常見的焊接缺陷

形成原因及預(yù)防措施

焊接工藝在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著至關(guān)重要的角色，其質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和可靠性。然而，在焊接過程中，由于多種因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)各種缺陷，這些缺陷如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，可能會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。接下來，讓我們一起深入了解常見的焊接缺陷及預(yù)防措施。

Part 1

焊接咬邊

咬邊是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽，它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充所留下的缺口。

咬邊減小了母材的有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。

產(chǎn)生原因

產(chǎn)生咬邊的主要原因是電弧熱量太高，也就是電流太大，運(yùn)條速度太小所造成的。同時(shí)，焊條與工件間角度不正確，擺動(dòng)不合理，電弧過長(zhǎng)，焊接次序不合理等也都會(huì)造成咬邊。此外，直流焊時(shí)電弧的磁偏吹也是產(chǎn)生咬邊的一個(gè)原因，某些焊接位置（立、橫、仰）還會(huì)加劇咬邊情況。

預(yù)防措施

應(yīng)對(duì)咬邊這一缺陷，可以矯正操作姿勢(shì)，選用合理的規(guī)范，采用良好的運(yùn)條方式，這些都有利于消除咬邊。焊角焊縫時(shí)，交流焊可以減少磁偏吹現(xiàn)象，從而降低咬邊風(fēng)險(xiǎn)。

Part 2

焊瘤

焊瘤焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出,冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。

焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷，易導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)。同時(shí)，焊瘤改變了焊縫的實(shí)際尺寸，會(huì)帶來應(yīng)力集中，管道內(nèi)部的焊瘤減小了它的內(nèi)徑，甚至可能造成流動(dòng)物堵塞。

產(chǎn)生原因

焊接電流過大或電弧熱量過高、焊條熔化過快、焊條質(zhì)量欠佳（如偏芯），焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢(shì)不當(dāng)?shù)榷既菀桩a(chǎn)生焊瘤，且在橫、立、仰位置更易形成該缺陷。

預(yù)防措施

（1）焊接前應(yīng)徹底清理坡口及其附近的臟物；組對(duì)間隙要合適；選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骱瓦\(yùn)條角度，熟練掌握操作技術(shù)，保持焊速均勻。

（2）堿性焊條采用短弧焊接，極性反接。

Part 3

凹坑

凹坑指焊縫表面或背面低于母材的部分，由于收弧時(shí)焊條(焊絲)未作短時(shí)間停留造成的凹坑也稱為弧坑。凹坑會(huì)減小焊縫有效截面積，弧坑還常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔等問題。

產(chǎn)生原因

1、焊接收弧時(shí)操作不當(dāng)，熄弧時(shí)間過短。

2、自動(dòng)焊時(shí)送絲與電源同時(shí)切斷，沒有先停絲再斷電。

預(yù)防措施

預(yù)防凹坑出現(xiàn)，可選用有電流衰減系統(tǒng)的焊機(jī)，盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范，收弧時(shí)讓焊條在熔池內(nèi)短時(shí)間停留或環(huán)形擺動(dòng)，以填滿弧坑。

Part 4

未焊滿

未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。未焊滿會(huì)削弱焊縫，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，并且由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，還容易帶來氣孔、裂紋等不良影響。

產(chǎn)生原因

填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因，規(guī)范太弱、焊條過細(xì)、運(yùn)條不當(dāng)?shù)纫矔?huì)導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)。

預(yù)防措施

應(yīng)對(duì)未焊滿的策略包括加大焊接電流、加焊蓋面焊縫等。比如焊接之前先用較小直徑的焊條或較低電流的焊接填焊，填焊以后再進(jìn)行正常焊接；拉焊時(shí)速度不要太快，對(duì)于大焊縫，可以先調(diào)好電流，然后從一邊開始焊接，采用之字型擺動(dòng)，手法用力均勻地進(jìn)行操作。

Part 5

局部燒穿

燒穿是指在焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷。

產(chǎn)生原因

主要產(chǎn)生原因是焊接電流太大、焊件加熱過高、坡口對(duì)接空隙太大、焊接速度太慢、電弧停留時(shí)間太長(zhǎng)等。

燒穿是鍋爐壓力容器產(chǎn)品上不允許存在的缺陷，它完全破壞了焊縫，使接頭喪失其連接及承載能力。

預(yù)防措施

防治燒穿可選用較小電流并配合合適的焊接速度，減小裝配間隙，在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊，使用脈沖焊等手段。比如氣保焊出現(xiàn)燒穿時(shí)，可根據(jù)不同的板厚、焊接結(jié)構(gòu)、坡口形式，選擇合適的焊接工藝參數(shù)；控制電弧長(zhǎng)度，盡量使用短弧焊接，焊絲可做適當(dāng)?shù)闹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)；適當(dāng)增加鈍邊高度；減小過大的底層間隙。

Part 6

氣孔

焊接氣孔主要是在熔池中的氣泡在金屬凝固時(shí)未能及時(shí)逸出而形成的空穴。

氣孔的存在對(duì)焊縫危害不小，它會(huì)減少焊縫的有效截面積，使焊縫致密性降低，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度降低、塑性變差，還可能引起泄漏，并且是引起應(yīng)力集中的因素，氫氣孔甚至還可能促成冷裂紋。

產(chǎn)生原因

產(chǎn)生氣孔的原因有多種，常見的是母材或填充金屬表面有銹、油污等，因?yàn)樵诤附痈邷叵?，這些雜質(zhì)會(huì)分解產(chǎn)生氣體；焊條及焊劑未烘干，同樣會(huì)增加氣孔量；焊接線能量過小，熔池冷卻速度大，不利于氣體逸出；焊縫金屬脫氧不足也容易增加氧氣孔。

