焊接常見問題分析及焊接返修工藝研究

荀廷慧

摘要：焊接作為最常見的金屬連接工藝之一，其連接質量確定著焊接工件的使用性能、力學性能等。但是在焊接施工作業過程中，受焊接工藝設定不合理，焊條材料以及焊接設備的影響，會出現焊接缺陷或者其他問題。應根據缺陷類型，制定相應的返修工藝措施，繼而提高焊件質量。

關鍵詞：焊接;問題;返修工藝

焊接工藝作為常見的熱加工工藝，在工業制造中有著舉足輕重的地位。在實際操作中，往往因為材料、工藝以及作業環境的影響，在施焊過程中會出現各種各樣的焊接缺陷。這些缺陷會影響設備、結構、零件的強度，繼而導致損害設備、零件失效等情況。因此在焊接作業過程中，要及時發現焊接缺陷或者問題，繼而根據缺陷的情況，提出相應的解決辦法。

一、焊接常見問題概述

焊接常見問題從施工質量角度來稱為焊接缺陷，焊接缺陷可以分為制造過程缺陷和使用時缺陷，制造過程缺陷常見裂紋、孔穴、夾渣、凹陷、熔接不足或滲透不足等。使用時產生的缺陷通常是指焊接熱循環損傷到焊道或鄰近的熱影響區，造成焊件性質劣于母材。

常見的制造過程缺陷又可以分為：外部缺陷和內部缺陷，外部缺陷有焊瘤、咬邊、夾渣以及表面氣孔等問題;內部缺陷有未焊透、內部氣孔以及內部裂紋等缺陷。根據GB6417規定，可以將缺陷歸納為裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合和未焊透、形狀缺陷以及其他缺陷六大類。

影響焊接質量的因素多種多樣，主要有母材和焊條的質量、焊接后熱處理質量、焊接設備性能、工藝參數指定、工藝規程、焊接技術以及作業環境等。因此在后期的返修中不僅僅要考慮焊接缺陷類型，還需要考慮產生該種缺陷的因素，繼而提出更加合理的返修工藝。

二、焊接返修工藝研究

2.1焊接縮孔缺陷的處理以及返修工藝

焊接縮孔缺陷產生的主要原因有兩種，第一種是晶間縮孔，焊縫金屬在冷卻過程枝晶間形成拉長縮孔，大多垂直于焊縫表面，經常出現在焊接軸上或附近;另一種是電弧坑縮孔，主要是由于焊接到收尾處未將弧坑填滿，未對焊接熔池進行緩慢冷卻而形成縮孔，縮孔分表面和穿透性兩種，后者危害最大。

如果在焊接工藝出現了縮孔缺陷需要進行返修，按照以下工藝進行返修。如果焊接質量要求不高，母材厚度較大，可以直接利用工具將縮孔打磨，來消除縮孔缺陷。但是如果采用此種方法會降低部件強度，不適用于薄板或者精度要求較高的零件。針對這種情況，需要重新焊接或者選定焊條，優化工藝參數，保證焊接質量。

2.2裂縫缺陷的處理及返修工藝

焊接完成以后，裂縫有可能存在于焊縫表面或內部，因此在焊接作業完成以后，需要進行無損檢測，發現內外部是否存在裂紋，如果存在則需要進行返修。

焊縫和熱影響區均可出現裂紋，并在不同應力的作用下繼續增長，直至焊道失效。裂紋分為宏觀裂紋和微觀裂紋，有熱裂紋和冷裂紋，淬火組織、擴散氫含量和殘余應力是引起焊接冷裂紋的三個主要因素。焊接接頭操作中的根部焊接裂紋是微裂紋中的冷裂紋，不易發現，且危害較大。

返修工藝，首先做好作業準備，返修焊接設備性能要滿足焊接工藝的需求，所用焊條應符合焊接技術要求，焊條應按焊接工藝規定進行烘烤，根據不同鋼種，制定返修工藝措施。其次，對焊縫進行打磨，開槽角度60±5°，間隙3～4mm，長度盡量控制在100mm以內。如果焊接缺陷太長，應分段進行修補，中間先打磨，避免一次過度打磨，造成焊后剩余。焊縫單位面積上的力增加了焊縫的張力，根據裂紋的性質確定研磨位置，然后對裂紋用機械加工的方式進行修磨，直至打磨至原始裂紋根部。因為焊縫根部位置的拉伸應力大于根部焊縫在熱強度下的熱收縮影響下的載荷最大，所以根部焊縫的邊緣易開裂并形成根部焊趾裂紋。打磨完成后，將焊道兩側20㎜以內污垢清理打磨干凈直至露出金屬光澤，再用棉紗將整個焊接區域擦拭干凈，后進行補焊。

