第十三章焊接缺欠及檢驗§13-1焊接缺欠分析§13-2焊接質(zhì)量檢驗§13-3焊接缺陷返修思考與練習12一、焊接缺欠的分類§13-1焊接缺欠分析二、焊接缺欠的危害三、焊接缺欠產(chǎn)生的原因及防止措施3一、焊接性的概念金屬的焊接性是指金屬材料在限定的施工條件下，焊接成符合設計要求的構件，并滿足預定服役要求的能力。也就是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下焊接成符合設計要求，滿足使用要求的構件的難易程度，即金屬材料對焊接加工的適應性和使用的可靠性。§13-1焊接缺欠分析4一、焊接缺欠的分類外部缺欠位于焊縫外表面，用肉眼或低倍放大鏡就可以看到，例如，焊縫形狀、尺寸不符合要求，以及咬邊、焊瘤、燒穿、凹坑與弧坑、表面氣孔和表面裂紋等?！?3-1焊接缺欠分析1．外部缺欠5內(nèi)部缺欠位于焊縫內(nèi)部，這類缺欠可通過無損探傷檢驗或破壞性檢驗來發(fā)現(xiàn)，如未焊透、未熔合、夾渣、內(nèi)部氣孔和內(nèi)部裂紋等。國家標準《金屬熔化焊接頭缺欠分類及說明》（GB/T6417.1—2005）規(guī)定，金屬熔化焊焊縫缺欠可分為6大類，即裂紋、孔穴（氣孔、縮孔）、固體夾雜、未熔合及未焊透、形狀和尺寸不良（如咬邊、下塌、焊瘤等）及其他缺欠?！?3-1焊接缺欠分析2．內(nèi)部缺欠6二、焊接缺欠的危害在焊接接頭中，凡是結構截面有突然變化的部位，其應力的分布就特別不均勻，在某點的應力值可能比平均應力值大許多倍，這種現(xiàn)象稱為應力集中。在焊縫中存在的焊接缺欠是產(chǎn)生應力集中的主要原因。§13-1焊接缺欠分析1．引起應力集中7從國內(nèi)外大量脆性斷裂事故的分析中可以發(fā)現(xiàn)，脆斷部位是從焊接接頭中的缺欠開始的。這是一種很危險的破壞形式，因為脆性斷裂是結構在沒有塑性變形情況下產(chǎn)生的快速突發(fā)性斷裂，其危害性很大。防止結構脆斷的重要措施之一就是盡量避免和控制焊接缺欠。焊接結構中危害性最大的缺欠是裂紋和未熔合等。§13-1焊接缺欠分析2．造成脆斷8三、焊接缺欠產(chǎn)生的原因及防止措施焊縫形狀和尺寸不符合要求主要是指焊縫外形高低不平，波形粗劣；焊縫寬窄不均勻，太寬或太窄；焊縫余高過高或高低不均勻；角焊縫焊腳不均勻及變形較大等，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析1．焊縫形狀和尺寸不符合要求焊縫形狀和尺寸不符合要求a）焊縫高低不平，寬窄不均勻，波形粗劣b）焊縫低于母材c）余高過高9（1）焊縫形狀和尺寸不符合要求的原因主要是由于焊接坡口角度不當或裝配間隙不均勻；焊接電流過大或過小；運條速度或手法不當以及焊條角度選擇不合適。埋弧焊時主要是由于焊接參數(shù)選擇不當。（2）防止措施選擇正確的坡口角度及裝配間隙；正確選擇焊接參數(shù)；提高焊工操作技術水平，正確地掌握運條手法和速度，隨時適應焊件裝配間隙的變化，以保持焊縫均勻。§13-1焊接缺欠分析1．焊縫形狀和尺寸不符合要求10由于焊接參數(shù)選擇不當或操作方法不正確，母材（或前一道熔敷金屬）在焊趾處因焊接而產(chǎn)生的不規(guī)則缺口稱為咬邊，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析2．咬邊咬邊11（1）產(chǎn)生咬邊的原因主要是由于焊接電流過大以及運條速度不合適；角焊時焊條角度或電弧長度不適當；埋弧焊時焊接速度過快等。