弧焊常見焊接缺陷產生的原因及防止措施

摘要: 對焊縫表面尺寸、裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣、焊瘤、弧坑、夾鎢等缺陷的產生原因、危害性和防止措施進行介紹。

關鍵詞: 焊縫表面尺寸、裂紋;未焊透;未熔合;氣孔;夾渣、焊瘤、弧坑、夾鎢

電弧焊作為一種常用的焊接形式，焊接過程的特點主要是溫度高、溫差大，偏析現象很突出，因此，在焊接過程中往往會產生不同類型的焊接缺陷而遺留在焊縫中。如裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣、焊瘤、弧坑以及夾鎢等。從而降低了焊縫的強度性能，給生產帶來很大的不利。但是，不論什么樣的缺陷，它在形成過程中都具有特定的形成機理和規律，只要掌握其形成的基本特點，就會對我們在生產中制定焊接工藝措施，防止缺陷的產生起到很好的作用。因此，本人針對焊縫中常見缺陷的形成及其危害性進行分析，并提出防范措施;

1焊縫表面尺寸不符合要求

主要是焊件坡口角度不對，裝配間隙不均勻，焊接速度不當或運條手法不正確，焊條和角度選擇不當或改變，加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確等都會造成改種缺陷。由于焊縫表面高低不平、焊縫寬窄不齊、尺寸過大或過小、角焊縫單邊以及焊角尺寸不符合要求，容易使焊縫產生應力集中，造成裂紋及應力腐蝕斷裂。防止措施是選擇適當的坡口角度和裝配間隙;正確選擇焊接工藝參數，特別是焊接電流值，采用恰當運條手法和角度，以保證焊縫成型均勻一致。

2裂紋

裂紋分為熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋一般是在焊縫金屬結晶過程中形成的，是應力對焊縫金屬結晶過程作用的結果，冷裂紋是焊縫冷卻過程中出現的，它可在焊接后立即出現，也可在焊接后較長時間后出現。裂紋是焊縫中危害性最大的一種缺陷，尖端是一個尖銳的缺口，應力集中很大，任何焊縫都不能允許有裂紋出現，一經發現必須馬上返修。熱裂紋的預防措施是控制鋼材及焊條中的有害雜質的含量即碳、硫、磷的含量，減少溶池中低溶點共晶體的形成;預熱:以降低冷卻速度，改善應力狀況;采用堿性焊條以降低焊縫中的雜質含量，改善焊縫金屬組織;控制焊縫形狀，盡量避免得到深而窄的焊縫;冷裂紋的預防措施是首先從減少氫元素的來源入手，焊接是采用堿性焊條，焊條在使用前必須按規定進行烘干、保溫;對接頭部位必須先清除油污、水分和銹蝕;焊接是采用焊前預熱、焊后熱處理等措施，以利于氫的溢出;

3未焊透

主要是焊縫坡口鈍邊過大，坡口角度太小，焊根未清理干凈，間隙太小，焊條或焊絲角度不正確，電流過小，速度過快，弧長過大;焊接時有磁偏吹現象;或電流過大，焊件金屬尚未充分加熱時，焊條已急劇融化;層間或母材邊緣的鐵銹、氧化皮及油污等未清理干凈，焊接位置不佳，焊接可達性不好等;未焊透屬于一種面狀缺陷，通常都是為裂紋類缺陷，未焊透的存在會導致焊縫的有效截面減少，從而降低焊縫的強度。在應力主要作用下很容易擴展形成裂紋導致構件破壞。若是連續性未焊透，更是一種及其危險的缺陷。所以焊縫中的未焊透是一種不允許存在的缺陷。防止措施是正確選用和加工坡口尺寸，保證必須的裝配間隙，正確選用焊接電流和焊接速度，認真操作，防止焊偏等;

4咬邊

主要是由于焊接工藝參數選擇不當，焊接電流過大，電弧過長，運條速度和焊條角度不正確等;咬邊最大的危害是損傷了母材，使母材有效面積減少，也會引起應力集中;.防止措施是選擇正確的焊接電流及焊接速度，電流不宜過大，且控制弧長，盡量采用短弧焊接，掌握正確的運條方法和運條角度;

5未熔合

主要是焊接電流過小，焊接速度太快，使母材坡口或先焊的金屬未能完全熔化;層間清渣不干凈;焊條偏心，焊條擺動幅度太窄等;未熔合缺陷大都是以面狀存在于焊縫中，通常也被視為裂紋類型的缺陷。其實質就是一種虛焊現象，從而導致焊縫的有效截面積減少，在交變應力高度集中的情況下致使焊縫的強度降低，塑性下降，最終造成焊縫開裂。在焊縫中是不允許存在未熔合缺陷的;防止措施是焊前對坡口周圍進行認真清理，去除油污和鐵銹;加強層間清渣;焊接電流過小，焊接速度太快;防止焊條偏心，注意焊條擺動等;

