下圖是采用X射線檢測(cè)壓力自密封平行板閘閥的閥體
由于焊接過(guò)程中各種參數(shù)的影響，焊縫中有時(shí)候不可避免地會(huì)出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣、未熔合和未焊透等缺陷。為了保證焊接構(gòu)件的產(chǎn)品質(zhì)量，必須對(duì)其中的焊縫進(jìn)行有效的檢測(cè)和評(píng)價(jià)。
一、氣孔
氣孔是指在焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而形成的空穴。產(chǎn)生氣孔的主要原因有：焊口邊緣不清潔，有水份、油污和銹跡；焊條或焊劑未按規(guī)定進(jìn)行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等。此外，低氫型焊條焊接時(shí)，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊接速度過(guò)快；埋弧自動(dòng)焊電壓過(guò)高等，都易在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣孔。由于氣孔的存在，使焊縫的有效截面減小，過(guò)大的氣孔會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，破壞焊縫金屬的致密性。預(yù)防產(chǎn)生氣孔的辦法是：選擇合適的焊接電流和焊接速度，認(rèn)真清理坡口邊緣水份、油污和銹跡。嚴(yán)格按規(guī)定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用變質(zhì)焊條，當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)、剝落或焊芯銹蝕時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍。埋弧焊時(shí)，應(yīng)選用合適的焊接工藝參數(shù)，特別是薄板自動(dòng)焊，焊接速度應(yīng)盡可能小些。
二、夾渣
夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度和致密性。產(chǎn)生夾渣的原因主要是焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣；坡口角度或焊接電流太小，或焊接速度過(guò)快。在使用酸性焊條時(shí)，由于電流太小或運(yùn)條不當(dāng)形成“糊渣”；使用堿性焊條時(shí)，由于電弧過(guò)長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)造成夾渣。進(jìn)行埋弧焊封底時(shí)，焊絲偏離焊縫中心，也易形成夾渣。防止產(chǎn)生夾渣的措施是：正確選取坡口尺寸，認(rèn)真清理坡口邊緣，選用合適的焊接電流和焊接速度，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)。多層焊時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察坡口兩側(cè)熔化情況，每一焊層都要認(rèn)真清理焊渣。封底焊渣應(yīng)徹底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。
三、咬邊
焊縫邊緣留下的凹陷，稱為咬邊。產(chǎn)生咬邊的原因是由于焊接電流過(guò)大、運(yùn)條速度快、電弧拉得太長(zhǎng)或焊條角度不當(dāng)?shù)取Ｂ窕『傅暮附铀俣冗^(guò)快或焊機(jī)軌道不平等原因，都會(huì)造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時(shí)填滿而造成咬邊。咬邊減小了母材接頭的工作截面，從而在咬邊處造成應(yīng)力集中，故在重要的結(jié)構(gòu)或受動(dòng)載荷結(jié)構(gòu)中，一般是不允許咬邊存在的，或到咬邊深度有所限制。防止產(chǎn)生咬邊的辦法是：選擇合適的焊接電流和運(yùn)條手法，隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長(zhǎng)度；埋弧焊工藝參數(shù)要合適，特別要注意焊接速度不宜過(guò)高，焊機(jī)軌道要平整。
四、未焊透、未熔合
焊接時(shí)，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，稱為未焊透；在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現(xiàn)象，稱為未熔合。未焊透或未熔合是一種比較嚴(yán)重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊縫會(huì)出現(xiàn)間斷或突變，焊縫強(qiáng)度大大降低，甚至引起裂紋。因此，在船體的重要結(jié)構(gòu)部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。未焊透和未熔合的產(chǎn)生原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過(guò)小、速度太快及電弧過(guò)長(zhǎng)等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒(méi)有清除干凈，或在焊接時(shí)該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運(yùn)條手法不當(dāng)，電弧偏在坡口一邊等原因，都會(huì)造成邊緣不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈；封底焊清根要徹底，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)，密切注意坡口兩側(cè)的熔合情況。
