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1、焊接质量检验相关知识,前 言,焊接工艺被广泛在用于工程建设中的许多工程结构中，在施工生产中焊接是其中的一个重要环节。焊接质量的优劣直接关系到产品的运行安全和人民生命财产的安全。因此，焊接的质量控制是工程建设质量控制的关键。,焊接质检员的职责,质检员是一个机构的质量代表，质检员的工作直接关系到产品的质量安全。所以焊接质检员应明确自己的职责。,焊接质检员的职责,1 能够解释所有的焊接图纸和技术条件。2 检查焊材采购单3 根据采购技术条件，检查到货和鉴定。4 根据特殊要求，检查材料的化学成分和力学性能。5 调查母材的缺陷和偏差。6 检查焊材一、二级库是否满足标准要求。,焊接质检员的职责,7 检查使用
2、的设备及仪表情况。8 检查焊接接头的制备情况，坡口尺寸是否 满足焊接工艺规程的要求。9 检查焊接接头的组对及拼装情况。10 确认所采用的焊接工艺是否经过批准。11 验证焊工的资格是否满足要求。12 检查焊工执行工艺情况。,焊接质检员的职责,13 检查焊缝外观质量是否符合技术文件和 标准要求，并填写质量记录。14 选择焊接试验方法及评定试验结果。15 填写焊缝无损检测委托单。16 保存记录。17 准备报告。,焊接检验的主要内容,焊接检验必须从焊前各项准备、焊接过程中的检验和焊后对焊缝的检验各个环节严格地进行。,焊接前检验,焊前检验的目的是预防或减少焊接时产生缺陷的可能性。原材料 焊接设备、仪表、
3、工艺装备焊接坡口、接头装配及清理焊工资格焊接工艺文件焊接环境,原材料的检验,原材料的检查包括对母材、焊条（焊丝）、保护气体、焊剂、电极等进行检验，是否与合格证及国家标准相符合。这里主要介绍焊接材料的检验。JB/T3223焊接材料质量管理规定对焊接材料的管理作出了非常详细的规定，我们在对焊材管理进行检验时主要检查以下的内容：,原材料的检验,1 检查焊接材料的选用是否符合设计图纸（技术文件）、相关标准规范要求。2 检查焊接材料质量证明书，确认所采购的焊材的型号与规格是否符合产品的要求。因为有时还要根据产品焊接的要求，对通用标准附加更高的要求。如球罐焊接的焊条还要符合 JB/T4747压力容器用钢焊
4、条订货技术条件。,原材料的检验,3 检查焊材库的的贮存条件是否符合要求。4 检查焊材的分类存放和标识是否符合要 求。5 对焊接材料的实物进行检查以及复验。包括对焊接材料的外包装的检查、对焊接材料实物的抽样外观检验以及是否要复验。,原材料的检验,6 检查焊条的烘烤情况。不同品种的焊接材料要求不同的烘烤温度和烘烤时间，一般都在焊材说明书中有明确的规定，应按规定烘烤。为了防止烘烤后的焊条受潮，应及时把烘干的焊条放入恒温箱中。,原材料的检验,7 检查焊材的发放是否符合规定要求：焊工应根据WPS的要求领用相应的焊接材料，不得领错。领用焊条要用焊条保温筒。不同牌号的焊条不得混放在一起。领用焊条的数量不得超
5、过4小时的用量。焊材库保管员应及时在焊材领用与发放记录上作好记录。,焊接设备、仪表、工艺装备材料的检验,1 检查所用焊接设备和工装是否符合工艺的要求。包括焊接设备型号、电源极性是否符合工艺要求，焊炬、电缆、气管、焊接辅助工具、安全防护等是否齐全。2检查焊接设备的仪表完好情况。与焊接有关的仪表是焊机的电流表、电压表、气体流量计、压力表，烘干设备的温控仪等，按规定要每年检定一次。要由具备资格、由质量技术监督局发证的计量检定单位检定，以确保仪表的精确性。,焊接设备、仪表、工艺装备材料的检验,3 在项目中的所有焊接设备都应安全可靠且已经过校准，同时应始终保持良好的工作状态，任何不安全的、未经校准的、损
6、坏的或不能使用的设备应停止使用。,焊接坡口、接头装配及清理,1 检查坡口形式和尺寸是否符合技术要求。2 检查坡口及其内外表面的缺陷和清理质量。焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷；坡口表面及两侧（SMAW是10mm,GTAW是20 mm）应将水、锈、油、渣和其它有害杂质清理干净。3 检查坡口面的无损检测情况。4 检查组装坡口的几何形状和尺寸是否符合图样或焊接工艺规程的要求。,焊工资格,2010年11月4 日，国家质检总局批准颁布了TGS Z6002-2010特种设备焊接操作人员考核细则，于2011年2 月1 日起施行。1 检查和确认焊工资格。也就是考试合格项目与所担任的焊接工作的一