（2）防止措施選擇適當?shù)暮附与娏?，保持運條速度均勻；角焊時焊條要采用合適的角度并保持一定的電弧長度；埋弧焊時要正確選擇焊接參數(shù)。§13-1焊接缺欠分析2．咬邊12焊瘤是指焊接過程中熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤，如圖所示。§13-1焊接缺欠分析3．焊瘤焊瘤13（1）產(chǎn)生焊瘤的原因主要是由于焊接電流過大，焊接速度過慢，引起熔池溫度過高，液態(tài)金屬凝固較慢，在自重作用下形成焊瘤。操作不熟練和運條不當也易產(chǎn)生焊瘤。（2）防止措施提高操作技術水平，選用正確的焊接電流，控制熔池的溫度。使用堿性焊條時宜采用短弧焊接，運條方法要正確。§13-1焊接缺欠分析3．焊瘤14凹坑是焊后在焊縫表面或背面形成的低于母材表面的局部低洼部分?；】邮窃诤缚p收尾處產(chǎn)生的下陷部分，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析4．凹坑與弧坑凹坑與弧坑a）凹坑b）弧坑15（1）產(chǎn)生凹坑與弧坑的原因主要是由于操作技能不熟練，電弧拉得過長；焊接表面焊縫時，焊接電流過大，焊條又未適當擺動，熄弧過快；過早進行表面焊縫焊接或中心偏移等會導致凹坑；埋弧焊時，導電嘴壓得過低，造成導電嘴黏渣，也會造成表面焊縫兩側(cè)凹陷等?！?3-1焊接缺欠分析4．凹坑與弧坑16（2）防止措施提高焊工操作技能；采用短弧焊接；填滿弧坑，如焊條電弧焊時，焊條在收尾處做短時間的停留或做幾次環(huán)形運條；使用收弧板；進行CO2氣體保護焊時，選用有“火口處理（弧坑處理）”裝置的焊機?！?3-1焊接缺欠分析4．凹坑與弧坑17下塌是指單面熔焊時，由于焊接工藝不當，造成焊縫金屬過量而透過背面，使焊縫正面塌陷、背面凸起的現(xiàn)象。燒穿是在焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺欠，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析5．下塌與燒穿下塌與燒穿a）下塌b）燒穿18（1）產(chǎn)生下塌與燒穿的原因主要是由于焊接電流過大，焊接速度過慢，使電弧在焊縫處停留時間過長；若裝配間隙太大，也會產(chǎn)生上述缺欠。（2）防止措施正確選擇焊接電流和焊接速度；減少熔池高溫停留時間；嚴格控制焊件的裝配間隙?！?3-1焊接缺欠分析5．下塌與燒穿19裂紋按其產(chǎn)生的溫度和原因不同可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋等。按其產(chǎn)生的部位不同又可分為縱裂紋、橫裂紋、焊根裂紋、弧坑裂紋、熔合線裂紋、熱影響區(qū)裂紋等，如圖所示。§13-1焊接缺欠分析6．裂紋各種部位的焊接裂紋1—弧坑裂紋2—橫裂紋3—熱影響區(qū)裂紋4—縱裂紋5—熔合線裂紋6—焊根裂紋20（1）熱裂紋1）熱裂紋產(chǎn)生的原因。在開始冷卻結晶時，晶粒剛開始生成，如圖a示，液態(tài)金屬比較多，流動性比較好，可以在晶粒間自由流動，而由焊接拉應力造成的晶粒間的間隙都能被液態(tài)金屬所填滿，所以不會產(chǎn)生熱裂紋?！?3-1焊接缺欠分析6．裂紋熱裂紋的形成a）結晶初期b）結晶后期212）熱裂紋的特征①熱裂紋多貫穿在焊縫表面，并且斷口被氧化，呈氧化色。②熱裂紋大多產(chǎn)生在焊縫中，有時也出現(xiàn)在熱影響區(qū)。