安小龙14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究.doc

安小龙14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究 作者： 日期：2 个人收集整理 勿做商业用途 陕西航空职业技术学院毕业设计(论文)说明书 材料工程 系 焊接技术及自动化专业 毕业设计（论文）题目 14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究 学生姓名 学号 指导教师 职称 2011 年 9 月 25 日毕业设计(论文）任务书 材料工程 系 焊接技术及自动化 专业学生姓名 学号 一、毕业设计（论文）题目 14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究 二、毕业设计（论文）时间 2011 年 9 月 20 日至 2011 年 10 月 1 日三、毕业设计（论文）地点： 陕西航空职业技术学院 四、毕业设计(论文）的内容要求:(1)明确热裂纹的概念，熟悉焊接裂纹的危害及分类。（2）明确14CrNi4MoV钢化学成分、基本性能、应用。(3）分析14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹及防止措施.（4）分析14CrNi4MoV钢焊缝中热影响区液化裂纹及防止措施。（5）论述消除应力裂纹特征及防止措施。（6）分析焊接件的质量检验方法.指导教师 2011 年 9 月25 日批 准 年 月 日第 35 页 共 39 页前 言毕业设计是大学专科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结和检查.本组毕业设计题目为14CrNi4MoV钢焊接热裂纹及防止措施研究。在毕业设计前期,我温习了焊接结构生产、焊接质量管理与检验、焊接方法与设备、金属材料及热处理、熔焊原理及金属材料焊接等知识,并查阅了金属学与热处理、金属工艺学等资料.在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识结合指导老师下达的任务书。细心认真地做好这次毕业设计。在毕业设计后期,根据老师对毕业设计的编排要求,进行毕业设计手稿的电子排版整理,并希望得到老师的审批和指正,使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢。毕业设计的两周内里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、工艺设计，整理编排使我加深了对相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在查询资料时是自我学习、向他人学习的重要过程，是对自己三年知识的一次考验。毕业设计要求设计合理符合实际,各种材料的分析方法正确规范。但是由于自己水平有限,难免有不妥和疏漏之处，敬请老师批评指正. 第1章 焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生产生的缝隙，叫做焊接裂纹。它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。裂纹是可以引发灾难性事故的、危害最大的一类缺陷。1.1 焊接热裂纹的概念及分类一、热裂纹的概念焊接热裂纹多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征，有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。 焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。热裂纹 （高温裂纹）产生:焊接接头的冷却过程中，且温度处在固相线附近的高温阶段。温度高温下产生，在结晶温度附近;存在部位焊缝为主，热影响区;特征宏观看,焊缝热裂纹多沿焊缝的轴向成纵向分布（连续或断续），裂口均有较明显的氧化色彩，裂口宽度0.050.5mm，末端略呈圆形;微观看,沿晶粒边界（包括亚晶界)分布，属于沿晶(或称晶间）断裂性质.二、热裂纹的分类及防止措施按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同，焊接热裂纹可分为凝固裂纹，液化裂纹，多边化裂纹和失塑裂纹4种。1、凝固裂纹凝固裂纹又称结晶裂纹，产生在焊缝金属凝固过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完成，但晶粒间尚存在着很薄的液相层，塑性很低。当由冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时,即沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的 最终汇合处,沿晶间扩展，严重时裂纹一直扩展到焊缝 表面,因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固 裂纹常出现在含硫、磷（有时含硅，碳）较多的碳钢焊缝中和单相奥氏体不锈钢、耐热钢、镍基合金及铝合金焊缝中。防止凝固裂纹发生的冶金措施有:调整成分，细化晶粒,严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量， 以提高金属材料在脆性温度区间的塑性，缩小脆性温 度区间，并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减 少在脆性温度区间的拉伸应变。 液化裂纹在邻近焊接熔池的母材区或多层焊的 前一焊道上，因受焊接热影响而发生晶界液化，并在拉 伸应变下形成裂纹.2、液化裂纹造成液化裂纹的原因是：（l)金属材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。(2）由于快速 加热使某些金属化合物分解而来不及扩散，局部晶界 产生某些合金元素的富集而达到共晶成分，使局部组织的熔点下降，在焊接热影响下促使局部晶界液化。防 止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量； 合理选用焊接材料；制定合理的焊接工艺规范，尽量减少焊接热作用. 多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件下，在低于固相线温度的高温区域，沿多边形化边界形 成的热裂纹。它与一次结晶的晶界无明显关系，较多产 生于单相奥氏体金属中。3、多边化裂纹多边化裂纹形成的原因是：由 于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件，使奥氏体结 晶中形成大量空位和位错，在一定温度和应力作用下 排列成亚晶界多边形化晶界，当此晶界与有害杂 质富集区重合时，往往会在拉应力作用下形成多边化 裂纹。防止多边化裂纹的措施有：加入可提高多边化激 活能的合金元素,如在镍一铬基单相奥氏体金属中加入 适量的钨、铝或担等元素，使多边形化晶界来不及形 成，可以有效地避免产生多边化裂纹;同时还应减少焊 接过热和焊接应力。4、失塑裂纹失塑裂纹又称高温低塑性裂纹。在焊接热影响 区或多层焊的前一焊道上，因焊接热循环的作用致使 塑性陡降，在拉伸应力下沿二次结晶晶界形成的热裂 纹。其裂纹敏感温度区域略低于再结晶温度。多数发生 在奥氏体钢和合金及少数高强度钢的焊接接头中.