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1、八 焊接缺陷及檢測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)標(biāo)記。每一缺陷大類用一個(gè)三位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記，第一缺陷小類用一個(gè)四位阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記。因此，每一數(shù)字序號(hào)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(hào) 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(shí)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(xí)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(shí)焊接的附件時(shí)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(cuò)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(lán)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(gè)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(xué)成分 焊縫金屬中C、S、P元素較多時(shí)，促使形成熱裂紋。錳在熔池中能與硫形成MnS進(jìn)入熔渣，可減少硫的有害作用，適量時(shí)可減少焊縫的熱裂紋傾向。 鋼中含銅量過多時(shí)，會(huì)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(shí)，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(shí)產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，會(huì)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(shí)控制更嚴(yán)。 （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(dāng)量的增加，應(yīng)適當(dāng)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(qiáng)的脫硫、磷能力，因此具有較高的抗熱裂能力。 （4）適當(dāng)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(dāng)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(shí)，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(shí)應(yīng)逐漸斷弧，并填滿弧坑。必要時(shí)可采用收弧板，將

7、弧坑移至焊件外，此時(shí)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(duì)于鋼來說在Ms溫度以下）時(shí)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(shí)間（幾小時(shí)、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(qiáng)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(gè)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(shí)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(yán)格按規(guī)定烘干焊條和焊劑；仔細(xì)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(shí)間。消氫處理是在300～400℃加熱溫度內(nèi)進(jìn)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(shí)，會(huì)促使熱影響區(qū)形成過熱組織，所以應(yīng)適當(dāng)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(qiáng)的低合金高強(qiáng)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(xì)晶區(qū)停止。 鋼中Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素會(huì)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(shí)，對(duì)再熱裂紋敏感；1.5＜△G′＜2時(shí)，一般；△G′＜1.5時(shí)，對(duì)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(shí)后熱，可適當(dāng)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(qiáng)度焊縫

11、 使焊縫強(qiáng)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(shí)，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(diǎn)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(kuò)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(yán)格控制鋼材的含硫量。 2)采用強(qiáng)度級(jí)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(qiáng)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(yàn)方法有哪些？ 常用的抗裂性試驗(yàn)方法，見表7。 表7 抗裂性試驗(yàn)方法 序號(hào) 試 驗(yàn) 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(yàn)裝置 斜Y形坡口焊接裂紋試驗(yàn)（GB4675.1-84） 壓板對(duì)

