八、焊接缺陷及檢測方法.doc

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1、八 焊接缺陷及檢測方法 1．試述金屬熔焊焊縫缺陷的分類及表示方法。 根據(jù)GB6417-86《金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說明》的規(guī)定，將金屬熔焊焊縫缺陷分為以下幾類： 第1類裂紋；第2類孔穴；第3類固體夾雜；第4類未熔合和未焊透；第5類形狀缺陷和第6類上述以外的其它缺陷。 本標準按缺陷性質(zhì)分大類，按其存在的位置及狀態(tài)分小類，以表格的方式列出。缺陷用數(shù)字序號標記。每一缺陷大類用一個三位阿拉伯數(shù)字標記，第一缺陷小類用一個四位阿拉伯數(shù)字標記。因此，每一數(shù)字序號僅適合于某一特定類型的缺陷。例如，1021表示“焊縫橫向裂紋”，1023表示“熱影響區(qū)橫向裂紋”等。 2．試述熔焊接頭中裂紋的種類

2、及表示方法。 熔焊接頭中裂紋的種類及表示方法，見表1。 3．試述熔焊接頭中孔穴的種類及表示方法。 熔焊接頭中孔穴的種類及表示方法，見表2。 4．試述熔焊接頭中固體夾雜的種類及表示方法。 熔焊接頭中固體夾雜的種類及表示方法，見表3。 5．試述熔焊接頭中未熔合和未焊透的種類及表示方法。 熔焊接頭中未熔合和未焊透的種類及表示方法，見表4。 6．試述熔焊接頭中形狀缺陷的種類及表示方法。 熔焊接頭中形狀缺陷的種類及表示方法，見表5。 7．試述熔焊接頭中其它缺陷的種類及表示方法。 熔焊接頭中其它缺陷的種類及表示方法，見表6。 表6 其它缺陷的種類及表示

3、方法 數(shù)字序號 名 稱 說 明 600 其它缺陷 不能包括在1～5類缺陷的其它缺陷 601 電弧擦傷 在焊縫坡口外部引弧或打弧時產(chǎn)生于母材金屬表面上的局部損傷 602 飛濺 熔焊過程中，熔化的金屬顆粒和熔渣向周圍飛散的現(xiàn)象。這種飛散出的金屬顆粒和熔渣習慣上也稱為飛濺 6021 鎢飛濺 從鎢電極過渡到母材金屬表面或凝固焊縫金屬表面上的鎢顆粒 603 表面撕裂 不按操作規(guī)程拆除臨時焊接的附件時產(chǎn)生于母材金屬表面的損傷 604 磨痕 不按操作規(guī)程打磨引起的局部表面損傷 605 鑿痕 不按操

4、作規(guī)程使用扁鏟或其它工具鏟鑿金屬而產(chǎn)生的局部損傷 606 打磨過量 由于打磨引起的焊件或焊縫的不允許的減薄 607 608 定位焊缺陷層間錯位 不按規(guī)定程序熔敷的焊道 8．什么是熱裂紋？促使形成熱裂紋的因素有哪些？ 焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)間產(chǎn)生的焊接裂紋即熱裂紋。又稱結(jié)晶裂紋。其特征是斷口呈藍黑色，即金屬在高溫被氧化的顏色，裂紋總是產(chǎn)生在焊縫正中心或垂直于焊縫魚鱗波紋，焊縫表面可見的熱裂紋呈不明顯的鋸齒狀，或與焊縫波紋相垂直呈放射狀分布。個別情況下，熱裂紋也可能出現(xiàn)在熱影響區(qū)。熱裂紋主要發(fā)生在雜質(zhì)含量較多的鋼、單相奧氏體鋼、鎳基

5、合金、鋁合金、鉬合金等的焊縫金屬中。 促使形成熱裂紋的因素有： （1）焊縫金屬的化學成分 焊縫金屬中C、S、P元素較多時，促使形成熱裂紋。錳在熔池中能與硫形成MnS進入熔渣，可減少硫的有害作用，適量時可減少焊縫的熱裂紋傾向。 鋼中含銅量過多時，會增大焊縫熱裂紋傾向。 （2）焊縫橫截面形狀 焊縫熔寬與厚度的比值越小，即熔寬較小、厚度較大時，容易產(chǎn)生熱裂紋。 （3）焊接應(yīng)力 焊件剛性大，裝配和焊接時產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，會促使形成熱裂紋。 9．如何防止產(chǎn)生熱裂紋？ （1）控制焊縫金屬中有害雜質(zhì)的含量 碳素結(jié)構(gòu)鋼用焊芯（絲）的含碳量均≤0.10％，硫、磷的含量應(yīng)≤0.03

6、％，焊接高合金鋼時控制更嚴。 （2）預(yù)熱 能減小焊接熔池的冷卻速度，降低焊接應(yīng)力。隨著母材含碳量或碳當量的增加，應(yīng)適當增高預(yù)熱溫度。 奧氏體不銹鋼焊縫不能采用預(yù)熱的方法來防止產(chǎn)生熱裂紋。 （3）采用堿性焊條和焊劑 由于堿性焊條和焊劑具有較強的脫硫、磷能力，因此具有較高的抗熱裂能力。 （4）適當調(diào)整焊接工藝參數(shù) 焊接工藝參數(shù)直接影響焊縫的橫斷面形狀，因此適當減小焊接電流以減少焊縫厚度，有利于提高焊縫的抗裂性能。 （5）采用收弧板 焊接終了斷弧時，由于弧坑冷卻速度較快，常因偏析而在弧坑處形成熱裂紋，即所謂的弧坑裂紋。所以終焊時應(yīng)逐漸斷弧，并填滿弧坑。必要時可采用收弧板，將

