淺談焊接中常見的缺陷

樸佳寧

摘 要：本文介紹了承壓設備產品質量控制的特點； 詳細分析承壓設備焊接中的常見缺陷及焊接接頭返修的質量控制；焊接中常見缺陷形成的原因；提出了對焊接接頭返修的質量控制方法。

關鍵詞：承壓設備；質量控制；焊接缺陷；返修

承壓設備是生產和生活中廣泛使用的承壓設備；具有爆炸危險；

一旦發生爆炸事故； 將造成嚴重的人員傷亡和巨大的財產損失。 因此；國家歷來十分重視承壓設備的安全監察工作； 出臺并發布了一系列的條例、 法規、 標準等； 用以規范承壓設備的產品制造和運行管理工作。

1、承壓設備的焊接質量受到諸多因素的影響

1）母材材質的不均勻性；

2）焊接材料的性能存在著波動性；

3）焊接工藝評定的不完善性。

主要體現在：

（1）實驗室條件與現場施工條件的不一致；

（2）試板狀態與實際結構狀態的不一致；

（3）少量試板焊接與大量施工焊接的不一致；

（4）組裝定位存在的偏差；

（5）焊接過程的不穩定性。主要受到焊工的操作水平和責任心的影響；

（6）焊接接頭區域存在著應力集中和淬硬的可能性；

（7）產品質量管理與產品質量檢驗的不完善性。

2、承壓設備焊接中的常見缺陷

承壓設備的焊接方法主要有手弧焊、 埋弧自動焊、 氬弧焊和電渣焊。 從以上分析可知； 焊接質量主要與原材料質量及焊接工藝規范有關。另外；焊接工件的焊前清理情況、作業環境、焊工的操作技能及責任心等都會影響焊接質量。常見的焊接缺陷有； 焊縫尺寸不符合要求、弧坑下陷、咬邊、焊瘤、嚴重飛濺、氣孔、裂紋等。因此；質檢人員和焊接工程師應根據對產品質量的外觀檢查、 無損探傷檢查及原焊接工藝施焊記錄等作詳細分析； 找出原因；以便在焊縫返修及以后的焊接工作中避免類似缺陷產生。

