海工焊接每日一讲

JACK-GY · 发表于 2009-12-5 09:59

十分感谢，下去一定好好学习。。。

storm70 · 发表于 2009-12-11 14:11

学习中。。。

yangwap · 发表于 2009-12-11 15:06

焊接工艺评定与焊接性能试验
一、定义：为验证所拟订的焊件的焊接工艺的正确性而进行的试验过程及对试验结果的评价，称为焊接工艺评定。
二、焊接工艺评定的目的
1、验证施焊单位拟订的焊接工艺是否正确。
2、评价施工单位能否焊出符合有关要求的焊接接头。
待评的焊接工艺由施工单位拟订。
试件要由施工本单位技能熟练的焊接人员施焊。
试件要利用施工本单位的焊接设备施焊。

焊接工艺评定与焊接性能试验
钢材焊接性能是钢制压力容器及压力管道焊接工艺评定的基础、前提。没有充分掌握钢材的焊接性能就很难拟定出完整的焊接工艺进行评定。这里着重强调：对钢制压力容器压力管道焊接工艺评定的监督检查，首先是检验施焊单位掌握钢材焊接性能的程度，对于那些耐蚀钢、耐热钢，低温钢制压力容器、压力管道更应如此。
评定焊接工艺的准则
按照焊接接头力学性能准则评定焊接工艺。
焊接条件变更是否影响焊接接头力学性能，作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则。
堆焊层的化学成分是验证所拟定的耐蚀堆焊焊接工艺正确性的判断准则。
以焊接条件的变更是否引起了堆焊层化学成分的变化作为是否需要重新评定耐蚀堆焊焊接工艺的判断准则。

焊缝工艺评定试件分类
从焊接角度来看，任何结构的压力容器、压力管道都是由种种不同的焊接接头和母材构成的，而不管是何种焊接接头都是焊缝连接的，焊缝是组成不同形式接头的基础。焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定，因此焊接工艺评定试件分类是焊缝而不是焊接接头，在标准中将焊接工艺评定试件形式分为对接焊缝试件和角焊缝试件，并对它们的适用范围作了规定。
“焊缝”和“焊接接头”的概念
“焊缝”和“焊接接头”这两个概念是不同的。“焊缝”是指焊件经焊接后所形成的结合部分，而“焊接接头”则是由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点。检验焊接接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。
焊缝的形式
焊缝形式分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝，共5 种。
对接焊缝：在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一零件表面间焊接的焊缝。
角焊缝：沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。
塞焊缝：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊缝，只在孔内焊角焊缝者不称塞焊。
槽焊缝：板相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板的焊缝，只焊角焊缝者不称槽焊。
端接焊缝：两件重叠放置或两件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头的焊缝。
焊接接头的形式
焊接接头形式分为：对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头、塞焊搭接接头、槽焊接头、角接接头、端接接头、套管接头、斜对接接头、卷边接头、锁底接头，共有12 种。
对接接头：两件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角的接头。
T形接头：一件之端面与另一件表面构成直角或近似直角的接头。
十字接头：三个件装配成“十字”形的接头。
搭接接头：两件部分重叠构成的接头。
塞焊搭接接头：两零件相叠，其中一块开圆孔，在圆孔中焊接两板所形成的焊接接头。
槽焊接头：两零件相叠，其中一块开长孔，在长孔中焊接两板所形成的焊接接头。
角接接头：两件端部构成大于30°，小于135°夹角的接头。
端接接头：两件重叠放置或两件表面之间的夹角不大于30°构成的端部接头。
套管接头：将一根直径稍大的短管套于需要被连接的两根管子的端部构成的接头。
斜对接接头：接缝在焊件平面上倾斜布置的对接接头。
卷边接头：待焊件端部预先卷边，焊后卷边只部分熔化的接头。
锁底接头：一个件的端部放在另一件预留底边上所构成的接头。
三、焊接工艺评定与焊工技能考试
对于压力容器和压力管道的合格焊缝而言，一是接头性能应符合要求，二是焊缝没有超标缺陷，这就很好地说明了焊接工艺评定与焊工技能考试之间的关系。
焊工技能考试的目的是要求焊工按照评定合格的焊接工艺焊出没有超标缺陷的焊缝，而焊接接头的使用性能由评定合格的焊接工艺来保证，进行焊接工艺评定时，要求焊工技能熟练以排除焊工操作因素干扰。进行焊工技能评定时，则要求焊接工艺正确以排除焊接工艺不当带来的干扰，应当在焊工技能考试范围内解决的问题不要放到焊接工艺评定中来。总之，焊接工艺评定在于确定焊接接头的使用性能，而不在于确定焊工的操作技能。
标准的适用范围
本标准适用于钢制容器的气焊，焊条电弧焊．埋弧焊．熔化极气体保护焊．钨极气体保护焊．电渣焊．耐蚀堆焊等焊接工艺评定。
压力管道的焊接工艺评定也执行本标准。
下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708 标准评定合格
a）受压元件焊缝； b）与受压元件相焊的焊缝； c）熔入永久焊缝内的定位焊缝； d）受压元件母材表面堆焊、补焊； e）上述焊缝的返修焊缝。
四、基本术语
焊接工艺评定：为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。
焊接工艺指导书：为验证性试验所拟定的、经评定合格的、用于指导生产的焊接工艺文件。
焊接工艺评定报告：按规定格式记载验证性试验结果，对拟定焊接工艺的正确性进行评价的记录报告。
焊接接头：由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点，检验接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。
焊件：用焊接方法连接的压力容器或其零部件，焊件包括母材和焊接接头两部分。
试件：按照预定的焊接工艺制成的用于焊接工艺评定试验的焊件。试件包括母材和焊接接头两部分。

