众所周知,未熔合是指熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。常见的有坡口未熔合、层间未熔合等。本文介绍的是一种层间未熔合。
一般所说的层间未熔合往往是指多道焊接时焊道与焊道之间的未熔合,形态上与条状夹渣比较接近。本文所说的这种未熔合另有特点,下面予以介绍,以期引起注意。
1 未熔合产生的位置和形态特征
这种未熔合产生在环缝自动焊的前后搭头处(图1中字母A所在曲面)。图中的环缝已完成背面焊道、正面已经碳弧刨清根,盖面的自动焊起始焊道形状如图所示。在图中,熔融的金属液在碳弧刨清根处突然下降而形成一个近乎陡直的曲面,未熔合就产生在这个曲面上。
X射线底片的照片见图2a～f,其中图2a～c中工件材质为16Mng,厚为12mm;而图2d和e中材质为16Mng,厚为10mm;图2f中材质为20g,厚为8mm。这种未熔合一般呈月牙形,它有以下特点:它产生在焊缝的中央,有一条边缘清晰的凸弧形边,过弧形边中点的切线与焊缝轴线垂直,弧形边往往黑度稍大,其余部分黑度较淡且均匀,轮廓有的清楚,有的比较模糊(图2e)。
返修时发现这种缺陷埋藏不深,往往稍作打磨就会露头,在实物上可以清楚地看到这是同一环焊道前后接头处没有熔合,接头处存在着间隙或分界线,有时其间存在夹渣,因此认定这是未熔合。因为它存在于焊道与焊道之间,所以说这是层间未熔合的一种特殊表现形态。
2 未熔合及其影象产生原因的初步分析
如前所述,此类未熔合产生在图1中曲面A上。图3是对图1的一种简化,它只把产生未熔合的曲面A提取出来,展示在空间。当射线沿方向1前进,射线与曲面夹角较大,底片上未熔合的形状就比较宽胖,凸弧边缘黑度较淡。当射线沿方向2前进,射线与曲面近乎相切,在底片上未熔合凸弧边黑度较大,弧线清晰,整个未熔合形状窄而细,此时的影象成形机理与坡口未熔合的影象成形机理有些类似。图2a与b是相邻的两个环缝底片,所示的是同一个未熔合缺陷,在图2a中射线方向类似方向1,图2b中射线方向类似方向2。
未熔合产生的主要原因是焊接线能量偏小。当环缝焊接到起弧处,焊丝碰到曲面A时,由于曲面A是一个很陡直的斜面,焊丝在同样时间里实际焊接的长度扩大1/sinH倍,造成焊接线能量突然减小,就很可能造成未熔合。
3 结论
本文介绍的是同一环焊缝前后接头间产生的层间未熔合。其基本形态是月牙形,有一条边缘清晰的凸弧形边,月牙的走向与焊缝纵轴垂直,一般在焊缝的中部。未熔合危害性很大,应引起足够的重视。