③熱裂紋的微觀特征一般是沿晶界開裂，故又稱晶間裂紋。§13-1焊接缺欠分析6．裂紋223）熱裂紋的防止措施。熱裂紋的產(chǎn)生與冶金因素和力學因素有關，故防止熱裂紋主要從以下幾個方面來考慮：①限制鋼材和焊材中硫、磷等元素的含量。②降低含碳量。③改善熔池金屬的一次結晶。④控制焊接參數(shù)。⑤采用堿性焊條和焊劑。⑥采用適當?shù)臄嗷》绞?。⑦降低焊接應力?！?3-1焊接缺欠分析6．裂紋23（2）冷裂紋焊接接頭冷卻到較低溫度［對鋼來說，即在Ms（馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度）以下］時產(chǎn)生的焊接裂紋屬于冷裂紋。冷裂紋和熱裂紋不同，它是在焊接后較低的溫度下產(chǎn)生的，冷裂紋可以在焊后立即出現(xiàn)，也可能經(jīng)過一段時間（幾小時、幾天甚至更長）才出現(xiàn)。這種滯后一段時間出現(xiàn)的冷裂紋稱為延遲裂紋，它是冷裂紋中比較普遍的一種形態(tài)。它的危害性比其他形態(tài)的裂紋更為嚴重?！?3-1焊接缺欠分析6．裂紋24冷裂紋有焊道下冷裂紋、焊趾冷裂紋和焊根冷裂紋三種形式，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析6．裂紋冷裂紋a）焊道下冷裂紋b）焊趾冷裂紋c）焊根冷裂紋251）冷裂紋產(chǎn)生的原因。冷裂紋主要發(fā)生在中碳鋼、高碳鋼、低合金或中合金高強度鋼中。產(chǎn)生冷裂紋的主要原因有三個方面：鋼的淬硬傾向、焊接應力、較多氫的存在和聚集。氫引起冷裂紋的機理如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析6．裂紋氫引起冷裂紋的機理1—裂紋2—焊縫3—熱影響區(qū)4—母材262）冷裂紋的特征①冷裂紋的斷裂表面沒有氧化色，這表明冷裂紋與熱裂紋不一樣，它是在較低溫度（200～300℃）下產(chǎn)生的。②冷裂紋多產(chǎn)生在熱影響區(qū)或熱影響區(qū)與焊縫交界的熔合線上，但也有可能產(chǎn)生在焊縫上。③冷裂紋一般為穿晶裂紋，少數(shù)情況下也可能沿晶界發(fā)生?！?3-1焊接缺欠分析6．裂紋273）冷裂紋的防止措施。①選用堿性低氫型焊條，可減少焊縫中的氫。②焊條和焊劑應嚴格按規(guī)定進行烘干，隨用隨取。③改善焊縫金屬的性能，加入某些合金元素，以提高焊縫金屬的塑性，例如，使用新J507MnV焊條可提高焊縫金屬的抗冷裂能力。④正確選擇焊接參數(shù)，采取預熱、緩冷、后熱以及焊后熱處理等工藝措施，以改善焊縫及熱影響區(qū)的組織，去氫和消除焊接應力。⑤改善焊接結構的應力狀態(tài)，降低焊接應力等。§13-1焊接缺欠分析6．裂紋28焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能及時逸出而殘留下來所形成的空穴叫作氣孔。氣孔有球形、條蟲狀和針狀等多種形狀；有時是單個分布的，有時是密集分布的，也有連續(xù)分布的，如圖a、b所示；有時在焊縫內(nèi)部，有時暴露在焊縫外部，如圖c、d所示?！?3-1焊接缺欠分析7．氣孔焊縫中的氣孔a）連續(xù)氣孔b）密集氣孔c）外部氣孔d）內(nèi)部氣孔29（1）產(chǎn)生氣孔的原因焊接時，高溫熔池內(nèi)存在著各種氣體，一部分是能溶解于液態(tài)金屬中的氫氣和氮氣。氫和氮在液態(tài)、固態(tài)焊縫金屬中的溶解度差別很大，高溫液態(tài)金屬中的溶解度大，固態(tài)焊縫中的溶解度小。