7、弧坑移至焊件外，此時即使產(chǎn)生弧坑裂紋，也因焊后需將收弧板割掉，并不影響結(jié)構(gòu)本身。 10．什么是冷裂紋、延遲裂紋？促使形成冷裂紋、延遲裂紋的因素有哪些？ 焊接接頭冷卻到較低溫度下（對于鋼來說在Ms溫度以下）時產(chǎn)生的焊接裂紋稱為冷裂紋。 鋼的焊接接頭冷卻到室溫后并在一定時間（幾小時、幾天、甚至十幾天）才出現(xiàn)的焊接冷裂紋稱為延遲裂紋。 冷裂紋（包括延遲裂紋）主要發(fā)生在中碳鋼、高碳鋼、低合金或中合金高強鋼、鈦及鈦合金的焊接接頭中。 冷裂紋多發(fā)生在接頭熱影響區(qū)或熔合線上，個別情況下出現(xiàn)在焊縫上。根據(jù)冷裂紋產(chǎn)生的部位，可將冷裂紋分為如下三種見圖1。 （1）焊道下裂紋在靠近堆焊焊道的熱影響區(qū)

8、內(nèi)所形成的焊接冷裂紋。其走向常與熔合線平行，但也有時垂直于熔合線。 （2）焊趾裂紋沿應(yīng)力集中的焊趾處所形成的焊接冷裂紋。其走向常與焊縫縱向平等，由焊趾的表面開始，向母材的深處延伸。 （3）焊根裂紋 沿應(yīng)力集中的焊縫根部所形成的焊接冷裂紋。其走向從焊縫根部開始，伸向熱影響區(qū)或焊縫中。 形成冷裂紋的三大因素是：鋼種的淬硬傾向大、焊接接頭的含氫量高和結(jié)構(gòu)的焊接應(yīng)力大。特別是由氫促使形成的冷裂紋往往具有延遲的性質(zhì)，常稱為“氫致裂紋”。 11．如何防止產(chǎn)生冷裂紋？ （1）控制焊縫金屬的含氫量 采用堿性低氫型焊條和焊劑；嚴格按規(guī)定烘干焊條和焊劑；仔細清除焊接區(qū)的污物、銹、油、水。 （2

9、）預(yù)熱 減慢接頭的冷卻速度以降低淬硬傾向。 （3）后熱（消氫處理） 后熱是指焊接結(jié)束或焊完一條焊縫后，將焊件或焊接區(qū)立即加熱到150～250℃，并保溫一段時間。消氫處理是在300～400℃加熱溫度內(nèi)進行。兩者均能促使氫逸出，但消氫處理效果更好。 （4）采用較大的焊接線能量 減慢接頭的冷卻速度。但線能量太大時，會促使熱影響區(qū)形成過熱組織，所以應(yīng)適當控制，不能無限制地增大。 （5）采用奧氏體不銹鋼焊條 因奧氏體組織塑性好，可減少焊接應(yīng)力，并能溶解較多的氫，所以可用來焊接淬硬傾向較強的低合金高強鋼，避免產(chǎn)生冷裂紋。 12．什么是再熱裂紋？防止產(chǎn)生再熱裂紋的方法有哪些？ 焊后焊

10、件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱（消除應(yīng)力熱處理或其它加熱過程）而產(chǎn)生的裂紋稱為再熱裂紋。再熱裂紋通常發(fā)生在熔合線附近的粗晶區(qū)中，從焊趾部位開始，延向細晶區(qū)停止。 鋼中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素會促使形成再熱裂紋，其影響可用下式表示 △G′＝Cr+3.3Mo+8.1V+10C-2 △G′＞2時，對再熱裂紋敏感；1.5＜△G′＜2時，一般；△G′＜1.5時，對再熱裂紋不敏感。 防止產(chǎn)生再熱裂紋的方法： （1）預(yù)熱 預(yù)熱溫度為200～450℃。若焊后能及時后熱，可適當降低預(yù)熱溫度。例如，18MnMoNb鋼焊后在180℃熱處理2h，預(yù)熱溫度可降低至180℃。 （2）應(yīng)用低強度焊縫

11、 使焊縫強度低于母材以增高其塑性變形能力。 （3）減少焊接應(yīng)力 合理地安排焊接順序、減少余高、避免咬邊及根部未焊透等缺陷以減少焊接應(yīng)力。 13．什么是層狀撕裂？防止層狀撕裂的方法有哪些？ 焊接時，在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋稱為層狀撕裂。層狀撕裂經(jīng)常發(fā)生在T形接頭和角接接頭中，其走向與鋼板表面相平行見圖2，圖中箭頭表示接頭的受力方向。 產(chǎn)生層狀撕裂的原因是在軋制鋼板中存在硫化物、氧化物和硅酸鹽等低熔點非金屬夾雜物，其中尤以硫化物的作用為主，在軋制過程中被延展成片狀，分布在與表面平行的各層中，在垂直于厚度方向的焊接應(yīng)力作用下，夾雜物首先開裂并擴展，以后這種開裂在

