3.6 焊接缺陷及检验方法

3.6 焊接缺陷及检验方法一、焊接缺陷

熔焊的焊接缺陷及其特征

缺陷种类 特征

焊缝外形尺寸及形状的缺陷焊缝外形尺寸(如焊缝长度、宽度、余高、焊脚等)不符合要求，焊缝成形不良

焊接接头几何尺寸的缺陷 焊接接头出现错边、角变形咬边 在焊践区形成凹下的沟槽焊瘤 焊缝边缘或焊缝根部出现未与母材熔合的金属堆积物弧坑 焊缝末端收弧处熔池未填满，凝固后形成凹坑气孔 存在于焊缝金属内部或表面的孔穴夹渣 残留在焊缝金属中的宏观非金属夹杂物未焊透 焊接接头中存在母材与母材之间未完全焊透的部分

未熔合属平面型缺陷，诱发焊接接头破裂，失效，存在于焊缝或热影响区的内部或表面

裂纹属平面型缺陷，诱发焊接接砂破裂，失效，存在于焊缝或热影响区的内部或表面

在焊缝区形成凹下的沟槽

头

焊接质量的检验方法通常按破坏性试验与非破坏性检验进行划分，具体分类如下：

二、焊接检验方法

涡流探伤磁粉探伤

射线探伤高能射线探伤射线探伤

射线探伤

超声波探伤着色渗透探伤荧光探伤

无损探伤

致密性试验水压试验外观检查

非破坏性检验

焊接性试验微观组织分析宏观组织分析

金相检验

含氢量测定腐蚀试验化学分析

化学分析及试验

疲劳试验断裂韧度试验硬度试验冲击试验弯曲试验拉伸试验

力学性能试验

破坏性试验

焊接检验方法

X

1 ）焊缝金属及焊接接头力学性能试验 ① 拉伸试验 拉伸试验用于评定焊缝或焊接接头的强度和塑性性能。

抗拉强度和屈服强度的差值能定性说明焊缝或焊接接头的 塑性储备量。伸长率和断面收缩率的比较可以看出塑性变 形的不均匀程度，能定性说明焊缝金属的偏析与不均匀性，

以及焊接接头各区域的性能差别。 焊缝金属的拉伸试验有关规定应按《焊缝及熔敷金属 拉伸试验方法》标准进行，焊接接头的拉伸试验有关规定 应按《焊接接头拉伸试验方法》标准进行。

1 ．破坏性试验

弯曲试验用于评定焊接接头塑性并反映出焊接接头各 个区域的塑性差别，暴露焊接缺陷，考核熔合区的结合质 量。弯曲试验可分为横弯、纵弯、正弯、前弯及侧弯。侧 弯试验能评定焊缝层与母材之间的结合强度、双金属焊接 接头过渡层及异种钢接头的脆性、多层焊的层间缺陷等。 焊接接头的弯曲试验有关规定应按《焊接接头弯曲及压偏 试验方法》标准进行。

② 弯曲试验

③ 冲击试验 冲击试验用于评定焊缝金属和焊接接头的韧性和缺 口敏感性。试样为 V 形缺口，缺口应开在焊接接头最薄 弱区，如熔合区、过热区、焊缝根部等。缺口表面的光 洁程度、加工方法对冲击值均有影响。缺口加工应采用 成型刀具，以获得真实的冲击值。 V 形缺口冲击试验应 在专门的试验机上进行。焊接接头冲击试验有关规定应 按《焊接接头冲击试验方法》标准进行。

硬度试验用于评定焊接接头的硬化倾向，并可间接考核焊接 接头的脆化程度。硬度试验可以测定焊接接头的洛氏、布氏和维 氏硬度，对比焊接接头各个区域性能上的差别，找出区域性偏析 和近缝区的淬硬倾向。⑤ 断裂韧度 COD 试验 此试验用于评定焊接接头的 COD ( 裂纹张开位移 ) 断裂韧度， 通常将预制疲劳裂纹分别开在焊缝、熔合区和热影响区，评定 各区的断裂韧度，试验按《焊缝金属 COD 试验方法》和《裂纹 张开位移， (COD) 试验方法》进行。⑥ 疲劳试验 疲劳试验用于评定焊缝金属和焊接接头的疲劳强度及焊接接 头疲劳裂纹扩展速度 (da/dN) ，在对称交变载荷下的疲劳强度按 《焊缝金属和焊接接头的疲劳试验法》进行；测定接头 da/dN 按 《焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验方法》进行。