另一部分是冶金反應產(chǎn)生的不溶于液態(tài)金屬的一氧化碳等?！?3-1焊接缺欠分析7．氣孔301）氫氣孔。焊接低碳鋼和低合金鋼時，氫氣孔主要發(fā)生在焊縫表面，斷面為螺釘狀，從焊縫表面看呈喇叭口形，氣孔的內(nèi)壁光滑。2）氮氣孔。氮氣孔大多發(fā)生在焊縫表面，且成堆出現(xiàn)，呈蜂窩狀。一般產(chǎn)生氮氣孔的機會較小，只有在熔池保護條件較差，較多的空氣侵入熔池時才會發(fā)生。3）一氧化碳氣孔。焊接熔池中產(chǎn)生一氧化碳的途徑有兩個：一是碳被空氣中的氧直接氧化而成；二是碳與熔池中FeO反應生成?！?3-1焊接缺欠分析7．氣孔31（2）防止措施1）焊前將焊絲和焊接坡口及其兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的焊件表面清理干凈。2）焊條和焊劑按規(guī)定進行烘干，不得使用藥皮開裂、剝落、變質(zhì)、偏心或焊芯銹蝕的焊條。進行氣體保護焊時，保護氣體純度應符合要求，并注意防風?！?3-1焊接缺欠分析7．氣孔323）選擇合適的焊接參數(shù)。4）堿性焊條施焊時應采用短弧焊，并采用直流反接。5）若發(fā)現(xiàn)焊條偏心，要及時調(diào)整焊條角度或更換焊條?！?3-1焊接缺欠分析7．氣孔33夾渣是指焊后殘留在焊縫中的熔渣，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析8．夾渣夾渣a）單面焊縫b）雙面焊縫34（1）產(chǎn)生夾渣的原因主要是由于焊件邊緣及焊道、焊層之間清理不干凈；焊接電流太小，焊接速度過快，使熔渣殘留下來而來不及浮出；運條角度和運條方法不當，使熔渣和鐵液分離不清，以至于阻礙了熔渣上浮等?！?3-1焊接缺欠分析8．夾渣35（2）防止措施采用具有良好工藝性能的焊條；選擇適當?shù)暮附訁?shù)；焊前、焊間要做好清理工作，清除殘留的銹皮和熔渣；操作過程中注意熔渣的流動方向，調(diào)整焊條角度和運條方法，特別是在采用酸性焊條時，必須使熔渣在熔池的后面，若熔渣流到熔池的前面，就很容易產(chǎn)生夾渣。§13-1焊接缺欠分析8．夾渣36未焊透是焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，對于對接焊縫，也指焊縫厚度未達到設計要求的現(xiàn)象，如圖所示?！?3-1焊接缺欠分析9．未焊透未焊透37（1）產(chǎn)生未焊透的原因主要是由于焊接坡口鈍邊過大，坡口角度太小，裝配間隙太??；焊接電流過小，焊接速度過快，使熔深淺，邊緣未充分熔化；焊條角度不正確，電弧偏吹，使電弧熱量偏于焊件一側(cè)；層間或母材邊緣的鐵銹或氧化皮、油污等未清理干凈?！?3-1焊接缺欠分析9．未焊透38（2）防止措施正確選用坡口形式及尺寸，保證裝配間隙；正確選用焊接電流和焊接速度；認真操作，防止焊偏，注意調(diào)整焊條角度，使熔化金屬與母材金屬充分熔合?！?3-1焊接缺欠分析9．未焊透39未熔合是指熔焊時焊道與母材之間或焊道與焊道之間未完全熔化結合的部分，如圖所示。對于電阻點焊，母材與母材之間未完全熔化結合的部分也稱為未熔合?！?3-1焊接缺欠分析10．未熔合未熔合40（1）產(chǎn)生未熔合的原因主要是由于焊接熱輸入太低；焊條、焊絲或焊炬火焰偏于坡口一側(cè)，使母材或前一層焊縫金屬未得到充分熔化就被填充金屬覆蓋；坡口及層間清理不干凈；單面焊雙面成形焊接時，第一層的電弧燃燒時間短等?！?3-1焊接缺欠分析10．