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常见焊接缺陷大家都在这样处理

工品易达2022-10-31焊条15

凹槽瑕疵分为五类:裂缝、海绵体、液态参杂、未charged和未焊透、花纹瑕疵、其它瑕疵。

一、 外形Lizier

1、咬边 因冲压导致沿焊趾(或焊根)处再次出现的高于助焊剂表层的突起或凹槽称作咬边。它是虽然冲压操作过程中,焊件边缘的助焊剂合金被熔融后,未及时得到熔融合金的充填系因。咬边可再次出现于凹槽另一侧或两侧,可以是已连续的或停歇的。

(1)危害性:咬边将弱化冲压接点的气压,产生应力集中。在烦躁有效载荷作用下,使冲压接点的承载力大大下降。它往往还是引起裂缝的发祥地和脱落失灵的其原因。冲压控制技术条件中通常规定了咬边的曲线拟合体积。

(2)逐步形成其原因:冲压工艺技术模块失当,操作方式控制技术不恰当导致。如冲压电阻大,静电电流高(静电太长),冲压速率博蒙阿。

(3)避免举措:优先选择适当的冲压电阻和冲压速率,选用短弧操作方式,掌控恰当的运条表现手法和铜焊角度,坡口凹槽冲压时,保持最合适的铜焊离外壁距离。

2、焊瘤 冲压操作过程中,在凹槽表皮左上角或凹槽表层,再次出现熔融合金奔涌到凹槽之外未熔融的助焊剂上所逐步形成的合金瘤称作焊瘤。焊瘤通常是一般而言的,有时也能逐步形成弧状,在立焊、横焊、仰焊时多再次出现。

(1)危害性:负面影响凹槽外形,使凹槽欧几里得体积不已连续,逐步形成应力集中的资金缺口。管线内部的焊瘤将负面影响波洛吉区电介质的有效流通。

(2)逐步形成其原因:操作方式失当或冲压规范优先选择失当。如冲压电阻过小,之侧焊、横焊、仰焊时电阻极重,冲压速率很慢,静电太长,运条转动不恰当。

(3)避免举措:调整最合适的冲压电阻和冲压速率,选用短弧操作方式,掌控恰当的运条表现手法。

3、突起 焊后在凹槽表层或左上角逐步形成高于助焊剂表层的局部性低洼地区瑕疵。

未焊满 虽然充填合金不足,在凹槽表层逐步形成的已连续或间歇性的凹槽。

(1)危害性:将会减小凹槽的有效工作截面,降低凹槽的承载力。

(2)逐步形成其原因:冲压电阻极重,凹槽间隙太大,充填合金量不足。

(3)避免举措:恰当优先选择冲压电阻和冲压速率,控制凹槽装配间隙均匀,适当加快充填合金的添加量。

4、烧穿 冲压操作过程中熔融合金自坡口左上角而流出,逐步形成穿孔的瑕疵。常发生于底层凹槽或薄板冲压中。

(1)逐步形成其原因:冲压过热,如坡口花纹不良,装配间隙太大,冲压电阻极重,冲压速率过慢,操作方式失当,静电太长且在凹槽处停留时间太长等。

(2)避免举措:减小表皮间隙,适当加大钝边,严格控制装配质量,恰当优先选择冲压电阻,适当提高冲压速率,选用短弧操作方式,避免过热。

5、凹槽表层花纹及体积偏差 凹槽表层花纹及体积偏差属于花纹瑕疵,其经常再次出现的有:对接凹槽超高、角凹槽凸度极重、凹槽宽度不齐、凹槽表层不规则等。

(1)危害性:负面影响凹槽外形质量,易导致应力集中。

(2)逐步形成其原因:坡口角度失当,装配间隙不均匀,冲压规范优先选择失当,冲压电阻极重或过小,冲压速率不均匀,运条表现手法不恰当,铜焊或焊丝过热等。

(3)避免举措:优先选择恰当冲压规范,适当的铜焊及其直径,调整装配间隙,均匀运条,避免铜焊和焊丝过热。

二、内部Lizier

1、气孔 冲压操作过程中熔池合金高温时吸收和产生的气泡,在冷却凝固时未能逸出而残留在凹槽合金内所逐步形成的海绵体,称作气孔。气孔是一种常见的瑕疵,不仅再次出现在凹槽内部与表皮,也再次出现在凹槽表层。凹槽中的气孔可分为球形气孔、条形气孔、虫形气孔以及缩孔等.气孔可以是一般而言或链状成串沿凹槽长度分布,也可以是密集或弥散状分布。

