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
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