其 裂纹产生条件有些类同于多边化裂纹，但其裂纹形成 机制和裂纹形态却各不相同。防止此种裂纹的有效措 施是:精炼母材，减少有害杂质。第二章14CrNi4MoV钢化学成分、基本性能、应用一、化学成分牌号：14CrNi4MoV 中碳调质钢 碳C ：0。10。2锰Mn ：0.30。6% 硅Si ：0.07%0。17镍 Ni : 0。801.10%铬Cr : 0.81.1磷P0。014硫S0。014% 钒V ：0.140.24% 钼Mo：0.40%0.65% 二、基本性能(1）14CrNi4MoV 物理性质：以Cr为主加元素，合金系统简单。WCr1，钢的塑性、韧性略有提高；WCr1。5时可有效地提高淬透性.Cr能提高回火稳定性，但Cr钢有回火脆性。钢中加入Ni和Mo,显著地提高了淬透性和抗回火软化能力,对改善钢的韧性也有好处，使钢具有强度高、韧性好、淬透性大等好的综合性能。若钢中再加入V可细化晶粒，提高强度、塑性、韧性及回火稳定性。（2)14CrNi4MoV力学性能：公称壁厚300 mm 热处理状态:正火,正火+回火 回火温度600 拉伸试验b ：540685MPa：s375 MPa：520 冲击试验:试验温度0；Akv ，J31 硬度试验HB:121178 三、14CrNi4MoV应用举例14CrNi4MoV钢主要用于制造高负载、大截面的轴类以及承受冲击载荷的构件，如汽轮机、喷漆涡轮机轴以及喷气式客机的起落架和火箭发动机外壳等 第3章14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹及防止措施3.1 14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹产生的原因 焊缝金属在结晶后期出现开裂，原因来自于两方面：焊缝金属在结晶后期抗裂能力下降和拉伸应力的形成。一、 结晶裂纹的形成机理及影响因素1) 结晶裂纹的形成机理焊缝金属在凝固过程中，最后凝固的存在于固相晶体间的低熔点液态金属已成薄膜，碳钢和低合金高强钢中的硫、磷、硅、镍都能形成低熔点共晶,在结晶过程中形成液态薄膜.由于液态薄膜强度低而使应变集中，但同时其变形能力很差,塑性很低，在拉应力作用下而开裂。2） 影响结晶裂纹生成的因素影响结晶裂纹的因素可归纳为冶金和工艺因素两方面。在冶金方面,一般情况下，各种合金元素及杂质增大了脆性温度区，而尤其是形成低熔点薄膜的杂质是影响裂纹产生的最重要的因素。工艺因素主要是影响有害杂质偏析的情况及应变增长率的大小，因此对结晶裂纹的产生也有很大的影响。（1）焊缝金属在结晶过程中塑性的变化 如图1为和焊缝金属的伸长率与温度T的关系曲线。曲线表明，在结晶后期固相温度TS附近，存在了一个脆性很低的温度范围TB,叫做脆性温度区间。脆性温度区间形成的原因可从焊缝凝固过程进行分析。整个凝固过程可划分为如下三个阶段:液固阶段 温度低于液相温度TL，固相开始析出并渐渐增多的阶段。固液阶段 温度下降略高于Ts，此时固相随晶粒增加与长大而相互接触并联为整体，液体被故固相隔开流动困难，少量剩余的液体(主要是低熔点组分)形成所为“液态薄膜。完全凝固阶段 整个熔池完全凝固而形成整体的焊缝. T TL =f（T) TB TS O 图1高温时金属材料脆性的变化(2）14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹的力作用 脆性温度区间的存在是是产生结晶裂纹的主要根源，而力的作用使产生了结晶裂纹的必要条件.结晶裂纹产生于焊缝凝固后期，此时结构并未承受外载荷作用，可见导致开裂的拉伸变形不是由于外力作用,而是由焊缝冷却过程中的内应力产生的。焊接的局部加热是产生焊接应力的根本原因.