常見焊接缺陷分析及預(yù)防措施

黃新然

摘 要：焊接過程中，由于環(huán)境、工藝等因素的影響會(huì)使焊縫產(chǎn)生焊接缺陷，影響焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，本文對(duì)焊接中常見的焊接缺陷進(jìn)行了歸納和分析，并提出對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：焊接缺陷；原因；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.033

焊接是指通過加熱和（或）加壓，用（不用）填充材料，使被焊材料達(dá)到原子間結(jié)合的程度，以實(shí)現(xiàn)永久牢固的連接，并成為具有給定功能結(jié)構(gòu)的制造技術(shù)。金屬材料必須經(jīng)過加工才能成為具有給定功能的產(chǎn)品，在現(xiàn)代制造業(yè)中使用量巨大，焊接技術(shù)作為制造業(yè)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)連接技術(shù)，發(fā)展非常迅速，在航空航天、汽車、造船、建筑結(jié)構(gòu)、橋梁等重要領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

焊接技術(shù)在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，隨著我國(guó)制造業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)焊接技術(shù)也提出了更高的要求，其中包括對(duì)焊接接頭的強(qiáng)韌性和使用壽命要求的提高，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)服役環(huán)境要求的提高。在焊接過程中，由于受到環(huán)境、焊接工藝等因素的影響，會(huì)使焊接接頭產(chǎn)生不連續(xù)、不致密或者連接不良的現(xiàn)象，稱為焊接缺陷[1]。焊接缺陷的產(chǎn)生會(huì)使得焊接產(chǎn)品的力學(xué)性能或抗腐蝕性能下降，不能滿足產(chǎn)品對(duì)力學(xué)性能的要求，縮短產(chǎn)品的使用壽命，嚴(yán)重者還可能會(huì)造成事故。因此，對(duì)焊接過程中經(jīng)常產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行分析、尋找缺陷產(chǎn)生的原因并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制具有重要的意義。

1 焊接缺陷的種類

按照缺陷產(chǎn)生的位置可以將焊接缺陷分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷。

外部缺陷是暴露于焊縫表面，通過人的肉眼、低倍放大鏡就可以觀察到，可以用量具進(jìn)行測(cè)量的影響焊接質(zhì)量的缺陷，包括夾渣、氣孔、裂紋、咬邊、未融合、弧坑、飛濺、焊瘤及不符合設(shè)計(jì)要求的焊縫外形尺寸等。

內(nèi)部缺陷是存在于焊縫內(nèi)部，通過人的肉眼難以觀察到，必須通過無(wú)損檢測(cè)技術(shù)或者破壞性試驗(yàn)才能檢測(cè)到不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的缺陷，如夾渣、未焊透、內(nèi)部氣孔、未融合、裂紋等。

2 常見焊接缺陷及其預(yù)防措施

2.1 氣孔

氣孔是焊接過程中熔融金屬中的氣體未能在凝固前及時(shí)排出，從而在焊縫金屬凝固后殘留在焊縫中形成的空穴。焊縫中產(chǎn)生氣孔將影響焊縫的致密性，產(chǎn)生應(yīng)力集中，降低焊縫的韌性、強(qiáng)度和承載能力。

在焊縫中滯留未能及時(shí)排出的氣體來(lái)源于外界空氣、保護(hù)氣體或焊接過程中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體，因此，可通過如下措施預(yù)防焊縫中產(chǎn)生氣孔：（1）嚴(yán)格按照工藝要求做好焊前清理及準(zhǔn)備工作，將焊縫及其附近區(qū)域的水分、油污、氧化皮、鐵銹等可能產(chǎn)生氣體的物質(zhì)清理干凈；焊接使用的焊劑、焊條等按要求烘干使用；或進(jìn)行焊前預(yù)熱以減小工件的降溫速度，使殘留氣體有足夠的時(shí)間逸出。（2）焊接過程中合理控制電弧長(zhǎng)度，盡量短弧操作；焊條電弧焊時(shí)，控制焊接電流，避免電流過大焊條溫度過高使藥皮的保護(hù)作用失效，并注意避免磁偏吹的產(chǎn)生；氣體保護(hù)焊時(shí)，控制保護(hù)氣體流量；埋弧焊時(shí)，選擇合理的干伸長(zhǎng)，控制焊劑層厚度以獲得良好的保護(hù)效果。

