受常州某容器制造厂委托,我司赴现场开展检测工作。本次主要检测项目为对厚度达140mm、材质为Q335R的容器对接焊缝坡口面进行磁粉检测,焊缝坡口面见图1。

图1为焊缝坡口图

厚板焊接工艺较为复杂,一般采用多层多焊道焊接工艺,为有效减少内部缺陷,通常在焊接前以及每一层堆焊后都需要进行表面检测。在此次磁粉检测过程中,按照NB/T47013.4-2015标准,我们发现了两处坡口裂纹,见图2。

图2为焊缝坡口面裂纹

磁粉检测是一种用于检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法,其原理主要基于以下几个方面:

1、铁磁性材料的磁化

铁磁性材料(如铁、镍、钴等)具有许多磁畴。在未磁化时,这些磁畴的磁矩方向杂乱无章,对外不显示磁性。当对铁磁性材料施加外部磁场时,磁畴会发生转动和合并,使材料被磁化,形成一个宏观的磁场。

2、缺陷处的漏磁场

若铁磁性材料表面或近表面存在缺陷,如裂纹、气孔、夹杂物等,这些缺陷会导致磁路的不连续。因为缺陷内的空气或其他非磁性物质的磁导率远低于铁磁性材料,当磁化后的磁力线穿过这些缺陷时,会发生畸变,部分磁力线会泄漏到材料表面之外,形成漏磁场。

3、磁粉的吸附

磁粉是一种具有高磁导率和低矫顽力的磁性粉末,通常为铁磁性材料制成。当把磁粉撒在被检测材料表面时,磁粉会被漏磁场吸附,在缺陷处形成磁痕。这些磁痕的形状和分布与缺陷的形状和位置相对应,通过观察磁粉的聚集情况,就可以判断材料表面或近表面是否存在缺陷,以及缺陷的位置、形状和大小等信息。

为了提高检测的灵敏度和准确性,实际检测中常使用磁粉检测设备提供合适的磁化电流和磁场强度,并选择合适的磁粉类型和施加方法。本次检测采用磁轭法(见图3现场检测照片)。在正式检测前,使用A1-30/100型灵敏度试片测试,确认检测灵敏度合格后,方启动现场检测工作。

图3为现场检测照片

结合本次检测结果,下面是我对焊接工艺导致裂纹缺陷的分析。因个人专业认知有限,分析内容难免存在疏漏,恳请各位同行不吝赐教、批评指正。。

(1)厚壁板焊接坡口出现裂纹,意味着焊接时的热输入可能存在问题。若热输入过小,焊缝金属和热影响区冷却速度过快,会加大淬硬倾向,促使裂纹形成。为避免此类情况,需适当提高焊接电流、电压或减慢焊接速度,以增加热输入,但这又可能导致焊接变形加剧,所以要在防止裂纹和控制变形之间寻找平衡。

(2)坡口裂纹可能与焊接材料的匹配性不佳有关。若焊接材料的强度过高、韧性不足,或与母材的化学成分不匹配,就容易产生裂纹。因此,需要重新评估并选择更合适的焊接材料,如选用低氢型焊条或与母材成分更接近的焊丝,以提高焊缝的抗裂性能

(3)裂纹的出现可能表明原有的焊接顺序不合理,导致焊接应力集中。此时,需要调整焊接顺序,采用对称焊接、分段退焊等方法,以减少焊接应力。同时,可能需要改进焊接工艺方法,如采用预热、后热等工艺措施,控制焊缝的冷却速度,降低焊接应力,防止裂纹的产生和扩展。

总之,厚壁板焊接坡口裂纹对焊接工艺的各个环节都有重要影响,需要从焊接参数、材料选择、焊接顺序和工艺方法等多方面进行分析和改进,以确保焊接质量。

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