（3）14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹形成的条件 结晶裂纹产生是由于在焊缝凝固后期存在了液态薄膜，并受到拉应力作用的结果，但液态薄膜与拉应力同时存在时，开裂与否取决于焊缝金属的变形能力min与其产生的实际应变之间的关系。当min是不会开裂；=min时处于临界状态；min是才会产生裂纹.图2中曲线1、2、3分别表示上述三种情况.所以结晶裂纹形成的条件用数学式表达应为 min T TL 1 3 2 TB TSO min 、图2焊接时产生结晶裂纹的条件 TL液相线温度 TS-固相线温度 T TB1 TB2 TB3 1 2 3 裂 不裂 O 、图3脆性温度区宽度对结晶裂纹的影响 （线的右上方向为裂纹区，左下方为不裂纹区）由上述条件可以推断出，焊接金属在脆性温度区间实际拉伸应变随温度变化的增长率越大,裂纹倾向越大；而焊缝金属本身的变形能力min越小，裂纹倾向也越大。此外，TB的宽度越宽，特别是其下限的温度越低，裂纹倾向越大。其间关系如图（3）所示。因此，在实际生产中判断结晶裂纹倾向时，必须综合考虑脆性温度区TB的宽度，焊缝金属在TB间的塑性及在TB间应变的增长率三个因素的影响。第二节 14CrNi4MoV钢焊缝中结晶裂纹防止措施 防止结晶裂纹主要从冶金和工艺两个方面着手,其中冶金措施更为重要.1、防止结晶裂纹的冶金措施 控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量。硫、磷、碳等元素主要来源于母材与焊接材料，因此首先杜绝其来源。具体的措施：第一，对焊接结构用钢的化学成分在国家或行业标准中多做了严格的规定; 第二,为了保证焊缝中有害元素低于母材，对焊丝用钢、焊条药皮、焊剂原材料中的碳、硫、磷含量也做了更严格的规定。 对熔池进行变质处理。通过变质处理细化晶粒，不仅可以提高焊缝金属的力学性能,还可以提高抗结晶裂纹能力. 调整熔渣的碱度。实验证明，焊接熔渣的碱度越高，熔池中脱硫、脱氧越完全，其中杂质越少，从而不易形成低熔点化合物，可以显著降低焊缝金属的结晶裂纹倾向.因此，在焊接较重要的产品时，应选用碱性焊条或焊剂。2、防止结晶裂纹的工艺措施在产品一定的条件下，工艺措施不仅能调节冷却速度而影响变形率，而且通过熔合比及焊缝形成系数的变化也能影响焊缝的化学成分和偏析情况.防止结晶裂纹的工艺措施如下： 调整焊接参数以得到抗裂能力较强的焊缝成形系数。为了调整成形系数，必须合理选用焊接参数.一般情况下，成形系数随电弧电压升高而增加，随焊接电流的增加而减小。当先能量不变时，则焊接速度大，裂纹倾向越大。 调整冷却速度。冷速越高，变形增长率越大，结晶裂纹倾向越大.降低冷却速度可通过焊接参数或预热来实现。用加线能量来降低冷却速度的效果是有限的，采用预热效果较明显.但要注意，结晶裂纹形成于固相线附近的高温，需要较高的预热温度才能降低高温的冷却速度. 调整焊接顺序，降低拘束应力。接头刚性越大，焊缝金属冷却收缩时受到的拘束应力也越大。第四章 14CrNi4MoV钢焊缝中热影响区液化裂纹及防治措施 焊接过程中，在焊接热循环换峰值温度作用下，在母材近缝区与多层焊的层间金属中，由于低熔点共晶被加热融化，在一定收缩应力作用下沿奥氏体晶界产生开裂，即为液化裂纹.一 14CrNi4MoV钢焊缝中热影响区液化裂纹 14CrNi4MoV钢的液化裂纹与结晶裂纹一样，同属于晶界液体薄膜有关的高温裂纹。但近缝区或多层焊层间在宏观上始终保持固态，这种晶界的局部熔化属于不正常熔化. 液化裂纹形成的温度比结晶裂纹低，稍低于固相温度，主要发生在高镍低锰型的低合金钢中。但当钢种的碳、硫较低时，即使含镍高,对液化裂纹也不敏感。液化裂纹的产生还与母材的偏析有关，因而在偏析较严重的低碳钢热影响也曾有发现。 液化裂纹尺寸很小，一般在0。5mm以下，有时还会出现在焊缝熔合线凹进处和多层焊的层间过热区,如图（4）.由于裂纹尺寸较小，一般只有在显微镜下才能发现。