未熔合41（2）防止措施焊條、焊絲和焊炬的角度要合適，運條擺動應適當，要注意觀察坡口兩側(cè)的熔化情況；選用稍大的焊接電流和火焰能率，焊接速度不宜過快，使熱量增加，足以熔化母材或前一層焊縫金屬；發(fā)生電弧偏吹時應及時調(diào)整角度，使電弧對準熔池；加強坡口及層間清理?！?3-1焊接缺欠分析10．未熔合42進行鎢極惰性氣體保護焊時，由鎢極進入焊縫中的鎢粒稱為夾鎢。（1）產(chǎn)生夾鎢的原因主要是由于當焊接電流過大或鎢極直徑太小時，使鎢極端部強烈地熔化燒損；氬氣保護不良引起鎢極燒損；熾熱的鎢極觸及熔池或焊絲而產(chǎn)生飛濺等?！?3-1焊接缺欠分析11．夾鎢43（2）防止措施根據(jù)工件的厚度選擇相應的焊接電流和鎢極直徑；使用符合標準要求純度的氬氣；施焊時采用高頻振蕩器引弧，在不妨礙操作的情況下盡量采用短弧，以增強保護效果；操作要仔細，不使鎢極觸及熔池或焊絲產(chǎn)生飛濺；經(jīng)常修磨鎢極端部?！?3-1焊接缺欠分析11．夾鎢44一、焊接質(zhì)量檢驗的過程和分類§13-2焊接質(zhì)量檢驗二、無損檢驗三、破壞性檢驗45一、焊接質(zhì)量檢驗的過程和分類焊前檢驗是焊接質(zhì)量檢驗的第一個階段，包括檢驗焊接產(chǎn)品圖樣和焊接工藝規(guī)程等技術文件是否齊備；檢驗母材及焊條、焊絲、焊劑、保護氣體等焊接材料是否符合設計及工藝規(guī)程的要求；檢驗焊接坡口的加工質(zhì)量和焊接接頭的裝配質(zhì)量是否符合圖樣要求；檢驗焊接設備及其輔助工具是否完好；檢驗焊工是否具有上崗資格等內(nèi)容。焊前檢驗的目的是預先防止及減少焊接時產(chǎn)生缺欠的可能性?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．焊前檢驗46焊接過程中的檢驗是焊接質(zhì)量檢驗的第二個階段，它包括檢驗在焊接過程中焊接設備的運行情況是否正常，焊接參數(shù)是否正確；焊接夾具在焊接過程中的夾緊情況是否牢固，以及多層焊過程中對夾渣、氣孔、未焊透等缺欠的自檢等。焊接過程中檢驗的目的是防止缺欠的形成和及時發(fā)現(xiàn)缺欠?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗2．焊接過程中的檢驗47焊后成品檢驗是焊接質(zhì)量檢驗的最后階段，它通常在全部焊接工作完畢（包括焊后熱處理），將焊縫清理干凈后進行。焊接檢驗的方法很多，可分為無損檢驗和破壞性檢驗兩類，其具體分類如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗3．焊后成品檢驗焊接檢驗方法的分類48二、無損檢驗外觀檢驗是一種簡便而又實用的檢驗方法。焊縫檢驗尺用法舉例如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．外觀檢驗焊縫檢驗尺用法舉例a）測量錯邊b）測量焊縫寬度c）測量角焊縫厚度d）測量雙Y形坡口角度e）測量焊縫余高f）測量角焊縫焊腳尺寸g）測量焊縫間隙h）測量坡口角度i）測量管道坡口角度49（1）氣密性檢驗常用的氣密性檢驗是將低于容器工作壓力的壓縮空氣壓入容器，利用容器內(nèi)外氣體的壓力差來檢查有無泄漏。檢驗時，在焊縫外表面涂上肥皂水，當焊接接頭有穿透性缺欠時，氣體就會逸出，焊縫表面就有氣泡出現(xiàn)而顯示缺欠。這種檢驗方法常用于受壓容器接管、加強圈的焊縫。