焊接质量控制及缺陷分析检验

第1章 焊接质量控制与管理/ 1

1.1　焊接质量控制及评定标准/ 1

1.1.1　焊接质量控制意义 / 1

1.1.2　焊接质量评定标准 / 2

1.2　焊接质量控制及影响因素/ 3

1.2.1　焊接质量控制体系 / 3

1.2.2　焊接质量控制要素 / 4

1.2.3　焊接质量控制内容与实施 / 6

1.2.4　焊接质量体系的运行 / 13

1.2.5　焊接返修质量控制 / 14

1.3　焊接质量管理/ 15

1.3.1　焊接质量管理的概念 / 15

1.3.2　焊接质量管理的内容 / 17

1.4　实例分析/ 21

1.4.1　合江长江一桥钢管拱肋高空焊接质量控制分析 / 21

1.4.2　EPR 核电站核岛钢衬里安装焊接质量控制分析 / 24

1.4.3　300MW 火电机组焊接质量控制分析 / 28

第2章 焊接成形缺陷与检验分析基础/ 32

2.1　焊接缺陷分类及影响因素/ 32

2.1.1　常见焊接缺陷类型 / 32

2.1.2　焊接缺陷影响因素 / 39

2.1.3　焊接缺陷对产品质量的影响 / 43

2.2　焊接质量检验及方法/ 46

2.2.1　焊接质量检验内容 / 46

2.2.2　焊接检验方法与实施 / 52

第3章 焊缝外观缺欠/ 74

3.1　焊缝咬边分析/ 74

3.1.1　焊缝咬边类型及特点 / 74

3.1.2　焊缝咬边对接头质量影响 / 74

3.1.3　咬边原因及防止措施 / 76

3.2　未熔合及未焊透分析/ 77

3.2.1　未熔合及未焊透的危害 / 77

3.2.2　未熔合及未焊透产生的原因 / 79

3.2.3　未熔合及未焊透的防止措施 / 80

3.3　焊缝外观缺欠分析实例/ 81

3.3.1　耐热合金薄壁件脉冲激光焊接外观缺陷分析 / 81

3.3.2　液压机架结构件焊接未熔合缺陷的分析与防止 / 84

3.3.3　高速焊钢管焊缝凹陷和咬边分析 / 87

3.3.4　高炉立峰管极电渣焊接头未熔合缺陷的防止 / 88

3.3.5　钛合金导弹舱体未焊透缺陷的分析 / 90

3.3.6　安装膜式壁打底焊道未焊透原因及防止 / 93

第4章 焊缝成分偏析和夹杂/ 96

4.1　焊缝成分偏析分析/ 96

4.1.1　焊缝中成分偏析分类 / 96

4.1.2　偏析产生的原因及防止措施 / 97

4.2　焊缝非金属夹杂物分析/ 98

4.2.1　焊缝中非金属夹杂物分类与特征 / 98

4.2.2　焊缝中非金属夹杂物防止措施 / 99

4.3　缺陷检验方法/ 100

4.3.1　夹杂物的显微观察 / 100

4.3.2　夹杂物及物相的测试法 / 101

4.4　焊缝偏析与夹杂物分析实例/ 104

4.4.1　高强钢焊缝金属中的非金属夹杂物分析 / 104

4.4.2　微合金钢焊缝金属中夹杂物的分析 / 109

4.4.3　埋弧焊接钢管焊缝边缘夹杂物分析 / 112

4.4.4　螺旋管焊缝夹杂物分析及防止措施 / 115

4.4.5　船体结构焊缝非金属夹杂物对断裂韧度的影响 / 116

4.4.6　非金属夹杂物对N6 等离子弧焊接头性能影响 / 119

第5章 焊缝中的气孔/ 122

5.1　焊缝中的气孔/ 122

5.1.1　气孔类型及特征 / 122

5.1.2　气孔的产生及危害 / 124

5.2　焊缝气孔分析/ 126

5.2.1　焊缝气孔的产生机理及影响因素 / 126

5.2.2　焊缝中气孔的防止措施 / 130

5.3　焊缝气孔分析实例/ 135

5.3.1　铝合金分馏塔及管道焊接气孔分析 / 135

5.3.2　镁/铝异种金属激光焊气孔形成与防止措施 / 138

5.3.3　2A12 铝合金管件电子束焊气孔缺陷分析 / 140

5.3.4　Si/Al 电子封装激光焊气孔形成与防止措施 / 142

5.3.5　ZQ650-1 转轴焊修的气孔及消除措施 / 147

5.3.6　船用铝镁合金MIG 焊气孔形成与防止措施 / 148

5.3.7　小口径耐热合金钢管钨极氩弧焊气孔分析与防治 / 151

第6章 焊接应力与变形/ 154

6.1　焊接应力分析/ 154

6.1.1　影响焊接应力集中的因素 / 154

6.1.2　焊接应力防止措施 / 158

6.2　焊接变形分析/ 160