④ 硬度试验

① 宏观组织分析 能直接用目测或借助低倍放大镜进行的检验，其内容如 下表所示。

2 ）金相检验

方法 检验内容 检验对象

宏观组织分析焊缝一次结晶组织的方向、大小、熔池形状、尺寸；焊接接头各区域的界限尺寸；各种焊接缺陷

焊接接头，一般切取横断面进行分析

断口分析断口组成；断裂性质(塑性或脆性)及断裂类型(晶间、穿晶或复合)，组织与缺陷与其对断裂的影响

冲击、拉伸、疲劳等试件的断口和折断试验法的断口；破裂、失效的断口等

宏观组织检验方法

利用显微镜能检查焊接接头各区域的微观组织和偏析等问题。通过微观组织分析，研究母材、焊接材料与焊接工艺存在的问题及解决途径。 有些情况下，也可用复膜检查方法，对制造过程中或运行中的焊接接头表面制作复膜，然后在显微镜下作宏观或微观组织分析和缺陷分析。此法亦可属非破坏性的金相检验法。

② 微观组织分析

① 化学成分分析 从焊缝金属中钻取试样，除应注意试样不得氧化和沾染油 污之外，还应注意取样部位在焊缝中所处的层次。不同层次的 焊缝金属受母材的稀释作用不同，一般以多层焊或多层堆焊的 第三层以上的成分作为熔敷金属的成分。② 扩散氢的测定 熔敷金属中扩散氢的测定，有 45℃甘油法、水银法及色谱 法三种。过去多用甘油法，但该法测定精度较差，正逐步被色 谱法所代替。水银法因污染问题而极少应用。③ 腐蚀试验 焊缝金属和焊接接头的腐蚀破坏有以下几种形式：总体腐 蚀、晶间腐蚀、刀状腐蚀、应力腐蚀、海水腐蚀、气体腐蚀和 腐蚀疲劳等。不锈钢及耐酸钢等钢种的晶间腐蚀试验有关规定 应按《不锈钢硫酸 -硫酸铜腐蚀试验方法》标准进行。

3 ）化学分析与试验

1）外观检验 以目测观察为主，并可以借助低倍放大镜观察。此法用于 发现焊接接头的外部缺陷。焊接接头外部缺陷的存在，通常是 产生内部缺陷的标志。2）水压试验 用于评定锅炉、压力容器、管道等焊接构件的整体强度性 能、变形量大小以及有无渗漏现象。 水压试验时应注意： ① 焊接构件内的空气必须排尽； ② 焊接构件上和水泵上应同时装 有校验合格的压力表； ③ 试验环境温度不得低于 5℃； ④ 试验压力应按规定逐级上升； ⑤ 试验场地应有防护设施。 水压试验应按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《压力容 器安全技术监查规程》进行。

2 ．非破坏性检验

① 气密性试验 检验小容积的压力容器，容器置于水槽中充气，焊缝 金属致密性不良时，水中呈现气泡，检验大容积的压力容 器，容器充气后，在焊缝处涂肥皂水检验渗漏。② 氨气试验 对检验的压力容器充以氨气，在焊缝上贴一条比焊缝 略宽的浸过硝酸汞溶液的试纸，若焊缝区有泄漏，试纸的 相应部件上将呈现黑色斑纹。③ 煤油试验 用于检验不承受压力的焊缝。在焊缝及热影响区涂刷 石灰水溶液，在另一而涂刷煤油，如有穿透性缺陷时，则 煤油会渗透过缝隙使涂有白色底基的粉面上呈现黑色斑痕。

3 ）致密性检验

① 着色渗透探伤 有关探伤规定应按《渗透探伤方法》标准进行。② 磁粉探伤 有关探伤规定可参考《钢制压力容器磁粉探伤》标准 进行。③ 超声波探伤 有关焊缝的探伤应按《钢焊缝手工超声波探伤方法 和探伤结果的分级》标准规定进行。④ 射线探伤 有关焊缝的射线探伤应按《钢焊接接头射线照相及底片 等级分类法》标准规定进行。

4 ）无损探伤

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