1、第七章 缺陷种类及产生原因 淄博特检院淄博特检院 徐长业徐长业 第七章 缺陷种类及产生原因 无损检测最主要的用途是无损检测最主要的用途是探测缺陷探测缺陷。了解材。了解材料和焊逢中的缺陷种类和产生原因，有助于正确料和焊逢中的缺陷种类和产生原因，有助于正确的选择无损检测方法，正确判断和分析检测结果的选择无损检测方法，正确判断和分析检测结果。第七章 缺陷种类及产生原因一、钢焊缝中常见缺陷及产生原因一、钢焊缝中常见缺陷及产生原因1，外，外观观缺陷缺陷外观缺陷（表面缺陷）：不借助仪器，从工件表面外观缺陷（表面缺陷）：不借助仪器，从工件表面肉眼可以发现的缺陷肉眼可以发现的缺陷（1）咬边：沿着焊趾，在母材部
2、分形成的凹馅或沟）咬边：沿着焊趾，在母材部分形成的凹馅或沟槽。槽。产生原因：是因为电弧热量太高，电流太大，运产生原因：是因为电弧热量太高，电流太大，运条速度太小，焊条与工件角度不正确，摆动不合条速度太小，焊条与工件角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理；直流焊时磁偏理，电弧过长，焊接次序不合理；直流焊时磁偏吹；焊接位置会加剧咬边。产生的电弧将焊逢边吹；焊接位置会加剧咬边。产生的电弧将焊逢边缘的母材熔化没有得到熔敷金属的充分补充所留缘的母材熔化没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。下的缺口。危害：咬边减小了母材的有效截面积，降低构件危害：咬边减小了母材的有效截面积，降低构件的承载能力
3、，同时造成应力集中，发展裂纹源。的承载能力，同时造成应力集中，发展裂纹源。第七章 缺陷的种类及产生原因第七章 缺陷的种类及产生原因 焊缝咬边焊缝咬边第七章 缺陷种类及产生原因（2）焊瘤：焊逢中的液态金属流到加热不足未熔化）焊瘤：焊逢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，冷却后形成未与母的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成未与母材熔合的金属瘤。材熔合的金属瘤。产生原因是焊接规范过强，焊条熔化过快，焊接电产生原因是焊接规范过强，焊条熔化过快，焊接电源不稳定以及操作姿态不正确形成的，在横，立源不稳定以及操作姿态不正确形成的，在横，立，仰焊位置更容易形成焊瘤。，仰焊位置更容易形成焊瘤
4、。第七章 缺陷的种类及产生原因 危害：焊瘤常伴未熔合、夹渣缺陷。焊危害：焊瘤常伴未熔合、夹渣缺陷。焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，应力集中。瘤改变了焊缝的实际尺寸，应力集中。管子内部焊瘤减小了内径，可能造成堵管子内部焊瘤减小了内径，可能造成堵塞。塞。第七章 缺陷种类及产生原因（3）凹坑：焊缝表面或背面局部的低于母材的部分）凹坑：焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。产生原因是由于收弧时焊条未作短时间停留造成产生原因是由于收弧时焊条未作短时间停留造成的。横，立，仰焊位置常常在焊缝背面根部产生的。横，立，仰焊位置常常在焊缝背面根部产生内凹。内凹。危害危害 减小了焊缝的有效截面积，应力集中，弧坑减小了焊缝的
5、有效截面积，应力集中，弧坑常带有裂纹常带有裂纹（4）未焊瞒：焊缝表面上连续的或断续的沟槽。）未焊瞒：焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊瞒的根本原因。规范太弱填充金属不足是产生未焊瞒的根本原因。规范太弱，焊条过细，运条不当等均会容易产生未填瞒。，焊条过细，运条不当等均会容易产生未填瞒。危害危害 减小了焊缝的有效截面积，消弱了焊缝，应力减小了焊缝的有效截面积，消弱了焊缝，应力集中集中 规范弱，增大冷却速度，易产生气孔。裂纹规范弱，增大冷却速度，易产生气孔。裂纹缺陷缺陷第七章 缺陷的种类及产生原因第七章 缺陷的种类及产生原因 管子对接内壁未焊满管子对接内壁未焊满 第七章 缺陷种类及