但是，液化裂纹常会成为冷裂纹、消除应力裂纹、脆性断裂和疲劳断裂的裂源。2 1 图4出现液化裂纹的部位 1-熔合线凹陷处 2-多层焊层间过热区二 14CrNi4MoV钢的液化裂纹的主要措施 选用对液化裂纹敏感性较低的母材 可选用含碳、硫、磷和镍较低，必有较高Mn/s值的母材。对含镍的低合金钢，Mn/s值最好大于50；含镍较高的钢，则应严格限制杂质含量. 减少焊缝的凹度 实验表明，当焊缝断面显明蘑菇状时,在凹入处很容易产生微小的裂纹，而裂纹率随凹度d的增加而增加（如图5)。凹度的大小与焊接方法及焊接参数有关。埋弧焊和气体保护焊的焊缝断面多显蘑菇状（也称指状）,而且电流越大越明显。 为减少焊缝的凹度，可采取用焊条电弧焊盖面或将焊丝倾斜等办法（如图6） 3 d CR=N/n 2 1 0 1 2 3 图5焊缝形状的凹度d CR-裂纹率 N-所检断面发现的裂纹总数 n被检断面数 36 d a） 焊丝 d a d b)图6减小焊缝凹度的措施a）焊条电弧焊盖面 b）焊丝倾斜一定角度 采用较小的线能量 母材过热往往是产生液化裂纹的重要因素之一，降低线能量可以减小液化裂纹的倾向。但对一些液化裂纹敏感性强的金属,仅依靠调整线能量并不能解决根本问题，只有同时减小焊缝凹度或提高母材的纯度，才能有效地防止液化裂纹。 第五章 论述消除应力裂纹特征及防治措施一 消除应力裂纹特征 消除应力裂纹具有以下明显特征： 产生于焊后再次加热的条件下，对于消除应力裂纹敏感性的钢，都存在一个最易产生消除应力裂纹的温度区间。如沉淀强化的低合金钢为500700之间，在此温度范围内裂纹率最高而且开裂所需时间最短。不同材料产生消除应力裂纹的温度范围不同。 消除应力裂纹大都产生在熔合区附近的粗晶区，有时也可能产生于焊缝中，具有典型的晶间开裂性质.裂纹沿原奥氏体晶界扩展，终止在细晶区. 消除应力裂纹的产生是以大的残余应力为决定条件，因此常见于拘束度较大的大型产品上应力集中的部位。应力集中系数K越大,开裂所需的临界应力Cr越低。 与母材的化学成分有关，含有Cr、Mo、V等能起沉淀强化作用元素的钢，对消除应力裂纹的敏感性较高。此外,如沉淀硬化型的耐热合金、抗蠕变铁素体钢、沉淀硬化奥氏体钢等,也有消除应力裂纹倾向。 二 消除应力产生的原因消除应力裂纹的产生是由于晶界优先滑动而导致微裂发生并扩张所致.即焊后再热时,在残余应力松弛过程中，粗晶区应力集中部位的晶界滑动变形量超过了该部位的塑性变形能力，就会产生消除应力裂纹。理论上消除应力裂纹产生的条件可用下式表示：ee0 式中 e-粗晶区局部晶界的实际塑性应变； e0-粗晶区局部晶界的实际塑性变形能力，即不产生开裂的临界应变量。实际的塑性应变，主要是由焊接接头中的残余应力在再加热过程中发生应力松弛而引起的。所谓应力松弛是指存在残余应力的构件,在温度升高时应力逐渐释放而总变形不变的现象。因此,在应力释放过程中，与应力成正比的弹性变形逐渐减小，而塑性变形增加，而原有的应力水平越高，则塑性变形增加的幅度越大.晶界的塑性变形能力,则取决于晶界的性质、晶内抗蠕变能力及晶粒尺寸等因素。杂质在晶界偏析导致晶界塑性变形能力的减弱，沉淀强化相的析出使晶内的抗蠕变能力的增加,都促使晶界成为薄弱环节,造成塑性变形集中在晶界发展。当晶界的实际变形e增加到使式（图7）成立时，就形成了沿晶界开裂的消除应力裂纹。裂纹数N 40 30 1 20 10 2 0 0。2 0。4 0.6 0.8 1.0 1。2 1。4 Wsi（）图7 Si对Ai-Mn合金焊缝裂纹率的影响 1-WFe=0。160.20 2WFe=0.370。43%三 防止消除应力裂纹的措施消除应力裂纹的产生主要取决钢种的化学成分和过热区应力集中部位残余应力的大小.因此，其防治措施主要也从这两方面着手。 选用对消除应力裂纹敏感性低的母材 在制造焊后必须进行消除应力处理的结构时,应选用对消除应力裂纹敏感性低的母材，从而可从根本上避免在热裂纹的产生。