13、接（FiSCO）焊接裂紋試驗(yàn)（GB4675.3-84） 搭接接頭（CTS）焊接裂紋試驗(yàn)（GB4675.2-84） 剛性固定對(duì)接試驗(yàn) 可變剛性試驗(yàn) 十字接頭試驗(yàn) 十字搭接裂紋試驗(yàn) 窗形拘束對(duì)接裂紋試驗(yàn) Z向窗口試驗(yàn) Z向拉伸試驗(yàn) H形拘束試驗(yàn) 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(yàn)裝置 插銷試驗(yàn) 拉伸拘束裂紋試驗(yàn)（TRC試驗(yàn)） 剛性拘束裂紋試驗(yàn)（RRC試驗(yàn)） 可調(diào)拘束高溫裂紋試驗(yàn) 冷裂紋 冷裂紋 冷裂紋 焊縫熱裂紋 層狀撕裂 － － － 16 17 間接評(píng)定方法 碳當(dāng)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(xì)清除焊件表面上的污物，手弧焊時(shí)在坡口面兩側(cè)各10mm、埋弧焊時(shí)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(shí)，更應(yīng)做好清潔工作。 2)焊條和焊劑一定要嚴(yán)格按照規(guī)定的溫度進(jìn)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(shí)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(shí)，電源極性應(yīng)為反接。 5)堿性焊條施焊時(shí)，應(yīng)采用短弧焊。 6)引弧時(shí)應(yīng)將焊條略作停頓，對(duì)引弧處進(jìn)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(shí)，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(hù)焊時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)氣體流量至適當(dāng)值、流量太小，保護(hù)不良，易使空氣侵入形成氣孔。 16．試述常用無損檢驗(yàn)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(cè)其缺陷的方法稱為無損（探傷）檢驗(yàn)。常用的無損檢驗(yàn)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(cè)；磁粉探傷和滲透探傷則用于焊縫表面質(zhì)量檢驗(yàn)。每一種無損探傷方法均有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，各種方法對(duì)缺陷的檢出機(jī)率既不會(huì)有100％，也不會(huì)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(diǎn)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等來進(jìn)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(dāng)射線通過金屬材料時(shí)，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，使材料變薄）或體積質(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(shí)衰減大，因此射到底片上的強(qiáng)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(qiáng)，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(diǎn)，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(gè)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(zhǎng) 4)母材坡口處存在夾層 5)自動(dòng)焊產(chǎn)生明弧現(xiàn)象 夾渣 形狀不規(guī)則，有點(diǎn)、條塊等，黑度不均勻。一般條狀?yuàn)A渣都與焊縫平行，或與未焊透未熔合混合出現(xiàn) 1)運(yùn)條不當(dāng)，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(dāng)?shù)? 3)多層焊時(shí)，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(dāng) 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(shí)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(dāng) 3)焊接電流電壓小 4)焊條直徑或種類不對(duì) 裂紋 一般呈直線或略帶鋸齒狀的細(xì)紋，輪廓分明，兩端尖細(xì)，中部稍寬，有時(shí)呈現(xiàn)樹枝狀影像 1)母材與焊接材料成分不當(dāng) 2)焊接熱處理不當(dāng) 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(diǎn)，且輪廓清晰 采用鎢極氣體保護(hù)焊時(shí)，鎢極爆裂或熔化的鎢粒進(jìn)入焊縫金屬 18．試述射線探傷的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)GB3323-87《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》的規(guī)定，射線探傷的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為照相質(zhì)量等級(jí)和焊縫質(zhì)量等級(jí)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(jí)分為A、AB和B三級(jí)，質(zhì)量級(jí)別順次增高。即后者比前者分辨相同尺寸的缺陷時(shí)，透照的厚度大。鍋爐壓力容器的縫照相質(zhì)量為AB級(jí)。 焊縫質(zhì)量等級(jí)共分四級(jí)，Ⅰ級(jí)焊縫內(nèi)缺陷最少，質(zhì)量最高；Ⅱ、Ⅲ級(jí)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(jí)者為Ⅳ級(jí)，Ⅳ級(jí)最差。缺陷數(shù)量的規(guī)定：Ⅰ級(jí)焊縫內(nèi)不準(zhǔn)有裂紋、未熔合、未焊透和條狀?yuàn)A渣（允許有少量氣孔和點(diǎn)狀?yuàn)A渣 ）；Ⅱ、Ⅲ級(jí)焊縫內(nèi)不準(zhǔn)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?yuàn)A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(biāo)準(zhǔn)。 利用超聲波探測(cè)材料內(nèi)部缺陷的無損檢驗(yàn)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(shí)會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象來發(fā)現(xiàn)缺陷的。探傷時(shí)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(gè)類似的探頭或同一個(gè)探頭接收反射的聲波，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，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(shí)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(píng)估缺陷的大小，見圖4。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：超聲波探測(cè)焊縫的方向愈多，波束垂直于缺陷平面的機(jī)率愈大，缺陷的檢出率也愈高，其評(píng)定結(jié)果也愈準(zhǔn)確。GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》中規(guī)定，根據(jù)對(duì)焊縫探測(cè)方向的多少，把超聲波傷劃分為A、B、C三個(gè)檢驗(yàn)等級(jí)，檢驗(yàn)的完善程度逐級(jí)升高，其中B級(jí)適合于受壓容器。 焊縫質(zhì)量等級(jí)分類見表10。表中數(shù)字為允許最大波幅長(zhǎng)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(cè) 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(cè)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(cè)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(kuò)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(shí)合適；－不合適。