冲压区中的气体来源:大气的侵入,溶解于助焊剂、焊丝和焊芯中的气体,受潮药皮或焊剂熔融时产生的气体,焊丝或助焊剂上的油污和铁锈等脏物在受热后分解所释放出的气体,冲压操作过程中冶金化学反应产生的气体。熔焊操作过程中逐步形成气孔的气体主要有:氢气、一氧化碳和氮气。

氢气孔:多数情况下再次出现在凹槽表层上,断面花纹多呈螺钉状,从凹槽表层上看呈圆喇叭口形,气孔四周内壁光滑。个别情况下也以小圆球花纹存在于凹槽内部。

氮气孔:多数以成堆的蜂窝状再次出现在凹槽表层上。

一氧化碳气孔:多数情况下产生在凹槽内部,沿结晶方向分布,有些象条虫状,表层光滑。

(1)危害性:负面影响凹槽外形质量,弱化凹槽的有效工作截面,降低凹槽的气压和塑性,贯穿性气孔则使凹槽的致密性破坏而导致渗漏。

(2)产生其原因:冲压区保护受到破坏;焊丝和助焊剂表层有油污、铁锈和水分;冲压材料受潮,烘焙不充分;冲压电阻极重或过小,冲压速率过快;选用低氢型铜焊时,电源极性错误,静电太长,静电电流偏高;引弧方法或接点不良等。

(3)避免举措:提高操作方式技能,避免保护气体(焊剂)给送中断;焊前仔细清理助焊剂和焊丝表层油污、铁锈等,适当预热除去水分;焊前严格烘干冲压材料,低氢型铜焊必须存放在铜焊保温筒中;选用最合适的冲压电阻、冲压速率,并适当转动;使用低氢型铜焊时应仔细校核电源极性,并短弧操作方式;选用引弧板或回弧法的操作方式控制技术。

2、夹渣 焊后残留在凹槽中的熔渣,称作夹渣。夹渣不同于参杂,参杂是指在凹槽合金凝固操作过程中残留的合金氧化物或来自外部的合金颗粒,如氧化物参杂、硫化物参杂、氮化物参杂和合金参杂等。夹渣是一种宏观瑕疵。夹渣的花纹有圆形、椭圆形或三角形,存在于凹槽与助焊剂坡口外壁交接处,或存在于焊道与焊道之间。夹渣可以是一般而言颗粒状分布,也可以是弧状或线状已连续分布。

(1)危害性:减少冲压接点的工作截面,负面影响凹槽的力学性能(抗拉气压和塑性)。冲压控制技术条件中允许存在一定体积和数量的夹渣。

(2)产生其原因:多层焊时,每层焊道间的熔渣未清除干净,冲压电阻过小,冲压速率过快;冲压坡口角度太小,焊道成形不良;铜焊角度和运条技法失当;铜焊质量不好等。

(3)避免举措:每层应认真清除熔渣;选用最合适的冲压电阻和冲压速率;适当加大冲压坡口角度;恰当掌控运条表现手法,严格控制铜焊角度可焊丝位置,改善焊道成形;选用质量优良的铜焊。

3、未charged 熔融焊时,在凹槽合金与助焊剂之间或焊道(层)合金之间未能完全熔融结合而留下的缝隙,称作未charged。有外壁未charged、层间未charged和凹槽表皮未charged三种形式。

(1)危害性:未charged属于面状瑕疵,易导致应力集中,危害性性很大(类同于裂缝)。冲压控制技术条件中不允许凹槽存在未charged。

(2)产生其原因:多层焊时,层间和坡口外壁渣清理不干净;冲压电阻偏小;铜焊偏离坡口外壁距离太大;铜焊转动幅度太窄等。

(3)避免举措:仔细清除每层焊道和坡口外壁的熔渣;恰当优先选择冲压电阻,改进运条技巧,注意铜焊转动。

4、未焊透 冲压时,接点表皮未完全熔透的现象,称作未焊透。单面焊时,凹槽熔透达不到表皮为表皮未焊透;双面焊时,在两面凹槽中间也可逐步形成中间未焊透。

(1)危害性:弱化凹槽的工作截面,降低冲压接点的气压并会导致应力集中。冲压控制技术条件中不允许冲压接点中超过一定曲线拟合量的未焊透。

(2)产生其原因:坡口钝边太厚,角度太小,装配间隙过小;冲压电阻过小,静电电流偏低,冲压速率极重;冲压静电偏吹现象;冲压电阻极重使助焊剂合金尚未充分加热时而铜焊已急剧熔融;冲压操作方式失当,铜焊角度不恰当而焊偏等。