§13-2焊接質(zhì)量檢驗2．密封性檢驗50（2）煤油試驗在焊縫表面（包括熱影響區(qū)部分）涂上石灰水，干燥后便呈白色；再在焊縫的另一面涂上煤油。由于煤油滲透力較強，當焊縫及熱影響區(qū)存在貫穿性缺欠時，煤油就能透過去，使涂有石灰水的一面顯示出明顯的油斑，從而顯示缺欠所在?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗2．密封性檢驗51（1）水壓試驗水壓試驗主要用來對鍋爐、壓力容器、管道的整體致密性和強度進行檢驗。試驗時，將容器注滿水，密封各接管及開孔，并用試壓泵向容器內(nèi)加壓，如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗3．耐壓檢驗鍋爐汽包的水壓試驗1—水壓機2—壓力計3—鍋爐汽包52（2）氣壓試驗氣壓試驗和水壓試驗一樣，用于檢驗在壓力下工作的焊接容器與管道的焊縫致密性和強度。氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速，但氣壓試驗的危險性比水壓試驗大。試驗時，先將氣體（常用壓縮空氣）加壓至試驗壓力的10%，保持5～10min，并將肥皂水涂至焊縫上進行初次檢查。如無泄漏，繼續(xù)升壓至試驗壓力的50%，其后按10%的級差升壓至試驗壓力并保持10～30min，然后再降到工作壓力，至少保持30min并進行檢驗，直至合格?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗3．耐壓檢驗53（1）滲透探傷滲透探傷是指利用帶有熒光染料（熒光法）或紅色染料（著色法）的滲透劑的滲透作用，顯示缺欠痕跡的無損檢驗法。它可用來檢驗鐵磁性和非鐵磁性材料的表面缺欠，但多用于非鐵磁性材料焊件的檢驗。滲透探傷有熒光探傷和著色探傷兩種方法?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷54滲透探傷工作原理如圖所示。§13-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷滲透探傷工作原理55（2）磁粉探傷磁粉探傷是指利用在強磁場中，鐵磁性材料表面缺欠產(chǎn)生的漏磁場吸附磁粉的現(xiàn)象而進行的無損檢驗方法。磁粉探傷僅適用于檢驗鐵磁性材料的表面和近表面缺欠?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷56如果缺欠位于焊縫表面或接近表面，則磁感應線不僅在焊縫內(nèi)部彎曲，而且將穿過焊縫表面形成漏磁，在缺欠兩端形成新的S極、N極而產(chǎn)生漏磁場，如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷焊縫中有缺欠時產(chǎn)生漏磁場的情況a）內(nèi)部裂紋b）近表面裂紋c）表面裂紋57（3）超聲波探傷利用超聲波探測材料內(nèi)部缺欠的無損檢驗法稱為超聲波探傷。它是利用超聲波（即頻率超過20kHz，人耳聽不見的高頻率聲波）在金屬內(nèi)部直線傳播時，遇到兩種介質(zhì)的界面會發(fā)生反射和折射的原理來檢驗焊縫缺欠的?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷58如果被檢工件沒有缺欠，超聲波直達底面，在探傷儀熒光屏上則顯示有一個始脈沖波T和底脈沖波B，如圖a所示。