/ 常見(jiàn)焊接缺陷 /

總結(jié)分析

▉ 焊接接頭的不完整性稱(chēng)為焊接缺陷。

從宏觀上看：可分為裂紋、孔穴，固體夾雜，未熔合，未焊透、形狀缺陷和其它缺陷。

從微觀上看：可分為晶體空間和間隙原子的點(diǎn)缺陷，位錯(cuò)性的線缺陷，以及晶界的面缺陷。微觀缺陷是發(fā)展為宏觀缺陷的隱患因素。

危害：這些缺陷減少焊縫面積，降低承載能力，產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低疲勞強(qiáng)度，易引起焊件破壞或斷裂。其中危害最 大的是焊接裂紋和未熔合。

氣   孔 

▉氣孔焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)所形成的空穴。

▉形成機(jī)理：常溫固態(tài)金屬中氣體的溶解度只有高溫液態(tài)金屬中氣體溶解度的幾十分之一至幾百分之一，熔池金屬在凝固過(guò)程中，有大量的氣體要從金屬匯總逸出來(lái)。當(dāng)凝固速度大于氣體逸出速度時(shí)，就形成氣孔。

▉按氣孔的成因，可分為氮?dú)饪?、氫氣孔和一氧化碳?xì)饪椎取?/span>

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊縫表面有油漆、銹、水等雜質(zhì)；（氫氣孔、一氧化碳?xì)饪祝?/span>

2.焊絲生銹；（氫氣孔）

3.保護(hù)氣體的流量過(guò)大或太?。ㄟ^(guò)大會(huì)產(chǎn)生渦流，太小則保護(hù)區(qū)小，不能可靠保護(hù)熔池）；（氮?dú)饪祝?/span>

4.噴嘴被飛濺堵?。唬ǖ?dú)饪祝?/span>

5.焊絲干伸長(zhǎng)太大或噴嘴位置太高；（氮?dú)饪祝?/span>

6.外界有氣流干擾。（氮?dú)饪祝?/span>

防止措施主要有：

1.焊前仔細(xì)清理焊件坡口及坡口兩側(cè)的鐵銹、油污、水分等，盡量減少氫的來(lái)源；

2.采用合適的保護(hù)氣體流量

氣體流量L=焊絲直徑φ*(10～15)升/min

3.經(jīng)常清理噴嘴；

4.控制焊絲伸出長(zhǎng)度（導(dǎo)電嘴端部到工件的距離一般約等于焊絲直徑的10～15倍且不超過(guò)25mm）

5.必要時(shí)，可進(jìn)行預(yù)熱，減少冷卻速度。

6.控制焊接環(huán)境中風(fēng)速的干擾。

風(fēng)速小于2M/S

收弧縮孔

由于熄弧金屬凝固收縮，而沒(méi)有繼續(xù)填充金屬而形成的孔洞。

產(chǎn)生的主要原因有：

1.熄弧時(shí)間過(guò)短，沒(méi)填滿弧坑；

2.薄板焊接時(shí)使用電流過(guò)大。

防止措施主要有：

在收弧時(shí)應(yīng)在弧坑處稍停留片刻（大約1-2秒鐘），或多做幾次環(huán)形運(yùn)動(dòng)，或者多做幾次收弧動(dòng)作（2-3次），使之有足夠的熔敷金屬填滿熔池。

夾    渣 

夾渣是指焊后熔渣殘存在焊縫中的現(xiàn)象。

夾渣主要有：固體夾雜物、焊渣、氧化夾雜物

產(chǎn)生原因主要有：

1.各層焊渣、飛濺未清除。

2.焊道表面存在鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)。

3.電流太小、運(yùn)弧不當(dāng)。

防止措施主要有：

1.正確選擇焊接參數(shù)，讓熔渣能夠浮出熔池。

2.正確、有規(guī)則地運(yùn)弧，攪拌熔池，使鐵水與熔渣分離。

3.及時(shí)清除各層焊渣及飛濺。

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(méi)有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充留下的缺口。

產(chǎn)生原因一般有：

1.電流太大

2.弧長(zhǎng)太長(zhǎng)

3.焊接速度過(guò)快

4.焊槍位置不當(dāng)