6氣孔

產生氣孔的原因很多，如母材周圍的鐵銹和油污未清理干凈;焊接時焊縫大，熔池深，氣體從熔池中溢出困難;堿性焊條比酸性焊條對鐵銹和水分的敏感大得多，即在同樣的條件下，堿性焊條十分容易產生氣孔;當采用未經很好烘干的焊條進行焊接時，使用交流電源，焊縫最易出現氣孔，采用堿性焊條時，一定要用直流反接，如果使用直流正接，則生成氣孔的傾向顯著增大;焊接速度增加，焊接電流增大，電弧電壓升高都會使氣孔傾向顯著增大;

氣孔屬于體積性缺陷，它主要是削弱焊縫的有效截面積，降低焊縫的機械性能和強度，尤其是焊縫的彎曲強度和沖擊韌性。同時也破壞了焊縫金屬的致密性。應力宜集中，也易誘發裂紋等更嚴重的缺陷;防止措施是焊接前應按規定烘干焊條，仔細清除坡口及母材表面的上的鐵銹和油污等雜質;采用合適的焊接工藝參數，使用堿性焊條時，一定要用短弧焊;注意大氣的變化，刮風、下雨要有遮擋措施;

7夾渣

夾渣一般是由于焊接電流太小，以至于液態金屬和熔渣分不清楚;焊接速度太快使熔渣來不及浮起;焊件的坡口設計不合理，坡口的角度太小。多層焊接時清渣不徹底;焊件坡口處雜質及油污和有機物質清理不徹底，焊縫成形系數過小以及手弧焊時焊條角度不正確等;其危害是影響了焊縫金屬的致密性及連貫性，易引起應力集中。夾渣缺陷有尖銳的邊緣，同時也會因減少焊縫的有效截面積而降低焊縫機械強度、塑性、韌性和耐腐蝕的能力以及疲勞極限。防止措施是設計合理的焊接坡口，焊前因嚴格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等;多層焊時特別要注意前道焊渣的徹底清理;選擇適當的焊接規范，采用具有良好工藝性能的焊條，正確選用焊接電流和運條角

度，防止焊縫金屬冷卻過快;焊接過程中不斷地攪動熔池中的熔化金屬，促使熔渣與鐵水分離;

8焊瘤

主要是焊接電流過大或焊接速度過慢造成的。操作不熟練和運條角度不當也有很大的影響;危害是焊瘤處易引起應力集中且影響整個焊縫的外觀質量;預防措施是提高操作的技術水平，正確選擇焊接參數，焊接是注意熔池的大小，以便調整焊接電流和焊接速度;靈活調整焊條角度，裝配間隙不易過大，嚴格控制熔池溫度，不使其過高;

9弧坑

主要是斷弧和熄弧、電弧拉得過長，焊條角度的不當和裝配間隙太大等引起的;弧坑的存在減小了焊縫截面，降低了接頭的有效強度，并且弧坑處常伴有弧坑裂紋，危害較大;預防措施是盡量減少斷弧次數，每次熄弧前應稍微停留或多幾次擺動焊條，使較多的焊條融化填滿弧坑處;

10夾鎢

主要是在采用鎢極氣體保護焊時，由于焊接電流過大，使鎢極端頭融化進入焊縫的液態金屬中。由于鎢的熔點高，在冷卻凝固過程中，鎢首先以自由狀態結晶析出而停留于焊縫中。焊接過程中鎢極與熔池接觸以及采用接觸短路法引弧等 ;焊縫中存在的鎢夾渣缺陷的形狀與一般的夾渣是一樣的，因此，它的危害性與夾渣的危害性基本上是一致的。防止措施是首先要選擇良好的鎢極夾具，鎢極的直徑要根據焊件的規格、材質而選擇;根據鎢極的直徑選擇適當的焊接電流;加強氣體保護的效果，防止鎢極燒損;焊接過程中特別要避免鎢極直接觸及熔池或焊絲;盡量采用高頻引弧;

結論:

通過以上介紹的方法能夠很好的消除和預防上述缺陷的發生，能夠得到性能優良的焊縫。

參考文獻:

[1]GB3375-82焊接名詞術語.北京:中國標準出版社，1983.

[2]機械工程手冊編輯委員會編.北京:機械工程出版社，1982.

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