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大型机械焊接加工后的检验标准有哪些?
[2024-11-28]

大型机械焊接加工后的检验标准有哪些?

外观检验标准

焊缝尺寸

焊缝宽度:焊缝宽度应均匀一致,一般要求在设计规定的公差范围内。例如,对于对接焊缝,其宽度通常是坡口宽度加上一定的余高宽度,实际焊缝宽度与设计宽度的偏差不应超过规定值,如 ±2 - 3mm,具体数值根据不同的焊接工艺和设计要求而定。

焊缝余高:焊缝余高是指焊缝表面超出母材表面的那部分高度。对于承受静载荷的结构,余高一般不应超过 3mm;对于承受动载荷的结构,余高要求更严格,如不超过 2mm,并且余高应过渡平滑,避免出现急剧的高度变化,防止应力集中。

焊缝形状

焊缝表面应平整:不得有明显的凹凸不平。对于大型机械焊接,焊缝表面在 100mm 长度范围内,高低差一般不超过 2mm。焊缝与母材之间应平滑过渡,不得有尖锐的夹角,以防止产生应力集中点,影响结构的使用寿命。

焊缝边缘要求:焊缝边缘应整齐,与母材熔合良好。咬边深度是重点检查内容之一,一般要求咬边深度不超过 0.5mm,连续咬边长度不超过焊缝长度的 10%,且焊缝两侧咬边总长度不超过该焊缝长度的 15%。如果咬边深度过大,会减小母材的有效承载面积,降低结构的强度。

表面缺陷检查

裂纹:焊缝表面绝对不允许有裂纹存在。即使是微小的表面裂纹,在大型机械的使用过程中,也可能会在交变载荷或其他应力作用下迅速扩展,导致结构失效。

气孔和夹渣:单个气孔和夹渣的尺寸有严格限制。对于气孔,其直径一般不超过 1.5mm,且在每 100mm 焊缝长度内,气孔数量不超过一定数量,如 3 个;对于夹渣,其长度在焊缝长度方向上一般不超过 0.5mm,在焊缝宽度方向上不超过 0.3mm,并且在规定长度焊缝内,夹渣的总长度和数量也有相应限制。

无损检测标准

射线检测(RT)

检测范围:对于大型机械焊接的关键部位,如承受高压的容器焊缝、承受重载的桥梁主焊缝等,一般要求进行 100% 射线检测。对于一些次要部位,可按一定比例进行抽检,如 20% - 30%。

质量等级划分:根据国家标准,射线检测结果一般分为 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 级,Ⅰ 级质量最高。对于重要的大型机械焊接结构,内部质量通常要求达到 Ⅱ 级及以上,即焊缝内部不允许有裂纹、未熔合、未焊透等严重缺陷,气孔和夹渣等缺陷也有严格的尺寸和数量限制。例如,在 Ⅱ 级焊缝中,单个气孔的最大尺寸可能限制在焊缝厚度的 10% - 15% 以内。

超声波检测(UT)

检测时机:通常在焊接完成后一定时间内进行,因为刚焊接完的焊缝内部组织不稳定,可能会影响检测结果的准确性。一般在焊接完成 24 小时后进行超声波检测较为合适。

评定标准:和射线检测类似,超声波检测结果也有相应的质量等级划分。对于大型机械焊接结构的主要受力焊缝,其质量等级一般要求达到 B 级或以上,主要检测焊缝内部是否存在裂纹、未熔合、夹渣等缺陷,通过反射波的幅值、位置等参数来判断缺陷的大小和位置,不同质量等级对缺陷的允许程度不同。

磁粉检测(MT)和渗透检测(PT)

适用范围:磁粉检测主要用于检测铁磁性材料表面和近表面的缺陷,如大型钢铁结构件的焊缝;渗透检测适用于各种材料的表面开口缺陷检测。对于大型机械焊接加工后的表面质量检查,这两种方法是对外观检查的重要补充。

检测结果判定:磁粉检测和渗透检测后,根据显示的磁痕或渗透痕迹来判断缺陷的存在和性质。不允许有任何裂纹显示,对于其他线性缺陷(如线性夹渣)和圆形缺陷(如气孔)的显示长度或直径等也有相应的限制,如线性缺陷长度一般不超过 2mm,圆形缺陷直径不超过 1mm。

力学性能检验标准

拉伸试验

取样要求:从焊接试件或产品的焊缝部位按规定的位置和尺寸取样。对于大型机械焊接,取样位置应能代表焊缝的实际质量情况,一般在焊缝中心或熔合线附近。试件的形状和尺寸应符合相应的标准,如矩形试样的宽度一般为 10 - 25mm,厚度为母材厚度,长度应满足试验机的夹持要求。

性能要求:焊缝的抗拉强度应不低于母材标准规定的下限值。例如,对于 Q345 钢的大型机械焊接,焊缝的抗拉强度一般应不低于 470MPa。如果焊缝的抗拉强度低于母材标准,在承受拉伸载荷时,焊缝将先于母材发生断裂,这是不符合要求的。

弯曲试验

试验类型和角度:包括面弯、背弯和侧弯试验。对于大型机械焊接,侧弯试验应用较多。侧弯角度一般要求达到 180°,检查焊缝的塑性和熔合情况。如果在弯曲过程中,焊缝出现裂纹或其他缺陷导致试件断裂,则说明焊缝的质量可能不符合要求。

合格判定:弯曲试验后,焊缝和热影响区外表面在规定的放大倍数下观察,不应有长度超过 3mm 的开口缺陷,如裂纹或分层等。这是为了确保焊缝在承受弯曲载荷时,具有足够的塑性变形能力,不会发生脆性断裂。

冲击试验

试验温度和取样:根据大型机械的使用环境和设计要求确定试验温度。例如,对于在低温环境下使用的大型机械焊接结构,冲击试验温度可能设定为 - 20℃或更低。取样位置通常在焊缝中心、熔合线和热影响区,每个位置至少取 3 个试样。

韧性要求:冲击吸收功应符合设计要求。不同的母材材料和使用环境,对冲击吸收功的要求不同。例如,对于一些高强度合金钢的大型机械焊接结构,焊缝在 - 20℃时的冲击吸收功可能要求不低于 27J,以保证焊缝在低温、冲击载荷等工况下具有足够的韧性,防止发生脆性破坏。


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