五、一般性规定
1）焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据，并在产品焊接之前完成。
2）焊接工艺评定一般过程是：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。
3）对于截面全焊透的T形接头和角接接头，当无法检测内部缺陷，而制造单位又没有足够的能力确保焊透时，还应增加制作型号式试验件进行焊接工艺评定，经解剖试验确认方能允许施焊产品。
4）焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。

qiujun8160 · 发表于 2009-12-11 22:45

很不错的资料！谢谢楼主啊！

qiujun8160 · 发表于 2009-12-11 23:00

谢谢楼主！很齐全的资料！受益匪浅啊！

rex56 · 发表于 2009-12-11 23:35

263# yangwap
真是不辞辛劳啊

rex56 · 发表于 2009-12-17 07:12

没事就来看看

wangjunfeng5201 · 发表于 2009-12-21 10:47

前辈想请教下~ 对于海洋平台从支腿（水上水下部分）及上层建筑使用的焊材能给些参考的么母材S690及EQ56\52 ~ 现在使用的大多数是国外进口的~

沉默的雕像 · 发表于 2009-12-22 14:43

很好很强大支持

yangwap · 发表于 2009-12-22 17:59

前辈想请教下~ 对于海洋平台从支腿（水上水下部分）及上层建筑使用的焊材能给些参考的么母材S690及EQ56\52 ~ 现在使用的大多数是国外进口的~
wangjunfeng5201 发表于 2009-12-21 10:47