选材时，可对几种可用材料的 G或PSR值进行对比,并参照国内外生产实例加以验证.此外，还应考虑杂质的影响，尽量降低S、P、As、Sb、Sn等元素的含量。 选用低强高塑性的焊接材料 消除应力裂纹多发生在过热区的应力集中部位，这是因为这些部位在再热过程中产生较大蠕变同时晶界强度又比较低的缘故。如能使蠕变能集中在体积较大而塑性又高的焊缝，就可以防止消除应力裂纹的产生。采用强度低、塑性较高的焊接材料就可以满足这一要求，但这一措施只有当焊缝强度足够时才可应用。 控制结构刚性与焊接残余应力 通过改进接头的形式，可以降低结构的刚性从而防止了消除应力裂纹.如大型厚壁容器人孔及下降管接头都是内使伸式，接头刚度大，应力集中严重，焊后有较高的残余应力，退货过程中很容易产生裂纹。四、工艺方面的措施 预热。 预热是防止消除应力裂纹的有利措施之一,在200450温度范围内预热可以取得较好的效果。为了防止消除应力裂纹,应将原定的预热温度适当提高。 焊后及时进行后热。 后热可起到与预热相同的效果,并可降低预热温度。以18MnMoNb钢为例，为防止冷裂纹及消除应力裂纹，则应将预热温度t0提高到230。如果在焊后及时进行1802h的后热,则t0可降到150. 控制线能量。 线能量对消除应力裂纹的影响比较复杂,与钢种的成分、热影响区的状态和残余应力的分布等因素有关。对于条件一定的具体结构而言，一般的规律是增大线能量，可以降低冷却速度,减小残余应力，使消除应力裂纹倾向减小。但线能量过大，则会使热影响区奥氏体晶粒粗化，反而使消除应力裂纹倾向增大。第六章 质量检验焊接质量检验是保证焊接产品质量优良、防止废品出厂的重耍措施.通过检验可以发现制造过程中发生的质量问题，找出原因,消除缺陷，使新产品或新工艺得到应用，质量得到保证；在正常生产中，通过完善的质量检验制度，可以及时消除生产过程中的缺陷，防止类似的缺陷重复出现，减少返修次数，节约工时、材料，从而降低成本。所以说焊接质量检验是焊接生产必不可少的重要工序。第1节 焊接接头质量检验的内容和方法焊接质量检验贯穿整个焊接过程，包括焊前、焊接过程中和焊后成品检验三个阶段。一、焊接质量检验的内容和要求1、焊前检验焊前检验是指焊件投产前应进行的检验工作，是焊接检验的第一阶段,其目的是预先防止和减少焊接时产生缺陷的可能性。包括的项目有:检验焊接基本金属、焊丝、焊条的型号和材质是否符合设计或规定的要求;检验其他焊接材料,如埋弧自动焊剂的牌号、气体保护焊保护气体的纯度和配比等是否符合工艺规程的要求对焊接工艺措施进行检验,以保证焊接能顺利进行;检验焊接坡口的加工质量和焊接接头的装配质量是否符合图样要求;检验焊接设备及其辅助工具是否完好,接线和管道联接是否合乎要求;检验焊接材料是否按照工艺要求进行去锈、烘干、预热等；对焊工操作技术水平进行鉴定；检验焊接产品图样和焊接工艺规程等技术文件是否齐备.2、焊接生产过程中的检验 焊接过程中的检验是焊接检验的第二阶段，由焊工在操作过程中，其目的是为了防止由于操作原因或其他特殊因索的影响而产生的焊接缺陷，便于及时发现问题并加以解决。包括：检验在焊接过程中焊接设备的运行情况是否正常；对焊接工艺规程和规范规定的执行情况;焊接夹具在焊接过程中的夹紧情况是否牢固；操作过程中可能出现的未焊透、夹渣、气孔、烧穿等焊接缺陷等;焊接接头质量的中间检验，如厚壁焊件的中间检验等。 焊前检验和焊接过程中检验，是防止产生缺陷、避免返修的重要环节。尽管多数焊接缺陷可以通过返修来消除,但返修要消耗材料、能源、工时、增加产品成本。通常返修要求采取更严格的工艺措施，造成工作的麻烦，而返修处可能产生更为复杂的应力状态，成为新的影响结构安全运行的隐患.3、成品检验成品检验是焊接检验的最后阶段，需按产品的设计要求逐项检验.