奧氏體不銹鋼管焊縫的焊接缺陷及危害有哪些

   奧氏體不銹鋼管焊接是一種特殊的物理冶金過(guò)程，影響焊接構(gòu)件質(zhì)量的因素很多，如焊接工藝和設(shè)備的偏差、殘余應(yīng)力和冶金因素的影響以及接頭組織與性能的不均勻等都可能在焊接構(gòu)件中產(chǎn)生不同程度、不同類型的缺陷，對(duì)構(gòu)件的使用性能和壽命產(chǎn)生不利的影響。

   小口徑奧氏體不銹鋼管對(duì)接焊縫的質(zhì)量與管子材料、焊接材料及焊接方法、焊接環(huán)境及條件、焊接工藝及熱處理、焊接應(yīng)變及殘余應(yīng)力等諸多因素密切相關(guān)。壓力管道的焊接多數(shù)情況下是在室外進(jìn)行，焊接位置多變，焊接方法多數(shù)為手工焊（氣焊、焊條電弧焊、鎢極亞弧焊），少量焊縫采用埋弧自動(dòng)焊或二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊接殘余應(yīng)變處理和熱處理的效果較室內(nèi)焊接差，加上對(duì)接焊縫的不銹鋼管母材、焊縫及熱影響區(qū)不同部位，在焊接過(guò)程中受熱程度不同，導(dǎo)致相應(yīng)部位材料性能存在差異。在焊接過(guò)程中對(duì)接焊縫可能產(chǎn)生咬邊、錯(cuò)邊、內(nèi)凹等表面缺陷和裂紋、未熔合、未焊透、氣孔、夾渣等埋藏缺陷。焊接缺陷的存在，改變了應(yīng)力分布的均勻性，而導(dǎo)致應(yīng)力集中，大大降低對(duì)接焊縫的承載能力，組織的不均勻和不連續(xù)在降低材料的韌性的同時(shí)，也增大缺陷擴(kuò)展和使用中因腐蝕、蠕變、疲勞等引發(fā)次生缺陷的可能性，所以對(duì)接焊縫是小口徑奧氏體不銹鋼管道上既重要又薄弱的環(huán)節(jié)。

   不銹鋼管焊接結(jié)構(gòu)在焊制過(guò)程中因?yàn)楹附庸に嚭驮O(shè)備條件的偏差、殘余應(yīng)力狀態(tài)和冶金因素變化的影響以及結(jié)構(gòu)材料與尺寸的差異等，往往會(huì)在焊縫中產(chǎn)生不同程度與數(shù)量的氣孔、夾渣、未溶合、未焊透和裂紋等缺陷。缺陷產(chǎn)生的兒率與焊接的方法、熔池火小、工件形狀等有關(guān)。小口徑奧氏體不銹鋼管對(duì)接焊縫的焊接，由于管材直徑小，壁薄，工藝過(guò)程難控制，對(duì)接焊縫焊接質(zhì)量很難保證，為了有效檢測(cè)不同焊接條件下的焊接缺陷，必須對(duì)焊接中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行分析和研究。

  奧氏體不銹鋼管焊縫中常見的焊接缺陷有氣孔、夾渣、裂紋、未熔合和未焊透等，按照形狀不同可以分為平面型缺陷和體積型缺陷，其中裂紋、未熔合和未焊透屬于平面型缺陷；氣孔和夾渣屬于體積型缺陷，如圖所示。缺陷的類型是判斷缺陷對(duì)構(gòu)件危害程度的重要因素。

1、未熔合是由于電弧未能直接在不銹鋼管母材上燃燒，焊絲熔化的鐵水只是堆積在上一層焊道或者坡口表面上而形成的。是一種幾乎沒(méi)有厚度的面狀缺陷，其直接危害是減少界面，增大應(yīng)力，對(duì)承受疲勞、沖擊、應(yīng)力腐蝕或者低溫下工作都非常不利。未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是應(yīng)力集中的地方，在交變載荷作用下很可能產(chǎn)生裂紋。

2、氣孔是焊接現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的主要焊接缺陷之一，是焊縫金屬凝固過(guò)程中由于侵入氣體而形成的氣囊或者孔穴，造成結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性。氣孔、夾渣等體積型缺陷的危害性主要表現(xiàn)為降低焊接接頭的承載能力。如果氣孔穿透焊縫表面，介質(zhì)積存在孔穴中，當(dāng)介質(zhì)有腐蝕性的時(shí)候，將形成集中腐蝕。孔穴逐漸變深、變大，以至腐蝕穿孔而泄漏。

3、咬邊屬于焊縫成形缺陷之一，是母材金屬損耗引起的、沿著焊縫焊趾產(chǎn)生的溝槽或者凹縫，是電弧沖刷或者熔化了焊縫區(qū)母材金屬后，又未能填充的結(jié)果。咬邊嚴(yán)重影響焊接接頭質(zhì)量及外觀成形，使得該焊縫處的截面變小，容易形成尖角，造成應(yīng)力集中，該處斷裂的可能性最大。咬邊是一種危險(xiǎn)性較大的外觀缺陷。它不但減少焊縫的承壓面積，而且在咬邊根部往往形成較尖銳的缺口，造成應(yīng)力集中，很容易形成應(yīng)力腐蝕裂紋和應(yīng)力集中裂紋。

4、未焊透是指焊接時(shí)接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象?？赡墚a(chǎn)生在單面或者雙面焊的根部、坡口表面、多層焊焊道之間或者重新引弧出。產(chǎn)生未焊透的原因是：焊接電流小、焊接速度大、坡口角度和間隙小、操作不當(dāng)、焊接接頭表面有油污、漆、鐵銹等。

5、裂紋在焊縫和熱影響區(qū)都會(huì)出現(xiàn)，分為宏觀裂紋和顯微裂紋，危害非常大。其原因是不銹鋼管焊接過(guò)程中產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力，同時(shí)焊縫中含有低熔點(diǎn)雜質(zhì)，當(dāng)外界應(yīng)力較大時(shí)就會(huì)從結(jié)合力較弱的這些低熔點(diǎn)雜質(zhì)處裂開，形成裂紋；或者由于過(guò)熱區(qū)和熔合區(qū)的塑性和韌性很低、焊縫金屬中含有較多的氫，當(dāng)結(jié)構(gòu)應(yīng)力較大時(shí)，容易產(chǎn)生冷裂紋。裂紋是最尖銳的一種缺口，它的缺口根部曲率半徑接近于零，尖銳根部有明顯的應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力水平超過(guò)尖銳根部的強(qiáng)度極限時(shí)，裂紋就會(huì)擴(kuò)展，以至貫穿整個(gè)截面而造成結(jié)構(gòu)失效。特別是當(dāng)焊接接頭處于脆性狀態(tài)時(shí)，裂紋的擴(kuò)展速度極快，造成脆性破裂事故．裂紋還會(huì)加劇疲勞破壞和應(yīng)力腐蝕破壞。

6、夾渣是指存在于不銹鋼管焊縫內(nèi)部的比較大的殘留物。造成原因很多，主要有不銹鋼管焊件表面焊接前清理不良（如油、銹等）、焊層間清理不徹底（如殘留熔渣）、焊接電流太小或熔化金屬凝固太快及焊速太快使熔渣沒(méi)有充足的時(shí)間上浮、操作不當(dāng)、焊條藥皮受潮及焊接材料選擇不合適等。