国产大西洋的A5.1E7018-1 (CHE58-1)就可以

jack_01 · 发表于 2009-12-24 22:12

楼主我好崇拜你啊要是在您手底下干活那得学到多少东西啊！

南通船人 · 发表于 2009-12-26 12:56

焊接知识扫盲

鲨鱼 · 发表于 2009-12-27 11:13

xiexie

yangwap · 发表于 2009-12-31 20:07

低合金高强钢的焊接工艺
近十几年来, 国外将屈服强度在295M Pa～ 460M Pa 的低合金高强度钢(以下简称高强钢) 广泛用于液压支架结构件中, 在保证其性能的同时也取得了较好的经济效益。国内由于受高强度钢焊接难度大、工艺复杂、易出现焊接缺陷等因素的限制,在这方面起步较晚。我们近年来开始在高强钢的焊接方面进行了大量的试验和应用, 从焊丝的选择、焊前预热、焊后处理、工艺参数等方面出发进行了工艺研究, 保证了支架结构件焊接质量的可靠性。
1　高强钢的焊接性分析
1.1　热裂纹
高强钢一般含C、S 量较低, 含M n 量较高, 而且含C、S 杂质控制较严, 因此热裂纹的倾向较小。
1.2　冷裂纹
低合金高强钢中碳含量W (C) 一般控制在0.120%以下, 为了确保钢的强度和韧性, 通过添加适量的M n、Mo 等合金元素及V、N b、T i、A l 等微合金化元素, 配合适当的轧制工艺或热处理工艺来保证钢材具有优良的综合力学性能。
由于焊接热循环不稳定的原因, 在高强钢淬透性提高的同时也加大了脆硬组织出现的几率, 并且冷却速度过快又会较多地出现晶格缺陷, 这都为冷裂纹的出现埋下了隐患。氢是引起高强钢焊接冷裂纹的主要因素。裂纹一般出现在焊接热影响区, 有时也出现在焊缝金属中。焊接接头中含氢量越高, 产生裂纹的倾向就越大。水在
熔池中高温下的电解是焊缝中氢的主要来源, 焊接材料中的水分, 焊件坡口处的铁锈、油污以及环境的湿度都是焊缝中富氢的原因。采用CO 2 气体保护焊时使用的CO 2 气体应特别注意其纯度。由于结构的角度、焊缝的位置、焊接顺序、构件的自重等因素使焊接接头承受了不同的内应力, 从而降低了构件的承载力, 使构件在未达到使用期限或使用能力时就产生了冷裂纹或疲劳裂纹而发生损坏。
1.3　热影响区性能的变化
高强钢的热处理工艺严格, 而焊接过程受实际因素限制, 加热温度和冷却时间与其热处理有着很大差别.所以在母材的热影响区就容易出现两个问题: ①由于焊接冷却速度快, 焊后一般又不进行热处理, 在过热区内易出现诱发冷裂纹的脆性组织; ②调质状态下的钢材, 只要加热温度超过它的回火温度, 性能就会发生变化。因此韧性的下降几乎是不可避免的, 而且随着材料强度级别的提高韧性下降越明显。
2　高强钢焊接影响因素的控制
2.1　焊接方法的选择
高强钢常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO 2 气体保护焊等, 为了减少电弧热量对母材的影响, 应采用能量较为集中的焊接方式, 如CO 2 气体保护焊和混合气体保护焊。为限制线能量, 不能采用大直径的焊条或焊丝, CO 2 气体保护焊时宜采用直径1.2或直径1.6的焊丝。