6、产生原因（5）烧穿：焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化）烧穿：焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属从焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷。金属从焊缝背面流出，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焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久产生烧穿。另外工件间隙太大，钝边太小也容久产生烧穿。另外工件间隙太大，钝边太小也容易产生烧穿。易产生烧穿。烧穿是不允许的缺陷，破坏了焊缝，使接头丧失连烧穿是不允许的缺陷，破坏了焊缝，使接头丧失连接及承载能力接及承载能力（6）其他表面缺陷：成形不良，错边，塌陷，表面）其他表面缺陷：成形不良，错边，塌陷，表面气孔及弧坑缩孔，各种焊接变形等等。气孔及
7、弧坑缩孔，各种焊接变形等等。成型不良成型不良 焊缝的外观尺寸符合要求焊缝的外观尺寸符合要求 错边错边 指两个工件在厚度方向上错开一定位置，指两个工件在厚度方向上错开一定位置，装配时造成装配时造成 塌陷塌陷 单面焊时，输入热量过大，熔化金属过多单面焊时，输入热量过大，熔化金属过多，液态金属向焊缝背面塌落，形成焊缝背面凸起，液态金属向焊缝背面塌落，形成焊缝背面凸起，正面下榻。，正面下榻。第七章 缺陷种类及产生原因 管子对接内壁错边管子对接内壁错边第七章 缺陷的种类及产生原因第七章 缺陷的种类及产生原因 管子内壁焊缝根部成型不良管子内壁焊缝根部成型不良第七章 缺陷的种类及产生原因2.内内部缺陷部缺陷
8、（1）气气 孔孔 气孔是指焊接时，熔池中的气泡在凝固气孔是指焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残留于焊缝中所形成的空穴时未能逸出，而残留于焊缝中所形成的空穴。气孔可分为气孔可分为 球状气孔球状气孔 条虫状气孔，按分条虫状气孔，按分布可分为密集气孔，单个气孔等。布可分为密集气孔，单个气孔等。产生机理产生机理 气体在不同温度下溶解度不同气体在不同温度下溶解度不同。600 氢在铁中溶解度氢在铁中溶解度/cm3/g-1 210-4 2600 氢在铁中溶解度氢在铁中溶解度/cm3/g-1 4010-4 产生原因：母材或填充金属表面有锈，产生原因：母材或填充金属表面有锈，油污等，焊条及焊剂未烘干，水
9、分在高温下油污等，焊条及焊剂未烘干，水分在高温下分解为气体；焊接线能量过小，熔池冷却速分解为气体；焊接线能量过小，熔池冷却速度大，不利于气体逸出，焊缝金属脱氧不足度大，不利于气体逸出，焊缝金属脱氧不足等等 气气孔危害：孔危害：减减少截面少截面积积，焊缝焊缝疏松，降低疏松，降低强度、塑性、泄漏。强度、塑性、泄漏。应应力集中，力集中，氢气氢气孔可能孔可能促成裂促成裂纹纹。防止措施防止措施 第七章 缺陷的种类及产生原因焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征3，夹夹渣：指渣：指焊焊后熔渣后熔渣残残留于留于焊缝焊缝中的中的现现象。象。夹渣又分金属夹渣和非金属夹渣两种。夹渣又分金属夹渣和非金属夹渣两种。金属夹渣
10、：钨，铜金属颗粒残留在焊缝中金属夹渣：钨，铜金属颗粒残留在焊缝中，成为夹钨，夹铜，成为夹钨，夹铜 非金属夹渣：指未熔的焊条药皮或焊剂，硫非金属夹渣：指未熔的焊条药皮或焊剂，硫化物，氮化物残存在焊缝中化物，氮化物残存在焊缝中 夹渣的分布与形状夹渣的分布与形状 单个点状夹渣单个点状夹渣 条状夹条状夹渣渣 链状夹渣链状夹渣 密集夹渣密集夹渣缺陷及其特征焊接缺陷及其特征产生原因：产生原因：（1）坡口尺寸不合理。）坡口尺寸不合理。（2）坡口有污物。）坡口有污物。（3）焊接线能量过小。）焊接线能量过小。（4）多层焊时，层间清渣不彻底。）多层焊时，层间清渣不彻底。（5）焊缝散热太快，液态金属凝固过快。）焊缝