7、致性，包括焊接方法、焊接材料及工件规格等。2 检查焊工证件资格的期限的有效性，也就是说是否在有效期内。现在焊工考试合格项目的有效期为4年。,焊接工艺文件,1 检查确认焊接工艺规程是否经过焊接工艺评定合格和有效。焊接施工中各种材质、焊接接头形式的焊接工艺评定覆盖率应达到100%，如没有，则应及时进行评定。2 检查所编制的焊接工艺规程与所需进行的焊接工作的一致性。3 对焊工进行技术交底的检查。焊工是否明确焊接工艺要求、焊接质量要求和安全防范要求。,焊接环境,检查焊接环境是否适宜施焊。是否考虑焊接环境的风、雨、雪和采取的防护措施，焊接环境温度低于规范允许值时，与所焊材质、焊件厚度及预热措施是否相适应
8、。1 风速 当气体保护焊时超过2，其它焊接方法超过10时，应设防风棚或采取其它防风措施。2 相对湿度不大于90%。,焊接环境,3 当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热去湿除潮措施；4 温度 当焊件温度低于时，所有钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15以上后方可施焊。5 不锈钢、有色金属应有与钢制产品隔离的专用焊接场地。地面应铺设橡胶等软垫，保持环境清洁。,焊接中间检验,焊接施工过程中的质量检查是焊接质量控制的重要部分，它直接影响产品的焊接质量。在焊接施工过程中，质检员通常巡回现场，对焊接施工过程进行监督和检查，重点是监督检查焊工是否执行焊接工艺规程所规定的内容和要求以及焊工工艺纪律
9、情况，一般检查以下几个方面：执行焊接工艺情况执行焊接工艺纪律情况,执行焊接工艺情况,1 对焊工采用的焊接方法进行确认，不一致时应检查是否办理焊接工艺更改手续凭证。2 检查设备的表、计、装置等，失灵时不得焊接。3 复核焊接材料。防止错用焊材，造成焊接质量事故；监督检查焊条保温筒的使用情况。4 检查焊工实际的焊接工作是否有相应的合格项目。,执行焊接工艺情况,5 检查焊接预热温度和预热方式是否符合要求。6 检查焊接环境是否符合焊接条件，是否采取了相应的防护措施。7 对规定进行层间无损检测的焊缝,应及时进行外观检查,合格后安排无损检测,经检测的焊缝在评定合格后方可继续进行焊接.8 检查中断焊接的焊缝在
10、继续焊接时是否采取了相应的措施.9 检查双面焊的焊缝根部清理及清理的质量，应在外观检查并无损检测合格后方可施焊。,执行焊接工艺纪律情况,1 检查焊工焊接时的电弧电压，焊接电流及焊接速度是否符合焊接工艺规程的要求并做好记录。2 对焊缝层次有明确要求时，应检查焊接层次，其层次数及每层厚度是否符合焊接工艺规程的要求。3 对层间温度有要求的焊缝，应检查层间温度是否符合焊接工艺规程的要求。,焊接后检验,焊后检验是焊接检验的最后环节，是在全部焊接工作完成后进行的成品检验是鉴定产品质量的主要依据。,成品检验的方法,1 破坏性试验：力学性能试验 化学分析与试验 金相与断口的分析试验2 非破坏性试验 外观检验
11、强度试验 致密性试验 无损检测,外观检验,外观检验是用肉眼或510倍放大镜检查焊缝表面质量，主要检查焊缝成形、有无咬边、夹渣、气孔、裂纹等表面缺陷以及是否圆滑过渡；用焊接检验尺检查焊缝尺寸（余高、宽度、焊瘤、错边等）外观检验前，应将焊缝表面熔渣和污物清理干净，并同时检查焊缝正面和背面。,强度试验,强度试验包括了水压试验和气压试验。,致密性试验,常用的有气密性试验和煤油试漏，此外还可以进行氨气试验和氦气试验等,无损检测,有许多种无损检测方法可以用来对要焊接的母材以及完工的焊缝进行检测和评估。无损检测方法主要有以下几种：射线检测RT 超声波检测UT 磁粉检测MT 渗透检测PT 涡流检测ET 声发射
12、检测AT,焊接后检验的主要内容,1 实际施焊记录检查施焊记录是否及时、如实、完整、规范地填写。2 焊缝外观及尺寸及时进行焊缝外观检查，填写各项记录。焊缝的外观质量应符合相应的验收规范的要求。对不合格的焊缝及时通知焊工进行返修，直至合格为止。3 后热、焊后热处理 对于有后热、焊后热处理要求的焊缝是否及时进行处理，以及处理规范是否符合标准要求。,焊接后检验的主要内容,4 产品焊接试板在承压设备制造中制备产品焊接试板，是为了检验产品焊接接头的力学性能。产品焊接试板是A类监检点，应遵循相关标准规范的规定进行。试板的制备 有三种方式：每台制作、以批代台、一台容器制作多块产品焊接试板。试样的制备与力学性能
13、检验 按JB/T4744-2000等标准进行。,焊接后检验的主要内容,5 无损检测 在条件具备时及时进行焊缝无损检测，要注意的问题如下：根据设计图纸和有关标准的规定，选择检测方法和检测比例。按要求详细准确填写无损检测委托书。及时联系和安排无损检测。当出现不合格的焊接接头时，按规定进行复探和扩探。,焊接缺陷,焊接缺陷的形成，不仅会降低结构的性能，影响结构的安全使用，严重时还将导致脆性破坏，引起重大事故。因此有必要了解它的产生原因，才能掌握预防的途径和方法，生产出合格的焊接产品。,焊接缺陷,根据GB6417金属熔化焊缝缺陷分类及说明，将金属熔化焊焊缝缺陷按其性质分为6大类：第1类缺陷为裂纹（热裂纹