12、各層之間相斷發(fā)生，連成一體，造成層狀撕裂的階梯性。 防止層狀撕裂的方法： 1)嚴格控制鋼材的含硫量。 2)采用強度級別較低的焊接材料。 3)在與焊縫相連接的鋼板表面堆焊幾層低強度焊縫金屬作為過渡層，以避免夾雜物處于高溫區(qū)。 4)預(yù)熱和使用低氫焊條。 14．常用的抗裂性試驗方法有哪些？ 常用的抗裂性試驗方法，見表7。 表7 抗裂性試驗方法 序號 試 驗 方 法 產(chǎn)生的主要裂紋類型 也可反映的裂紋 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 不需特殊的試驗裝置 斜Y形坡口焊接裂紋試驗（GB4675.1-84） 壓板對

13、接（FiSCO）焊接裂紋試驗（GB4675.3-84） 搭接接頭（CTS）焊接裂紋試驗（GB4675.2-84） 剛性固定對接試驗 可變剛性試驗 十字接頭試驗 十字搭接裂紋試驗 窗形拘束對接裂紋試驗 Z向窗口試驗 Z向拉伸試驗 H形拘束試驗 熱影響區(qū)冷裂紋 焊縫熱裂紋 熱影響區(qū)冷裂紋 焊縫熱、冷裂紋 焊縫根部冷、熱裂紋 熱影響區(qū)冷裂紋 － 焊縫橫向熱裂紋 層狀撕裂 層狀撕裂 再熱裂紋 焊縫冷裂紋、熱裂紋或再熱裂紋 － － 熱影響區(qū)冷裂紋 熱影響區(qū)冷裂紋 － － － －

14、 － － 12 13 14 15 需特殊試驗裝置 插銷試驗 拉伸拘束裂紋試驗（TRC試驗） 剛性拘束裂紋試驗（RRC試驗） 可調(diào)拘束高溫裂紋試驗 冷裂紋 冷裂紋 冷裂紋 焊縫熱裂紋 層狀撕裂 － － － 16 17 間接評定方法 碳當量法 熱影響區(qū)最高硬度不地（GB4675.5-84） 冷裂紋 熱影響區(qū)冷裂紋 － － 15．試述防止焊縫中產(chǎn)生氣孔的常用方法。 1)仔細清除焊件表面上的污物，手弧焊時在坡口面兩側(cè)各10mm、埋弧焊時各20mm范圍內(nèi)去除銹、油，應(yīng)打磨至露

15、出金屬表面光澤，特別是在使用堿性焊條和埋弧焊時，更應(yīng)做好清潔工作。 2)焊條和焊劑一定要嚴格按照規(guī)定的溫度進行烘焙：酸性焊條75～150℃；堿性焊條350～450℃；焊劑250℃，并保溫1～2h。烘焙后的焊條應(yīng)放在焊條保溫筒內(nèi)，隨用隨取。堿性焊條在露天存放4h以上時應(yīng)重新烘焙，重復(fù)烘焙的次數(shù)不得超過3次。 3)不應(yīng)使用過大的焊接電流。 4)采用直流電源施焊時，電源極性應(yīng)為反接。 5)堿性焊條施焊時，應(yīng)采用短弧焊。 6)引弧時應(yīng)將焊條略作停頓，對引弧處進行預(yù)熱，否則引弧處容易形成氣孔。 7)采用手弧焊打底、埋弧焊蓋面的工藝時，打底焊條應(yīng)為堿性焊條，用酸性焊條打底極易產(chǎn)生氣孔。 8)

16、氣體保護焊時應(yīng)調(diào)節(jié)氣體流量至適當值、流量太小，保護不良，易使空氣侵入形成氣孔。 16．試述常用無損檢驗方法的種類及其選擇。 不損壞被檢查材料或成品的性能和完整性而檢測其缺陷的方法稱為無損（探傷）檢驗。常用的無損檢驗方法有超 聲、射線（X、γ）照相、磁粉、滲透（熒光、著色）和渦流探傷等。其中超聲探傷和射線探傷適于焊縫內(nèi)部缺陷的檢測；磁粉探傷和滲透探傷則用于焊縫表面質(zhì)量檢驗。每一種無損探傷方法均有其優(yōu)點和局限性，各種方法對缺陷的檢出機率既不會有100％，也不會完全相同。因而應(yīng)根據(jù)焊縫材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及探傷方法的特點、驗收標準等來進行選擇。 不同焊縫材質(zhì)探傷方法的選擇見表8。 17．試述射線探

17、傷的原理及焊接缺陷的影像特征。 射線探傷可分別采用X、γ兩種射線，其探傷原理見圖3。當射線通過金屬材料時，部分能量被吸收，使射線發(fā)生衰減。如果透過金屬材料的厚度不同（裂紋、氣孔、未焊透等缺陷，該處發(fā)生空穴，使材料變?。┗蝮w積質(zhì)量不同（夾渣），產(chǎn)生的衰減也不同。透過較厚或體積質(zhì)量較大的物體時衰減大，因此射到底片上的強度就較弱，底片的感光度就較小，經(jīng)過顯影后得到的黑度就淺；反之，黑度就深。根據(jù)底片上黑度深淺不同的影像，就能將缺陷清楚地顯示出來。 γ射線的穿透能力比X射線強，適合于透視厚度大于50mm的焊件。 射線探傷常見焊接缺陷的影像特征見表9。 表9 射線探傷焊接缺陷影像特征 缺