2。2　焊接材料
选择焊接材料时一般要求所得焊缝金属在焊态下应具有接近于母材的机械性能, 即“等强匹配”。在特殊条件下, 如结构的刚度很大、冷裂纹很难避免时, 选择比母材强度稍低的材料作为填充金属, 即“低强匹配”, 在少许牺牲焊缝强度而提高韧性的情况下, 对焊接接头的性能更为有利。
2.3　保护气体
   在用CO 2 气体保护焊焊接高强钢时, CO 2 气体纯度是影响高强钢焊接的重要因素之一, 应符合HG/T 2537- 1993 规定或达到GB/T 6052- 1985 规定优等品要求, 一般要求CO 2 的体积分数在99.5% 以
上。试验表明: CO 2 的体积分数小于98.7% 时在焊中易出现气孔, 当CO 2 体积分数高于99.1% 时才能
得到致密焊缝。对CO 2 气体的提纯有两种方法: 一是在使用前将气瓶倒立静置放水的简易方式; 二是在供
气装置和设备间设置2 个～ 3 个干燥器, 以得到纯度较高的气体。
2.4　坡口处理
   坡口内的锈蚀、水分、油污等也会导致气孔和冷裂的产生, 所以在进行低合金高强钢的焊接时, 一定要把坡口处理干净。为了减少焊接量, 在板厚大于20mm 的钢板拼接时尽量采用熔敷量较小的U 形或X形坡口。
3　工艺参数的选择
3.1　焊接顺序
   焊接顺序的选择应遵循以下原则: ①尽可能让焊缝能自由收缩, 减少施焊时的拘束度, 图纸设计时应避免交叉焊缝, 有交叉时设计应力释放孔; ②先焊接收缩量大的焊缝, 减少内应力; ③把部件整体结构划分为若干个小部件, 将小部件按要求焊接后再组装成大部件, 这样就大大减少了总装时的焊接量, 减少一次受热量。
3.2　焊接电流、焊接电压和焊接速度
   从减少裂纹的方面出发, 焊接电流要大, 焊接速度慢些为佳; 但从减少热影响区脆化的角度出发, 焊接电流要小, 焊接速度要快。因此在焊接电流的选择上要兼顾两者的冷却速度范围, 上限取决于不产生裂纹, 下限取决于热影响区不出现脆化的混合组织。在生产中常用的高强钢板厚为10mm～ 50mm , 接头形式有T 形接头在使用直径1.6焊丝时, 焊接电流为280A～ 410A , 焊接电压为29V～ 40V , 焊接速度20m/h~35m /h。
3.3　焊接层数
为限制过多热量的输入, 降低母材的过热程度, 高强钢焊接时应尽量采用多层、多道焊, 而且最好采用窄道焊而不作横向摆动的运条技术。每层焊道以不超过7mm 为宜。这样前一层焊道对后一层焊道有预热作用, 后一层焊道又对前一层焊道起了缓冷的效果, 相互影响, 在严格控制层间温度(≤2 000℃) 的条件下,有效减少了裂纹的出现和热影响区性能的变化。
3.4　焊前预热和焊后热处理
   高强钢经常在焊态下使用, 焊后一般不进行焊后热处理。焊前预热应根据钢板厚度、屈服强度和母材
温度决定。在外界温度太低时应进行焊前预热, 板材强度越高、钢板越厚, 预热温度就越高, 预热温度一
般为20℃～ 150℃。母材温度不能低于10℃, 若低于10℃, 必须进行预热。