6.2.1　焊接变形特点及分类 / 160

6.2.2　影响焊接变形的因素 / 162

6.2.3　防止焊接变形的措施 / 170

6.3　防止焊接应力与变形实例/ 173

6.3.1　核电站反应堆堆内构件仪表套管焊接变形控制 / 173

6.3.2　全焊接A 型铝合金地铁底架组焊与变形控制 / 178

6.3.3　大型油罐焊接变形控制 / 182

6.3.4　大中型储罐焊接应力与变形的控制与消除 / 186

6.3.5　三峡电站700MW 转子圆盘支架焊接变形控制 / 188

6.3.6　大型复杂构件的焊接应力与变形控制 / 191

6.3.7　超高净空巨型倾斜扁平钢柱群焊接变形控制 / 194

6.3.8　动车组车体平顶结构焊接变形控制 / 199

6.3.9　港珠澳大桥深水区非通航孔桥钢箱梁焊接变形控制 / 202

6.3.10　苗尾水电站座环上筒体焊接变形控制 / 205

第7章 焊接裂纹/ 211

7.1　焊接热裂纹/ 211

7.1.1　焊接热裂纹分类及特征 / 211

7.1.2　焊接热裂纹分析方法 / 213

7.2　焊接冷裂纹/ 220

7.2.1　焊接冷裂纹分类及特征 / 220

7.2.2　焊接冷裂纹分析方法 / 222

7.3　焊接裂纹影响因素与防止措施/ 233

7.3.1　焊接热裂纹影响因素 / 233

7.3.2　热裂纹及再热裂纹防止对策 / 236

7.3.3　焊接冷裂纹影响因素 / 237

7.3.4　焊接冷裂纹防止措施 / 238

7.4　焊接裂纹分析实例/ 242

7.4.1　大庆30 万吨乙烯工程9Ni 钢球罐焊接液化裂纹分析 / 242

7.4.2　347 奥氏体不锈钢焊接热裂纹与再热裂纹分析 / 246

7.4.3　国产600MW 机组高加管座焊接延迟裂纹分析 / 251

7.4.4　NiTiNb/TC4 异种材料激光焊接裂纹分析 / 253

7.4.5　硬质合金与钢电子束焊接接头裂纹及断裂分析 / 256

7.4.6　核电SA738Gr.B 钢制安全壳裂纹分析与对策 / 260

7.4.7　300MV 汽轮发电机定子基座裂纹分析与对策 / 266

7.4.8　西气东输X80 管线钢的焊接冷裂纹分析 / 270

7.4.9　龙滩电站蜗壳排水阀阀座焊接裂纹分析与对策 / 273

7.4.10　大厚度异种钢焊接裂纹原因分析与对策 / 276

第8章 焊接结构断裂/ 282

8.1　焊接结构疲劳断裂分析/ 282

8.1.1　疲劳的基本概念 / 282

8.1.2　焊接接头的疲劳性能 / 285

8.1.3　影响焊接结构疲劳强度的因素 / 288

8.1.4　改善焊接接头疲劳强度的措施 / 291

8.2　焊接结构脆性断裂分析/ 295

8.2.1　脆性断裂机理 / 295

8.2.2　脆性断裂特征及影响因素 / 296

8.2.3　脆性断裂的防止措施 / 298

8.3　焊接结构断裂分析实例/ 301

8.3.1　汽轮机17CrMo1V 焊接低压转子脆性断裂分析 / 301

8.3.2　汽车车架焊接接头疲劳断裂分析与对策 / 303

8.3.3　核电汽轮机低压焊接转子接头高周疲劳分析 / 309

8.3.4　换热器管束焊缝发生疲劳断裂分析 / 314

8.3.5　某型发动机导管焊缝疲劳裂纹失效分析 / 316

8.3.6　输油管线螺旋焊管焊缝断裂失效分析 / 318

8.3.7　超声冲击对高速列车转向架焊接接头疲劳性能影响 / 321

8.3.8　抛丸处理对A5083 铝合金焊接接头疲劳性能影响 / 325

附录 部分焊接缺欠、无损检测及质量控制国家标准/ 330

参考文献/ 334 2100433B

本书从先进性和实用性出发,以焊接成形质量检验及缺陷分析为基础,结合具体的生产实例,阐述了各类焊缝中常见的焊接缺陷,例如焊缝外观、气孔、夹杂物、变形、结构疲劳和脆性断裂等,帮助读者了解产生焊接缺陷的原因,如何进行基本分析并提出相对有效的防止对策。全书突出实用性,给出的实例均是来源于生产实践的各种焊接成形缺陷实例,并有针对性地进行分析,以有效指导实际焊接生产。为了适应现代新的焊接技术与方法在工程结构中的应用现状,本书还介绍了一些新材料(包括钛合金、高强铝合金、镁合金等)与新焊接技术(激光焊、电子束焊及搅拌摩擦焊等)及其焊接缺陷分析实例。

