阻止,却不能自由膨胀;而冷却时又由于周围金属的牵制不能自由地收缩。结果这部分加热的金属存在拉应力,而其它部分的金属则存在与之平衡的压应力。当这些应力超过金属的屈服极限时,将产生焊接变形;当超过金属的强度极限时,则会出现裂缝。
焊缝的外部缺陷
1.焊缝增强过高
当焊接坡口的角度开得太小或焊接电流过小时,均会出现这种现象。焊件焊缝的危险平面已从M-M平面过渡到熔合区的N-N平面,由于应力集中生破坏,为提高压力容器的疲劳寿命,要求将焊缝的增强高铲平。
2. 焊缝过凹
因焊缝工作截面的减小而使接头处的强度降低。
3. 焊缝咬边
在工件上沿焊缝边缘所形成的凹陷叫咬边,如图2-22所示。它不仅减少了接头工作截面,在咬边处造成严重的应力集中。
4. 焊瘤
熔化金属流到溶池边缘未溶化的工件上,堆积形成焊瘤,它与工件没有熔合,见图2-23。焊瘤对静载强度无影响,但会引起应力集中,使动载强度降低。
5. 烧穿
烧穿是指部分熔化金属从焊缝反面漏出,甚至烧穿成洞,它使接头强度下降。
以上五种缺陷存在于焊缝的外表,肉眼就能发现,并可及时补焊。如果操作熟练,一般是可以避免的。
焊缝的内部缺陷
1. 未焊透
未焊透是指工件与焊缝金属或焊缝层间局部未熔合的一种缺陷。未焊透减弱了焊缝工作截面,造成严重的应力集中,大大降低接头强度,它往往成为焊缝开裂的根源。
2. 夹渣
焊缝中夹有非金属熔渣,即称夹渣。夹渣减少了焊缝工作截面,造成应力集中,会降低焊缝强度和冲击韧性。
3. 气孔
焊缝金属在高温时,吸收了过多的气体(如H2)或由于溶池内部冶金反应产生的气体(如CO),在溶池冷却凝固时来不及排出,而在焊缝内部或表面形成孔穴,即为气孔。气孔的存在减少了焊缝有效工作截面,降低接头的机械强度。若有穿透性或连续性气孔存在,会严重影响焊件的密封性。
4. 裂纹
焊接过程中或焊接以后,在焊接接头区域内所出现的金属局部破裂叫裂纹。裂纹可能产生在焊缝上,也可能产生在焊缝两侧的热影响区。有时产生在金属表面,有时产生在金属内部。通常按照裂纹产生的机理不同,可分为热裂纹和冷裂纹两类。