coscowelder · 发表于 2009-12-31 20:11

271# jack_01
哈哈他是我师傅我跟她不到一年还没出徒想跟她先叫我师兄哈哈

yangwap · 发表于 2009-12-31 20:49

271# jack_01
哈哈他是我师傅我跟她不到一年还没出徒想跟她先叫我师兄哈哈
coscowelder 发表于 2009-12-31 20:11

不小心又溜出来了呀，裂纹修完了完？

yangwap · 发表于 2009-12-31 20:51

阐述船舶焊接缺陷类别及其产生的原因和防止措施,介绍船舶焊缝质量检验方法
1 前言
　　产品的质量是企业的生命"良好的船舶建造质量是保证船舶安全航行与作业的重要条件"船体的结构强度要求焊缝保证一定的强度,能承受强风浪的冲击"如果焊接接头存在严重的焊接缺陷,在恶劣的环境下,就有可能造成部分结构断裂;甚至引起断船沉没的重大事故"据对船舶脆断事故调查表明,40%的脆断事故是从焊缝缺陷处开始的"笔者所接触的船厂,在造船质量方面存在的主要问题就是焊缝质量的缺陷"因此,焊接质量检验尤为重要,做到及早发现焊接缺陷,对焊接接头的质量做出客观的评价;把焊接缺陷限制在一定的范围内,以确保船舶航行安全和水上人命财产安全"
2 焊接缺陷
　　焊接缺陷的种类较多,按其在焊缝中的位置不同,可分为外部缺陷和内部缺陷"常见的焊接外部缺陷有:焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣及焊接裂纹等;内部缺陷有:气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透等"在船舶建造过程中,影响焊接质量的因素很多,如钢材和焊条质量,坡口加工和装配精度,坡口表面清理状况;及焊接设备、工艺参数、工艺规程、焊接技术、天气状况等等"任何一个环节处理不当;都会产生焊接缺陷,影响焊缝质量"应要求焊工了解各类焊接缺陷产生的原因及防止措施"
2.1 焊缝外形尺寸和形状
　　焊缝外表高低不平,焊波宽窄不齐,成形粗劣,焊缝外形尺寸过大等均属焊缝外形尺寸或形状不符合要求"产生的原因主要是焊件坡口角度不对,装配间隙不均,焊接电流过大或过小,运条速度和角度不当等"防止措施是改善上述不足,尤其是填角焊更要经常注意焊条与母材的角度,以保证焊缝成形均匀一致"
2.2 咬边
　　由于焊接参数选择不当,或操作工艺不正确,使焊缝边缘留下的凹陷,称为咬边"咬边会减小母材的工作截面"并可能在咬边处造成应力集中"船体的重要结构和船用高压容器!管道等,均不允许存在咬边"产生咬边的原因有焊接电流太大,运条速度过快或手法不稳,在填角焊时,造成咬边的主要原因是运条角度不准电弧拉得太长"防止产生咬边的措施是选择合适的焊接电流和运条手法,填角焊应随时注意控制焊条角度和电弧长度"
2.3 焊瘤
　　在焊接过程中,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属流"常出现在立!横!仰焊焊缝表面,或无衬垫单面焊双面成形焊缝背面"焊缝表面存在焊瘤会影响美观,易造成表面夹渣"产生焊瘤的主要原因是运条不均"操作不够熟练,造成熔池温度过高液态金属凝固缓慢下坠;因而在焊缝表面形成金属瘤"立、仰焊时,采用过大的焊接电流和弧长,也有可能出现焊瘤"防止产生焊瘤的主要措施是掌握熟练的操作技术!严格控制熔池温度,立、仰焊时,焊接电流应比平焊小10%~15%,使用碱性焊条时,应采用短弧焊接;保持均匀运条"
2.4 弧坑
　　弧焊时由于断弧或收弧不当,在焊道末端形成的低洼部分称为弧坑"由于弧坑低于焊道表面,且弧坑中常伴有裂纹和气孔等缺陷,因而该处焊缝严重削弱"产生弧坑的原因是熄弧时间过短,或焊接突然中断,焊接薄板时电流过大"防止产生弧坑的主要措施是在手工焊收弧时,焊条应作短时间停留或作几次环形运条"