25、21．試述磁粉探傷的原理及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 利用在強(qiáng)磁場(chǎng)中，鐵磁性材料表層缺陷產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)吸引磁粉的現(xiàn)象，而進(jìn)行的無損檢驗(yàn)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(duì)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(dāng)焊縫表面或內(nèi)部有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷時(shí)，磁力線將繞過磁阻較大的缺陷，產(chǎn)生彎曲見圖5a。此時(shí)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(yuǎn)，磁力線在其上不會(huì)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(zhǎng)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(shí)存在幾個(gè)缺陷的磁痕。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)ZBJ04006-87標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，缺陷磁痕的等級(jí)分7級(jí)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(jí)分類 （㎜） 等級(jí)分類 缺陷磁痕的長(zhǎng)度L 等級(jí)分類 缺陷磁痕的長(zhǎng)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(jí)分類 等級(jí)分類 缺陷磁痕長(zhǎng)度總和L 等級(jí)分類 缺陷磁痕長(zhǎng)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(biāo)準(zhǔn)。 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(yàn)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(xì)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(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)表面開口缺陷的質(zhì)量評(píng)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(zhǎng)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(xì)條紋 冷裂紋 顯示一般呈直線細(xì)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(píng)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(jìn)行評(píng)定。按照J(rèn)BJ59、T《焊縫滲透檢驗(yàn)方法和缺陷跡痕的分級(jí)》的規(guī)定，分為四個(gè)質(zhì)量等級(jí)，Ⅰ級(jí)的質(zhì)量最高，Ⅳ級(jí)最低，見表15。 23．焊接接頭的力學(xué)性能試驗(yàn)包括哪些內(nèi)容？ （1）焊接接頭的拉伸試驗(yàn)（包括全焊縫拉伸試驗(yàn)） 試驗(yàn)的目的是測(cè)定焊接接頭（焊縫）的強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度σb，屈服點(diǎn)σs）和塑性（伸長(zhǎng)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(diǎn)）。 試驗(yàn)可按GB2651-89《焊接接頭拉伸試驗(yàn)方法》進(jìn)行。 （2）焊接接頭的彎曲試驗(yàn) 試

30、驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)焊接接頭的塑性，并同時(shí)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(yàn)分面彎、背彎和側(cè)彎三種，試驗(yàn)可按GB2653-89《焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法》進(jìn)行。 （3）焊接接頭的沖擊試驗(yàn) 試驗(yàn)的目的是測(cè)定焊接接頭的沖擊韌度和缺口敏感性，作為評(píng)定材料斷裂韌性和冷作時(shí)效敏感性的一個(gè)指標(biāo)。 試驗(yàn)可按GB2650-89《焊接接頭沖擊試驗(yàn)方法》進(jìn)行。 （4）焊接接頭的硬度試驗(yàn) 試驗(yàn)的目的是測(cè)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(yàn)可按GB2654-89《焊接接頭及堆焊金屬硬度試驗(yàn)方法》進(jìn)行。 （5）焊接接頭（管子對(duì)接）的壓扁試驗(yàn) 試驗(yàn)