14、、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂），数字序号为100。第2类缺陷为孔穴（气孔、缩孔），数字序号为200。第3类缺陷为固体夹杂（夹渣、氧化物夹杂等），数字序号为300。,焊接缺陷,第4类缺陷为未熔合与未焊透，数字序号为400。第5类缺陷为焊缝形状缺陷（尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、烧穿、弧坑），数字序号为500。第6类缺陷为其他缺陷（电弧擦伤、飞溅、磨痕及凿痕打磨过量、定位焊缺陷等），数字序号为600。,焊接形状缺陷,下面给大家介绍几种常见缺陷：1 焊缝形状缺陷：是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。11 尺寸不符合要求主要是指焊缝高低不平，宽窄不齐，尺寸过大或过小，角焊缝焊脚尺寸不对称等。,
15、焊接缺陷,12咬边：咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。,焊缝形状缺陷,13焊瘤：焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接电流太大、焊接
16、速度太快、电弧电压太低、焊缝两侧清理不好。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。,焊缝形状缺陷,14弧炕：弧炕多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑),仰立、横焊时,常在焊缝背面根部产生内凹。弧炕减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。,焊缝形状缺陷,15烧穿：烧穿是指焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷。焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,都会产生烧穿缺陷。装配间隙太大,钝边太小也
17、容易出现烧穿现象。烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接飞及承载能力。,气孔,气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。气孔的危害气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。气孔
18、也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。,夹渣,夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高；g.钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电、流密度大,钨极熔化脱落于熔池中。h.手工焊时,焊条摆动不良,不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源,危害较大。,裂纹,裂纹的分类：根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂
19、纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。,裂纹,从焊接接头裂纹的产生机理来分,裂纹分为四类:1 热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。2 冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。,裂纹,3 再热裂纹:接头冷却后再加热至500700时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,