18、陷種類 缺 陷 影 像 特 征 產(chǎn) 生 原 因 氣孔 多數(shù)為圓形、橢圓形黑點，其中心處黑度較大，也有針狀、柱狀氣孔。其分布情況不一，有密集的，單個和鏈狀的 1)焊條受潮 2)焊接處有銹、油污等 3)焊接速度太快或電弧過長 4)母材坡口處存在夾層 5)自動焊產(chǎn)生明弧現(xiàn)象 夾渣 形狀不規(guī)則，有點、條塊等，黑度不均勻。一般條狀夾渣都與焊縫平行，或與未焊透未熔合混合出現(xiàn) 1)運條不當，焊接電流過小，坡口角度過小 2)焊件上留有銹及焊條藥皮的性能不當?shù)? 3)多層焊時，層間清渣不徹底 未焊透 在底片上呈現(xiàn)規(guī)則的，甚至直線狀的黑色線條，常伴有氣孔

19、或夾渣。在V、比V形坡口的焊縫中，根部未焊透都出現(xiàn)在焊縫中間，K形坡口則偏離焊縫中心 1)間隙太小 2)焊接電流和電壓不當 3)焊接速度過快 4)坡口不正常等 未熔合 坡口未熔合影像一般一側(cè)平直另一側(cè)有彎曲，黑度淡而均勻，時常伴有夾渣。層間未熔合影像不規(guī)則，且不易分辨 1)坡口不夠清潔 2)坡口幾何尺寸不當 3)焊接電流電壓小 4)焊條直徑或種類不對 裂紋 一般呈直線或略帶鋸齒狀的細紋，輪廓分明，兩端尖細，中部稍寬，有時呈現(xiàn)樹枝狀影像 1)母材與焊接材料成分不當 2)焊接熱處理不當 3)應(yīng)力太大或應(yīng)力集中 4)焊接工藝不正確 夾鎢 在底片上呈現(xiàn)圓

20、形或不規(guī)則的亮斑點，且輪廓清晰 采用鎢極氣體保護焊時，鎢極爆裂或熔化的鎢粒進入焊縫金屬 18．試述射線探傷的質(zhì)量標準。 根據(jù)GB3323-87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級》的規(guī)定，射線探傷的質(zhì)量標準分為照相質(zhì)量等級和焊縫質(zhì)量等級兩部分。 根據(jù)采用的射源種類及其能量的高低、膠片的種類、增感方式、底片的黑度、射源與膠片間的距離等參數(shù)，照相質(zhì)量等級分為A、AB和B三級，質(zhì)量級別順次增高。即后者比前者分辨相同尺寸的缺陷時，透照的厚度大。鍋爐壓力容器的縫照相質(zhì)量為AB級。 焊縫質(zhì)量等級共分四級，Ⅰ級焊縫內(nèi)缺陷最少，質(zhì)量最高；Ⅱ、Ⅲ級焊縫內(nèi)的缺陷依次增多，質(zhì)量逐次下降，缺陷數(shù)量超過Ⅲ

21、級者為Ⅳ級，Ⅳ級最差。缺陷數(shù)量的規(guī)定：Ⅰ級焊縫內(nèi)不準有裂紋、未熔合、未焊透和條狀夾渣（允許有少量氣孔和點狀夾渣 ）；Ⅱ、Ⅲ級焊縫內(nèi)不準有裂紋、未熔合以及雙面焊和加墊板的單面焊中的未焊透（允許有一定數(shù)量的氣孔、條狀夾渣和不加墊板單面焊中的未焊透）。 19．試述超聲波探傷的原理及質(zhì)量標準。 利用超聲波探測材料內(nèi)部缺陷的無損檢驗法稱超聲波探傷。超聲探傷的原理，是利用焊縫中的缺陷與正常組織具有不同的聲阻抗（材料體積質(zhì)量與聲速的乘積）和聲波在不同聲阻抗的異質(zhì)界面上，通過超聲波時會產(chǎn)生反射現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)缺陷的。探傷時由探頭中的壓電換能器發(fā)射脈沖超聲波。通過聲耦合介質(zhì)（水、油、甘油或漿糊等）傳播到焊件中，遇

22、到缺陷后產(chǎn)生反射波，然后再用另一個類似的探頭或同一個探頭接收反射的聲波，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成電信號，放大后顯示在熒光屏上或打印在紙帶上。根據(jù)探頭位置和聲波的傳播時間（熒光屏上回波位置）可求得缺陷位置；反射波的幅度可以近似地評估缺陷的大小，見圖4。 質(zhì)量標準：超聲波探測焊縫的方向愈多，波束垂直于缺陷平面的機率愈大，缺陷的檢出率也愈高，其評定結(jié)果也愈準確。GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》中規(guī)定，根據(jù)對焊縫探測方向的多少，把超聲波傷劃分為A、B、C三個檢驗等級，檢驗的完善程度逐級升高，其中B級適合于受壓容器。 焊縫質(zhì)量等級分類見表10。表中數(shù)字為允許最大波幅長度。

