常見焊接缺陷分析及預防措施

黃新然

摘 要：焊接過程中，由于環境、工藝等因素的影響會使焊縫產生焊接缺陷，影響焊接產品的質量，本文對焊接中常見的焊接缺陷進行了歸納和分析，并提出對應的預防措施。

關鍵詞：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，使被焊材料達到原子間結合的程度，以實現永久牢固的連接，并成為具有給定功能結構的制造技術。金屬材料必須經過加工才能成為具有給定功能的產品，在現代制造業中使用量巨大，焊接技術作為制造業的傳統基礎連接技術，發展非常迅速，在航空航天、汽車、造船、建筑結構、橋梁等重要領域得到廣泛應用，為工業和經濟的發展做出了重要貢獻。

焊接技術在制造業中廣泛應用，隨著我國制造業的迅猛發展，對焊接技術也提出了更高的要求，其中包括對焊接接頭的強韌性和使用壽命要求的提高，對焊接結構服役環境要求的提高。在焊接過程中，由于受到環境、焊接工藝等因素的影響，會使焊接接頭產生不連續、不致密或者連接不良的現象，稱為焊接缺陷[1]。焊接缺陷的產生會使得焊接產品的力學性能或抗腐蝕性能下降，不能滿足產品對力學性能的要求，縮短產品的使用壽命，嚴重者還可能會造成事故。因此，對焊接過程中經常產生的缺陷進行分析、尋找缺陷產生的原因并采取相應的措施進行控制具有重要的意義。

1 焊接缺陷的種類

按照缺陷產生的位置可以將焊接缺陷分為外部缺陷和內部缺陷。

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，可以用量具進行測量的影響焊接質量的缺陷，包括夾渣、氣孔、裂紋、咬邊、未融合、弧坑、飛濺、焊瘤及不符合設計要求的焊縫外形尺寸等。

內部缺陷是存在于焊縫內部，通過人的肉眼難以觀察到，必須通過無損檢測技術或者破壞性試驗才能檢測到不符合標準要求的缺陷，如夾渣、未焊透、內部氣孔、未融合、裂紋等。

2 常見焊接缺陷及其預防措施

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。焊縫中產生氣孔將影響焊縫的致密性，產生應力集中，降低焊縫的韌性、強度和承載能力。

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

2.2 夾渣

夾渣是在焊接的過程中熔渣或其他雜質殘留在焊縫中的情況。夾渣會使焊縫的力學性能降低，焊縫中的夾渣會成為裂縫產生的根源，影響焊縫質量[2]。

夾渣的產生主要是由于在焊接過程中焊條運條過快、焊接電流過小、熔池溫度過低、焊縫坡口尺寸設計不合理、清根不徹底等。為避免夾渣的出現可采取如下措施：（1）焊前選擇合適的坡口尺寸，按要求對坡口及其附近區域進行清理。（2）焊接過程中根據實際情況選擇焊接電流、焊接速度等工藝參數，保證焊條角度及擺動合理；使用堿性焊條進行焊接時，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力及其他因素的作用下使得原子間的結合遭到破壞，形成的新界面而產生的縫隙。裂紋是焊接中較為常見的一種缺陷，主要出現在焊縫區和熱影響區，根據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，而存在于焊縫內部或外部的微觀裂紋則需要通過顯微鏡或無損檢測手段方可觀察到；根據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，需要嚴格檢查控制。

焊接裂紋的產生主要是由于受到應力的作用，因此，可通過如下措施控制焊接裂紋的產生：（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等方法減小焊接過程中的應力。（2）選擇合理的焊材進行焊接，控制焊縫的化學成分。

2.4 咬邊

咬邊是焊接過程中沿焊縫的焊趾母材產生的凹陷和溝槽。咬邊會產生應力集中，使焊縫強度減弱。

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

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象；未焊透是母材金屬未熔化、焊縫金屬未完全進入焊接接頭根部的現象。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生會影響焊縫的抗疲勞強度、質量及使用壽命。有效解決該問題的措施有：（1）合理設計坡口尺寸，選擇合適的裝配間隙。（2）焊接過程中適當增大焊接電流。（3）控制合理的焊接速度。

參考文獻：

[1]王賀龍.常見焊接缺陷危害分析及防止措施[J].建筑技術，2012

（21）：212.

[2]姚大勇.焊接缺陷產生原因分析及防治措施[J].科技創新導報，

2015（30）：65-66.