預(yù)防措施

為了防止氣孔出現(xiàn)，我們可以采取以下預(yù)防措施：首先要嚴(yán)格控制藥皮的含水量，比如預(yù)先對(duì)加入量較多的硅酸鹽進(jìn)行先期脫水處理，選擇含水量低的材料等；合理加入氟化物，在保證冶金去氫能力前提下控制其使用量，并可采用復(fù)合氟化物來提高去氫能力；適當(dāng)增加碳酸鹽的加入量及提高熔渣的堿度，有助于脫氧和改善熔池流動(dòng)性；控制焊芯的含硅量及限制熔敷金屬的硅含量；采用高模數(shù)低濃度水玻璃作為焊條的粘結(jié)劑；另外，也要適當(dāng)提高焊條的烘焙溫度并延長(zhǎng)烘焙時(shí)間。同時(shí)，焊接前要做好焊接材料表面的清潔工作，去除銹跡、油污等雜質(zhì)，選擇合適的焊接規(guī)范，確保焊接過程中熔池的氣體能順利逸出。

Part 7

裂紋

熱裂紋通常在焊接過程中接近固相線的高溫下產(chǎn)生，其位置多在焊縫金屬的中心和電弧焊的起弧與熄弧的弧坑處，呈縱向或橫向輻射狀，嚴(yán)重時(shí)能貫穿到表面和熱影響區(qū)多存在于焊縫金屬內(nèi)，不過有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在焊接熔合線附近的母材內(nèi)。

冷裂紋一般是焊接完成后冷卻到低溫或室溫時(shí)出現(xiàn)的裂紋，或者焊接完成后經(jīng)過一段時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋，通常具有延遲性質(zhì)，也被稱為延遲裂縫或氫致裂縫，具有較大危險(xiǎn)性。

產(chǎn)生原因

熱裂紋的成因與焊接時(shí)產(chǎn)生的偏析、冷熱不均以及焊條(填充金屬)或母材中的硫含量過高有關(guān)。

冷裂紋的產(chǎn)生主要未焊接接頭形成淬硬組織、擴(kuò)散氫的存在和濃集、存在較大的焊接拉伸應(yīng)力，其中擴(kuò)散氫是誘發(fā)冷裂縫最為活躍的因素。

預(yù)防措施

應(yīng)對(duì)熱裂紋，可從多方面入手。

①控制焊縫中有害雜質(zhì)含量：嚴(yán)格限制母材和焊接材料中的硫(S)、磷(P)、碳(C)等有害雜質(zhì)含量。

②改善焊縫結(jié)晶組織：通過向焊縫添加某些合金元素（如Mo、V、Ti等）來改變結(jié)晶組織形態(tài)，細(xì)化晶粒，提高抗裂性。

③限制稀釋率：減少母材向焊縫轉(zhuǎn)移有害雜質(zhì)的可能性，如開大坡口、減小熔深、堆焊隔離層等。

④選擇合理的接頭形式和確定合理的焊接順序：減少焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拘束應(yīng)力。

⑤確定合理的焊接參數(shù)

為防治冷裂紋，一是采用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中的擴(kuò)散氫含量；二是焊條和焊劑在使用前要嚴(yán)格按照規(guī)定烘干，仔細(xì)清理坡口和焊絲，去除油污、水分和銹斑等贓物，減少氫的來源；三是選擇合理的焊接規(guī)范和線能量，比如焊前預(yù)熱、控制層間溫度、焊后緩冷等，以此改善焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)。

Part 8

未焊透

焊接未焊透是指焊縫的熔透深度小于板厚時(shí)形成的。在單面時(shí)，焊縫熔透到達(dá)不了焊件底部；雙面焊時(shí)兩道焊縫熔深總厚度小于焊件厚度而形成的。

未焊透的危害未焊透的危害之一是減少了焊縫的有效截面積,使接頭強(qiáng)度下降。其次,未焊透焊透引起的應(yīng)力集中所造成的危害,比強(qiáng)度下降的危害大得多。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。

產(chǎn)生原因

產(chǎn)生未焊透的原因(1)焊接電流小,熔深淺。(2)坡口和間隙尺寸不合理,鈍邊太大。(3)磁偏吹影響。(4)焊條偏芯度太大(5)層間及焊根清理不良。

預(yù)防措施

使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊縫時(shí),用交流代替直流以防止磁偏吹,合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理,能夠集中熱量，提高熔深，有效防止未焊透的產(chǎn)生。

Part 9

未熔合

固體金屬與填充金屬之間(焊道與母材之間)，或者填充金屬之間(多道焊時(shí)的焊道之間或焊層之間)局部未完全熔化結(jié)合。

未熔合的危害未熔合是一種面積型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載截面積的減小都非常明顯,應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重,其危害性僅次于裂紋。

產(chǎn)生原因

產(chǎn)生未熔合缺陷的原因(1)焊接電流過小;(2)焊接速度過快;(3)焊條角度不對(duì);(4)產(chǎn)生了弧偏吹現(xiàn)象;(5)焊接處于下坡焊位置,母材未熔化時(shí)已被鐵水覆蓋;(6)母材表面有污物或氧化物影響熔敷金屬與母材間的熔化結(jié)合等。

預(yù)防措施

未熔合的防止：采用較大的焊接電流,正確地進(jìn)行施焊操作,注意坡口部位的清潔。