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焊接技术作为一种十分重要的工艺手段,在民用核安全设备的制造过程中得到了广泛应用。但是,由于焊接工艺的特殊性,焊接缺陷的多样性、易发性和隐蔽性直接影响到焊接结构的安全使用。焊接缺陷是指“焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象”,焊接缺陷的种类、数量及尺寸是决定焊接产品最终质量首要的﹑关键的因素。掌握各类焊接缺陷的形成条件及其影响因素,有针对性地制定合理的焊接工艺,在产品制造过程中严格执行工艺纪律,是防治焊接缺陷、提高产品质量的根本途径。焊接质量过程和质量保证的最终目的也就是为了在生产过程中避免或减少焊接缺陷的发生,尽可能及时发现焊接接头中的各种缺陷,从而使焊件质量最大程度地得到保证。焊接缺陷的类型和分类方法很多,按照它在焊接接头中的位置,可分为内部缺陷及外部缺陷两类。外部缺陷位于焊缝外表面,用肉眼或低倍放大镜就可以看到,如焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、凹坑(包括弧坑)、塌陷、烧穿以及表面气孔、表面裂纹等;内部缺陷位于焊缝内部,这类缺陷可用无损检测或破坏性检验的方法来发现,如未焊透、未熔合、夹渣以及内部气孔、内部裂纹等。焊接缺陷还可按照其形成的主要原因分成三大类。见图7-1。在GB/T6417-1986《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》将焊接缺陷分为六大类,即裂纹、孔穴(包括气孔和缩孔)、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷和其他缺陷。在核安全设备焊接活动中,焊缝形状缺陷、未焊透和未熔合、气孔、夹渣以及裂缝是较常见的焊接缺陷。图7-1按照焊接缺陷形成的主要原因分类图第一节焊接缺陷产生的原因及其危害焊接是一个快速加热和冷却的过程,影响焊接缺陷产生的因素是错综复杂的,其中除了“焊工技能”是重要因素外,还包括材料、结构、冶金和工艺因素。生产实践表明,焊接缺陷越大、越长、越接近表面或越密集,对焊接结构的安全性影响就越大。一、焊缝形状缺陷GB/T3375-1994中并未对此种缺陷作出明确的定义。一般来说,焊缝形状缺陷是指焊缝外观的几何形状发生突变,如焊缝外表形状高低不平,波形粗劣;焊缝宽度不齐,太宽或太窄;焊缝余高过高或高低不均;角焊缝焊脚尺寸不均等,这类缺陷可以通过外观检查发现,可采用修磨补焊方法消除。焊缝尺寸不符合要求焊缝尺寸不符合要求一般是指焊缝的几何尺寸不符合施工图纸或技术标准的规定。如图7-2以角焊缝为例说明了焊缝尺寸不符合要求的情况。焊缝尺寸不符合要求主要与焊工不明确尺寸和工艺要求有关,如:焊接坡口角度不当或装配间隙不均匀、焊接电流过大或过小、焊接速度不当、埋弧焊焊接参数不当等;其次与焊工操作技术有关、如手工焊时横向摆动不均匀、焊接速度不稳定、运条手法不正确、焊条角度选择不合适等。焊缝尺寸过小会使承载截面变小,降低结构的承载能力;焊缝尺寸过大,不仅浪费焊接材料和工时,还会削弱结构承受动载的能力。(二)咬边GB/T3375-1994定义咬边是指“由于焊接参数选择不当,或操作方法不正确,沿焊趾的母材部位产生的沟漕或凹陷”。如图7-3所示。图7-3咬边咬边产生的主要原因是:(1)焊接参数不合适:焊接电流过大;电弧电压过高;焊接速度太慢等。(2)电弧偏吹:电弧偏吹破坏电弧稳定性,使电弧偏离理想焊道,形成咬边。(3)操作技术不熟练:电弧长度稳定性差;焊条或焊枪角度不正确;摆动手势不恰当等。(4)焊接位置对咬边的影响:不同焊接位置产生咬边的可能性不同。一般来说,立焊、仰焊位置产生咬边的可能性较大,横角焊缝上焊趾处也易产生咬边,船形焊产生咬边的可能性最小。(5)埋弧焊时焊接速度过大。咬边不仅减弱了母材的有效面积,降低了焊接接头的强度,而且在咬边处形成应力集中,承载后有可能在咬边处产生裂纹。(三)下塌与烧穿GB/T3375-1994定义下塌是指“单面熔焊时,由于焊接工艺不当,造成焊缝金属过量透过背面,而使焊缝正面塌陷,从背面凸起的现象”,如图7-4(a)所示。GB/T3375-1994定义烧穿是指“在焊接过程中,熔化金属自坡口背面流出的现象,形成穿孔的缺陷的现象”,如图7-4(b)所示。下塌和烧穿产生原因是:(1)焊接参数不当:焊条或焊丝直径选择不当;焊接电流过大;焊接速度太慢;坡口间隙太大等。(2)焊接方法和设备选择不正确。(3)操作技术不熟练:焊接速度不均匀;电弧停顿时间长短不一;电弧移动不到位等。下塌和烧穿是埋弧焊和电弧焊中常见的一种缺陷。前者削弱了焊接接头的承载能力;后者则可能使焊接接头完全失去了承载能力,是一种绝对不允许存在的缺陷。(四)焊瘤GB/T3375-1994定义焊瘤是指“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瘤”。如图7-5所示焊瘤产生的原因是:(1)焊接参数不当:焊接电流过小、电弧电压过低、易在焊缝