試論焊接缺陷對結構影響的防控措施

高 偉，王 清，馮印濤

山東華通環境科技股份有限公司

試論焊接缺陷對結構影響的防控措施

高 偉，王 清，馮印濤

山東華通環境科技股份有限公司

焊接工程是工業技術當中一項非常重要的技術，焊接缺陷產生的原因比較繁雜，其原因有可能是冶金造成的，也有可能是變形、應力作用等造成，缺陷焊接不僅對承載能力有一定的影響，還會給焊接工程的質量及工業的發展產生產生一定的制約性。本文主要以焊接缺陷對結構的影響進行詳細的闡述，并在此基礎上提出焊接缺陷對結構影響的防控措施，以便提升焊件的使用壽命。

焊接缺陷；結構影響；防控措施

1.前言

在我國工業技術中，多數工程都涉及到焊接，但是從我國目前焊接的質量來看，仍然存在著一定的技術缺陷，如在焊接過程中出現焊縫增高量、角變形、錯邊、幾何不連續等現象，凡是結構截面有變化的部位，應力的分布就不會均勻，當應力超過缺陷前段部位金屬材料的斷裂強度時，材料就會開裂破壞，這樣不僅會影響工程的安全運行和使用壽命，還會對工程的施工進度與施工成本產生一定的影響，如何保證焊接質量、提升焊接效率，是我國焊接領域亟需關注與解決的問題。

2.焊接缺陷對結構影響

2.1 焊接缺陷對結構脆性破壞的影響

焊結構經常會在缺陷、結構不連續等地方發生脆性斷裂，給工程造成嚴重的破壞。一般情況下，采用轉變溫度來衡量焊接的各種缺陷，如焊缺陷造成的應力集中越嚴重，脆性斷裂的危險性就越大，氣孔和夾渣等體積類缺陷存在量低于5%時，如果結構的工作溫度不低于材料的脆性轉變溫度，其對結構的安全是無害的；由于裂紋尖端的尖銳度比未焊接透、未融合、氣孔、咬邊等缺陷要尖銳很多，所以裂紋的危害最大[1]。除采用轉變溫度來衡量各種缺陷對脆性斷裂的影響之外，許多重要焊接結構都采用斷裂力學作為評價的依據，因為用斷裂力學可以確定斷裂應力和裂紋尺寸。

2.2 焊接缺陷對結構靜載非脆性破壞的影響

焊接缺陷程度的不同，對于結構破壞的程度也不同，例如氣孔；氣孔出現的主要原因就是在焊接的過程中出現保護氣氛沒有連續進行，致使出現連串氣孔，氣孔的出現，在很大程度上降低了金屬的機械性能，一般情況下，在焊接接縫中可以存在小量的氣孔，但是這些氣孔必須是不連續的，并且總面積不能超過工作截面積的5%，在此情況下氣孔對于總體在抗拉強度上的影響不是很大。但是如果出現連續性氣孔，并且氣孔總面積已超過工作截面積2%，在此情況下就會對結構抗拉強度產生非常嚴重的影響，最終導致接頭的強度大大降低[2]。

夾渣和夾雜物，這類缺陷的尺寸和形狀對結構強度的影響比較大，其中直線排列、細小且排列方向垂直與受力方向的連續夾渣比較危險；單個尖端小球夾渣或及雜物并不比同樣尺寸和形狀的氣孔危害大，未融合和未焊透比氣孔和夾渣產生的影響更為厲害，這些缺陷在一定程度上可能成為結構靜載非脆性斷裂的引發點[3]。

3.常見的焊接缺陷與預防措施

3.1 常見的焊接缺陷及原因

常見的焊接缺陷主要包括：（1）氣孔。氣孔產生原因有焊接電流過大、電弧過長、運棒速度太快、溶解部位不干凈、焊條受潮等。（2）夾渣。夾渣產生的原因主要有運條角度出現偏差、焊條藥皮受潮、前層焊道過度不平調、焊道清查不徹底。（3）咬邊出現錯邊的原因有焊接參數選擇不對、U、I太大，焊速太慢、電弧拉距過長。（4）弧坑。出現弧坑的原有主要有焊絲或者焊條停留時間短，填充金屬不夠。

3.2 各種焊接缺陷的預防措施

3.2.1 氣孔的預防措施

（1）加強焊接基本技能培訓，控制焊接電弧的合適長度；（2）嚴禁管內有穿堂風存在，采取端部封堵等措施；（3）控制氬氣純度不小于99.99%；（4）加強現場通風條件，控制空氣濕度小于90%，(5)采用低氫型焊條；（6）按工藝評定要求，控制氬氣流量，避免出現紊流；（7）按焊接施工方案要求進行坡口清理，嚴格控制坡口兩側的清潔度。

3.2.2 夾渣的預防措施

（1）加強焊接基本技能培訓，消除根部未熔合缺陷產生；（2）嚴格按WPS要求，采用合理的焊接電流；（3）注意層間修整，避免出現溝槽及運條不當而導致未融合；（4）焊接接地線應該在工件中合理接地，控制電弧偏吹；（5）正確處理鎢絲的打磨角度和焊接停留時間。

3.2.3 未焊透的預防措施

（1）加強標準培訓及偽缺陷在結構模擬實驗，避免出現內部缺陷錯判的情況；（2）加強裝配質量檢查，嚴格把守裝配質量關口，控制合理的錯邊量；（3）按焊接工藝數據單的相關要求采用合理的焊接電流；（4）正確處理鎢絲的打磨角度；（5）加強坡口質量檢查，控制合理的鈍邊量；（6）使用符合相關規定的焊材；（7）加強焊工基本技能培訓。

3.2.4 咬邊的預防措施

（1）加強焊接標準和評定缺陷標準學習，正確判斷咬邊的深度和長度；（2）嚴格按照焊接工藝數據單的要求，正確選擇焊接電流；（3）加強焊工的自檢工作，正確處理咬邊缺陷。

3.2.5 錯邊的預防控制

（1）加強質量檢驗人員在現場對裝配質量的檢查，嚴格把手裝配質量關，控制合理的錯邊量；（2）加強原材料的驗收質量，控制兩不見的壁厚差達到標準要求；（3）加強焊工自檢工作，按氣球進行點焊，達不到要求授權拒焊，確保裝配質量；（4）加強圖紙的審查，避免設計在設備、閥門、管道尺寸接口存在問題。

4.結束語

綜上所述，在工業中焊接技術是一項非常重要的技術，了解和掌握各種焊接缺陷對結構強度的影響，以便為以后的工作中正確把握焊接結構提供重要依據。焊接質量的高低直接影響工程的質量與進度，因此，在未來各項工程建設中，焊接管理人員應綜合工程建造期間的施工經驗，在人員、設備、標準文件和環境等方面加強焊接管理，有針對性的采取嚴格的措施，以便提高焊接質量，降低焊接成本。

[1]朱海濱.焊接缺陷對結構強度的影響[J].科技創新與應用, 2012,11(26):12-14.

[2]張波.焊接缺陷對結構影響的預防對策[J].中國科技財富, 2012,23(12):23-25.

[3]樊明鋒,屈文浩.不銹鋼的焊接缺陷對結構影響及解決辦法[J].中國科技博覽,2012,23(21):17-20.