11、散热太快，液态金属凝固过快。（6）药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高）药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高，冶金反应不完全，脱渣性不好等。，冶金反应不完全，脱渣性不好等。（7）钨极焊时电流过大，钨极融化脱落焊缝）钨极焊时电流过大，钨极融化脱落焊缝内。内。（8）手工焊时焊条摆动不真确，熔渣不利于）手工焊时焊条摆动不真确，熔渣不利于上浮。上浮。夹渣危害：点状夹渣与气孔相同，带有尖端夹夹渣危害：点状夹渣与气孔相同，带有尖端夹渣易形成应力集中，可能形成裂纹，危害比渣易形成应力集中，可能形成裂纹，危害比较大。较大。防止措施防止措施焊接缺陷及其特征4.裂纹（焊接裂纹）：裂纹（焊接裂纹）：在焊接应力及其它致脆
12、因素共同作用下，焊接接在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破，形成新的头中局部地区的金属原子结合力遭到破，形成新的界面而产生缝隙，称为焊接裂纹。界面而产生缝隙，称为焊接裂纹。按其尺寸分为宏观裂纹、微观裂纹、超显微裂纹按其尺寸分为宏观裂纹、微观裂纹、超显微裂纹按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星状）裂纹状）裂纹按发生的部位可分为焊缝裂纹、根部裂纹、弧坑裂按发生的部位可分为焊缝裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹，熔合区裂纹、焊道下裂纹、焊趾裂纹及热响取纹，熔合区裂纹、焊道下裂纹、焊趾裂纹及热响取裂纹。裂纹。按产生的条件
13、和时机可分为热裂纹（如结晶裂纹）、按产生的条件和时机可分为热裂纹（如结晶裂纹）、冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征 裂纹的危害裂纹的危害 裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种。裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种。裂纹是一种面积形缺陷，裂纹尖端形成裂纹是一种面积形缺陷，裂纹尖端形成尖锐缺口，应力高度集中，导致破坏。尖锐缺口，应力高度集中，导致破坏。裂纹危害极大，冷裂纹由于延迟性和快裂纹危害极大，冷裂纹由于延迟性和快速脆断特性，危害极大。特种设备的事速脆断特性，危害极大。特种设备的事
14、故，除极少数是设计不合理，选材不当故，除极少数是设计不合理，选材不当外，绝大部分是裂纹引起的脆性破坏。外，绝大部分是裂纹引起的脆性破坏。焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征 焊接缺陷及其特征 焊接缺陷及其特征 含氢量和拉应力是冷裂纹产生的两个重含氢量和拉应力是冷裂纹产生的两个重要因素。在拉应力作用下，原子氢向缺要因素。在拉应力作用下，原子氢向缺陷处扩散聚集，当氢聚集到一定浓度时陷处扩散聚集，当氢聚集到一定浓度时，就破坏金属原子的结合键，出现微观，就破坏金属原子的结合键，出现微观裂纹，微裂纹扩展成宏观裂纹。裂纹，微裂纹扩展成宏观裂纹。只有达到氢含量临界值，拉应力临界值只有达到氢含量临
15、界值，拉应力临界值是才产生裂纹是才产生裂纹焊接缺陷及其特征 焊接缺陷及其特征 焊接缺陷及其特征2.2.未未 熔熔 合合 未熔合是指熔未熔合是指熔焊时焊时，焊焊道道与与母材之母材之间间或或焊焊道道与焊与焊道之道之间间，未完全熔化，未完全熔化结结合的部分。是一合的部分。是一种种面面状状缺陷。缺陷。未熔合可分未熔合可分为为坡口未熔合、坡口未熔合、焊焊道之道之间间未熔未熔合（包括合（包括层间层间未熔合）、未熔合）、焊缝焊缝根部未熔合。根部未熔合。1.侧面未熔合侧面未熔合 2 层间未融合层间未融合 3单单V坡口根部未融合坡口根部未融合 4 X坡口根部未融合坡口根部未融合焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征焊