31、的目的是測(cè)定管子焊接對(duì)接接頭的塑性。 試驗(yàn)可按GB2653-89《焊接接頭彎曲及壓扁試驗(yàn)方法》進(jìn)行。 （6）焊接接頭（焊縫金屬）的疲勞試驗(yàn) 試驗(yàn)的目的是測(cè)量焊接接頭（焊縫金屬）的疲勞極限（σ－1） 。 試驗(yàn)可按GB2656-81《焊縫金屬和焊接接頭的疲勞試驗(yàn)法》進(jìn)行。 24．試述焊接接頭金相試驗(yàn)的方法及內(nèi)容。 焊接接頭的金相試驗(yàn)包括宏觀金相試驗(yàn)和微觀金相試驗(yàn)兩部分。 （1）宏觀金相試驗(yàn)　直接用肉眼或低倍放大鏡進(jìn)行檢查。 1）宏觀（粗晶）分析　試驗(yàn)時(shí)在試件上截取橫斷面，然后經(jīng)過打磨、腐蝕再進(jìn)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(xì)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(jī)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(duì)“未熔合”或“熔合不良”這種缺陷十分敏感，常用于管子對(duì)接接頭中。 3）鉆孔檢驗(yàn) 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(bǔ)焊。鉆孔檢驗(yàn)?zāi)壳坝玫幂^少。 （2）微觀金相試驗(yàn) 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(yàn)研究的手段。 25．試述焊接容器耐壓檢驗(yàn)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(yàn)稱為耐壓檢驗(yàn)。耐壓檢驗(yàn)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(qiáng)度，并附有降低焊接應(yīng)力的作用。 常用的耐壓檢驗(yàn)方法是水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)，其中以水壓試驗(yàn)用得最多。 （1）水壓試驗(yàn) 試驗(yàn)時(shí)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(shí)，暫停升壓（管子無需），進(jìn)行初步檢查。若無漏水或無異常現(xiàn)象，再升壓到試驗(yàn)壓力，并在該壓力下保持5min（管子試驗(yàn)時(shí)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(jìn)行輕輕敲打，仔細(xì)檢查。檢查時(shí)，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(rèn)為水壓試驗(yàn)合格。 （2）氣壓試驗(yàn) 用干燥潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w作為介質(zhì)充入容器內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的10％，保持5～10min，進(jìn)行初步檢查。然后升壓到規(guī)定試驗(yàn)壓力的50％，如無異?，F(xiàn)象，其后按每級(jí)為規(guī)定試驗(yàn)壓力的10％，逐級(jí)升壓到試驗(yàn)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(yàn)上仍一定危險(xiǎn)性，僅用于不能向壓力容器內(nèi)安全充灌液體以及運(yùn)行條件不允許殘留試驗(yàn)液體的壓力容器。 耐壓檢驗(yàn)的試

35、驗(yàn)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(yàn)的方法。 焊接容器常用致密性檢驗(yàn)的方法是氣密性檢驗(yàn)和密封性檢驗(yàn)。 （1）氣密性檢驗(yàn) 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(yàn)法稱為氣密性檢驗(yàn)。 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(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。 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(shí)為紅斑點(diǎn)），這種方法比較準(zhǔn)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(yàn)　　檢查有無漏水、漏氣和滲油、漏油等現(xiàn)象的試驗(yàn)稱為密封性檢驗(yàn)。常用的密封性檢驗(yàn)方法是煤油試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)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(dāng)焊縫有穿透性缺陷時(shí)，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(jìn)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(shí)間為15～30min，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不出現(xiàn)油痕即認(rèn)為焊縫合格。 27．試述不銹鋼耐腐蝕試驗(yàn)方法的種類和試驗(yàn)步驟。 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不銹鋼耐腐蝕試驗(yàn)方法可分為下列幾種： （1）不銹鋼10％草酸浸蝕試驗(yàn)方法（GB4334.1-84） 適用于檢驗(yàn)奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的篩選試驗(yàn)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(jìn)行硫酸－硫酸鐵、65％硝酸、硝酸－氫氟酸以及硫酸－硫酸銅等長(zhǎng)時(shí)間熱酸試驗(yàn)。必要時(shí)也可以作為獨(dú)立的無損檢驗(yàn)方法。 試驗(yàn)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(duì)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(shí)間90s，浸蝕溶液溫度20～50℃。用10％過硫酸銨溶液浸蝕時(shí)，電流密度為1A/cm2，浸蝕時(shí)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(jìn)行其它耐腐蝕試驗(yàn)。 （2）不銹鋼硫酸－硫酸鐵腐蝕試驗(yàn)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(yàn)后，以腐蝕率評(píng)定晶間腐蝕傾向的一種試驗(yàn)方法。 試驗(yàn)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(yàn)溶液。 2）測(cè)量試樣尺寸，計(jì)算試樣面積（取三位有效數(shù)字）。 3）試驗(yàn)前后稱質(zhì)量（準(zhǔn)確到1mg）。 4）溶液量按試樣表面積計(jì)算，其量不小于20ml/cm2。每次試驗(yàn)用新的溶液。 5）試樣放在試驗(yàn)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(gè)試樣。 6）試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果以腐蝕率評(píng)