(3)避免举措:恰当选用和加工坡口体积,保证装配间隙;恰当选用冲压电阻和冲压速率;认真操作方式,保持适当铜焊角度,避免焊偏。

5、冲压裂缝 在冲压应力及其它致脆因素的共同作用下,冲压操作过程中或冲压后,冲压接点中局部性区域(凹槽或冲压热负面影响区)的合金原子结合力遭到破坏而再次出现的新界面所产生的缝隙,称作冲压裂缝。它具有尖锐的资金缺口和长宽比大的特征。冲压裂缝是最危险的瑕疵,除降低冲压接点的力学性能指标外,裂缝末端的资金缺口易引起应力集中,促使裂缝延伸和扩展,成为结构脱落失灵的起源。冲压控制技术条件中是不允许冲压裂缝存在的。

在冲压接点中可能遇到各种类型的裂缝。按裂缝发生部位的凹槽合金中裂缝、热负面影响区裂缝或charged线裂缝、表皮裂缝、焊趾裂缝、焊道下裂缝和弧坑裂缝。按裂缝的走向有纵向裂缝、横向裂缝和弧坑星形裂缝。按裂缝的体积有宏观裂缝和显微裂缝。按裂缝产生的机理有热裂缝、冷裂缝、再热裂缝和层状撕裂。

(1)热裂缝 冲压操作过程中,凹槽和热负面影响区合金冷却到固相线附近的高温区域产生的冲压裂缝,称作热裂缝,又称高温裂缝。

热裂缝多发生在凹槽合金中,有时也再次出现在热负面影响区或charged线。热裂缝有沿着凹槽纵向,位于结晶中心线的纵向裂缝,也有垂直于凹槽的横向裂缝,或在弧坑中产生的星形弧坑裂缝。热裂缝可以显露于凹槽表层,也可以存在于凹槽内部。其基本形貌特征是:在固相线附近高温下产生,沿奥氏体晶界开裂。热裂缝可分为结晶裂缝、液化裂缝和多边化裂缝三类。

① 结晶裂缝 熔他一次结晶操作过程中,在液相和固相并存的高温区,凹槽合金沿一次结晶晶界开裂的裂缝,称作结晶裂缝。通常热裂缝多指是结晶裂缝。多数情况下,结晶裂缝的断口呈高温氧化色彩,主要再次出现在凹槽中,个别情况下也产生在冲压热负面影响区。

产生条件:低熔点共晶偏析物(FeS)以片状液态薄膜聚集于晶界,冲压拉应力。

避免举措:通过控制产生条件的两方面着手:首先严格控制凹槽合金中C、Si、S、P含量,提高凹槽合金的含Mn量,选用低氢型冲压材料。其次焊前要预热,减小焊后冷却速率,调整冲压规范,适当加大冲压坡口角度,以得到凹槽成形系数大的凹槽,必要时选用多层焊。

② 液化裂缝 冲压操作过程中,在冲压热循环作用下,存在于助焊剂近缝区合金或多层凹槽的层间合金晶界的低熔点共晶物局部性被重新熔融开裂的裂缝,称作液化裂缝。

避免举措:控制和选用C、S、P含量较低而Mn含量较高的助焊剂,冲压时选用低热输入量的冲压规范进行多道焊。

③ 多边化裂缝 冲压时,凹槽或近缝区的合金处于固相线温度以下的高温区域,虽然晶格瑕疵(如空位和位借)的移动和聚集,逐步形成二次边界,即多边化边界,从而引起边界高温气压和塑性降低,沿着多边化的边界产生开裂,称作多边化裂缝。这类裂缝常以任意方向贯穿树枝晶界,断口多呈现为高温低塑性脱落特征。多边化裂缝多发生在单相奥氏体合金的凹槽或近缝区的合金中。