23、 20．試比較射線探傷和超聲探傷各自的技術(shù)特性。 射線探傷和超聲探傷的技術(shù)特性比較見表11。 表11 射線探傷和超聲探傷的技術(shù)特性比較 檢 測 方 法 射線照相法探傷 超聲探傷 原 理 方法的原理 穿透法 脈沖反射法 物理能量 電磁波 彈性波 缺陷部位的表現(xiàn)形式 完好部件與缺陷部位的穿透劑量有差異。其差異程度與這兩部分的材質(zhì)、射線透過的方向以及缺陷的尺寸有關(guān)。 在完好部位沒有反射波，而在缺陷部位發(fā)生反射波。其反射程度與完好部位和缺陷部位的材質(zhì)有關(guān)。 信息顯示 射線底片 熒光屏 顯示

24、的內(nèi)容 完好部位與缺陷部位的底片黑度差 缺陷反射波的位置和幅度 易于檢測的缺陷方向 與射線方向平行的方向 與超聲波束垂直的方向 易于檢測的缺陷形狀 在射線方向上有深度的缺陷 與超聲波束成垂直方向擴展的缺陷 被 檢 物 鑄件 ◎ ○ 鍛件 ◎ 壓延件 ◎ 焊縫 ◎ ○ 缺 陷 分層 ◎ 氣孔 ◎ ○ 未焊透 ○ ○ 未熔合 ○ ○ 裂紋 △ △ 夾渣 ◎ ○ 注：◎－很合適；○－合適；△－有附加條件時合適；－不合適。

25、21．試述磁粉探傷的原理及質(zhì)量標準。 利用在強磁場中，鐵磁性材料表層缺陷產(chǎn)生的漏磁場吸引磁粉的現(xiàn)象，而進行的無損檢驗法稱為磁粉探傷。 磁粉探傷原理：首先將被檢焊縫局部充磁，焊縫中便有磁力線通過。對于斷面尺寸相同、內(nèi)部材料均勻的焊縫、磁力線的分布均勻的。當焊縫表面或內(nèi)部有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時，磁力線將繞過磁阻較大的缺陷，產(chǎn)生彎曲見圖5a。此時在焊縫表面撒上磁粉，磁力線將穿過表面缺陷上的磁粉，形成“漏磁”，磁粉就被吸附在缺陷上見圖5b，根據(jù)被吸附磁粉的形狀、多少、厚薄程度，便可判斷缺陷的大小和位置。內(nèi)部缺陷由于離焊縫表面較遠，磁力線在其上不會形成漏磁，磁粉不能被吸住，無堆積現(xiàn)象，所以缺陷無

26、法顯露。 常用磁粉是四氧化三鐵（Fe3O4）和三氧化二鐵（Fe2O3）。 缺陷磁痕按形狀可分為三種： （1）線狀缺陷磁痕 其顯示長度為寬度的3倍以上。 （2）圓型缺陷磁痕 除線狀缺陷磁痕以外的缺陷磁痕。 （3）分散缺陷磁痕 在一定區(qū)域內(nèi)同時存在幾個缺陷的磁痕。 質(zhì)量標準：根據(jù)ZBJ04006-87標準的規(guī)定，缺陷磁痕的等級分7級分別見表12、表13。 表12 線狀缺陷磁痕和圓狀缺陷磁痕的等級分類 （㎜） 等級分類 缺陷磁痕的長度L 等級分類 缺陷磁痕的長度L 1 2 3 4 1＜L≤2 2＜L≤4 4＜L≤8 8＜L≤16 5 6

27、7 16＜L≤32 32＜L≤64 L＞64 表13 分散缺陷磁痕的等級分類 等級分類 缺陷磁痕長度總和L 等級分類 缺陷磁痕長度總和L 1 2 3 4 2＜L≤4 4＜L≤8 8＜L≤16 16＜L≤32 5 6 7 32＜L≤64 64＜L≤128 L＞128 22．試述滲透探傷的原理及質(zhì)量標準。 采用帶有螢光染料（螢光法）或紅色染料（著色法）的滲透劑的滲透作用，顯示缺陷痕跡的無損檢驗法稱為滲透探傷。 滲透探傷原理：將含有染料的滲透液涂敷在被檢焊件表面，利用液體的毛細作用，使其滲入表面開口缺陷中，然后去除表面多余滲透液，干

28、燥后施加顯像劑，將缺陷中的滲透液吸附到焊件表面上來，通過觀察缺陷顯示跡痕來進行焊接結(jié)構(gòu)表面開口缺陷的質(zhì)量評定。其基本步驟見圖6。 各種焊接缺陷痕跡的顯示特征見表14。 表14 各種焊接缺陷的顯示特征 缺 陷 種 類 顯 示 跡 痕 特 征 焊 接 氣 孔 顯示呈圓形、橢圓形或長圓條形，顯示比較均勻邊緣減淡 焊接裂紋 熱裂紋 顯示一般略帶曲折的波浪狀或鋸齒狀的細條紋 冷裂紋 顯示一般呈直線細條紋 火口裂紋 顯示呈星狀或鋸齒狀條紋 未焊透 呈一條連續(xù)或斷續(xù)直線條紋 未熔合 呈直線狀或橢圓形條紋