五、焊接裂紋
焊接裂紋是一種非常嚴(yán)重的缺陷。結(jié)構(gòu)的破壞多從裂紋處開(kāi)始，在焊接過(guò)程中要采取一切必要的措施防止出現(xiàn)裂紋，在焊接后要采用各種方法檢查有無(wú)裂紋。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋，應(yīng)徹底清除，然后給予修補(bǔ)。
焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見(jiàn)，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長(zhǎng)度方向分布。熱裂紋的裂口多數(shù)貫穿表面，呈現(xiàn)氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。產(chǎn)生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點(diǎn)雜質(zhì)(如FeS等)。由于這些雜質(zhì)熔點(diǎn)低，結(jié)晶凝固最晚，凝固后的塑性和強(qiáng)度又極低。因此，在外界結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，熔池中這些低熔點(diǎn)雜質(zhì)在凝固過(guò)程中被拉開(kāi)，或在凝固后不久被拉開(kāi)，造成晶間開(kāi)裂。焊件及焊條內(nèi)含硫、銅等雜質(zhì)多時(shí)，也易產(chǎn)生熱裂紋。防止產(chǎn)生熱裂紋的措施是：一要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，減慢冷卻速度，適當(dāng)提高焊縫形狀系數(shù)，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產(chǎn)生裂紋；二是認(rèn)真執(zhí)行工藝規(guī)程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應(yīng)力。
焊縫金屬在冷卻過(guò)程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現(xiàn)，也有可能在焊后幾小時(shí)、幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。冷裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋?/span>
1)在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了淬硬組織；
2)焊縫中存在有過(guò)量的擴(kuò)散氫，且具有濃集的條件；
3)接頭承受有較大的拘束應(yīng)力。
六、其他缺陷
焊接中還常見(jiàn)到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。產(chǎn)生焊瘤的主要原因是運(yùn)條不均，造成熔池溫度過(guò)高，液態(tài)金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時(shí)，采用過(guò)大的焊接電流和弧長(zhǎng)，也有可能出現(xiàn)焊瘤。產(chǎn)生弧坑的原因是熄弧時(shí)間過(guò)短，或焊接突然中斷，或焊接薄板時(shí)電流過(guò)大等。焊縫表面存在焊瘤影響美觀，并易造成表面夾渣；弧坑常伴有裂紋和氣孔，嚴(yán)重削弱焊接強(qiáng)度。防止產(chǎn)生焊瘤的主要措施嚴(yán)格控制熔池溫度，立、仰焊時(shí)，焊接電流應(yīng)比平焊小10-15%，使用堿性焊條時(shí)，應(yīng)采用短弧焊接，保持均勻運(yùn)條。防止產(chǎn)生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時(shí)，焊條應(yīng)作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條。
