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2023年浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析 浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施 河北唐山科技班干部进修学院 孙春林 随着焊接技术的发展和进步，焊接结构的应用越来越广泛，几乎渗透到国民经济的各个领域，如石油与化工设备、起重运输设备、宇宙运载工具、车辆与船舶制造、冶金、矿山、建筑结构及国防工业建设等。在我们身边的许多事物可以触及到焊接的领域，我们生活的环境里存在许多焊接的产物，所以焊接质量的重要性不言而喻。由于焊接结构的特殊性，复杂性和质量的重要性，决定了为确保焊接结构的完整性，可靠性，安全性和使用性，这些就确定了研究焊接缺陷及采取的工艺措施的重要性。 一、焊接缺陷定义 焊接过程中，在焊接接头上产生的金属不连续、不致密或链接不良的现象称为焊接缺陷。焊接缺陷的产生原因十分复杂，既有冶金因素，也有工艺因素，还有应力因素。有时环境因素影响也很大。因此，焊接缺陷各种类较多。焊接检测人员必须熟悉缺陷的种类、特征，才能及时发现缺陷，保证生产顺利进行。 焊接缺陷基本上可以分为三类： 1、尺寸上的缺陷：包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。 2、结构上的缺陷：包括气孔、夹渣、非金属夹渣物、融合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。 3、性质上的缺陷：包括力学性能和化学性质等不能满足焊件的使用要求的缺陷。力学的性能值的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。 二、常见的焊接缺陷 1、未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。 2、未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。 3、气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。 4、夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。 5、裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。 根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类： a.热裂纹（又称结晶裂纹）：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到表面和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。 b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关 c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度范围内对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关 6、偏析：在焊接时因金属熔化区域小、冷却快，容易造成焊缝金属化学成分分布不均匀，从而形成偏析缺陷，多为条状或线状并沿焊缝轴向分布。 7、咬边与烧穿：这类缺陷属于焊缝的外部缺陷。当母体金属熔化过度时造成的穿透（穿孔）即为烧穿。在母体与焊缝熔合线附近因为熔化过强也会造成熔敷金属与母体金属的过渡区形成凹陷，即是咬边。 根据咬边处于焊缝的上下面，可分为外咬边（在坡口开口大的一面）和内咬边（在坡口底部一面）。咬边也可以说是沿焊缝边缘低于母材表面的凹槽状缺陷。 三、常见缺陷产生原因 1、未焊透 （1）由于坡口角度小，钝边过大，装配间隙小或错口；所选用的焊条直径过大，使熔敷金属送不到根部。 （2）焊接电源小，远条角度不当或焊接电弧偏向坡口一侧；气焊时，火焰能率过小或焊速过快。 （3）由于操作不当，使熔敷金属未能送到预定位置，号者未能击穿形成尺寸一定的熔孔。 （4）用碱性低氢型焊条作打底焊时，在平焊接头部位也容易产生未焊透。主要是由于接头时熔池溢度低，或采用一点法以及操作不当引起的。 2、未熔合 （1）手工电弧焊时，由于运条角度不当或产生偏弧，电弧不能良好地加热坡口两侧金属，导致坡口面金属未能充分熔化。 （2）在焊接时由于上侧坡口金属熔化后产生下坠，影响下侧坡口面金属的加热熔化，造成“冷接”。 （3）横接操作时，在上、下坡口面击穿顺序不对，未能先击穿下坡口后击穿上坡口，或者在上、下坡口面上击穿熔孔位置未能错开一定的距离，使上坡口熔化金属下坠产生粘接，造成未熔合。 （4）气悍时火焰能率小，氩弧焊时电弧两侧坡口的加热不均，或者坡口面存在污物等。 3、焊瘤 （1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。 （2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。 4、冷缩孔： （1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。 （2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。 5、气孔 （1）因熔池温度低，熔池存在时间短，气体未能在有效时间内逸出，这种情况主要与焊接规范等因素有关。 （2）打底击穿焊时，熔敷金属给送的过多，使熔池液态金原较厚，灭弧停歇时间长，造成气体难以全部逸出。 （3）由于运条角度不适当，影响了电弧气氛的保护用用，或操作不熟练，不稳以及沿熔池前六坡口间隙方向灭弧都会导致产生气孔。 （4）碱性低氢型焊条的药皮比酸性的薄干燥温度又高，因此药皮较脆。