本书可供从事与焊接技术方面相关的工程技术人员、质量管理与控制及焊接检验人员使用,也可供高等院校、科研院所、企事业单位的有关教学、科研和监察人员参考。

第1章焊接成形质量检验及缺陷分析基础/ 1

1.1焊接成形质量评定与控制1

1.1.1焊接质量评定标准1

1.1.2焊接质量控制体系2

1.1.3焊接质量控制内容与实施5

1.2焊接缺陷分类及影响因素12

1.2.1常见焊接缺陷类型12

1.2.2焊接缺陷影响因素19

1.3焊接质量检验及方法23

1.3.1焊接质量检验内容23

1.3.2焊接检验方法与实施30

第2章焊缝外观缺欠/ 52

2.1焊缝咬边分析52

2.1.1焊缝咬边类型及特点52

2.1.2焊缝咬边对接头质量的影响52

2.1.3咬边原因及防止措施54

2.2未熔合及未焊透分析55

2.2.1未熔合及未焊透的危害55

2.2.2未熔合及未焊透产生的原因57

2.2.3未熔合及未焊透的防止措施58

2.3焊缝外观缺欠检验方法59

2.4焊缝外观缺欠分析实例61

2.4.1液压支架结构件焊接未熔合缺陷的分析与防止61

2.4.2高速焊钢管焊缝凹陷和咬边分析63

2.4.3高炉立峰管极电渣焊接头未熔合缺陷的防止65

2.4.4钛合金导弹舱体未焊透缺陷的分析67

2.4.5安装膜式壁打底焊道未焊透原因及防止70

第3章焊缝成分偏析和夹杂/ 72

3.1焊缝成分偏析分析72

3.1.1焊缝中成分偏析分类72

3.1.2偏析产生的原因及防止措施73

3.2焊缝非金属夹杂物分析74

3.2.1焊缝中非金属夹杂物分类与特征74

3.2.2焊缝中非金属夹杂物防止措施75

3.3缺陷检验方法76

3.3.1夹杂物的显微观察76

3.3.2夹杂物及物相的测试法77

3.4焊缝偏析与夹杂物分析实例80

3.4.1高强钢焊缝金属中的非金属夹杂物分析80

3.4.2微合金钢焊缝金属中夹杂物的分析85

3.4.3埋弧焊接钢管焊缝边缘夹杂物分析88

3.4.4螺旋管焊缝夹杂物分析及防止措施91

3.4.5船体结构焊缝非金属夹杂物对断裂韧度的影响93

第4章焊缝中的气孔/ 96

4.1焊缝中的气孔96

4.1.1气孔类型及特征96

4.1.2气孔的产生及危害98

4.2焊缝气孔分析100

4.2.1焊缝气孔的产生机理及影响因素100

4.2.2焊缝中气孔的防止措施104

4.3焊缝气孔分析实例108

4.3.1铝合金分馏塔及管道焊接气孔分析108

4.3.2镁/铝异种金属激光焊气孔形成与防止措施111

4.3.32A12铝合金管件电子束焊气孔缺陷分析114

4.3.4埋弧焊管焊缝夹珠型气孔的形成与消除115

4.3.5ZQ6501转轴焊修的气孔及消除措施117

4.3.6埋弧焊焊接T形焊缝气孔产生原因分析与对策118

4.3.7小口径耐热合金钢管钨极氩弧焊气孔分析与防治121

第5章焊接应力与变形/ 123

5.1焊接应力分析123

5.1.1影响焊接应力集中的因素123

5.1.2焊接应力防止措施127

5.2焊接变形分析129

5.2.1焊接变形特点及分类129

5.2.2影响焊接变形的因素131

5.2.3防止焊接变形的措施138

5.3防止焊接应力与变形实例141

5.3.1核电站反应堆堆内构件仪表套管焊接变形控制141

5.3.2大型焊接H型钢制造工艺与变形控制146

5.3.3大型油罐焊接变形控制150

5.3.4大中型储罐焊接应力与变形的控制与消除154

5.3.5三峡电站700MW转子圆盘支架焊接变形控制156

5.3.6大型复杂构件的焊接应力与变形控制159

5.3.7大型复杂结构铝筒焊接变形控制162

第6章焊接裂纹/ 165

