学文网摘要：未熔合与未焊透是金属构件焊接中危害性较大的缺陷，但不少射线探伤人员在评片中对射线底片上这两种缺陷不能正确区分。本文对未焊透与未熔合的概念、产生原因、特征及危害性进行了阐述，以帮助评片人员正确识别这些缺陷。
关键词：未熔合 未焊透 识别
Lack of fusion and incomplete penetration of identification discussed at Ray film evaluation
GuoYanxing， Li yong，Ma Xiujing
(Jiaxing Institute of Special Equipment Inspection，Jiaxing 314050，China)
Abstract: Lack of fusion and incomplete penetration welding of metal components dangers of larger defects,But many ray inspection personnel in assessing a film on the film of the ray can not correctly distinguish between the two defects.In this paper, incomplete penetration and lack of fusion of the concept, causes, characteristics and hazards are described to help the evaluation piece to properly identify these defects.
Keywords:Lack of fusionincomplete penetrationIdentification
一、前言
未熔合与未焊透是金属结构焊接中两种比较危害性较大的缺陷。未焊透、尤其是连续未焊透会导致焊缝机械强度大大降低，易延伸为裂纹缺陷，导致构件失效。其危害性取决于缺陷的形状、深度和长度；而未熔合，本身就是一种虚焊，对承载截面积的减小非常明显，造成的应力集中也比较严重，极易开裂，其危害性仅次于裂纹。在特种设备的监督检验工作中发现，不少无损检测人员由于对这两种缺陷的慨念、形成原因、和在底片的特征等没有搞清楚，在射线底片评定时无法正确地辨识这两种缺陷，经常出现错判、漏判或误判现象。本文将就这两种缺陷的成因和定性方法进行探讨。
二、未熔合与未焊透的定义及分类[1]
GB/T6417.1-2005《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》中在采用GB/T3375《焊接术语》的基础上，对“焊接缺欠”和“焊接缺陷”做了更准确的定义。焊接缺欠根据其性质、特征分为以下6个种类（大类）：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合及未焊透、形状和尺寸不良、其它缺欠。每种缺欠又可根据其位置和状态进行分类。
1.未熔合的定义及分类
在GB/T6417.1-2005中对未熔合的定义是：焊缝金属和母材金属或焊缝金属各焊层之间未结合的部分。按缺陷位置可分为3种形式：侧壁（坡口）未熔合、焊道间未熔合、根部未熔合（如***1所示）。
(Figure 1Schematic diagram of lack of fusion)
2.未焊透的定义及分类
相比于旧版GB/T6417-1986，在新版标准
-2005中，未焊透的定义有了较大的变化。原标准中对未焊透的定义是：“焊接时接头根部未完全熔透的现象”，而新标准中对未焊透的的定义为：“实际熔深与公称熔深之间的差异”。按产生部位，可分为根部未焊透和中间未焊透（如***2所示），而新标准中专门对根部未焊透有了一个定义：“根部的一个或两个熔合面未熔化”。
(Figure 2Schematic diagram of lack of penetration)
三、未熔合产生的原因及底片影像分析
1.未熔合的产生原因[2]
未熔合是因焊缝熔敷金属之间或其与母材之间熔合度低于规定范围而形成的缺陷。产生的主要原因有：焊接电流太小；焊速过快；焊件散热速度太快；起焊处温度太低；焊接处于下坡焊位置，母材未得到充分熔化时已被铁水覆盖；操作不当，焊条摆动时在两端停留时间太短；焊条偏弧、磁偏吹；母材表面有锈蚀、油污等脏物影响熔敷金属与母材的熔化结合等。
2.未熔合的底片影像分析[3] [4]
未熔合：按其位置可细分为侧壁（坡口）未熔合、焊道之间未熔合、单面焊根部未熔合。
2.1侧壁（坡口）未熔合
常出现在底片焊缝影像两侧边缘区域，呈直线状的黑线条（U型坡口）或黑色条云状（V型坡口），靠母材侧呈直线状（保留坡口加工痕迹），靠焊缝中心侧多为弯曲状（有时为曲齿状）。垂直透照时，黑度较淡，靠焊缝中心侧轮廓欠清晰。沿坡口面方向透照时会获得黑度大、轮廓清晰、近似于线状细夹渣的影像。该缺陷在焊缝中心侧常伴有点状气孔或夹渣同生，故称黑色未熔合，不含渣的气隙称为白色未熔合。垂直透照时，白色未熔合是很难检出的。若有断续的也是在一直线上（如***3~7所示）。