采用撞击法引弧很容易将焊条引弧端药皮撞掉，使熔滴失去或减电弧气氛以及熔溢的保护作用，引起焊缝产生气孔，此外，在焊条引弧端的粘接处，也会产生密集的气孔。 （5）气焊或氢弧焊时，由于焊口清理不干净，有锈、油污质等，同时操作时，焊接速度过快，焊丝和焊炬的角度，以及摆动不适当等也会产生气孔。 6、夹渣 （1）手工电弧焊时，由于运条角度，或操作不当，使熔渣和熔池金属不能良好地分离。 （2）由于焊条药皮受潮；药皮开裂或变质，药皮或坡脱落进入熔池又未能充分熔化或反应不完全，使熔？不能浮出熔池表面，而造成夹渣。 （3）在中间焊层作填充焊时，由于前层焊道过渡不平调、高低、凹凸不均或焊道清渣不彻底，焊接时熔渣未能熔化浮出而形成层间夹渣。 （4）气焊时火焰能率太小或氩弧焊时规范不适当；以及焊丝焊炬角度不适当，焊丝摆动、搅拌熔池操作不当等。 7、咬边 （1）主要是焊接电流过大，电弧过长，远条角度不适当等。 （2）运条时，电弧在焊缝两侧停顿时间短，液态金属未能填满熔池，横焊时电弧在上坡口面停顿的时间过长，以及运条、操作不正确也会造成咬边。 （3）气焊时火焰能率过大，焊嘴倾斜角度不当，焊炬和焊丝摆动不适当等。 8、背面凹陷 （1）产生背面凹陷，一般在板状试件的仰、横焊位置和管状试件的仰焊、仰立焊位置焊接时产生，其主要原因有： a.间隙过大，钝边偏小，熔池体积较大，液态金属因自重而产生下坠。 b.条直径或焊接电流偏大，灭弧慢或连弧焊接，使熔池温度增高，冷却慢，导致熔池金属重力增加而使表面张力减小。 c.焊条角度不当，减弱了电弧对熔池金属的压力，或焊条未运送至坡口根部。 9、焊道背面成形不良,焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。 （1）击穿两侧坡口面所形成的熔孔尺寸大小不均，或者击穿焊接速度不均匀。 （2）击穿焊接时的电弧加热时间，电弧穿透过背面的多少控制不均匀等。 四、常见焊接缺陷防止措施 1、未焊透 （1）选择合适的坡口角度，装配间隙及钝边尺寸并防止错口。 （2）选择合适的焊接电源，焊条直径，运条角度应适当；气焊时选择合适的火焰能率。如果焊条药皮厚度不均产生偏弧时，应及时更换。 （3）掌握正确的焊接操作方法，对手工电弧焊的运条和气焊，氩弧焊丝的送进应稳，准确，熟练地击穿尺寸适宜的熔孔，应把熔敷金属送至坡口根部。 （4）用碱性低氢型焊条焊接16MN尺寸钢试板，在平焊接关时，应距离焊缝收尾弧？1015MM的焊缝金属上引弧；便于使接头处得到预热。当焊到接头部位时，将焊条轻轻向下一压，听到击穿的声音之后再灭弧，这样可消除接头处的未焊透。如果将接头处铲成缓坡状，效果更好。 2、未熔合 （1）选择适宜的运条角度，焊接电弧偏弧时应及时更换焊条。 （2）操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况，使之熔合良好。 （3）横焊操作时，掌握好上、下坡口面的击穿顺序和保持适宜的熔孔位置和尺寸大小，气焊和氩弧悍时，焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。 3、焊瘤 （1）选择适宜的钝边尺寸和装配间隙，控制熔孔大小并均匀一致，一般熔孔直径为0.81.25倍的焊条直径，平焊打底焊时不应出现可见的熔孔，否则背面会形成焊瘤。 （2）选择合理的焊接规范，击穿焊接电弧加热时间不可过长，操作应熟练自如，运条角度适当。 （3）气焊时焊丝角度、送丝速度及其摆动应适当，可利用气体火焰的压力来控制？水的溢出。 4、冷缩孔： 为防止冷缩孔的产生，主要应从操作工艺上采取措施，在更换焊条灭弧前应在原熔池上或池背面连续点弧 二、三次，以填充满熔池，然后将电弧向坡口面一侧后拉，逐渐衰减灭弧，这样可稍微提高熔池及周围的温度，减缓冷却速度，从而防止冷缩孔产生。 5、气孔 （1）选择稍强的焊接规范，缩短灭弧停歇时间，灭弧后，当熔池尚未全部凝固时，就及时再引弧给送熔滴，击穿焊接。 （2）输送熔敷金属不要太多，使熔池的液态金属保持较薄，利于气体的逸出。 （3）运条角度要适当，操作应熟练，不要将熔渣拖离熔池，要换焊条后采用划擦法引弧，用短弧焊接。 （4）气焊和氩弧焊操作时，焊丝和焊炬的角度应适当，摆劲正确，焊连保持均匀适宜。 6、夹渣 （1）选择适当的运条角度，操作应熟练，使熔渣和液态金属良好地分离。 （2）遇到焊条药皮成块脱落时，必须停止焊接，查明原因并更换焊条。 （3）打底层焊道或中间层焊道成形成控制均匀，圆滑过渡，接头或焊瘤应该用电弧割掉或用手砂轮磨隙。 （4）选择合适的火焰能率或规范，注意保持适宜的焊丝和焊炬角度，焊丝作正确摆，搅拌熔池，使熔渣顺利地浮出溶池。 7、咬边 （1）选择适宜的焊接电源、运条角度、进行短弧操作。 （2）焊条摆动至坡口边缘，稍作稳弧停顿，操作应熟练、平稳。 （3）气焊火焰能率要适当，焊炬和焊丝的角度及摆动要适宜。 8、背面凹陷 （1）保证装配尺寸符合要求，特别是间隙和纯边尺寸，操作要熟练、准确。 （2）严格控制击穿时的电弧加热时间及运条角度，熔孔大小要适当，采用短弧施焊。 9、焊道背面成形不良,焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。 (1)严格控制击穿孔的尺寸大小，并使击穿焊接的速度均匀一致。 （2）严格控制电弧的穿透程度，掌握好电弧燃烧，加热时间使之均匀一致。 2023年10月13日 论文： 浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施 题目：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施 单位：河北唐山科技班干部进修学院 姓名： 孙春林 2023年10月13日 浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析 焊接缺陷及防止措施 焊接缺陷及防止措施 焊接缺陷及防治措施 焊接缺陷的产生及防止措施 焊接缺陷及预防措施 浅析焊接加工中的缺陷及改善措施 提高电机效率采取的工艺措施 常见的焊接缺陷(内部缺陷) 常见焊接缺陷及防止措施和注意事项