20、一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。4 层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。,裂纹,裂纹的危害：裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。,热裂纹(结晶裂纹),结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成
21、所谓液态薄膜,在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中,热裂纹(结晶裂纹),影响热裂纹的因素 1 合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。2 冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会；3 结晶
22、应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。,冷裂纹,冷裂纹的特征 1 产生于较低温度,且产生于焊后一段时间以后,故又称延迟裂纹。2 主要产生于热影响区,也有发生在焊缝区的。3 冷裂纹可能是沿晶开裂,穿晶开裂或两者混合出现。4 冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。,冷裂纹,冷裂纹产生的三大要素：1 钢材的淬硬组织(马氏体)2 焊接接头的拘束应力3 焊接接头的含氢量,冷裂纹,防止冷裂纹的措施 1 采用低氢型碱性焊条,严格烘干,在 100150下保存,随取随用。2 提高预热温度,采用后热措施,并保证层间温度不小于预热温度
23、,选择合理的焊接规范,避免焊缝中出现洋硬组织3 选用合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊接应力4 焊后及时进行消氢热处理。,再热裂纹,再热裂纹的特征 1 再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区。产生于焊后热处理等再次加热的过程中。2 再热裂纹的产生温度:碳钢与合金钢550650奥氏体不锈钢约300 3 再热裂纹为晶界开裂(沿晶开裂)。4 最易产生于沉淀强化的钢种中。5 与焊接残余应力有关。,再热裂纹,再热裂纹的产生机理 再热裂纹的产生机理有多种解释,其中模形开裂理论的解释如下:近缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化铁、碳化饥、碳化镜、碳化错等)沉积在晶内的位错区上,使晶内强化强度大大高
24、于晶界强化,尤其是当强化相弥散分布在晶粒内时,阻碍晶粒内部的局部调整,又会阻碍晶粒的整体变形,这样,由于应力松弛而带来的塑性变形就主要由晶界金属来承担,于是,晶界应力集中,就会产生裂纹,即所谓的模形开裂。,再热裂纹,再热裂纹的防止1 注意冶金元素的强化作用及其对再热裂纹的影响。b.合理预热或采用后热,控制冷却速度。c.降低残余应力避免应力集中。d.回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温度区或缩短在此温度区内的停留时间。,层状撕裂,层状撕裂是在焊接时，在焊接构件中沿钢板轧制层形成的一种呈阶梯状的裂纹。产生层状撕裂的原因：1 轧抽形成的长条状MnS型夹杂2 氢脆3 焊接应力4 SiO2或AL2O3型夹
25、杂,未焊透,未焊透指焊接时焊接接头未完全熔透的现象。产生未焊透的原因：(1)焊接电流小,熔深浅。(2)坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大。(3)磁偏吹影响。(4)焊条偏芯度太大(5)层间及焊根清理不良。,未熔合,未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合根部未熔合三种。产生未熔合缺陷的原因：1 焊接电流过小2 焊接速度过快3 焊条角度不对4 产生了弧偏吹现象5 焊接处于下坡焊位置,母材未熔化时已被铁水复盖6 母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。,交工资料中应提供的焊接方面的内容,在产品完成后，我们应及时整理好交工资料中所要求的各项内容。其中焊接方面的内容主要有：1 焊接材料质量证明书及要求的复验报告2 焊接方案或焊接工艺指导书3 焊工合格证的复印件4 焊接原始记录5 焊接返修记录,交工资料中应提供的焊接方面的内容,6 焊条烘烤记录7 焊材发放与回收记录8 产品焊接试板的试验报告9 焊材库的温湿度记录10 施工现场的气象记录,