(Figure 3 fusion diagram of sidewall (groove) lack of fusion )
(Figure 4, image fusion 1 of sidewall (groove) lack of fusion )
(Figure 5image fusion 2 of sidewall (groove) lack of fusion )
(Figure 6image fusion 3of sidewall (groove) lack of fusion )
(Figure 7image fusion 4 of sidewall (groove) lack of fusion )
2.2焊道之间的未熔合
按其位置可分为并排道间未熔合和上下道间（又称层间）未熔合，以及前后焊道间未熔合
a.并排焊道之间未熔合：垂直透照时，在底片上多呈现为黑色线（条）状，黑度不均匀、轮廓不清晰，两端无尖角、外形不规正，与细条状夹渣雷同，大多沿焊缝方向伸长，放大镜观察时，轮廓边界不明显（如***8所示）。
b.层间未熔合：垂直透照时，在底片上多呈现为黑色的不规则的块状影像。黑度淡而不均匀。一般多为中心黑度偏大，轮廓不清晰，与内凹和凹坑影像相似，层间未熔合是一薄层且与射线方向垂直，在底片上很难成像，若伴有夹渣会成像，一般很难判定为未熔合，大都当作夹渣评定了(如***8、9)。
c. 前后焊道间未熔合：前后焊道接头处，在熄弧与起弧重叠的地方经常出现未熔合，主要原因有起焊处温度太低、操作不当或在用砂轮修磨熄弧处时把接头位置修磨成一个近乎陡直的曲面，未熔合就产生在这个曲面上。垂直透照时，底片上呈现为黑色不规则线性或曲线影像，黑度较深，轮廓清晰（如***10、11所示）。
(Figure 8 Schematic diagram of lack of fusion)
(Figure 9lack of fusion between layers of high-power test photos)
在高倍金相组织分析下可清楚见到层间未熔合处熔化的夹渣，焊层间有焊接熔化的非金属夹杂物[5]
(Figure 10Negative image 1 of Lack of fusion between weld)
(Figure 11 Negative image 2 of Lack of fusion between weld)
2.3单面焊根部未熔合
垂直透照时，在底片焊缝根部焊趾线上出现的成直线性的黑色细线，黑度较大，细而均匀，轮廓清晰，靠母材侧保留钝边加工痕迹，靠焊缝中心侧呈曲齿状，常与根部焊瘤同生（如***12、13所示）。
(Figure 12 ,root incomplete fusion anatomical diagrams and film images)
(Figure 13Root incomplete fusion negative image)
(Figure 14Root incomplete fusion negative image)
3.坡口未熔合与条形夹渣的区分[6]
在底片评定时，对产生在坡口位置的条状夹渣和坡口未熔合有时不易区分，坡口未熔合通常要比条状夹渣的影像更直。一般认为当条形夹渣的外侧（母材侧）有直的坡口熔合线特征时，该缺陷多评为坡口未熔合。对于没有直的坡口熔合线特征的条状缺陷，则不能定为未熔合。当定为坡口未熔合时，不论尺寸大小均要返修(如***15、16所示)。
***15 条形夹渣底片影像（无直的坡口熔合特征）
(Figure 16 Slag strip image negative image(No fusion characteristics of straight groove)
(Figure 16negative image of Sidewall (groove) lack of fusion (fusion groove having a straight line features)
三、未焊透产生的原因及底片影像分析
1.未焊透产生的原因[2]
未焊透是指焊缝熔敷金属没有进入接头根部、没有贯穿整个接头厚度，造成母材金属之间没有熔化而形成的缺陷。其产生的主要原因有：坡口角度过小；根部钝边过大或对口间隙过小；焊接电流过小；焊速过快；焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹等。
2.未焊透的底片影像分析[3]
未焊透按其焊接方法可细分为单面焊根部未焊透、双面焊X型坡口中心根部未焊透和带衬垫的焊根未焊透。
2.1单面焊根部未焊透
在底片上多呈现出为规则的、轮廓清晰、黑度均匀的直线状黑线条，有连续和断续之分。多位于焊缝影像的中心位置，线条两侧可见保留钝边加工痕迹。其宽度是依据焊根间隙大小而定。两端无尖角（在用容器未焊透两端若出现尖角，则表示未焊透已扩展成裂纹）。它常伴随根部内凹、错口影像。如***17、18、19所示。
(Figure 17 single-sided welding root anatomical diagram lack of penetration and film images)