29、夾渣 缺陷顯示不規(guī)則，形狀多樣且深淺不一 質(zhì)量評定：焊縫質(zhì)量根據(jù)缺陷痕跡的類型、跡痕的尺寸、顯示跡痕的分布及間距、缺陷性質(zhì)等進行評定。按照JBJ59、T《焊縫滲透檢驗方法和缺陷跡痕的分級》的規(guī)定，分為四個質(zhì)量等級，Ⅰ級的質(zhì)量最高，Ⅳ級最低，見表15。 23．焊接接頭的力學性能試驗包括哪些內(nèi)容？ （1）焊接接頭的拉伸試驗（包括全焊縫拉伸試驗） 試驗的目的是測定焊接接頭（焊縫）的強度（抗拉強度σb，屈服點σs）和塑性（伸長度δ，斷面收縮率φ），并且可以發(fā)現(xiàn)斷口上的某些缺陷（如白點）。 試驗可按GB2651-89《焊接接頭拉伸試驗方法》進行。 （2）焊接接頭的彎曲試驗 試

30、驗的目的是檢驗焊接接頭的塑性，并同時可反映出各區(qū)域的塑性差別、暴露焊接缺陷和考核熔合線的質(zhì)量。 彎曲試驗分面彎、背彎和側(cè)彎三種，試驗可按GB2653-89《焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法》進行。 （3）焊接接頭的沖擊試驗 試驗的目的是測定焊接接頭的沖擊韌度和缺口敏感性，作為評定材料斷裂韌性和冷作時效敏感性的一個指標。 試驗可按GB2650-89《焊接接頭沖擊試驗方法》進行。 （4）焊接接頭的硬度試驗 試驗的目的是測量焊縫熱影響區(qū)金屬材料的硬度，并可間接判斷材料的焊接性。 試驗可按GB2654-89《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗方法》進行。 （5）焊接接頭（管子對接）的壓扁試驗 試驗

31、的目的是測定管子焊接對接接頭的塑性。 試驗可按GB2653-89《焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法》進行。 （6）焊接接頭（焊縫金屬）的疲勞試驗 試驗的目的是測量焊接接頭（焊縫金屬）的疲勞極限（σ－1） 。 試驗可按GB2656-81《焊縫金屬和焊接接頭的疲勞試驗法》進行。 24．試述焊接接頭金相試驗的方法及內(nèi)容。 焊接接頭的金相試驗包括宏觀金相試驗和微觀金相試驗兩部分。 （1）宏觀金相試驗　直接用肉眼或低倍放大鏡進行檢查。 1）宏觀（粗晶）分析　試驗時在試件上截取橫斷面，然后經(jīng)過打磨、腐蝕再進行觀察。宏觀（粗晶）分析可以了解焊縫一次結(jié)晶組織的粗細程度和方向性；熔池形狀、尺寸；焊縫接

32、頭各區(qū)域的界限和尺寸；各種焊接缺陷的存在情況。 2）斷口檢查 在焊縫表面沿焊波方向車一條溝槽，槽深約為焊縫厚度的1/3，用拉力機將試樣拉斷，用肉眼或5～10倍放大鏡觀察斷口處可能存在的缺陷種類和大小。斷口檢查對“未熔合”或“熔合不良”這種缺陷十分敏感，常用于管子對接接頭中。 3）鉆孔檢驗 用磨成90角、直徑較焊縫寬度大2～3mm的鉆頭在焊縫上鉆孔、鉆孔深度為焊件厚度的2/3，然后用10％硝酸水溶液浸蝕孔壁，可檢查焊縫內(nèi)部的氣孔、裂紋、夾渣等缺陷，檢查完畢鉆孔處應(yīng)予以補焊。鉆孔檢驗?zāi)壳坝玫幂^少。 （2）微觀金相試驗 用1000～1500倍金相顯微鏡觀察焊縫金屬的顯微組織和顯微缺陷（如

33、微裂紋），可作為質(zhì)量分析及試驗研究的手段。 25．試述焊接容器耐壓檢驗的目的及常用方法。 將水、油、氣等充入容器內(nèi)徐徐加壓，以檢查其泄漏、耐壓、破壞等的試驗稱為耐壓檢驗。耐壓檢驗的目的是檢查受壓容器焊接接頭的穿透性缺陷和結(jié)構(gòu)的強度，并附有降低焊接應(yīng)力的作用。 常用的耐壓檢驗方法是水壓試驗和氣壓試驗，其中以水壓試驗用得最多。 （1）水壓試驗 試驗時將容器內(nèi)充滿水，然后緩慢加壓，待壓力升至容器工作壓力時，暫停升壓（管子無需），進行初步檢查。若無漏水或無異常現(xiàn)象，再升壓到試驗壓力，并在該壓力下保持5min（管子試驗時允許保持10～20s）。然后降至工作壓力，并用10～15kg的圓頭小錘，在

34、距焊縫15～20mm處沿焊縫方向進行輕輕敲打，仔細檢查。檢查時，壓力應(yīng)保持不變。檢查結(jié)果，如容器壁和焊縫上沒有水珠和水霧，則認為水壓試驗合格。 （2）氣壓試驗 用干燥潔凈的空氣、氮氣或其它惰性氣體作為介質(zhì)充入容器內(nèi)進行試驗。試驗時，應(yīng)先緩慢升壓至規(guī)定試驗壓力的10％，保持5～10min，進行初步檢查。然后升壓到規(guī)定試驗壓力的50％，如無異?，F(xiàn)象，其后按每級為規(guī)定試驗壓力的10％，逐級升壓到試驗壓力，保持10～30min，經(jīng)肥皂液或其它檢漏檢查無漏氣、無可見的異常變形即為合格。氣壓試驗上仍一定危險性，僅用于不能向壓力容器內(nèi)安全充灌液體以及運行條件不允許殘留試驗液體的壓力容器。 耐壓檢驗的試