最后，在修復過程中，根據檢查和缺陷的實際分析，合理選擇修復和打磨狀態，防止產生未焊透、熔合、夾渣等缺陷。在返修處對焊縫表面進行打磨，使其與原焊縫基本一致，并使焊縫與母材過渡平滑，以減少應力集中，提高焊縫的抗裂性;缺陷修復后應符合焊接相關規定的驗收標準。

2.3咬邊現象及其返修工藝

咬邊是指在焊接過程中被電弧灼傷形成的一種低于母材的凹形溝槽或凹陷（即在焊縫邊緣，母材被電弧灼傷而熔化鐵水未溢滿灼傷處）。咬邊的原因主要有：一是焊接時電流過大、電弧過長或焊接角度選擇不當;二是角焊時電焊條角度選擇不當或弧長選擇不當。

首先要選取合格的焊接材料，一般的焊縫返修可以采用手工電弧焊或者二保焊。其次，作業前準備，必須要對返修部位的焊縫及焊縫兩側20㎜范圍內清除氧化物，水份或者油污并露出金屬光澤。最后，一般角焊縫的焊接缺陷（如焊腳尺寸不足、咬邊深度超標、凹陷等）可采用焊接方法直接修復。

2.4其他常見問題

飛濺現象，在焊接過程中會產生大量的電弧，而被電弧熔化的金屬很容易向外界飛濺。這不僅會影響焊接人員的焊接行為，而且會浪費大量的焊條，對工件的美觀也會產生一定的影響。產生這個問題的主要原因是：首先，電焊條存放不正確潮濕所致。焊條烘干時，溫度選擇不當或烘干時間選擇不當。這些原因會造成焊接飛濺的情況;其次，堿性焊條電源極性選擇不當;再次，在焊接過程中使用不當，也會造成焊接飛濺。

針對這種情況，主要通過調節焊接工藝參數，合理選用焊條和焊接設備進行焊接，可以有效避免飛濺的產生。

焊接翹曲現象，焊接完成以后工件形狀尺寸達不到要求，主要是因為熱溫度場不一樣而造成，克服此類現象的工藝措施是合理控制焊接線能量。

三、焊接返修工藝

3.1建立相對完善的返工制度

建立相對完善的焊接接頭修復體系是焊接接頭質量管理的前提工作和重要保證。首先，要建立其控制環節。這一制度對焊接接頭的返修工作影響很大，對返修方案的制定將有比較明確的要求。其次，可以根據有關規定制定一些適合本單位焊接的制度，制定一些與焊接接頭返修工作有關的具體工藝參數。如果工件同一部位返修過多，焊接接頭和接頭周圍的母材會出現一系列問題，使承壓設備在工作中非常危險。因此，同一焊接接頭的返修次數不能超過2次，這是承壓設備所能承受的極限。

3.2制定返修工藝

制定修復計劃是修復工作中相對重要的一部分，因為只有制定出更加科學合理的修復計劃，才能對焊接接頭進行正確的修復。具體的返修方案應包括：一是缺陷產生的原因及避免類似缺陷發生的一些技術措施，這將有助于今后的焊接工作;二是適當消除缺陷，并對坡口進行合理的處理;三是焊接材料和焊接方法的選擇;四是找出具體的返修工藝，并將這些工藝應用到具體的返修過程中;五是對焊接接頭進行檢驗后，必須對工件進行整體檢驗，以保證返修后的焊接接頭能滿足工作需要。

結束語

焊接工藝作為最常見的金屬材料加工方法之一，隨著焊接技術的發展，焊接質量得到了極大的提升。但是在實際作業中會受到各種因素的影響產生裂縫、氣孔等缺陷。針對這些缺陷需要制定返修工藝措施，首先對焊縫進行檢查，找出缺陷位置，分析缺陷產生的原因，如果是表面缺陷可以直接修磨，如果是內部缺陷挖刨至缺陷的根部徹底消除缺陷，焊接施工時需要按照相關返修標準進行，以便提高返修加工質量。

參考文獻：

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