(Figure 18Negative image of root incomplete penetration(Radiographic Vertical Small Diameter Tube)
(Figure 19Negative image of root incomplete penetration double-wall double image method of small diameter tubes through the photo)
2.2双面焊坡口中心根部未焊透
在底片上多呈现为规则的、轮廓清晰、黑度均匀的直线性黑色线条，垂直透照时，位于焊缝影像的中心部位，可见两侧保留原钝边加工痕迹。常伴有链孔和点状或条状夹渣，有断续和连续之分，其宽度也取决于焊根间隙的大小，一般多为较细的（有时如细黑线）黑色直线纹（如***20、21所示）。
(Figure 20 double-sided weld groove between anatomical diagram lack of penetration and film images)
(Figure 21, double-sided weld groove anatomy of the middle of incomplete penetration and film images)
2.3带垫板（衬环）的焊根未焊透
在底片上常出现在钝边的一侧或两侧，外形较规则，靠钝边侧保留原加工痕迹（直线状），靠焊缝中心侧不规则，呈曲齿（或曲弧）状，黑度均匀，轮廓清晰。当因根部间隙过小、钝边高度过大而引起的未焊透，与双面焊未焊透影像相似（如***22所示）。
(Figure 22with a plate (backing ring) of the weld root anatomical diagram lack of penetration and film images)
3.错边与因错边引起的单边根部未焊透的区分
错边在施工验收规范中一定程上是允许的，属成形不良。错边的定义是指“焊件表面应平行对齐时，未达到规定的平行对齐要求而产生的偏差”。主要是由于厚度或内径不等（椭圆度）造成的，工件在厚度方向上错开一定位置，大多出现在管子的对接焊缝中，主要是管内表面不平齐。在底片上的特征是：在焊根一侧出现直线性较强的（明显钝边加工痕迹）黑线，轮廓清晰，黑度不均匀。从焊根的焊趾线向焊缝中心逐渐变小，直至边界消失。如果细看的话可以发现它不是一道黑线而是一道不同黑度区域的明暗分界线（如***23、24所示）
(Figure 23the wrong side of the root cause of the incomplete penetration side welding film image (the side of the root filling incomplete)
Figure 24, the wrong side of film images (although the wrong side, but the root of both sides of the filling completely clear dividing line between the black level)
4.根部内凹及未未焊透的区分
根部内凹的定义是：“由于对接焊缝根部收缩产生的浅沟槽”。根部内凹其根部焊道两边已熔合，但由于根部焊缝收缩，使中间略低于母材内表面。内凹深度要用对比试块来确定。在底片上的根部内凹影像中多呈现为不规则的圆形黑化区，黑度是由边缘向中心逐渐增大，轮廓不清晰。而根部未焊透是焊缝金属未进入接头根部，根部未填满，根部一边或两边没有熔化，边界呈直线状（如***25、26所示）。
(Figure 25 is not the root, and root penetration concave diagram)
（Figure 26,root concave negative image）
四、结论
在评片工作中要正确识别未熔合与未焊透缺陷，应该了解接头的坡口类型和具体尺寸，这对于正确识别缺陷是重要的基础资料。同时应了解焊接方法、焊接位置、焊接型式和主要工艺规定，结合材料性能进行综合分析判断 。
参考文献：
[1]GB/T6417.1-2005,金属熔化焊接头缺欠分类及说明.
[2]强天鹏.射线检测.北京：中国劳动和社会保障出版社，2007.4
[3]王学冠.射线照相底片的评定.北京：中国锅炉压力容器安全杂志社，2004.6.
[4]崔秀一,张泽丰,李伟.焊缝射线照相典型***谱.北京：劳动人事部锅炉压力容器安全杂志社，1987.
[5]吕德林，李砚珠.焊接金相分析. 北京：机械工业出版社，1987.10.
[6]李兆太. 关于底片评定的一些观点.压力容器，2004,10:(10),55-57.
注：本文中所涉及到的***表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
转载请注明出处学文网 » 射线底片评定中未熔合与未焊透的识别探讨