淺談常見焊接缺陷的成因與控制措施

陳繼超

摘 要：焊接在鋼結構產品加工中是一個非常重要的環節，焊接質量的好壞對產品的質量起著至關重要的作用，文章介紹了焊接常見的外觀缺陷和內部缺陷，并分析其成因及控制措施。

關鍵詞：焊接缺陷；成因；控制措施

1 外觀缺陷

外觀缺陷是指位于焊縫外表面能用低倍放大鏡或目測可以顯而易見的缺陷。

1.1 焊縫尺寸與要求不符

1.1.1 形成原因。（1）焊件坡口角度不當或裝配間隙不均勻；（2）焊接電流過大或過小；（3）焊條角度選擇不合適、運條速度或手法不當。

1.1.2 控制措施。（1）選擇正確的坡口角度及裝配間隙；（2）正確選擇焊接電流；（3）保持正確的焊接角度、焊接速度和運條手法。

1.2 咬邊

咬邊就是電弧將基本金屬和焊縫兩側金屬熔化后，交界處沒有及時得到金屬的補充而出現的凹槽。

1.2.1 產生的原因。（1）焊接電流太大，焊接速度太快；（2）電弧長度或焊條角度不當。

1.2.2 控制措施。（1）選擇適當的焊接電流，保持勻速運條；（2）適合的焊條角度和保持一定的電弧長度。

1.3 滿溢

基本金屬與焊縫邊緣外熔焊金屬沒有達到熔合狀態，熔焊金屬流散覆蓋在基本金屬上，稱之為滿溢。

1.3.1 產生的原因。（1）對口邊緣附近的油污沒有清理干凈，影響熔合；（2）電流過小或焊接速度過快，基本金屬沒有得到充分的熔化；（3）焊條角度不當，向某側偏斜。

1.3.2 控制措施。（1）選擇焊接規范應適當，電流不應過小，焊速不應過快；（2）電弧長度不應過長，焊條角度應適當。

1.4 焊瘤

焊縫內、外表面凸出的多余金屬，叫焊瘤。

1.4.1 產生的原因。（1）焊工操作技術不熟練，運條不當；（2）焊接規范選擇過大，熔化金屬溫度過高，液態金屬凝固緩慢，由自重力作用形成。

1.4.2 控制措施。（1）提高焊工的操作技術水平和熟練程度；（2）電弧不應過長，焊接電流要合適，運條速度要均勻。

1.5 根部內凹

焊縫金屬低于焊件內表面而形成的凹槽，叫根部內凹。

1.5.1 產生的原因。通常在焊接仰焊部位時，焊接規范過大，熔化鐵水溫度過高，液態金屬在自重作用下下墜形成。

1.5.2 控制措施。（1）焊接電流不應過大，焊接速度不應過慢。（2）焊條角度應與焊接位置相適應。

1.6 弧坑

在焊接時，沒能填滿焊縫表面留下的凹坑，叫弧坑。

1.6.1 弧坑產生的原因。（1）在焊接時，通電電流過大，熔池尺寸過大和收尾熄弧時熔坑未被填滿；（2）任意引燃電弧，擦傷焊件表面。

1.6.2 控制措施。（1）焊接規范要選擇適當；（2）焊縫收尾處及更換焊條時，一定要填滿弧坑再熄弧；（3）不得任意引燃電弧，以防擦傷焊件表面。

2 焊縫內部缺陷

在焊縫的內部，以無損探傷方法或破壞性試驗發現的缺陷叫做焊接內接部缺陷。

2.1 裂紋

裂紋是一種危害性最大的缺陷，這種缺陷不允許在焊接中存在，如果發現不管其尺寸大小，必須立即消除。

2.1.1 熱裂紋。液態金屬從結晶開始到Ar3線溫度范圍內，產生的裂紋，叫熱裂紋。（1）熱裂紋產生的原因。晶間存在液態間層和焊接應力。（2）控制措施。a.焊接時使用堿性焊條，加強脫磷、硫的能力，進而去減少焊縫中一些雜質的含量。b.掌握好焊縫形狀，在焊接過程中盡量保證焊縫成形系數較大的采用多道多層焊法，避免在焊縫中心部位聚集偏析物。c.焊前要先預熱，將冷卻速度降低，降低應力。d.焊接收尾時要填滿熔池來減少弧坑裂紋。e.選擇合理的焊接方向和順序，把焊接應力減小。