yangwap · 发表于 2009-12-31 20:52

接上面
2.5 气孔
　　焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成空穴"由于气孔的存在,焊缝的有效截面减小,过大的气孔会降低焊缝的强度,破坏焊缝金属的致密性"产生气孔的主要原因是坡口边缘不清洁,有水份!油污和锈迹,焊条或焊剂未按规定进行烘焙,焊芯锈蚀或药皮变质!剥落等"防止产生气孔的主要措施有选择合适的焊接电流和焊接速度,认真清理坡口边缘水份!油污和锈迹,严格按规定保管!清理和烘焙焊接材料,不使用变质的焊条,当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时,应严格控制使用范围"
2.6 夹渣
　　焊后残留在焊缝中的熔渣"和气孔一样,由于夹渣的存在,焊缝的有效截面减小,过大的夹渣也会降低焊缝的强度和致密性"产生夹渣的主要原因是焊件边缘有氧割或碳弧气刨熔渣,坡口角度或焊接电流太小,或焊接速度过快"在使用酸性焊条时,由于电流小或运条不当形成糊渣，使用碱性焊条时,由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣"防止产生夹渣的主要措施是正确选择坡口尺寸,认真清理坡口边缘"选用合适的焊接电流和焊接速度,运条摆动要适当"多层焊时,仔细观察坡口两侧熔化情况,每一层都要认真清理焊渣"
2.7 未焊透
　　焊接过程中,接头根部未完全熔透的现象称为未焊透"还有一种未熔合的情况,即在焊接过程中,由于焊接电流过大,焊条熔化过快,一旦操作不当,焊件边缘或者前一道焊层未能充分受热熔化,熔敷金属却已覆盖上了,造成熔敷金属未能很好和焊件边缘熔合在一起"未焊透是一种比较危险的缺陷,焊缝出现间断或突变部位,焊缝强度大大降低,甚至引起裂纹,因此,船体重要结构均不允许存在未焊透,一经发现,应予铲除、重新修补"产生未焊透的主要原因是焊件装配间隙或坡口角度太小,焊件边缘有较厚的锈蚀,焊条直径太大,电流太小,运条速度过慢以及电弧太长、极性不正确等等"防止产生未焊透的措施有合理选用焊接电流和速度,正确选取坡口尺寸,封底焊清根要彻底,运条摆动要适当,密切注意坡口两侧的熔化情况"
2.8 焊接裂纹
　　它是船舶建造过程中,各类裂纹的总称"在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面产生的裂缝"通常分为热裂缝和冷裂缝"热裂缝是指在焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到高温区产生的焊接裂纹,又称高温裂缝"其特点是焊后立即可见,且多发生在焊缝中心,沿焊缝长度方向分布"产生热裂缝的主要原因是焊接熔池中存在有低熔点杂质,由于杂质熔点低,结晶凝固最晚,而且凝固以后的塑性和强度又极低,因此当外界结构拘束力足够大时,由于焊缝金属的凝固收缩以及不均匀的加热和冷却作用,熔池中的低熔点杂质或在凝固的过程中就被拉开,或凝后不久被拉开,造成晶间开裂,即热裂缝"防止产生热裂缝的主要措施是认真把好材料关,凡用于建造船舶结构的钢材和焊接材料,都必须有验船部门的认可证书;严格控制焊接工艺参数,减慢冷却速度,遵守工艺规格,适当提高焊缝形状系数;尽可能采用小电流多层多道焊,以避免焊缝中心产生裂缝;认真执行工艺规程,选取合理的焊接程序,以减少焊接应力"冷裂缝一般指焊接接头冷却到较低温度时所产生的裂缝"这类焊缝可能焊后立即出现,也可能延迟几小时,几天甚至更长时间"焊缝和热影响区均可能产生冷裂缝"主要原因是在焊接热循环作用下,热影响区生成了淬硬组织,焊缝中存在过量的扩散氢,且具有浓集的条件,接头承受有较大的拘束应力"防止产生冷裂缝的主要措施是选用低氢型焊条,减少焊缝中扩散氢的含量;严格遵守焊接材料的保管!烘焙!使用制度,谨防受潮;仔细清理坡口边缘的油污、水份和锈迹,减少氢的来源;采用合理的施焊程序,采用分段退焊法等等,减小焊接应力"焊接裂纹是接头中最危险的一种焊接缺陷"结构破坏多从裂缝处开始"一经发现,应查明原因,彻底清除,然后给予修补"
3 检验
　　焊缝缺陷的存在,严重影响着船体的强度和密蔽性,因此利用不同方法对船舶焊缝进行检验,是保证船体建造质量的主要措施"焊接质量的检验方法,一般分无损检验和破坏检验两大类,采用何种方法,主要根据产品的技术要求和有关规范的规定"无损检验方法常见的有外观检查、密性试验和无损探伤等"外观检查是一种常用的简便质量检验方法,能够发现焊缝表面咬口、气孔、夹渣、焊接裂纹、弧坑、焊瘤以及焊缝的外形尺寸和形状不符合要求等外部缺陷"密性试验是一种检验、充气、冲水、真空或煤油试验等方法"无损探伤分渗透检验、磁粉探伤、超声波探伤和射线照相探伤"破坏检验方法是用机械方法在焊接接头(或焊缝)上截取一部分金属,加工成规定的形状和尺寸,然后在专门的设备和仪器上进行破坏试验"依据试验结果,可以了解焊接接头性能及内部缺陷情况,判断焊接工艺正确与否"经检验,船体结构焊缝超过质量允许限值时,应首先查明产生缺陷的原因,确定缺陷在工件上的部位"在确认允许修补时,再按规定对焊缝进行修正"