防止措施主要有：

1.根據(jù)焊接工藝選擇正確的焊接電流。

2.控制焊絲伸出長(zhǎng)度不超過(guò)20mm。

3.角接焊時(shí)，焊槍和兩工件的夾角為45度（當(dāng)兩工件不等厚時(shí)，焊絲對(duì)準(zhǔn)的位置應(yīng)偏向厚板，夾角為55°-80°）；沿焊接方向，焊槍與垂直方向保持在10°-25°（前傾或后傾），焊絲對(duì)著兩工件的夾角處或離夾角處1-2mm，勻速施焊。

飛    濺 

熔化的金屬飛向熔池之外，粘結(jié)在母材或焊道表面上形成的單個(gè)的或成簇的金屬顆粒。

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，即焊接電流與電壓不匹配

2.焊槍傾角過(guò)大

防止措施主要有：

1. 正確地選用焊接工藝參數(shù)；

焊接電壓經(jīng)驗(yàn)公式：(0.05*1+14±2)V(1≤300A)

2.控制焊絲伸出長(zhǎng)度不超過(guò)25mm,以剛好可以看清熔池為宜；

3.焊槍的傾角保持在10°-25°（前傾角大于25°時(shí)，將增加熔寬、減小熔深，并增加飛濺）。

焊   瘤 

焊瘤指焊接過(guò)程中金屬流溢到加熱不足的母材或焊縫上，未能和母材或前道焊縫熔合在一起而堆積的金屬缺陷。

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接規(guī)范太大（即電流和電壓太大）。

2.焊接速度太慢

3.裝配間隙太大（背面焊瘤）。

防止措施主要有：

1.正確選用焊接工藝參數(shù)，提高操作技能的熟練程度。

2.嚴(yán)格控制裝配間隙。 

燒   穿 

焊穿是指焊接過(guò)程熔敷金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接電流過(guò)大

2.焊接速度太慢

3.裝配間隙太大

防止措施主要有：

1.選擇合適的焊接電流和焊接速度。

2.嚴(yán)格控制裝配間隙。

裝配間隙允許值

  角接：h≤0.5mm+0.1a(max 2mm)

   (注：h為裝配間隙  a為焊喉)

  對(duì)接：根據(jù)鈍邊大小決定。

未熔合 

未熔合指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔合結(jié)合在一起形成的缺陷。它可以分為側(cè)壁未熔合、層間未熔合和焊縫根部未熔合。焊縫表面未熔合的另外一種形式就是焊瘤。

危害：未熔合是一種面積缺陷，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)生原因主要有：

1.焊接線能量太低；

2.電弧指向偏斜（擺弧不恰當(dāng)）；

3.坡口側(cè)壁有銹垢及污物；

4.層間清渣不徹底等。

防止措施主要有：

1.正確選用線能量（按焊接工藝規(guī)范要求選擇）；

2.調(diào)整焊槍角度：一般焊槍與角接的兩工件成45°，當(dāng)兩工件不等厚時(shí)，焊絲指向稍微偏向板厚的一邊。對(duì)接打底時(shí)，焊絲需對(duì)準(zhǔn)焊縫根部。

3.認(rèn)真操作，加強(qiáng)坡口兩側(cè)和層間清理等。

未焊透 

未焊透指母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部的現(xiàn)象。

危害：減少了焊縫的有效面積，使接頭強(qiáng)度下降。其次，未焊透引起的應(yīng)力集中所造成的危害，比強(qiáng)度下降的危害大的多。未焊透嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。未焊透可能成為裂紋源，是造成焊縫破壞的重要原因。

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接電流太小，熔深淺；

2.間隙尺寸不合理；

3.鈍邊太大。

防止措施主要有：

1.根據(jù)鈍邊大小，選擇合適的焊接電流；

2.設(shè)計(jì)合理的鈍邊尺寸。

成型不良 

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊槍擺動(dòng)不均勻；

2.焊接速度不均勻；

3.電弧燃燒不穩(wěn)定（電流電壓匹配不好，焊縫位置表面未清理或清理不干凈，焊接時(shí)手晃動(dòng)或操作技能不熟練）。

防止措施主要有：

正確選用焊接工藝參數(shù)，提高操作技術(shù)水平。

包角不良 

產(chǎn)生原因主要有：

1.包角方式方法不恰當(dāng)；

2.焊接時(shí)手晃動(dòng)或操作技能不熟練。

防止措施主要有：

1.提高操作技能。

2.焊接接頭盡量避開(kāi)拐角處，減少應(yīng)力集中。 

焊腳不對(duì)稱(chēng) 