6.1焊接热裂纹165

6.1.1焊接热裂纹分类及特征165

6.1.2焊接热裂纹分析方法167

6.2焊接冷裂纹174

6.2.1焊接冷裂纹分类及特征174

6.2.2焊接冷裂纹分析方法176

6.3焊接裂纹影响因素与防止措施186

6.3.1焊接热裂纹影响因素186

6.3.2热裂纹及再热裂纹防止对策189

6.3.3焊接冷裂纹影响因素190

6.3.4焊接冷裂纹的防止措施191

6.4焊接裂纹分析实例194

6.4.1大庆30万吨乙烯工程9Ni钢球罐焊接液化裂纹分析194

6.4.2347奥氏体不锈钢焊接热裂纹与再热裂纹分析198

6.4.3国产600MW机组高加管座焊接延迟裂纹分析203

6.4.4船舶高强钢结构低温环境下焊接冷裂纹的防止205

6.4.5西气东输X80管线钢的焊接冷裂纹分析207

6.4.6核电站波动管对接焊缝裂纹分析210

6.4.7船体外板装配焊接裂纹分析212

6.4.8龙滩电站蜗壳排水阀阀座焊接裂纹分析与对策215

6.4.9大厚度异种钢焊接裂纹原因分析与对策218

6.4.10液压支架用Q550 Q690高强钢焊接裂纹分析224

6.4.11高水头电站压力钢管环焊缝裂纹分析227

第7章焊接结构断裂/ 231

7.1焊接结构疲劳断裂分析231

7.1.1疲劳的基本概念231

7.1.2焊接接头的疲劳性能234

7.1.3影响焊接结构疲劳强度的因素237

7.1.4改善焊接接头疲劳强度的措施240

7.2焊接结构脆性断裂分析243

7.2.1脆性断裂机理243

7.2.2脆性断裂特征及影响因素244

7.2.3脆性断裂的防止措施246

7.3焊接结构断裂分析实例249

7.3.120MnSi带肋钢筋焊接脆性断裂原因及工艺优化249

7.3.2汽轮机17CrMo1V焊接低压转子脆性断裂分析252

7.3.3汽车车架疲劳断裂损坏分析与焊接修复254

7.3.45A06铝合金及其焊接接头的疲劳断裂分析259

7.3.5换热器管束焊缝发生疲劳断裂分析262

7.3.6某型发动机导管焊缝疲劳裂纹失效分析265

7.3.7输油管线螺旋焊管焊缝断裂原因分析267

7.3.8工业蒸汽管道断裂原因分析270

第8章焊接缺陷综合分析实例/ 274

8.1综合实例分析1274

8.2综合实例分析2278

8.3综合实例分析3281

8.4综合实例分析4285

附录焊缝缺陷检验及质量控制国家标准汇总/ 289 2100433B

本书突出先进性和实用性，以焊接成形质量检验及缺陷分析为基础，阐述了各类焊缝中常见的焊接缺陷，例如焊缝外观、气孔、夹杂物、变形、结构疲劳和脆性断裂等缺陷，帮助读者了解产生焊接缺陷的原因、如何进行分析和提出防止对策等，并给出来源于生产实践的各种焊接成形缺陷的分析与防止的实例及分析，以指导实际焊接生产。此外，本书正文中相关国家或行业标准均为最新标准或更新标准，且附加了目前我国现行各行业焊接缺陷检验及质量控制的相关国家标准。

本书主要供从事与焊接技术方面相关的工程技术人员、管理和质量检验人员使用，也可供高等院校、科研院所、企事业单位的有关教学、科研和监察人员参考。

《焊接质量控制与检验(第2版)》注重综合性焊接技术管理的阐述，内容包括：焊接质量保证体系的建立和运行、焊接质量管理与工艺规程、焊接工艺评定、焊接质量检验、焊接培训与资格认证等，《焊接质量控制与检验(第2版)》内容可以指导实际应用。

焊接质量控制在工程结构生产中是一个很重要的方面。近年来社会发展迫切需要焊接质量控制、管理与检验方面的综合性技术书籍。本书主要供从事与焊接技术相关的工程技术人员、管理人员和质量检验人员使用厂也可供高等院校、科研院所、企事业单位的有关教学和技术人员参考。