2.1 焊縫尺寸不符合要求

指焊縫長寬不夠、焊波寬窄不齊、高低不平、焊腳兩邊不均。產生原因：

1）焊件坡口角度不當或裝配間隙不勻；

2）焊接電流過大或過小；

3）焊接速度不當或焊條仰角不合適；

4）電弧長度控制不準、電弧長則焊縫寬；

5）對埋弧自動焊來說；主要是焊接規范選擇不當。

2.2 弧坑下陷

指焊縫收尾處產生的下陷現象。產生原因；

1）熄弧時焊條未在熔池處作短時間停留；

2）薄板焊接時使用的電流過大；

3）埋弧自動焊時；沒分兩步停止焊接；即未先停絲后斷電源。

2.3 咬邊

焊縫邊緣母材上被電弧燒熔的凹槽（即焊縫邊緣母材被電弧熔化后；沒有得到熔化的焊絲金屬的補充）。產生原因；

1）主要是焊接電流太大和運條角度不當造成的；

2）角焊時；焊條角度不當或電弧長度不當。

2.4 焊瘤

指焊縫邊緣上未和基本金屬熔合的堆積金屬。 常產生在焊縫的始端和末尾； 在立焊和仰焊焊縫中也經常出現；并常伴生著夾渣和未焊透。產生原因；

1）主要原因事故操作不熟練、運條不當；

2）立焊時電流過大或電弧過長。

2.5 嚴重飛濺

在電弧作用下；熔池金屬飛離到熔池（或焊縫）外側的金屬顆粒。

在手弧焊時有少量飛濺是正常的； 但嚴重飛濺不僅影響操作；浪費焊條；而且影響工件美觀。產生原因；

1）焊條保存不當；烘干的溫度、時間不當；導致焊條因受潮而產生藥皮開裂、鋼芯銹蝕等；

2）堿性焊條錯誤地采用直流正接法。

2.6 氣孔

是氣體在焊縫金屬中形成的空穴。 形成氣孔的氣體主要是氫氣和一氧化碳。稱為氫氣孔和一氧化碳氣孔。產生原因：主要是焊接工藝方面不完善。

1）工件、焊絲的油、水、銹、油漆、氧化皮等未清除干凈；

2）焊條、焊劑的烘干溫度與時間不正確；

3）焊接速度過快；焊接電流過大、電弧電壓過高；

4）電弧過長；使熔池失去保護作用；

5）焊條藥皮偏芯或磁偏吹、造成電弧不穩、保護不夠；

6）環境溫度或母材溫度過低、焊縫冷卻過快。

2.7 裂紋

裂紋是指在焊接過程中；或焊接以后； 在焊接接頭區域內出現的金屬局部破裂現象。裂紋按其產生的溫度不同分為熱裂紋和冷裂紋口產生原因：

1）焊條、焊劑烘干溫度、時間不正確；

2）焊前預熱、焊后緩冷等措施不當；形成淬硬組織；

3）焊接規范不合理；

4）焊接接頭設計不當、拘束度過大；

5）焊條選用不當；

6）焊接順序不當；

7）焊后熱處理不及時。

3、對焊接接頭返修的質量控制

3.1建立完善的焊接接頭返修質量管理體系

建立完善體系的焊接接頭返修質量管理體系是控制焊縫返修質量的前提和保證。

首先：應建立焊接接頭返修是其中重要的控制環節之一。該體系對焊接接頭返修的工作程序、 返修方案的制訂等都應有明確的規定和要求。

其次：應根據有關的規程、標準及制造單位的具體情況；制訂出焊接接頭返修的具體工藝實施細則、管理制度等與之配套執行。如果對同一部位（指焊補的填充金屬重疊的部位）的返修次數過多； 將導致焊接接頭及其周圍的母材金屬出現淬硬性及過大的焊接殘余應力；這對于承壓設備產品來說是極其危險的。所以；對同一部位的返修次數不宜超過 2次。

為提高焊接接頭的返修質量； 并盡量減少返修次數； 對焊接接頭的第一、 第二次返修應經焊接責任工程師審核批準后才能實施。 對經過二次返修仍不合格；需要進行第三次返修時； 必須經過制造單位技術總負責人批準； 并采取相應的更為嚴格的工藝措施；來保證焊接接頭的返修質量。

3.2 分析缺陷產生的原園

焊接接頭中產生的缺陷類型很多；形成的原因也是多方面的； 應具體問題具體分析； 詳細分析缺陷產生的原因； 以便正確編制返修工藝；并采取針對性措施；避免返修后再次產生類似缺陷或新的缺陷。

3.3制訂焊接接頭的返修方案

制訂返修方案是進行焊接接頭返修工作的一個重要步驟；應詳細、具體、準確并切實可行。返修方案的內容主要包括；缺陷產生的原因及避免再次產生缺陷的技術措施；缺陷的清除及坡口制備； 焊接方法及焊材的選用；具體的返修工藝措施；返修后的檢驗項目等。

1）缺陷產生的原因及避免再次產生缺陷的技術措施（具體內容前面已有分析論述）。

2）缺陷的清除及坡口制備

清除缺陷制備坡口的常用方法是用碳弧氣刨；或用手工砂輪進行。坡口的形狀、尺寸大小主要取決于缺陷尺寸、性質及分布特點。

一般來說； 所挖坡口的角度越小越好； 只要將缺陷清除便于操作即可。一般缺陷靠近哪側就在哪側清除；如缺陷較深；清除到板厚的 60時還未清除干凈，則應先在清除處補焊； 然后再在另一側打磨清除至補焊金屬后再補焊。 如缺陷有多處，且相互位置較近、 深淺相差不大；為了不使兩坡口中間金屬多次受到返修時焊接熱應力與應變過程的影響，則宜將這些缺陷連接起來打磨成一個深淺均勻一致的大坡口；反之，若缺陷之間距離較遠。

3）焊接方法及焊材的選用

焊接接頭的返修一般采用手弧焊進行，這是因為手弧焊具有操作方便、位置適應性強等特點。但若坡口寬窄深淺基本一致，尺寸較長并處于平焊位置時； 也可以采用埋弧自動焊進行返修。當采用手弧焊來返修時，對原手弧焊的焊接接頭，一般還選用原焊縫焊接所用焊條，對自動焊一般采用與母材金屬相適應的焊條。但是，若返修部位剛性大、坡口深、焊接條件惡劣時，盡管原焊縫采用的是酸性焊條，則此時仍然應選用同一級別的堿性焊條；當采用埋弧自動焊返修時， 一般選用與原焊接工藝相同的焊絲與焊劑。

4）返修工藝措施

焊接接頭返修時應控制焊接能量的輸入； 并采用合理的焊接順序等工藝措施來保證返修質量。

（1）采用小規格直徑、小電流等小的焊接規范焊接；以降低返修部位塑性儲備的消耗；

（2）采用窄焊道、短段、多層焊道、分段跳焊法等；減少焊接應力與變形。但是，每層接頭處要盡量錯開；

（3）每焊完一段，須將焊渣清除干凈，填滿弧坑，并把電弧后引再熄滅，起附加熱處理作用。 然后立即用帶圓角的箭頭小錘錘擊焊縫；