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常见焊缝问题:形状与尺寸不良

【摘要】:形状与尺寸不良缺欠是指焊缝外表面形状或接头几何形状不良,包括咬边、缩沟、焊缝超高、凸度过大、下塌、焊瘤、错边、角度偏差、下垂、烧穿、未焊满、焊角不对称、焊缝宽度不齐、表面不规则、焊缝接头不良、变形过大、焊缝尺寸不正确、焊缝厚度过大、焊缝宽度过大焊缝有效厚度过大或不足。由于垫板与筒体间隙不均匀,故液态金属熔渣会形成不规则的阴影。

形状与尺寸不良缺欠是指焊缝外表面形状或接头几何形状不良,包括咬边、缩沟、焊缝超高、凸度过大、下塌、焊瘤、错边、角度偏差、下垂、烧穿、未焊满、焊角不对称、焊缝宽度不齐、表面不规则、焊缝接头不良、变形过大、焊缝尺寸不正确、焊缝厚度过大、焊缝宽度过大焊缝有效厚度过大或不足。

(一)咬边

母材(或前一道熔敷金属)在焊趾处因焊接参数或工艺不正确而产生的不规则缺口称为咬边。咬边减小了母材金属的工作截面,降低了工件的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。咬边如图6-8所示。

产生咬边的原因主要是焊接参数选择不对,电弧拉得太长,电流太大,焊接速度太慢,造成电弧热量太高,熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。其次,直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因,因此角焊中,采用交流焊代替直流焊也能有效防止咬边另外,在横、立、仰焊位置也会加剧咬边,因此要加强焊工技能培训。

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图6-8 咬边

(二)缩沟

缩沟是指在根部两侧或中间焊道可观察到的沟槽。

压力容器制造过程中,经常会使用衬环来焊接筒体最后一道环缝此类对接焊缝通过射线检测后,底片上经常能看到一些貌似未熔合的伪缺陷影像。实质是带衬环焊缝根部收缩沟缺陷。

收缩沟产生的原因是带永久性衬垫板单面开V形坡口,在采用埋弧焊或焊条电弧焊过程中细颗粒的焊剂(或药皮)在熔池底部与熔化的熔融金属熔合在一起,这种液态金属熔渣沿着衬板渗入贴合间隙中。由于垫板与筒体间隙不均匀,故液态金属熔渣会形成不规则的阴影。

(三)下塌、焊瘤、下垂、烧穿

1.下塌

下塌是穿过单层焊缝根部或从多层焊接接头穿过前道熔敷金属塌落的过量焊缝金属。产生下塌的原因是焊接电流过大、焊接速度偏小、坡口间隙过大而钝边偏小。实际焊接中应合理选择焊接参数,提高焊工焊接水平。

2.焊瘤

焊瘤是指焊接过程中,熔化金属流淌到未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成未与母材熔合的金属瘤。产生焊瘤的原因是焊接规范过强,焊条熔化过快。实际焊接过程中应适当降低焊接电流、加快焊接速度,拉长电弧。

3.下垂

下垂是受重力作用焊缝金属塌落。因此在实际焊接过程中合理选择焊接参数,采用不同的运条手法。在立焊、仰焊时,平直焊产生的热量集中,熔化金属容易垂落,摆动焊可以避免这一现象发生。小节距摆动焊适用于打底焊,大幅度摆动焊适用于厚板的平焊、角焊、立焊和仰焊的中间层和盖面层。

4.烧穿

烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷。烧穿减少焊缝有效截面积,降低接头承载能力等。产生原因是焊接电流过大,焊接顺序不合理,焊接速度太慢,根部间隙太大,钝边太小等。防止措施是选择合适的焊接电流和焊接速度,缩小根部间隙,提高操作技能。

(四)凹坑、未焊满

1.凹坑

凹坑是指焊缝表面或背面局部低于母材的缺陷。凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)。仰、立、横焊时,常在焊缝背面根部产生凹坑。凹坑如图6-9所示。

凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常常有弧坑裂纹或弧坑缩孔。防止措施是:尽量选用平焊位置,选用合适的焊接参数,收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动,填满弧坑。

2.未焊满

未焊满是指焊缝表面上纵向连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因

未焊满同样减小了焊缝的有效截面积同时也会产生应力集中,由于规范太小使冷却速度增大,容易产生气孔、裂纹等缺陷。在实际焊接过程中,通过加大焊接电流、加焊盖面焊缝等措施来避免未焊满的产生。

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图6-9 凹坑

(五)焊脚不对称

同在一侧的角焊缝,其直角边上的焊脚不对称。这种缺陷会降低工件的承载能力,并造成一定的应力集中。在实际焊接中,应按图施工。

(六)焊缝几何形状不良

几何形状不良主要是指焊缝超高、凸度过大、焊缝宽度不齐、表面不规则、错边、角度偏差、焊缝接头不良等缺陷。这些缺陷不仅影响焊缝外观质量,而且极易造成应力集中。

缺陷形成原因主要是坡口角度不当,装配间隙不均匀,焊接参数选择不当,焊接电流过大或过小,焊接速度不均匀,运条手法不正确,焊条或焊丝过热等。

在焊接过程中,选择正确的焊接参数、适当的焊条及其直径,调整装配间隙,均匀运条,避免焊条或焊丝过热,就能避免以上缺陷。

(七)焊缝尺寸不良

焊缝尺寸不良包括焊缝变形过大、焊缝尺寸不正确、焊缝厚度过大、焊缝宽度过大、焊缝有效厚度过大或不足等缺陷。在实际焊接过程中,应选择合适的坡口角度,保证装配间隙均匀,调整焊接参数,加强焊工培训。