40、定為 W前－W后 腐蝕率＝────── （g/m2.h） St 式中 W前──試驗(yàn)前試樣的質(zhì)量（g）； W后──試驗(yàn)后試樣的質(zhì)量（g）； S──試樣的表面積； t──試驗(yàn)時(shí)間（h） 。 （3）不銹鋼65％硝酸腐蝕試驗(yàn)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(yàn)后，以腐蝕率評(píng)定晶間腐蝕傾向的試驗(yàn)方法。 試驗(yàn)步驟： 1）試驗(yàn)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(yàn)方法。 5）每周期連續(xù)煮沸48h，試驗(yàn)五個(gè)周期。 試驗(yàn)結(jié)果以腐蝕率評(píng)定，同硫酸－硫酸鐵試驗(yàn)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(shí)，可用金相法判定。 （4）不銹鋼硝酸－氫氟酸腐蝕試驗(yàn)方法（GB4334.4-84） 適用于檢驗(yàn)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(yàn)步驟： 1）試驗(yàn)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?jǐn)?shù)為10％的硝酸－3％的氫氟酸試驗(yàn)溶液。 2）、3）同硫酸－硫酸鐵試驗(yàn)

42、方法。 4）將支架放入容器中，溶液量按試樣表面積計(jì)算，其量不少于10ml/cm2。 5）裝有試驗(yàn)溶液的容器放入恒溫水槽中，試驗(yàn)溶液的溫度加熱到700.5℃時(shí)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(gè)試樣。 6）同硫酸－硫酸鐵試驗(yàn)方法。 7）試驗(yàn)兩個(gè)周期，每周期為2h。每周期必須使用新的溶液。 試驗(yàn)結(jié)果以腐蝕率評(píng)定，同硫酸－硫酸鐵試驗(yàn)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(duì)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(duì)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(yàn)方法（GB4334.5-90） 適用于檢驗(yàn)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(yàn)步驟： 1）試驗(yàn)溶液配制時(shí)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(yàn)前將試樣用適當(dāng)?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(gè)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(yàn)溶液應(yīng)高出最上層試樣20mm以上，每次試驗(yàn)都應(yīng)使用新的試驗(yàn)溶液。 5）將燒瓶放在加熱裝置上，通以冷卻水，加熱試驗(yàn)溶液，使之保持微沸狀態(tài)，連續(xù)加熱16h。 6）試驗(yàn)后取出試樣、洗凈、干燥、彎曲。 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定：焊接件試樣彎曲角度為180，沿熔合線進(jìn)行彎曲。當(dāng)試樣厚度不大于1mm時(shí)，壓頭

45、直徑為1mm；當(dāng)試樣厚度大于1mm時(shí)，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(yàn)方法（GB4334.6-84） 適用于測(cè)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(yàn)不銹鋼耐均勻腐蝕性能。 （7）不銹鋼三氯化鐵腐蝕試驗(yàn)方法（GB4334.7-84） 適用于測(cè)定不銹在35或50的6^三氯化鐵溶液中的腐蝕率，以試驗(yàn)不銹鋼耐點(diǎn)蝕性能。 （8）不銹鋼42%氯化鎂應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)方法（GB4334.8-84） 適用于試驗(yàn)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(diǎn)蝕電位測(cè)量方法（GB4334.9-84） 適用于動(dòng)電位法測(cè)量不銹鋼在中性3.5％氯化鈉溶液中的點(diǎn)蝕電位