避免举措:在凹槽中加入Mo、W、Ti等细化晶粒的合金元素,阻止逐步形成多边化边界,在工艺技术上采取减小冲压应力的举措。

(2)再热裂缝(SR裂缝) 冲压接点在焊后一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或经其它加热操作过程),在冲压热负面影响区的粗晶区产生的裂缝,称作再热裂缝或消应力处理裂缝。再热裂缝与热裂缝一样也是一种沿晶界开裂的裂缝,但其断口呈低温氧化色彩。

产生条件:钢中某些沉淀强化元素(如 Mo、 V、 Cr、 Nb等),经历再热(焊后再次加热)敏感温度区域500—700℃,冲压接点存在较高的残余应力和凹槽表层有应力集中的资金缺口部位(咬边、突起等)。

从产生条件可看出,再热裂缝多发生在具有析出沉淀硬化相的低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金的冲压接点之中。普通碳素钢中通常不会产生这种裂缝。

避免举措:提高预热温度和选用后热处理,减小冲压应力和过热区硬化;选用高塑性低气压匹配的冲压材料;改进冲压接点设计,尽量不选用高拘束度的冲压节点,消除一切可能引起应力集中的表层瑕疵,修磨凹槽呈圆滑过渡;恰当优先选择焊后热处理温度。

(3)冷裂缝 冲压接点在焊后冷却到较低温度下(200℃左右)所产生的冲压裂缝,称作冷裂缝。根据裂缝再次出现的部位,可分为焊道下裂缝、焊趾裂缝、焊根裂缝、横向裂缝。

产生条件:三个因素共同作用逐步形成冷裂缝,即冲压应力、淬硬组织、扩散氢。冷裂缝 多发生在低合金高强钢、中合金钢、高碳钢的冲压热负面影响区和charged区中,个别情况下,也再次出现在凹槽合金中。

形貌特征:焊后冷却至较低温度下产生,贯穿晶粒开裂,断口呈合金光亮。

根据产生的机理不同,冷裂缝可分为延迟裂缝、淬硬脆化裂缝和低塑性脆化裂缝三类。

① 延迟裂缝(氢致裂缝) 是一种最常见的冷裂缝形态。它是焊后冷却到室温并放置一段时间(延迟潜伏期,几小时、几天、几十天)之后才再次出现的冲压冷裂缝,具有延迟的性质。因为这种裂缝的产生与凹槽合金中的扩散氢活动密切相关,所以又称氢致裂缝。

② 淬硬脆化裂缝 有些钢种如马氏体不锈钢、工具钢,虽然淬硬倾向较大,冲压时易逐步形成淬硬组织,在冲压应力的作用下导致开裂,称之为淬硬脆化裂缝。与延迟裂缝不同的是淬硬脆化裂缝基本上是在焊后立即产生,无延迟期,除了冲压热负面影响区再次出现外,有时还会再次出现在凹槽中。

③ 低塑性脆化裂缝 冲压脆性材料时(如铸铁),当焊后冷却到400℃以下时,虽然冲压收缩应变超过材料的本身塑性而导致开裂,称之为低塑性脆化裂缝。它可在凹槽中再次出现,也可发生在冲压热负面影响区中。其断口具有脆性脱落的形貌特征。

避免举措:焊前预热,降低冷却速率;优先选择最合适的冲压规范模块;选用低氢型冲压材料,并严格烘干;彻底清除焊丝及助焊剂冲压区域的油污、铁锈和水分,焊后立即后热或焊后热处理,改进接点设计降低拘束应力。

(4)层状撕裂 是一种冲压时沿钢板轧制方向平行于表层呈阶梯状平台开裂的冷裂缝。呈穿晶或沿晶开裂的形态特征,通常发生在轧制钢板的靠近charged线的热负面影响区中,与charged线平行逐步形成阶梯式的裂缝。虽然不露出表层,所以通常很难发现,只有通过探伤发现,且难以返修。层状撕裂多产生在T形接点和角接接点中,受垂直于钢板表层方向拉伸应力的作用而产生。

产生条件:沿钢板轧制方向存在分层参杂物(如硫化物等),冲压时产生垂直于厚度方向的冲压应力。

避免举措:严格控制钢材的含硫量,改进接点形式和坡口花纹,与凹槽连接的坡口表层预先堆焊过渡层,选用气压等级较低的低氢型冲压材料,选用低冲压热输入和冲压预热。

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