35、驗壓力按《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定選用。 26．試述焊接容器常用致密性檢驗的方法。 焊接容器常用致密性檢驗的方法是氣密性檢驗和密封性檢驗。 （1）氣密性檢驗 將壓縮空氣（或氨、氟里昂、氦、鹵素氣體等）壓入焊接容器，利用容器內(nèi)、外氣體的壓力差檢查有無泄漏的試驗法稱為氣密性檢驗。 介質(zhì)毒性程度為極度（氟、氫氰酸、氟化氫、氯等）的壓力容器，必須進行氣密性檢驗。 1）充氣檢查 在受壓容器內(nèi)部充以一定壓力的氣體，外部根據(jù)部位涂上肥皂水，如有氣泡出現(xiàn)，說明該處致密性不好，有泄漏。 2）沉水檢查 將受壓元件沉入水中，內(nèi)部充以壓縮空氣，如水中有氣泡出現(xiàn)，說明受壓元件的致密性不好，有泄

36、漏。 3）氨氣檢查 在受壓元件內(nèi)充入混有1％氨氣的壓縮空氣，將在5％硝酸汞水溶液中浸過的紙條或硼帶貼在焊縫外部（也可貼浸過酚酞試劑的白紙條）。如有泄漏，在紙條或硼帶的相應(yīng)位置上，將呈現(xiàn)黑色斑紋（用酚酞紙時為紅斑點），這種方法比較準確，效率高，適用于環(huán)境溫度較低的情況下檢查焊縫的致密性。 （2）密封性檢驗　　檢查有無漏水、漏氣和滲油、漏油等現(xiàn)象的試驗稱為密封性檢驗。常用的密封性檢驗方法是煤油試驗，試驗時在焊縫的一側(cè)涂石灰水，干燥后再于焊縫另一側(cè)涂煤油，由于煤油表面張力小，具有穿透極小孔隙的能力，當焊縫有穿透性缺陷時，煤油即滲過去，在石灰粉上出現(xiàn)油斑或帶條。為正確地確定缺陷大小和位置，涂上煤

37、油后應(yīng)立即進行觀察，最初出現(xiàn)油斑或帶條的位置即為缺陷的位置，觀察時間為15～30min，在規(guī)定時間內(nèi)不出現(xiàn)油痕即認為焊縫合格。 27．試述不銹鋼耐腐蝕試驗方法的種類和試驗步驟。 根據(jù)國家標準，不銹鋼耐腐蝕試驗方法可分為下列幾種： （1）不銹鋼10％草酸浸蝕試驗方法（GB4334.1-84） 適用于檢驗奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的篩選試驗方法，試樣在10％草酸溶液中電解浸蝕后，在顯微鏡下觀察被浸蝕表面的金相組織，以判定是否需要進行硫酸－硫酸鐵、65％硝酸、硝酸－氫氟酸以及硫酸－硫酸銅等長時間熱酸試驗。必要時也可以作為獨立的無損檢驗方法。 試驗步驟： 1）將100g草酸溶解于900ml蒸餾水

38、或去離子水中，配制成10％草酸溶液。對含鉬鋼種可將100g過硫酸銨溶解于900ml蒸餾水或支離子水中，制成10％過硫酸銨溶液，代替10％草酸溶液。 2）把浸蝕試樣作為陽極，倒入10％草酸溶液，以不銹鋼板或不銹鋼片作為陰極，接通電路。電流密度為1A/cm2，浸蝕時間90s，浸蝕溶液溫度20～50℃。用10％過硫酸銨溶液浸蝕時，電流密度為1A/cm2，浸蝕時間5～10min。 3）試樣浸蝕后，用流水洗凈。在金相顯微鏡下觀察試樣的全部浸蝕表面，放大倍數(shù)為200～500倍，根據(jù)其組織特征確定是否進行其它耐腐蝕試驗。 （2）不銹鋼硫酸－硫酸鐵腐蝕試驗方法（GB4334.2-84） 適用于將奧氏體

39、不銹鋼在硫酸－硫酸鐵溶液中煮沸試驗后，以腐蝕率評定晶間腐蝕傾向的一種試驗方法。 試驗步驟： 1）將硫酸用蒸餾水或去離子水配制成500.3％（質(zhì)量百分比）的硫酸溶液，然后取該溶液600ml加入25g硫酸鐵加熱溶解配制成試驗溶液。 2）測量試樣尺寸，計算試樣面積（取三位有效數(shù)字）。 3）試驗前后稱質(zhì)量（準確到1mg）。 4）溶液量按試樣表面積計算，其量不小于20ml/cm2。每次試驗用新的溶液。 5）試樣放在試驗溶液中用玻璃支架保持于溶液中部，連續(xù)沸煮沸120h。每一容器內(nèi)只放一個試樣。 6）試驗后取出試樣，在流水中用軟刷子刷掉表面的腐蝕產(chǎn)物，洗凈、干燥、稱重。 試驗結(jié)果以腐蝕率評