包括的项目主要有：检验焊缝尺寸、外观及探伤情况是否合格；产品的外观尺寸是否符合设计要求；变形是否控制在允许范围内；产品是否在规定的时间内进行了热处理等。成品检验方法有破坏性和非破坏性两大类，有多种方法和手段，具体采用哪种方法，主要根据产品标准、有关技术条件和用户的要求来确定.二、 焊接质量检验的方法焊接质量的检验方法分为非破坏性和破坏性两类,见图8.图8 焊接检验方法1、非破坏性检验 主要是对产品进行检验.（1)外观检查（2）无损检验表面检查：磁粉探伤（MT）；渗透探伤（PT），包括:着色和荧光检验内部检查:超声探伤（UT)，射线探伤(RT），包括,X射线、射线和高能射线。（3）接头的强度试验:水压试验;气压试验（4）致密性检验：气密性试验；氨渗漏试验等。（5)硬度检验。2 、破坏检验 主要是对试样进行检验.（1)机械性能试验：拉伸（室温、高温）试验,弯曲试验；硬度试验,冲击试验,断裂韧性试验，疲劳试验;其它试验.（2）化学分析试验：化学成分分析试验；腐蚀试验;含氢量测定。 （3）金相检验：宏观组织检验；微观组织检验，断口分析（成分和形貌）检验.(4)其它:如焊接性试验、事故分析等。第2节 焊接接头的非破坏性试验方法一、外观检查（VE） 是用肉眼借助样板或用低倍（约10倍)放大镑及量具观察焊件,检查焊缝的外形尺寸合不合格，以及有无焊缝外气孔、咬边、满溢以及焊接裂纹等表面缺陷的方法。所以也称为目视检查.二 、表面及近表面缺陷的检查 有渗透探伤和磁粉探伤两种方法，不过磁粉探伤只适用于检查碳钢和低合金钢等磁性材料焊接接头，渗透探伤则更适合于检查奥氏体钢、镍基合金等非磁性材料焊接接头。1 )、渗透探伤（PT） 渗透法是利用毛细现象来检查工件表面缺陷(主要是裂纹），包括着色法、荧光法、煤油渗透法等。一般可发现宽度0.01mm以上、深度0。030。04mm以上的表面缺陷.（1)着色法它的基本操作工序，被探表面先用清洗剂洗净,烘干或晾干后喷上渗透剂（一般为红色），1530分钟后渗透剂就在毛细现象作用下渗人缺陷。清洗干净表面多余的渗透剂，待干燥后再喷上显像剂（一般为白色），使残留在缺陷中的渗透液吸出，有缺陷处就显示出缺陷图像(红色）.微小缺陷的显影过程比较慢一般按规定要等1530分钟.若喷渗透剂后没有缺陷的地方清洗不彻底，可能出现伪缺陷。如手弧焊缝边缘焊渣没除清，渗透剂是难以洗去的，也会出现伪缺陷。所以对重要产品，焊工应把焊渣除尽，以免着色出现伪缺陷.着色法探伤不需要大型设备，目前大多用喷罐着色探伤，使用方便，所以应用十分广泛.(2）荧光法将清洁后的工件被检部位用煤油和矿物油混合成的荧光液浸涂510分钟，使之在毛细现象作用下渗人缺陷部位，然后撒上氧化镁粉未，振动几下,使氧化镁粉被缺陷中的浸透，吹除多余的氧化镁粉未。在暗室中用紫外线照射，即可发现缺陷处残留的氧化镁粉未显示出清晰的黄绿色图像。若无暗室、无荧光照射设备，也可把焊缝用煤油浸涂后擦干表面，撒上氧化钙（石灰)粉，这样也可显示缺陷，这就是煤油渗透法。2 ）、磁粉探伤（MT)和渗透探伤一样,磁粉探伤是对材料近表面缺陷进行检测.不过，磁粉探伤只适于磁性材料，而且它对裂纹、未焊透较灵敏，对气孔、夹渣不太灵敏。磁粉探伤是利用缺陷部位发生的漏磁吸引磁粉来进行探伤的，它的原理见图7-5。磁粉探伤仪的触头接触工件后，通电建立磁场（也可用其它方法建立磁场），如果材料没有缺陷，磁场是均匀的，磁力线均匀分布，当有缺陷(如裂纹、未焊透、夹渣)时，磁阻变化,磁力线也改变，绕过缺陷而聚集在材料表面，形成较强的漏磁场，事先撒在工件表面的磁粉就会在漏磁处堆积，从而显示缺陷的位置轮廓.内部缺陷的检查:常用的有射线探伤和超声波探伤.(1）射线探伤（RT）射线可分为X射线、射线和高能射线三种。X射线来自X射线管（为高真空二极管），是高速电子撞击到阳极金属靶时产生的；射线是放射性元素(工业探伤中常用的是人工放射性同位素钻、铱、铯）的原子核裂变时产生的；高能射线是指能量在106eV以上的X射线，是由电子感应加速器、高能直线加速器或电子回旋加速器产生的.