缺陷等級評定與材料的關系
眾所周知,在進行焊縫檢測前檢測人員需要掌握材質、坡口形式、壁厚等原始數據,但目前掌握這些數據的主要目的是幫助檢測人員制定正確的檢測工藝,協助他們對缺陷進行分析(特別是定性)。檢測人員在了解材質的同時,并考慮缺陷對不同材質的不同影響。其實,各種材質抵抗破壞的能力是不同的,在同樣應力狀態下,相同尺寸的裂紋在有些材質中會開裂、擴展、造成危害;而在另一些材質中則不會開裂,不會擴展,不會造成危害。但是,在焊接檢測標準中,對同一類材料不同材質的產品,對缺陷的定級檢測人員采用的是同一種標準。
焊接缺陷的超聲波探傷評判及其產生原因與防治措施
對于內部缺陷性質的超聲波探傷估判以及缺陷的產生的原因和防止措施大體總結了以下幾個方面:
氣孔
單個氣孔回波高度低,波形為單縫,較穩定。從各方向探測,反射波大體相同,但稍一動探頭就消失,密集氣孔會出現一簇反射波,波高隨氣孔大小而不同,當探頭作定點轉動時,會出現此起彼落的現象[5]。產生這類缺陷的原因主要是焊材未按規定溫度烘干,焊條藥皮變質脫落、焊芯銹蝕,焊絲清理不干凈,手工焊時電流過大,電弧過長;埋弧焊時電壓過高或網絡電壓波動太大;氣體保護焊時保護氣體純度低等。如焊縫中存在著氣孔,既破壞了焊縫金屬的致密性,又使焊縫有效截面積減少,降低了機械性能,特別是存鏈狀氣孔時,對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低。防止這類缺陷防止的措施有:不使用藥皮開裂、剝落、變質及焊芯銹蝕的焊條,生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規定溫度烘干,坡口及其兩側清理干凈,并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。
夾渣
點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似,條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高,波形多呈樹枝狀,主峰邊上有小峰,探頭平移波幅有變動,從各個方向探測時反射波幅不相同。
這類缺陷產生的原因有:焊接電流過小,速度過快,熔渣來不及浮起,被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈,其本金屬和焊接材料化學成分不當,含硫、磷較多等。
防止措施有:正確選用焊接電流,焊接件的坡口角度不要太小,焊前必須把坡口清理干凈,多層焊時必須層層清除焊渣;并合理選擇運條角度焊接速度等。
未焊透
反射率高,波幅也較高,探頭平移時,波形較穩定,在焊縫兩側探傷時均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機械性能,而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點,承載后往往會引起裂紋,是一種危險性缺陷。
其產生原因一般是:坡口純邊間隙太小,焊接電流太小或運條速度過快,坡口角度小,運條角度不對以及電弧偏吹等。
防止措施有:合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。
未熔合
探頭平移時,波形較穩定,兩側探測時,反射波幅不同,有時只能從一側探到。
其產生的原因:坡口不干凈、焊速太快、電流過小或過大、焊條角度不對、電弧偏吹等。
防止措施:正確選用坡口和電流,坡口清理干凈,正確操作防止焊偏等。
裂紋
回波高度較大,波幅寬,會出現多峰,探頭平移時反射波連續出現波幅有變動,探頭轉時,波峰有上下錯動現象。裂紋是一種危險性最大的缺陷,它除降低焊接接頭的強度外,還因裂紋的末端呈尖銷的缺口,焊件承載后,引起應力集中,成為結構斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。
熱裂紋產生的原因是:焊接時熔池的冷卻速度很快,造成偏析;焊縫受熱不均勻產生拉應力。
防止措施:一要嚴格控制焊接工藝參數,減慢冷卻速度,適當提高焊縫形狀系數,盡可能采用小電流多層多道焊,以避免焊縫中心產生裂紋;二是認真執行工藝規程,選取合理的焊接程序,以減小焊接應力。冷裂紋產生的原因:(1)在焊接熱循環的作用下,熱影響區生成了淬硬組織;(2)焊縫中存在有過量的擴散氫,且具有濃集的條件;(3)接頭承受有較大的拘束應力[2]。
防止措施:(1)選用低氫型焊條,減少焊縫中擴散氫的含量;(2)嚴格遵守焊接材料(焊條、焊劑)的保管、烘焙、使用制度,謹防受潮;(3)仔細清理坡口邊緣的油污、水分和銹跡,減少氫的來源;(4)根據材料等級、碳當量、構件厚度、施焊環境等,選擇合理的焊接工藝參數和線能量,如焊前預熱、焊后緩冷,采取多層多道焊接,控制一定的層間溫度等;(5)緊急后熱處理,以去氫、消除內應力和淬硬組織回火,改善接頭韌性;(6)采用合理的施焊程序,采用分段退焊法等,以減少焊接應力。