yangwap · 发表于 2010-1-2 12:44

埋弧焊纵焊缝终端裂纹原因分析及预防措施
从焊缝的温度变化、受力情况以及焊接热输入能量等方面分析了埋弧焊纵焊缝端部产生裂纹的原因，制定了预防终端裂纹产生的措施。

一、概述
在海洋工程、造船及压力容器制造中，当采用埋弧焊焊接筒体纵焊缝时，经常会在纵焊缝的端部或靠近端部处产生裂纹(以下简称终端裂纹) 。对此问题已有不少人进行了研究，认为产生终端裂纹的主要原因是当焊接电弧接近纵焊缝终端时，焊缝在沿轴向膨胀变形的同时，还伴随有垂直轴向方向的横向张开变形；而筒体在卷制及制作装配过程中也存在着冷作硬化应力和组装应力；在焊接过程中，因终端定位焊缝及引弧板的拘束作用，在焊缝终端产生较大的拉伸应力；当电弧移动到终端定位焊缝和引弧板上时，由于该部位受热膨胀变形，使焊缝终端的横向拉伸应力得到松弛，拘束力减小，便使焊缝终端刚刚凝固的焊缝金属受到较大的拉应力而形成终端裂纹。
根据上述原因分析提出了两项解决的对策：一是增加引弧板的宽度以增加其拘束力；二是采用开槽的弹性拘束引弧板。但是我们在实践中采取上述对策后，问题还是没有得到有效解决：如虽然采用了弹性拘束引弧板，但仍然会产生纵焊缝的终端裂纹，且在焊接厚度较小，钢性较小而经强制装配的筒体时也常有终端裂纹发生等；然而，当在筒体纵焊缝的延长部位带有产品试板时，虽然定位焊等情况与未带产品试板时相同，却很少产生纵缝产生终端裂纹。经过反复试验和分析，我们认为纵缝终端裂纹的产生，虽然与终端焊缝处不可避免地存在着较大的拉伸应力有关，同时还与其他几个极为重要的原因有关。
二、终端裂纹产生的原因分析
1. 终端焊缝部位温度场的变化
埋弧焊焊接时，当焊接热源靠近纵焊缝的终端部位时，焊缝端部正常的温度场将发生变化，越靠近终端其变化越大。因为引弧板的尺寸远比筒体小，其热容量也小得多，而引弧板与筒体之间只靠定位焊连接，故可视为大部分不连续。所以终端焊缝部位的传热条件是很差的，致使该部位局部温度升高，熔池形状发生变化，熔深也将随之变大，同时熔池在高温下停留的时间也变长，熔池凝固的速度变慢，尤其当引弧板尺寸过小，引弧板与筒体之间的定位焊缝过短、过薄时更为显著。
2. 焊接热输入量的影响
由于埋弧焊所采用的焊接热输入量往往比其他焊接方法要大得多，因而熔深大，熔敷金属量大，且有焊剂层的覆盖，所以熔池大，熔池凝固的速度和焊缝冷却速度都比其他焊接方法要慢，致使晶粒较粗大，偏析较严重，这些都为热裂纹的产生创造了极为有利的条件。另外，且焊缝的横向收缩量远比间隙的张开量要小，使终端部位的横向拉伸力比其他焊接方法要大。这对开坡口的中厚板和不开坡口的较薄板尤为显著。
3. 其他情况
如存在强制装配，装配质量不符合要求，母材中的S 、P 等杂质的含量偏高及偏析，也都会导致裂纹的产生。
三、终端裂纹的性质