射线探伤的物理基础是射线具有可以穿透物质、并因被物质吸收而衰减的特性.X射线由高速运动着的带电粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相作用而产生的。X射线产生的几个基本条件：1产生自由电子;2使电子作定向高速运动；3在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物；4将阴阳极封闭在103Pa的高真空中,保持两级纯洁，促使加速电子无阻地撞击到阳极靶上。(2) 超声波探伤（UT) 超声波是频率超过20kHz的机械振动波，具有能透入金属材料深处的特性，而且由一种介质进入另一种介质时,在界面发生反射和折射,同时在传播中被介质部分吸收，使能量发生衰减。超声波探伤就利用了超声波的上述特性.1) 超声波的发生磁致伸缩或电致伸缩都可产生超声波，工业探伤一般采用电致伸缩探头来发生和接收超声波。探头内的压电晶片由钛酸钡或石英片制成。晶片两面镀银形成两个电极.压电晶片可将高频电压转变为超声彼,即发射超声波；也可将超声波转变为高频电压，即接收超声波。2) 超声波探伤原理超生波探伤通常采用的是脉冲反射式超声波探伤仪，它是由脉冲超声波发生器（高频脉冲发生器）、声电换能器（探头）、接收放大器和显示器四大部分组成。其探伤原理是，开始扫描时，高频脉冲发生器发出的电压作用于探头上的晶片，使晶片振动，产生超声波脉冲，向工件中传播时遇到底面和不同声阻抗的缺陷时，就会产生反射波。反射波被晶片接收后转变为电脉冲讯号，经放大器送至示波管，在扫描线上相应缺陷和底面位置的显示出缺陷脉冲和底脉冲的波形,其波幅大小表示反射的强弱.因此,由示波管荧光屏上的图形，可判断工件内有无缺陷以及缺陷的位置和大小。3) 影响探伤灵敏性的因素 超声波波长和频率 超声波发射重复频率 探伤仪的盲区 工件探伤面光洁度4) 超声波探伤方法 超声波探伤方法分为脉冲反射法、穿透法和共振法三种。应用最多的是单探头式脉冲反射法。超声波脉冲反射法采用两种探头:直探头和斜探头。直探头用纵波垂直入射，斜探头是用横波斜射.纵波在固体、液体、气体中都能传播，而横波只能在固体中传播。横波斜探头探伤是焊缝探伤的主要方法.5) 超声波探伤的应用与特点 超声波探伤是无损探伤技术中的一种主要检测手段。不但可用于锻件、铸件和焊件等加工产品的检测；也可用于板材、管材等原材料的检测.超声波探伤与X射线探伤相比，其优点是：对于平面形缺陷，当声束垂直于缺陷平面时,UT比RT有较高的灵敏度。而且UT探伤周期短，对探伤人员无危害，费用较低。缺点是:不能直接记录缺陷的形状，对缺陷定性需有丰富的经验，不适于检测奥氏体铸钢件，因为粗大的树枝状奥氏体晶粒和晶问沉淀物引起的散射会影响检测的进行。国外多偏重于应用RT，我国则看中UT的优点多应用UT。三、 压力容器焊接接头强度试验这是通过对产品进行超载试验来判断接头强度以及受压元件(一个结构，比如整个容器)合不合格.(1）水压试验 目的是检查焊缝和密封元件的紧密性和接头以及受压元件的强度，所以试验应在除最终热处理工序外所有生产工序完成后进行。（2）气压试验用于对气密性要求特别高的容器或排水困难的容器。四、 致密性检查（泄漏试验） 主要是对焊缝致密性和结构密封性进行检查，应在外观检查后进行，用于检查容器焊缝内是否有贯穿性裂纹、气孔、夹渣、未焊透等缺陷。按结构设计要求及制造条件可以有：（1)气密性试验(2)氨渗漏试验(3）煤油渗漏试验（4)真空试漏法五、 硬度检验 作为无损检测的硬度试验,是直接在产品的接头区测硬度，目的是对产品直接检测以检测焊工遵守工艺或制造过程（主要是热处理)是否符合技术要求。这种检测过去国内很少用，而国外则应用较多。瑞士产的EQUOTIP便携式数