若被檢工件存在缺欠，超聲波在遇到工件表面、內(nèi)部缺欠和工件的底面時均會反射回探頭，并在探傷儀熒光屏上出現(xiàn)三個脈沖信號，即始脈沖波T（工件表面反射波）、缺欠脈沖波F（缺欠反射波）、底脈沖波B（工件底面反射波），如圖b所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷焊縫中有缺欠時產(chǎn)生漏磁場的情況a）內(nèi)部裂紋b）近表面裂紋c）表面裂紋59（4）射線探傷射線探傷是指采用X射線或γ射線照射焊接接頭，檢查內(nèi)部缺欠的一種無損檢驗法。它可以顯示出缺欠在焊縫內(nèi)部的種類、形狀、位置和大小，并可做永久記錄。目前X射線探傷應用較多，一般只應用在重要焊接結構上。1）射線探傷的原理。它是利用射線透過物體并使照相底片感光的性能來進行焊接檢驗的。§13-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷60如圖所示為X射線探傷原理，當射線通過缺欠時，由于被吸收較少，穿出缺欠的射線強度大（Je>Ja），對軟片（底片）感光較強，在沖洗后的底片上，缺欠處顏色就較深?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷X射線探傷原理1—X射線管2—缺欠3—工件4—軟片5—暗盒612）射線探傷時缺欠的識別與評定。經(jīng)射線照射后，在底片上的一條淡色影像即為焊縫，在焊縫部位中顯示的深色條紋或斑點就是焊接缺欠，其尺寸、形狀與焊縫內(nèi)部實際存在的缺欠相當。如圖所示為幾種常見焊接缺欠在底片中顯示的典型影像。§13-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷底片中焊接缺欠的影像62常見焊接缺欠的影像特征見表?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷常見焊接缺欠的影像特征63表1對常用無損探傷檢驗方法進行了對比。§13-2焊接質(zhì)量檢驗4．無損探傷常用無損探傷檢驗方法的對比64三、破壞性檢驗力學性能試驗是用來檢查焊接材料、焊接接頭及焊縫金屬的力學性能的。常用的有拉伸試驗、彎曲與壓扁試驗、硬度試驗、沖擊試驗等。焊接試樣的截取位置如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗焊接試樣的截取位置1—拉伸2—彎曲3—沖擊4—硬度5—焊縫拉伸6—舍棄65（1）拉伸試驗焊縫金屬拉伸試樣的受試部位應全部取在焊縫中，焊接接頭拉伸試樣則包括母材、焊縫、熱影響區(qū)三部分。典型的三種焊接拉伸試樣如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗典型的三種焊接拉伸試樣1—焊縫金屬拉伸試樣2—接頭橫向拉伸試樣3—接頭縱向拉伸試樣66（2）彎曲與壓扁試驗1）彎曲試驗。彎曲試驗又稱冷彎試驗，是測定焊接接頭塑性的一種試驗方法。彎曲試驗還可反映焊接接頭各區(qū)域的塑性差別，考核熔合區(qū)的熔合質(zhì)量及暴露焊接缺欠。彎曲試驗分橫彎、縱彎和側(cè)彎三種，橫彎、縱彎又可分為正彎和背彎。背彎易于發(fā)現(xiàn)焊縫根部缺欠，側(cè)彎則能檢驗焊層與焊件之間的結合強度?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗67彎曲試驗是以彎曲角度的大小及產(chǎn)生缺欠的情況作為評定標準的，如鍋爐、壓力容器的冷彎角一般為50°、90°、100°或180°，當試樣達到規(guī)定角度后，試樣拉伸面上任何方向最大缺欠長度均不大于3mm為合格。