焊缝咬边的影响

咬边是焊接缺陷之一，如图1所示。由于焊接工艺参数不当或操作方法不正确，施焊时沿焊趾的母材部位产生沟槽或凹陷，俗称咬肉。


图1 咬边图示

1 咬边的危害

咬边是常见的焊接缺陷。

（1）咬边造成微小区域的形状突变，会产生应力集中，据国外资料介绍咬边部位的应力集中系数可能高达3；

（2）咬边是“开口”缺陷，尤其是位于容器内表面的咬边将直接和介质接触，介质在压力作用下会进入咬边内部，形成不流动的介质“死区”，在长期使用过程中“死区”的介质会逐渐浓缩，促发局部腐蚀；

（3）咬边在渗入其内部介质压力的作用下容易诱发裂纹。

2 标准对咬边的要求

国外不同标准对咬边要求的宽严程度是不一致的，欧美国家绝大多数压力容器由于已将焊缝表面修磨，因此，实际上很少有咬边存在。

鉴于国内现有的制造水平，要求所有的产品均不得存在咬边，既无可能也无必要，因此，GB/T 150《压力容器》等将对咬边的要求分为如下两种情况：

（1）GB/T 150《压力容器》等规定在如下几种情况下不得有咬边，即施焊时最好不产生咬边，如若产生咬边，则用砂轮修磨。GB/T 150.4《压力容器 第4部分：制造、检验和验收》对咬边的要求如图所示2所示。


图2 GB/T 150.4对咬边的要求

①用标准抗拉强度下限值大于540 MPa低合金钢和Cr-Mo、Cr-Mo-V钢材制造的压力容器。这是因为随着钢材强度级别的提高及合金含量的增加，其缺口敏感性会增加，韧性储备相应下降，咬边对其安全的危害性也会相应增加，此外，用上述材料制造的容器数量相对较少，运行条件较为苛刻、造价较高，依国内目前的现状对其精心制造，既是必要的也是可能的；

②采用不锈钢材制造的容器。采用不锈钢材制造容器主要是为了防腐，而咬边的危害之一就是加速局部腐蚀，甚至产生应力腐蚀裂纹；

③承受循环载荷或应力腐蚀的容器。主要是咬边易造成应力集中，在焊缝表面形成疲劳裂纹源，在循环载荷作用下，产生疲劳裂纹。在应力腐蚀介质的环境中，与焊接残余应力叠加，就增加产生应力腐蚀裂纹倾向；

④低温压力容器。这是为了避免咬边的存在可能诱发的低温下的脆断；

⑤焊接接头系数取为1的容器。焊接接头系数取为1，就意味着设计者要求焊接接头对容器的强度不存在任何削弱，二者是等强度的，从这点出发当然不能允许咬边的存在。

（2）允许存在一定量的咬边。除上述几种“不应有咬边”的情况外，对多数一般产品而言可以允许存在一定量的咬边。所谓的一定量的咬边就是对咬边的深度、咬边的连续长度、咬边的总长度加以限制，图2所示。