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釬焊缺欠檢驗方法、成因分析及防止措施
上傳更新:2018-01-10

摘自:釬焊 2018-01-09

      釬焊連接過程中,由于釬焊材料、連接工藝及釬劑種類等因素,釬焊接頭中往往會產生一些缺陷,而缺陷的產生和存在將給釬焊接頭質量和工件使用可靠性帶來許多不利因素,缺陷產生的原因很多、較為復雜。文中對釬縫缺欠種類進行了歸納、總結,并分析其產生原因。

釬焊接頭缺陷的檢驗方法可分為無損檢驗和破壞性檢驗。

      (1)外觀檢查。外觀檢查是用肉眼或低倍放大鏡檢查釬焊接頭的表面質量.如釬料是否填滿間隙,釬縫外露的一端是否形成圓角,圓角是否均勻.表面是否光滑,是否有裂紋、氣孔及其他外部缺陷。
      (2)表面缺陷檢驗。表面缺陷檢驗法包括熒光檢驗、著色檢驗和磁粉檢驗。它們用泡沫檢查外觀及檢查發現不了的釬縫表面缺陷,如裂紋、氣孔等。熒光檢驗一般用于小型工件的檢查,大工件則用著色探傷法,磁粉檢驗法只用于磁性金屬。
      (3)內部缺陷檢驗。一般采用X射線和y射線、超聲波和致密性檢驗。
X射線和y射線是檢驗重要工件內部缺陷的常用方法,它可顯示釬縫中的氣孔、夾渣、未釬透以及釬縫和母材的開裂,超聲波檢驗所能發現的缺陷范圍與射線檢驗相同。釬焊結構的致密性檢驗常用方法有:水壓試驗、氣密試驗、水滲透試驗、煤油滲透試驗和質譜試驗等方法。其中水壓試驗用于高壓容器;氣密試驗及氣滲透試驗用于低壓容器;煤油滲透試驗用于不受壓容器;質譜試驗用于真空密封接頭。

 1  釬縫缺欠概念

      廣義的釬縫缺陷是指釬焊接頭中的不連續性、不均勻性以及其他各種不完整性,專業術語為釬焊缺欠??煞治夤廴鼻?、內部缺欠、界面缺欠、隱形缺欠四大類。

 2  外觀缺欠

2.1  填縫不良

      主要缺欠有凹陷、未釬上、未釬透、焊瘤等。產生原因:1)接頭設計不合理;2)裝配不當,接頭間隙過大或過小,裝配時母材歪斜;3)釬焊前表面準備不當;4)釬劑選擇不當(如熔點不合適、活性差等);5)釬料選用不當,如釬料潤濕性差,釬料數量不足,或釬料放置不當;6)釬焊溫度不當或分布不均。

2.2  釬料溢流

      產生原因:1)釬焊溫度過高或保溫時間過長;2)釬料放置不當,未起毛細作用;3)釬焊間隙過大;4)釬料與母材發生化學反應;5)釬料填充過量;5)阻釬劑量少或質量差。

2.3  釬縫圓根不飽滿

       產生原因:1)釬劑的活性或毛細填縫能力差;2)釬料毛細填縫能力差或釬料量不足;3)釬焊加熱不均勻。

2.4  表面不光滑

      產生原因:1)釬劑用量不足或選擇不當;2)釬焊工藝選擇不當;3)溫度過高或時間過長;4)釬料金屬晶粒過大;5)釬料過熱。

 3  內部缺欠

3.1  夾渣

      產生原因:1)釬劑使用量偏多或偏少;2)釬劑的密度過大;3)間隙選擇不當;4)釬料從接頭兩面同時填縫;5)釬料與釬劑熔化溫度不匹配;6)釬劑粘度過大;7)加熱不均。

3.2  偏析

      產生原因:1)釬料選擇不當;2)釬焊溫度過高;3)釬焊時間偏短;4)釬料中S、P等元素偏高。

3.3  氣孔

      產生原因:1)釬焊前母材清洗不當;2)釬料過熱;3)母材和釬料中析出氣體或;4)釬劑選擇不當,釬劑去膜作用和?;て迦パ躉鎰饔悶?;5)接頭間隙選擇不當;6)釬劑過多。

3.4  空穴

      產生原因:1)母材釬焊前未進行除氣;2)釬焊前局部清洗不干凈;3)釬料的潤濕性或流動性差;4)釬料溫度偏低;5)釬焊間隙不均勻;

3.5  疏松

      產生原因:1)釬料選擇不當或質量欠佳;2)釬料中合金元素離析揮發。

3.6  未熔化

      產生原因:1)釬焊溫度不當;2)釬劑選擇不當,釬料與釬劑不匹配;

3.7  隱形卵

      產生原因:1)釬焊溫度不當;2)加熱不均勻;3)釬焊工藝選擇不當。

4  界面缺欠

4.1  未釬透(欠潤濕)

      產生原因:1)釬料選擇不當或量不足;2)釬焊前母材清洗不干凈或重新污染;3)釬料放置不利于填充間隙;4)釬焊間隙過大而沒有加大間隙填料,毛細作用失效;5)接頭過長,釬料的填隙能力不足。

4.2  母材溶蝕

      溶蝕分為溶蝕(坑)、溶穿(洞)、咬邊。產生原因:釬焊溫度過高,保溫時間過長;2)母材與釬料之間反應劇烈;3)釬料用量偏大。

4.3  釬縫熔蝕

      產生原因:1)選擇釬焊溫度偏高;2)釬焊保溫時間過長;3)釬料選擇不當,合金化作用太劇烈。

4.4  母材開裂

      產生原因:1)母材過燒或過熱;2)釬料向母材晶間滲入,形成脆性相;3)加熱不均勻或由于剛性夾持工件而引起過大的內應力;4)母材本身有內應力而引起應力腐蝕;5)異種母材的熱膨脹系數相差過大;6)冷卻速度過快。

4.5  釬縫開裂

     產生原因:1)釬縫脆性過大;2)異種母材的熱膨脹系數不同,冷熱過程中形成的內應力過大;3)同種母材釬焊加熱不均勻造成冷卻過程中收縮不一致;4)釬料凝固時,母材相互錯動;5)釬料結晶溫度區間過大。

4.6  界面腐蝕

      產生原因:1)環境潮濕,腐蝕或絕緣不良;2)釬料脆性大。

5  隱形缺欠

5.1  脆性相

      產生原因:1)釬焊間隙太大;2)釬料選擇不當;3)釬焊保溫時間不夠;4)過熱產生晶粒粗大。

5.2  殘余應力與變形

       產生原因:1)夾具設計不當或選材欠妥;2)加熱冷卻過快;3)釬焊加熱不均勻;

5.3  殘留釬劑

      產生原因:1)釬劑用量過多;2)夾具設計不當;3)接頭設計不合理。

 

文章來源:中國機械工程學會焊接學會第十八次全國焊接學術會議論文集·釬縫缺欠產生原因分析  

作者:新型釬焊材料與技術國家重點實驗室  王星星  裴夤崟

 

 

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