彎曲試驗如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗彎曲試驗a）彎曲角度b）橫彎c）側(cè)彎d）縱彎682）壓扁試驗。對于帶縱焊縫和環(huán)焊縫的小直徑管接頭，不能取樣進行彎曲試驗時，可將管子的焊接接頭制成一定尺寸的試管，在壓力機下進行壓扁試驗。試驗時，采用將管子接頭外壁壓至一定值（H）時焊縫受拉部位的裂紋情況作為評定標準，如圖所示?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗管接頭縱縫壓扁試驗69（3）硬度試驗硬度試驗是用來測定焊接接頭各部位硬度的試驗。根據(jù)硬度結果可以了解區(qū)域偏析和近縫區(qū)的淬硬傾向，可作為選用焊接工藝時的參考。常見的測定硬度方法有布氏硬度法（HBW）、洛氏硬度法（HR）和維氏硬度法（HV）?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗70（4）沖擊試驗沖擊試驗是用來測定焊接接頭和焊縫金屬在受沖擊載荷時，不被破壞的能力（韌性）及脆性轉(zhuǎn)變的溫度。如圖所示為焊接接頭的沖擊試樣?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗1．力學性能試驗焊接接頭的沖擊試樣71（1）化學分析焊縫的化學分析是指檢查焊縫金屬的化學成分。通常用直徑為6mm的鉆頭在焊縫中鉆取試樣，一般常規(guī)分析需試樣50～60g。（2）腐蝕試驗金屬受周圍介質(zhì)的化學和電化學作用而引起的損壞稱為腐蝕。焊縫和焊接接頭的腐蝕破壞形式有總體腐蝕、晶間腐蝕、刀狀腐蝕、點腐蝕、應力腐蝕、海水腐蝕、氣體腐蝕和腐蝕疲勞等?！?3-2焊接質(zhì)量檢驗2．化學分析及腐蝕試驗72（1）宏觀金相檢驗宏觀金相檢驗是用肉眼或借助低倍放大鏡直接進行檢查。（2）微觀金相檢驗微觀金相檢驗是用1000～1500倍的顯微鏡來觀察焊接接頭各區(qū)域的顯微組織、偏析、缺欠及析出相的狀況等的一種金相檢驗方法。§13-2焊接質(zhì)量檢驗3．金相檢驗73一、返修前的準備§13-3焊接缺陷返修二、返修工藝三、破壞性檢驗74一、返修前的準備1．根據(jù)無損探傷（主要是X射線探傷）的結果，正確確定焊接缺陷的種類、位置、數(shù)量等，并分析其產(chǎn)生的原因。2．根據(jù)缺陷的性質(zhì)及產(chǎn)生原因，制定有效的返修工藝。返修工藝包括：缺陷清除及坡口的制備；補焊方法的選擇；焊接材料的選用；預熱、后熱及道間溫度的控制；焊后熱處理參數(shù)的確定；補焊順序及焊接參數(shù)、焊接質(zhì)量檢驗方法及合格標準的確定等內(nèi)容?！?3-3焊接缺陷返修75二、返修工藝常用碳弧氣刨或角向磨光機等清除缺陷及制備坡口。坡口的形狀、尺寸主要取決于缺陷尺寸、性質(zhì)及分布特點。所挖坡口的角度或深度應越小越好，只要將缺陷清除且便于操作即可。一般缺陷靠近哪側(cè)就在哪側(cè)清除，如缺陷較深，清除到板厚的三分之二時還未清除，則應先在清除處補焊，然后再在另一面清除至補焊金屬后再補焊?！?3-3焊接缺陷返修1．清除缺陷，制備坡口76如果材料脆性大，焊接性差，打磨坡口前還應在裂紋兩端鉆止裂孔，以防止在挖制坡口和焊接過程中裂紋擴展，如圖所示?！?3-3焊接缺陷返修1．力學性能試驗在裂紋兩端鉆止裂孔