40、定為 W前－W后 腐蝕率＝────── （g/m2.h） St 式中 W前──試驗前試樣的質(zhì)量（g）； W后──試驗后試樣的質(zhì)量（g）； S──試樣的表面積； t──試驗時間（h） 。 （3）不銹鋼65％硝酸腐蝕試驗方法（GB4334.3-84） 適用于將奧氏體不銹鋼在65％硝酸溶液中煮沸試驗后，以腐蝕率評定晶間腐蝕傾向的試驗方法。 試驗步驟： 1）試驗溶液的配制 將硝酸用蒸餾水或去離

41、子水配制成650.2％（質(zhì)量百分比）的硫酸溶液。 2）、3）、4）同硫酸－硫酸鐵試驗方法。 5）每周期連續(xù)煮沸48h，試驗五個周期。 試驗結(jié)果以腐蝕率評定，同硫酸－硫酸鐵試驗方法。 焊接試樣發(fā)現(xiàn)刀狀腐蝕即為具有晶間腐蝕傾向，性質(zhì)可疑時，可用金相法判定。 （4）不銹鋼硝酸－氫氟酸腐蝕試驗方法（GB4334.4-84） 適用于檢驗含鉬奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向。用在70℃、10％硝酸－3％氫氟酸溶液中的腐蝕率的比值來判定晶間腐蝕傾向。 試驗步驟： 1）試驗溶液：將硝酸和氫氟酸試劑，用蒸餾水或去離子水配制成質(zhì)量分數(shù)為10％的硝酸－3％的氫氟酸試驗溶液。 2）、3）同硫酸－硫酸鐵試驗

42、方法。 4）將支架放入容器中，溶液量按試樣表面積計算，其量不少于10ml/cm2。 5）裝有試驗溶液的容器放入恒溫水槽中，試驗溶液的溫度加熱到700.5℃時再將試樣放入容器內(nèi)的支架上，使試樣處于溶液中部，連續(xù)保持2h。每一容器內(nèi)只放一個試樣。 6）同硫酸－硫酸鐵試驗方法。 7）試驗兩個周期，每周期為2h。每周期必須使用新的溶液。 試驗結(jié)果以腐蝕率評定，同硫酸－硫酸鐵試驗方法。 將兩周期的腐蝕率相加，然后按下式求腐蝕率的比值，取兩位小數(shù)： 對于一般含碳量的鋼種為 交貨狀態(tài)試樣的腐蝕率 腐蝕率的比值＝──

43、──────────── 再固溶處理后試樣的腐蝕率 對于超低碳鋼種（也用于焊接的非超低碳鋼種）為 敏化處理后試樣的腐蝕率 腐蝕率的比值＝────────────── 交貨狀態(tài)試樣的腐蝕率 （5）不銹鋼硫酸－硫酸銅試驗方法（GB4334.5-90） 適用于檢驗奧氏體、奧氏體－鐵素體不銹鋼在加有銅屑的硫酸－硫酸銅溶液中的晶間腐蝕傾向。 試驗步驟： 1）試驗溶液配制時將100g硫酸銅溶解于700ml蒸餾水或

44、去離子水中，再加入100ml硫酸，用蒸餾水或去離子水稀釋至1000ml，配制成硫酸－硫酸銅溶液。 2）試驗前將試樣用適當?shù)娜軇┗蛳礈靹ǚ锹然铮┤ビ筒⒏稍铩? 3）在燒瓶底部鋪一層銅屑，然后放置試樣。保證每個試樣與銅屑接觸的情況下，同一燒瓶中允許放幾層同一鋼種的試樣，但是，試樣之間要互不接觸。 4）試驗溶液應(yīng)高出最上層試樣20mm以上，每次試驗都應(yīng)使用新的試驗溶液。 5）將燒瓶放在加熱裝置上，通以冷卻水，加熱試驗溶液，使之保持微沸狀態(tài)，連續(xù)加熱16h。 6）試驗后取出試樣、洗凈、干燥、彎曲。 試驗結(jié)果評定：焊接件試樣彎曲角度為180，沿熔合線進行彎曲。當試樣厚度不大于1mm時，壓頭

45、直徑為1mm；當試樣厚度大于1mm時，壓頭直徑為5mm。彎曲后的試樣在10倍放大鏡下觀察彎曲試樣外表面，有無因晶間腐蝕而產(chǎn)生的裂紋。 （6）不銹鋼5％硫酸腐蝕試驗方法（GB4334.6-84） 適用于測定含鉬奧氏體系不銹鋼在沸騰5％硫酸溶液中的腐蝕失重，以試驗不銹鋼耐均勻腐蝕性能。 （7）不銹鋼三氯化鐵腐蝕試驗方法（GB4334.7-84） 適用于測定不銹在35或50的6^三氯化鐵溶液中的腐蝕率，以試驗不銹鋼耐點蝕性能。 （8）不銹鋼42%氯化鎂應(yīng)力腐蝕試驗方法（GB4334.8-84） 適用于試驗不銹鋼在沸騰42%氯化鎂溶液中應(yīng)力腐蝕裂紋敏感性的方法。 （9）不銹鋼點蝕電位測量方法（GB4334.9-84） 適用于動電位法測量不銹鋼在中性3.5％氯化鈉溶液中的點蝕電位