焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷,主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺陷等。這些缺陷減少焊縫截面積,降低承載能力,產生應力集中,引起裂紋;降低疲勞強度,易引起焊件破裂導致脆斷。其中危害最大的是焊接裂紋和氣孔。焊接生產中產生焊接缺陷的種類是多種多樣的,按其在焊接接頭中所處的位置和表現形式的不同,可以把焊接缺陷大致分為兩類:一類是外部缺陷;另一類是內部缺陷。
如上圖所示內部缺陷的形式種類也很多,但肉眼無法發現,只能借助無損檢測方式才可以準確發現缺陷,制定解決方法。X射線是最常見的無損檢測方式,準確、直觀是其最大的優勢,實時成像、自動識別、缺陷定位、缺陷分析、數據存儲等功能可以幫助提高鑄件檢測的效率。
造成焊接缺陷形成的因素有很多。
1.?材料因素?
所謂材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料,如焊絲、焊條、焊劑及保護氣體等。這些材料在焊接時都直接參與熔池或熔合區的物理化學反應,其中,母材本身的材質對熱影響區的性能起著決定性的作用,當然,所采用的焊接材料對焊縫金屬的成分和性能也是關鍵因素。如果焊材與母材匹配不當,不僅可能引起焊接區內的裂紋、氣孔等各種缺陷,也可能引起脆化、軟化等性能變化。所以,為了保證得到良好的焊接接頭,必須對材料因素予以重視。?
2.工藝因素?
同一種母材,在采用不同的焊接方法和工藝措施的條件下,其焊接質量會表現出很大的差別。?
焊接方法對焊接質量的影響主要在兩個方面:首先是焊接熱源的特點,其可以直接改變焊接熱循環的各項參數,如線能量、高溫停留時間、冷卻速度等;其次是對熔池和接頭附近區域的保護方式,如渣保護、氣保護等。焊接熱過程和冶金過程必然對接頭的質量和性能會有決定性的影響。?
3.結構因素?
焊接接頭的結構設計影響其受力狀態,其既可能影響焊接時是否發生缺陷,又可能影響焊后接頭的力學性能。設計焊接結構時,應盡量使接頭處于拘束度較小、能自由伸縮的狀態,這樣有利于防止焊接裂紋的產生。?
4.使用條件?
焊接結構必須符合使用條件的要求,如載荷的性質、工作溫度的高低、工作介質有無腐蝕性等,其必然會影響到接頭的使用性能。?
例如,焊接接頭在高溫下承載,必須考慮到合金元素的擴散整個結構發生蠕變的問題;承受沖擊載荷或在低溫下使用時,要考慮到脆性斷裂的可能性;接頭如需在腐蝕介質中工作時,又要考慮應力腐蝕的問題。?
影響焊接缺陷的因素是多方面的,如材料、工藝、結構和使用條件等,要全方位綜合考慮上述因素的影響難度很大,所以需要對焊縫進行無損檢測,確保焊接質量。X射線無損檢測除了可以檢測以上因素造成的焊縫缺陷以外,還可以幫助各個環節及時發現問題,改善生產工藝。
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