终端裂纹按其性质属于热裂纹，而热裂纹按其形成的阶段又可分为结晶裂纹和亚固相裂纹。虽然终端裂纹形成的部位有时为终端、有时为距终端附近地区150mm范围内，有时为表面裂纹，有时为内部裂纹，而大多数情况是发生在终端附近的内部裂纹。由此可见，终端裂纹的性质基本上属于亚固相裂纹，也即在焊缝终端尚处于液态时，在靠近终端附近的熔池虽已凝固，但仍处于稍低于固相线以下的高温零强度状态，在终端复杂的焊接应力( 主要为拉伸应力) 的作用下产生裂纹，而靠近表面的焊缝表层因易于散热，温度相对较低，并已具有一定强度且塑性极好，故终端裂纹往往存在于焊缝内部而不能用肉眼发现。
四、预防措施
从上述终端裂纹产生原因分析可见，要克服埋弧焊纵缝终端裂纹最重要的措施是：
1. 适当地加大引弧板的尺寸
人们往往对引弧板的重要性认识不足，认为引弧板的作用只不过是将收弧时的弧坑引到焊件外而已，有时随便找一段钢板往筒体上一点焊就完事。也有的为了节约钢材将引弧板做得很小，成为名副其实的“引弧板”，这些做法是非常错误的。引弧板有四大作用：
( 1) 将引弧时的焊缝断部和收弧时的弧坑引到焊件外。
( 2) 加强纵缝终端部位的拘束度，承受终端部位产生的较大的拉伸应力。
( 3) 改善终端部位的温度场，有利于导热，不使终端部位的温度过高。
( 4) 改善终端部位的磁场分布，减小磁偏吹的程度。
为达到上述四个目的，引弧板必须有足够的尺寸，厚度宜与焊件相同，尺寸应视焊件的大小及钢板的厚度而定。对于一般的压力容器，建议其长度和宽度最好不小于140mm。
2. 重视引弧板的装配及定位焊
引弧板与筒体之间的定位焊必须有足够的长度和厚度，一般来说定位焊缝的长度和厚度以不小于引弧板宽度和厚度的80% 为宜，且要求为连续焊，不能简单地“点” 焊，在纵缝两侧，对中厚板，应保证有足够的焊缝厚度，必要时应开一定的坡口。
3. 重视筒体终端部位的定位焊
在筒体卷圆后定位焊时，为进一步增加纵缝端部位的拘束度，在纵缝终端部位的定位焊缝长度应不小于100mm，并应有足够的焊缝厚度，且不得有裂纹、未熔合等缺陷。
4. 严格控制焊接热输入量
压力容器焊接过程中必须严格控制焊接热输入量，这不仅是为了确保焊接接头力学性能的需要，而且对防止裂纹的产生有着十分重要的作用。埋弧焊焊接电流的大小对终端裂纹的敏感性有很大的影响，因为焊接电流的大小直接与温度场和焊接热输入量相关。
5. 严格控制熔池形状及焊缝成形系数
埋弧焊焊缝熔池形状及成形系数与产生焊接裂纹的敏感性有着密切的关系，因此，还应严格控制熔池的大小、形状及焊缝的成形系数。
五、结语
埋弧焊焊接筒体纵缝时产生纵缝终端裂纹是极为常见的，多年来一直没有得到很好的解决。通过试验与分析，埋弧焊纵缝终端裂纹产生的主要原因是由于该部位存在着较大的拉伸应力和特殊的温度场，二者共同作用的结果。

实践证明采用适当地加大引弧板的尺寸，加强定位焊的质量控制，严格控制焊接热输入量及焊缝的形状等措施，能有效地防止埋弧焊终端裂纹的产生。

xbzhang518 · 发表于 2010-1-3 16:54

好帖子，假期回家啃规范去。

[材料焊接] 海工焊接每日一讲

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