有些缺陷的存在對(duì)船舶安全航行是非常危險(xiǎn)的，因此一旦發(fā)現(xiàn)缺陷要及時(shí)進(jìn)行修正。對(duì)于氣孔的修正，特別是對(duì)于內(nèi)部氣孔，確認(rèn)部位后，應(yīng)用風(fēng)鏟或碳弧氣刨清除全部氣孔缺陷，并使其形成相應(yīng)坡口，然后再進(jìn)行焊補(bǔ)；對(duì)于夾渣、未焊透、未熔合的缺陷，也是要先用同樣的方法清除缺陷，然后按規(guī)定進(jìn)行焊補(bǔ)。對(duì)于裂紋，應(yīng)先仔細(xì)檢查裂紋的始、末端和裂紋的深度，然后再清除缺陷。用風(fēng)鏟消除裂紋缺陷時(shí)，應(yīng)先在裂紋兩端鉆止裂孔，防止裂紋延長(zhǎng)。鉆孔時(shí)采用8～12mm鉆頭，深度應(yīng)大于裂紋深度2～3mm。用碳弧氣刨消除裂紋時(shí)，應(yīng)先從裂紋兩端進(jìn)行刨削，直至裂紋消除，然后進(jìn)行整段裂紋的刨除。無(wú)論采用何種方法消除裂紋缺陷，都應(yīng)使其形成相應(yīng)坡口，按規(guī)定進(jìn)行焊補(bǔ)。
對(duì)焊縫缺陷進(jìn)行修正時(shí)應(yīng)注意：
1)缺陷補(bǔ)焊時(shí)，宜采用小電流、不擺動(dòng)、多層多道焊，禁止用過(guò)大的電流補(bǔ)焊；
2)對(duì)剛性大的結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)焊時(shí)，除第一層和最后一層焊道外，均可在焊后熱狀態(tài)下進(jìn)行錘擊。每層焊道的起弧和收弧應(yīng)盡量錯(cuò)開(kāi)；
3)對(duì)要求預(yù)熱的材質(zhì)，對(duì)工作環(huán)境氣溫低于0℃時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)熱措施；
4)對(duì)要求進(jìn)行熱處理的焊件，應(yīng)在熱處理前進(jìn)行缺陷修正；
5)對(duì)D級(jí)、E級(jí)鋼和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼焊縫缺陷，用手工電弧焊焊補(bǔ)時(shí)，應(yīng)采用控制線能量施焊法。每一缺陷應(yīng)一次焊補(bǔ)完成，不允許中途停頓。預(yù)熱溫度和層間溫度，均應(yīng)保持在60℃以上。
6)焊縫缺陷的消除的焊補(bǔ)，不允許在帶壓和背水情況下進(jìn)行；
7)修正過(guò)的焊縫，應(yīng)按原焊縫的探傷要求重新檢查，若再次發(fā)現(xiàn)超過(guò)允許限值的缺陷，應(yīng)重新修正，直至合格。焊補(bǔ)次數(shù)不得超過(guò)規(guī)定的返修次數(shù)。
焊接的檢驗(yàn)
對(duì)焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗(yàn)是保證焊接質(zhì)量的重要措施。因此，工件焊完后應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求對(duì)焊縫進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，凡不符合技術(shù)要求所允許的缺陷，需及時(shí)進(jìn)行返修。焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)包括外觀檢查、無(wú)損探傷和機(jī)械性能試驗(yàn)三個(gè)方面。這三者是互相補(bǔ)充的，而以無(wú)損探傷為主。
1、外觀檢查
外觀檢查一般以肉眼觀察為主，有時(shí)用5－20倍的放大鏡進(jìn)行觀察。通過(guò)外觀檢查，可發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷，如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。焊縫的外形尺寸還可采用焊口檢測(cè)器或樣板進(jìn)行測(cè)量。
2、無(wú)損探傷
隱藏在焊縫內(nèi)部的夾渣、氣孔、裂紋等缺陷的檢驗(yàn)。目前使用最普遍的是采用X射線檢驗(yàn)，還有超聲波探傷和磁力探傷。
X射線檢驗(yàn)是利用X射線對(duì)焊縫照相,根據(jù)底片影像來(lái)判斷內(nèi)部有無(wú)缺陷、缺陷多少和類型。再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求評(píng)定焊縫是否合格。超聲波束由探頭發(fā)出，傳到金屬中，當(dāng)超聲波束傳到金屬與空氣界面時(shí)，它就折射而通過(guò)焊縫。如果焊縫中有缺陷，超聲波束就反射到探頭而被接受，這時(shí)熒光屏上就出現(xiàn)了反射波。根據(jù)這些反射波與正常波比較、鑒別，就可以確定缺陷的大小及位置。超聲波探傷比X光照相簡(jiǎn)便得多，因而得到廣泛應(yīng)用。但超聲波探傷往往只能憑操作經(jīng)驗(yàn)作出判斷，而且不能留下檢驗(yàn)根據(jù)。
對(duì)于離焊縫表面不深的內(nèi)部缺陷和表面極微小的裂紋，還可采用磁力探傷。
3、水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)
對(duì)于要求密封性的受壓容器，須進(jìn)行水壓試驗(yàn)和（或）進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，以檢查焊縫的密封性和承壓能力。其方法是向容器內(nèi)注入1.25－1.5 倍工作壓力的清水或等于工作壓力的氣體（多數(shù)用空氣），停留一定的時(shí)間，然后觀察容器內(nèi)的壓力下降情況，并在外部觀察有無(wú)滲漏現(xiàn)象，根據(jù)這些可評(píng)定焊縫是否合格。
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