角焊縫與母材的焊腳之差超過(guò)一定的限度造成的缺陷。

會(huì)影響實(shí)際的焊縫厚度，進(jìn)而影響到連接強(qiáng)度。

產(chǎn)生原因主要有：

焊絲和焊材的相對(duì)位置不當(dāng)導(dǎo)致焊縫金屬偏向一邊。

防止措施主要有：

焊槍與水平板的夾角保持在45°左右，并將焊絲對(duì)準(zhǔn)焊縫進(jìn)行施焊。

標(biāo)準(zhǔn)要求：兩焊腳之差≤1.5+0.15Z(焊腳) 

焊腳不足（或過(guò)大） 

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接速度太快或太慢；

2.焊接參數(shù)太大或太小。

防止措施主要有：

標(biāo)準(zhǔn)要求焊腳尺寸：

焊腳<10mm，不允許焊腳不足；

焊腳≥10mm，允許焊腳比標(biāo)稱(chēng)尺寸小2mm，但不允許超過(guò)整條焊縫的10%；

焊腳******值允許比標(biāo)稱(chēng)尺寸大的尺寸：1+0.15Z（焊腳）

未填滿（凹陷）

焊縫凹陷是指有效焊縫高度低于母材

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接電流電壓太大；

2.焊接速度太快。

防止措施主要有：

正確選用焊接參數(shù)，選擇合適的焊接速度，注意觀察熔池，使填充金屬填滿焊縫。

標(biāo)準(zhǔn)要求：h≤0.05t(板厚)，最 大不超過(guò)0.5mm

余高過(guò)大

定義：焊縫余高是指焊縫表面兩焊趾連線上的那部分金屬高度。

余高較大，焊縫表面凸起，過(guò)渡不圓滑，易造成應(yīng)力集中，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)承載動(dòng)載不利，因此要限制余高尺寸。

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接參數(shù)不正確：電流太大，電壓太小。

2.焊接速度太慢。

防止措施主要有：

正確選用焊接參數(shù)，選擇合適的焊接速度。

標(biāo)準(zhǔn)要求：h≤1+0.1b(焊縫寬度)，最 大不超過(guò)3mm。

焊趾角度不對(duì) 

焊趾位于焊縫表面與母材交界處，焊趾角度不對(duì)會(huì)造成應(yīng)力集中。

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接速度太快或太慢；

2.電弧燃燒不穩(wěn)定（電流電壓匹配不好，焊接時(shí)手晃動(dòng)或操作技能不熟練）。

防止措施主要有：

焊接速度均勻穩(wěn)定，適當(dāng)擺弧。

標(biāo)準(zhǔn)要求：對(duì)接焊縫α≥150°，角焊縫α≥110°

裂   紋

危害：裂紋是所有焊接缺陷里危害最嚴(yán)重的一種，它的存在是導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)失效的最直接因素，特別是在高危行業(yè)（如壓力容器），它的存在可能導(dǎo)致一場(chǎng)災(zāi)難的事故發(fā)生。這是因?yàn)榱鸭y最 大的一個(gè)特征就是具有擴(kuò)展性，在一定工作條件下會(huì)不斷的“生長(zhǎng)”，直至斷裂。

裂紋的種類(lèi)：按裂紋形成條件，主要分為熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂。

1.熱裂紋多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下，有沿晶界（見(jiàn)界面）分布的特征；但有時(shí)也能在低于固相線的溫度下，沿“多邊形化邊界”形成。

2.存在部位：焊縫為主，熱影響區(qū)

3.按其形成過(guò)程特點(diǎn)，又可分為結(jié)晶裂紋、高溫液化裂紋、多邊化裂紋。

結(jié)晶裂紋

在結(jié)晶后期，由于低熔共晶形成的液態(tài)薄膜削弱了晶粒間的聯(lián)結(jié)，在接應(yīng)力作用下發(fā)生開(kāi)裂。

裂紋走向：沿奧氏體晶界

產(chǎn)生位置：焊縫上，少量在熱影響區(qū)