16、接缺陷及其特征未未 焊焊 透透 焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。接头的根部造成的缺陷。未焊透可分为双面焊未焊透和单面焊未焊透两种未焊透可分为双面焊未焊透和单面焊未焊透两种 1.1.单单V V坡口未焊透坡口未焊透 2 2X X坡口未焊透坡口未焊透 3 3无坡口未焊透无坡口未焊透焊接缺陷及其特征 试板未焊透试板未焊透焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征焊接缺陷及其特征第七
17、章 缺陷的种类及产生原因二，铸件中常见缺陷二，铸件中常见缺陷 铸件是承压类特种设备中较少的工件，所铸件是承压类特种设备中较少的工件，所以对常见缺陷在这里只是简单介绍：以对常见缺陷在这里只是简单介绍：其常见缺陷有：其常见缺陷有：1.气孔气孔2.夹渣夹渣3.夹砂夹砂4.密集气孔密集气孔5.冷隔冷隔6.缩孔和疏松缩孔和疏松7.裂纹。裂纹。第七章 缺陷的种类及产生原因三，锻件中常见缺陷三，锻件中常见缺陷 锻件是承压类特种设备中较重要的工件锻件是承压类特种设备中较重要的工件，也是常见的材料。法兰，也是常见的材料。法兰 接管接管 管板管板 其常见缺陷有：其常见缺陷有：1.缩孔缩孔2.疏松疏松3.非金属夹杂
18、物非金属夹杂物4.夹砂夹砂5.折叠折叠6.龟裂龟裂7.锻造裂纹锻造裂纹8.白点等。白点等。第七章 缺陷的种类及产生原因四，扎材中常见缺陷四，扎材中常见缺陷扎材的种类包括管，棒，板，丝，钢轨和扎材的种类包括管，棒，板，丝，钢轨和其它型材由于形状和材质不同，出现的缺陷其它型材由于形状和材质不同，出现的缺陷分布规律和缺陷特征不同。分布规律和缺陷特征不同。钢管其常见缺陷有：钢管其常见缺陷有：1.纵向裂纹纵向裂纹2.横向裂纹横向裂纹3.表面划伤和直道表面划伤和直道4.翘皮和折叠翘皮和折叠5.分层。分层。第七章 缺陷的种类及产生原因钢棒和型材其常见缺陷有：钢棒和型材其常见缺陷有：内部缺陷：内部缺陷：1.未
19、压合未压合2.芯部裂纹芯部裂纹3.偏析偏析4.白点白点5.非金属夹杂物非金属夹杂物表面缺陷：表面缺陷：1.发纹发纹2.小裂纹小裂纹3.翘皮翘皮4.折叠等折叠等第七章 缺陷的种类及产生原因钢板安厚度可分为薄板和中厚板。薄板一钢板安厚度可分为薄板和中厚板。薄板一般是厚度在般是厚度在5mm以下钢板；以下钢板；6120mm厚度厚度为中厚板。钢板中缺陷与锻件和型材中的缺为中厚板。钢板中缺陷与锻件和型材中的缺陷大致相同，主要是材料引起的和轧制引起陷大致相同，主要是材料引起的和轧制引起的两类。其常见缺陷有：的两类。其常见缺陷有：1.分层分层2.裂纹裂纹3.线状缺陷线状缺陷4.非金属夹杂物非金属夹杂物5.夹渣
20、夹渣6.翘皮翘皮7.折叠等。折叠等。第七章 缺陷的种类及产生原因 钢板的轧制是平面压下沿长度方向轧制钢板的轧制是平面压下沿长度方向轧制，轧制时有非常大的，轧制时有非常大的 压下比，形成平行压下比，形成平行于表面的平面状缺陷较多。于表面的平面状缺陷较多。缺陷安严重程度分三类：缺陷安严重程度分三类：完全剥离的层状裂缝或分层，属大缺完全剥离的层状裂缝或分层，属大缺陷陷 在某个范围内分层的，属中缺陷在某个范围内分层的，属中缺陷 有点状夹杂物集合的，属小缺陷有点状夹杂物集合的，属小缺陷第七章 缺陷的种类及产生原因五，使用中常见缺陷五，使用中常见缺陷1，疲劳裂纹，疲劳裂纹 承受交变载荷，局部高应变承受交变
21、载荷，局部高应变区的峰值应力超过材料的屈服强度，晶粒之区的峰值应力超过材料的屈服强度，晶粒之间发生滑移和位错，产生裂纹并扩展间发生滑移和位错，产生裂纹并扩展 疲劳疲劳裂纹，热疲劳裂纹裂纹，热疲劳裂纹2，应力腐蚀裂纹，应力腐蚀裂纹 处于特定介质中的金属处于特定介质中的金属材料在拉应力作用下产生的裂纹，裂纹细小材料在拉应力作用下产生的裂纹，裂纹细小，密集，密集3，氢损伤，氢损伤 在临氢工况下运行的设备，氢在临氢工况下运行的设备，氢进入金属后使材料性能变坏，造成损伤进入金属后使材料性能变坏，造成损伤 如如氢脆氢脆 氢腐蚀氢腐蚀氢鼓泡氢鼓泡 氢致裂纹等氢致裂纹等4，晶间腐蚀，晶间腐蚀 奥氏体不锈钢的晶间析出铬奥氏体不锈钢的晶间析出铬的碳化物导致晶间贫铬，在介质做用下晶界的碳化物导致晶间贫铬，在介质做用下晶界发生腐蚀，产生连续破坏发生腐蚀，产生连续破坏5，各种局部腐蚀，各种局部腐蚀。点蚀点蚀 缝隙腐蚀缝隙腐蚀 腐蚀疲腐蚀疲劳劳 磨损腐蚀磨损腐蚀 选择性腐蚀等选择性腐蚀等 第七章 缺陷的种类及产生原因 谢谢 谢谢