2.2 夾渣

夾渣是在焊接的過程中熔渣或其他雜質(zhì)殘留在焊縫中的情況。夾渣會(huì)使焊縫的力學(xué)性能降低，焊縫中的夾渣會(huì)成為裂縫產(chǎn)生的根源，影響焊縫質(zhì)量[2]。

夾渣的產(chǎn)生主要是由于在焊接過程中焊條運(yùn)條過快、焊接電流過小、熔池溫度過低、焊縫坡口尺寸設(shè)計(jì)不合理、清根不徹底等。為避免夾渣的出現(xiàn)可采取如下措施：（1）焊前選擇合適的坡口尺寸，按要求對(duì)坡口及其附近區(qū)域進(jìn)行清理。（2）焊接過程中根據(jù)實(shí)際情況選擇焊接電流、焊接速度等工藝參數(shù)，保證焊條角度及擺動(dòng)合理；使用堿性焊條進(jìn)行焊接時(shí)，盡量壓低電弧，保證短弧操作。

2.3 裂紋

裂紋是焊縫金屬在應(yīng)力及其他因素的作用下使得原子間的結(jié)合遭到破壞，形成的新界面而產(chǎn)生的縫隙。裂紋是焊接中較為常見的一種缺陷，主要出現(xiàn)在焊縫區(qū)和熱影響區(qū)，根據(jù)縫隙的大小可以其分為宏觀裂紋和微觀裂紋，位于焊縫外表面的宏觀裂紋可以通過肉眼直接觀察到，而存在于焊縫內(nèi)部或外部的微觀裂紋則需要通過顯微鏡或無(wú)損檢測(cè)手段方可觀察到；根據(jù)裂紋形成的條件不同可以將焊接裂紋分為冷裂紋和熱裂紋。焊接裂紋是導(dǎo)致焊縫開裂或斷裂的主要因素，是焊接缺陷中危害最大的一種，需要嚴(yán)格檢查控制。

焊接裂紋的產(chǎn)生主要是由于受到應(yīng)力的作用，因此，可通過如下措施控制焊接裂紋的產(chǎn)生：（1）通過選擇合理的裝配焊接順序、選擇合理的焊接工藝參數(shù)等方法減小焊接過程中的應(yīng)力。（2）選擇合理的焊材進(jìn)行焊接，控制焊縫的化學(xué)成分。

2.4 咬邊

咬邊是焊接過程中沿焊縫的焊趾母材產(chǎn)生的凹陷和溝槽。咬邊會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，使焊縫強(qiáng)度減弱。

咬邊產(chǎn)生的主要原因是焊接電流過大、電弧過長(zhǎng)、焊條角度不當(dāng)、運(yùn)條速度過快等。防止或消除咬邊的措施有：（1）適當(dāng)減小焊接電流。（2）壓低電弧，短弧操作。（3）運(yùn)條速度適當(dāng)放緩，在坡口邊緣位置適當(dāng)停留，保證有足夠的金屬與母材融合，避免產(chǎn)生咬邊。

2.5 未融合和未焊透

未融合是母材金屬未與焊縫層金屬熔透的現(xiàn)象；未焊透是母材金屬未熔化、焊縫金屬未完全進(jìn)入焊接接頭根部的現(xiàn)象。造成焊縫未融合和未焊透的主要原因有：焊接電流過小、焊接速度過快、坡口尺寸不合理以及磁偏吹等。未融合和未焊透缺陷的產(chǎn)生會(huì)影響焊縫的抗疲勞強(qiáng)度、質(zhì)量及使用壽命。有效解決該問題的措施有：（1）合理設(shè)計(jì)坡口尺寸，選擇合適的裝配間隙。（2）焊接過程中適當(dāng)增大焊接電流。（3）控制合理的焊接速度。

參考文獻(xiàn)：

[1]王賀龍.常見焊接缺陷危害分析及防止措施[J].建筑技術(shù)，2012

（21）：212.

[2]姚大勇.焊接缺陷產(chǎn)生原因分析及防治措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，

2015（30）：65-66.