高溫液化裂紋

在焊接熱循環(huán)峰值溫度的作用下，在熱影響區(qū)和多層焊的層間發(fā)生重熔，在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。

裂紋走向：沿晶界開(kāi)裂

產(chǎn)生位置：熱影響區(qū)、多層焊的層間

多邊化裂紋

已凝固的結(jié)晶前沿，在高溫和應(yīng)力的作用下，晶格缺陷發(fā)生移動(dòng)和聚集，形成二次邊界，它在高溫處低于塑性狀態(tài)，在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。

裂紋走向：沿奧氏體晶界

產(chǎn)生位置：焊縫上，少量在熱影響區(qū)

冷裂紋

指在焊完冷卻至馬氏體轉(zhuǎn)變溫度M3點(diǎn)以下產(chǎn)生的裂紋，一般是在焊后一段時(shí)間（幾小時(shí)，幾天甚至更長(zhǎng)）才出現(xiàn)，故又稱(chēng)延遲裂紋。

冷裂紋又可分為延遲裂紋、淬硬脆化裂紋、低塑性脆性裂紋。

延遲裂紋：在淬硬組織、氫和拘束力共同作用下而產(chǎn)生的具有延遲特征的裂紋。

淬硬化裂紋：主要是淬硬組織，在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。多產(chǎn)生于馬氏體不銹鋼、工具鋼的焊接。

低塑性脆化裂紋：在較低溫度下，由于被焊接材料的收縮應(yīng)變超過(guò)了材料本身的塑性儲(chǔ)備而產(chǎn)生的裂紋，多產(chǎn)生于鑄鐵的焊接。

再熱裂紋

焊后焊件在一定溫度范圍內(nèi)再次加熱（消除應(yīng)力熱處理或其它加熱過(guò)程）而產(chǎn)生的裂紋稱(chēng)為再熱裂紋。再熱裂紋通常發(fā)生在熔合線附件的粗晶區(qū)中，從焊趾部位開(kāi)始，延向細(xì)晶區(qū)停止。

層狀撕裂

層狀撕裂焊接時(shí)，在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋。主要是由于鋼板的內(nèi)部存在有分層的夾雜物（沿軋制方向），在焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直于軋制方向的應(yīng)力，致使在熱影響區(qū)或稍遠(yuǎn)的地方，產(chǎn)生“臺(tái)階式層狀開(kāi)裂”。敏感溫度區(qū)間：400℃以下。位置：熱影響區(qū)附近。

防止措施主要有：

1.熱裂紋：焊絲、母材的雜質(zhì)元素（S、P含量等）我們沒(méi)辦法控制，我們能做到的就是選擇正確的焊接工藝參數(shù)及正確的收弧方式。

在收弧時(shí)應(yīng)在弧坑處稍停留片刻（大約1-2秒鐘），然后緩慢地抬起焊槍?zhuān)谌鄢啬糖氨仨毨^續(xù)送氣。

多做幾次收弧動(dòng)作（2-3次）。

2.冷裂紋：

焊接前要完全清楚水分、油污、鐵銹等雜質(zhì)。

一定要保證高碳鋼及厚板的預(yù)熱溫度。例如臂基屬于鑄鋼（碳含量在0.35-0.45%之間），一定要保證預(yù)熱。

預(yù)熱的主要作用：

減緩焊后冷卻速度，有利于焊縫金屬中氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致延遲裂紋。

預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力，減少焊接區(qū)域的溫度差（也稱(chēng)溫度梯度）。

預(yù)熱可以改善焊縫組織，提高綜合性能。

點(diǎn)焊缺陷

點(diǎn)焊缺陷主要包括：裂紋、縮孔、未熔合、焊偏、局部燒穿、氣孔、咬邊

產(chǎn)生原因主要有：

1.焊接參數(shù)不正確。

2.焊接速度太快。

3.持槍角度不正確。

防止措施主要有：

采用恰當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，選擇合適的焊接速度，注意觀察熔池，避免產(chǎn)生不良缺陷。