2.1.2 再熱裂紋。焊接完以后，焊件在一定溫度范圍內再次加熱產生的裂紋，叫再熱裂紋。（1）產生原因，在熱處理焊后的焊接接頭中，晶界上易集結鋼脆化的元素，大幅度削弱晶界的結合力，從而產生再熱裂紋。（2）控制措施：a.選擇合適的焊接材料，提高金屬在消除應力處理溫度時的可塑性，進而提高承擔松弛應變的能力。b.提高預熱的溫度，焊后應該采取緩冷的方法，且焊縫外形應圓滑規整，以減小焊接以后的殘余應力和應力的集中。c.熱處理規范和工藝要正確，盡量不要長時間停留在熱敏感區。

2.1.3 冷裂紋。在焊接接頭冷卻中，當溫度下降到200℃以下直到與室內溫度相同，產生的裂紋，被稱之為冷裂紋。（1）冷裂縫產生的原因。冷裂紋是在焊后產生的，由于在熱影響區域或焊縫內形成了淬火組織，在高應力作用下，引起晶粒內部的破裂產生的裂紋。（2）控制措施：a.選用低氫類型的焊條，焊前對焊條進行嚴格的烘干，用時再取，焊件應進行仔細的清理，去除工件表面的油、繡和水氣，減少氫的來源和渠道。b.正確選擇焊接規范以及線能量，減緩冷卻速度，改善焊道及熱影響區組織狀態。c.采用合理的焊接順序和焊接方向，改善焊件的應力狀態。

2.2 未焊透與未熔合

未焊透：焊接時，母材金屬與金屬之間本應該熔合然而卻沒有焊上的部分叫做未焊透。

未熔合：在焊縫金屬和母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔化結合的部分稱為未熔合。

2.2.1 產生原因。（1）選用過小的焊接規范，如坡口間隙過窄，角度過小，鈍邊過大，電弧過長，焊接電流過小等。（2）操作方法不正確，如錯誤的焊條角度，焊接時運條速度太快，電弧偏吹，焊條擺幅不合理等。（3）沒有清理干凈焊道和焊件，使得雜物存留其中，影響熔合。

2.2.2 控制措施。（1）選擇對口規范要正確，及時認真清理焊層間和坡口兩側污物和熔渣。（2）選擇正確的電弧長度和焊接電流。（3）在運條時，控制好焊接速度，不宜過快，調整好正確的焊條角度，焊條以正常軌跡擺動，焊接到兩端時應多停留，使焊縫熔合良好。

2.3 夾渣

焊縫金屬中，含有非金屬夾雜物或熔渣，叫夾渣。

2.3.1 夾渣產生的原因。（1）在焊接時焊接電流和坡口角度都太小，運條不合理，沒有充分攪拌，導致熔渣沒能及時浮出而溶于焊縫中。（2） 沒有清理干凈前層焊縫，在焊接后層時，導致滯留在焊縫中。

2.3.2 控制措施。（1）選擇正確焊接規范，使線能量增加適當，避免焊縫過快冷卻，改善熔渣浮出熔池條件。（2）對坡口的設計進行改進，以便于清除坡口面及焊層間的熔渣。（3）努力提高自身焊接技術水平，掌握正確的運條方法，均勻攪拌熔池，促使熔渣與鐵水分離。

2.4 氣孔

焊縫金屬中具有一定形狀的孔洞性缺陷叫氣孔。

2.4.1 產生的原因。在焊接時，因為有過多的氣體被焊縫金屬吸收。冷卻后，金屬中的氣體隨著溫度的降低，溶解度也慢慢下降，氣體逐漸聚集在一起形成氣泡，但是焊縫金屬結晶又會阻礙這些氣泡，導致氣泡無法排出，最后殘留在焊縫中形成氣孔。（1） 焊件沒有清理干凈、過長的電弧焊接以及焊條受潮等，導致氣體入侵到熔池的機會增大。（2）過小的電流，過快的速度影響氣體逸出。（3）熔池溫度超出一定范圍，沸騰現象產生，造成氣體被困在熔池中。

2.4.2 控制措施。（1）清理干凈焊件表面，嚴格烘干焊條，保證焊條干燥，降低氣體的入侵機率。（2）焊接時最好采用短弧焊接，控制好焊接高度，使熔池得到良好的保護。（3）焊接規范要選擇正確，把熔池溫度控制好，降低冷卻速度，加快氣體在熔池中逸出。（4）焊接操作工藝要運用正確，為氣體從熔池中逸出提供便利。（5）采取焊前預熱、焊后緩冷這樣的特殊工藝措施。（6）氬弧焊時，氬氣保護效果要特別注意。

參考文獻

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