淺析常見(jiàn)的焊接接頭缺陷種類(lèi)和產(chǎn)生原因

1、淺析常見(jiàn)的焊接接頭缺陷種類(lèi)和產(chǎn)生原因金屬焊接過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)冶煉和鑄造過(guò)程，首先利用電能或其他形式的能量產(chǎn)生高溫使金屬熔化，形成熔池，接著，熔融金屬在熔池中經(jīng)過(guò)冶金反應(yīng)后冷卻，將兩母材牢固地結(jié)合在一起。鍋爐、壓力容器、壓力管道和一些結(jié)構(gòu)件都主要采用焊接連接。而焊接缺陷的存在，破壞了焊接接頭的性能，其危害性主要有以下幾個(gè)方面：1.由于缺陷的存在，減少了焊縫的承載截面積，削弱了靜力拉伸強(qiáng)度，降低了焊接接頭的力學(xué)性能，縮短產(chǎn)品的使用壽命。2.由于缺陷形成缺口，破壞了焊縫的連續(xù)性，發(fā)生應(yīng)力集中和脆化現(xiàn)象，尤其是缺口尖端很容易產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，造成脆斷，容器和管道在壓力作用下可能產(chǎn)生爆炸，危害安全。3

2、.由于缺陷可能穿透筒壁，從而發(fā)生泄漏，影響致密性。焊接接頭缺陷對(duì)焊接件的危害，輕則，在很大程度上降低產(chǎn)品的力學(xué)性能和縮短產(chǎn)品的使用壽命；重則，可能產(chǎn)生脆斷，危及生命財(cái)產(chǎn)安全，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失。所以，焊接缺陷對(duì)產(chǎn)品構(gòu)件，尤其是鍋爐、壓力容器、壓力管道在使用中帶來(lái)的隱患和危害是不能低估的。在這里，簡(jiǎn)要談?wù)労附咏宇^缺陷的種類(lèi)和主要的產(chǎn)生原因，讓大家對(duì)焊接接頭的缺陷有個(gè)初步的、較全面的了解。焊接缺陷可分為外部缺陷與內(nèi)部缺陷兩大類(lèi)。外部缺陷是用肉眼或簡(jiǎn)單測(cè)量方法就可檢查出來(lái)的缺陷；內(nèi)部缺陷是用眼和外部檢查不出來(lái)的缺陷。一、外部缺陷焊縫接頭外部缺陷主要有焊縫尺寸不合要求、焊瘤、咬邊、弧坑、表面氣孔、

3、燒穿、表面裂紋、焊接變形等。（一）焊縫尺寸不合要求表現(xiàn)為焊縫表面高低不平，焊波粗劣；焊道寬度不均勻，焊縫時(shí)寬時(shí)窄；焊縫的加強(qiáng)過(guò)高或過(guò)低；焊縫成形不良等。這些問(wèn)題不僅使焊縫成形難看，還會(huì)影響焊縫與母材的結(jié)合，造成應(yīng)力集中或不能保證接頭強(qiáng)度，影響結(jié)構(gòu)的安全使用。 其產(chǎn)生的主要原因有：1焊件坡口角度不當(dāng)或裝配間隙不均勻。2焊接電流過(guò)大或過(guò)小、焊接規(guī)范選用不當(dāng)。3運(yùn)條速度不均勻、焊條(或焊把)角度不當(dāng)。 （二） 焊瘤在焊接過(guò)程中，熔化金屬流敷在未熔化的母材上，或凝固在焊縫上所形成的金屬瘤稱(chēng)為焊瘤。焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成應(yīng)力集中，又影響焊縫外觀。管道內(nèi)的焊瘤還會(huì)減小介質(zhì)通過(guò)的有效截面，甚至造成堵

4、塞。其產(chǎn)生的主要原因有：1電弧過(guò)長(zhǎng)、底層施焊電流過(guò)大。2立焊時(shí)電流過(guò)大、運(yùn)條擺動(dòng)不當(dāng)。3焊件裝配間隙過(guò)大。4焊接電源波動(dòng)太大。5焊速太慢，運(yùn)條不當(dāng)，操作不熟練等。（三）咬邊 焊縫的邊緣被電弧而造成的溝槽或凹陷稱(chēng)為咬邊。這使母材有效截面減少，因此不僅減弱了焊接接頭強(qiáng)度，而且容易造成應(yīng)力集中，承載后可能在此處產(chǎn)生裂紋。特別重要的焊件不允許存在咬邊。其產(chǎn)生的主要原因有：1電流過(guò)大，電弧過(guò)長(zhǎng)、運(yùn)條速度不當(dāng)、電弧熱量過(guò)高。2埋弧焊的電壓過(guò)低、焊速過(guò)高。3.焊條、焊絲的傾斜角度不正確。（四）弧坑在焊縫末端或焊縫接頭處，低于母材表面的局部凹坑稱(chēng)為弧坑。它不僅使該處焊縫的強(qiáng)度嚴(yán)重減弱，而且弧坑內(nèi)容產(chǎn)生氣孔、夾

5、渣或微小裂紋。所以在熄弧時(shí)一定要填滿弧坑，使焊縫高于母材。其產(chǎn)生的主要原因有：1焊接收弧時(shí)操作不當(dāng)，熄弧時(shí)間過(guò)短。2自動(dòng)焊時(shí)送絲與電源同時(shí)切斷，沒(méi)有先停絲再斷電。（五）表面氣孔 它是由于焊縫液體金屬中熔解的氣體在冷卻和結(jié)晶時(shí)向外析出時(shí)而殘留下來(lái)的，露在焊縫表面的空穴。表面氣孔對(duì)強(qiáng)度、塑性有影響，且破壞焊縫金屬的連續(xù)性，降低了結(jié)構(gòu)的密封性。其產(chǎn)生的主要原因參見(jiàn)“二、內(nèi)部缺陷”中的“（五） 氣孔”。 （六） 燒穿在焊接過(guò)程中，熔化金屬自坡口背面流出形成穿孔的缺陷。燒穿使該處焊縫強(qiáng)度顯著減小，也影響外觀，必須避免。其產(chǎn)生的主要原因有：1焊接電流過(guò)大。2焊接速度過(guò)慢。3焊件間隙過(guò)大。（七） 表面裂紋它

6、是焊接裂紋的一種，即焊接接頭表面局部地區(qū)的結(jié)合遭受破壞形成的。它具有尖銳的缺口和大的長(zhǎng)寬比，在焊件工作中會(huì)擴(kuò)大，甚至可使結(jié)構(gòu)突然斷裂，是接頭中最危險(xiǎn)的缺陷，一般不允許存在。其產(chǎn)生的主要原因參見(jiàn)“二、內(nèi)部缺陷”中的“(一) 裂紋”。（八） 焊接變形這種缺陷表現(xiàn)為焊接結(jié)構(gòu)的接頭變形和翹曲超過(guò)了產(chǎn)品允許的范圍。常見(jiàn)的焊接變形有角變形、彎曲變形、波浪形變形和扭曲變形等，其產(chǎn)生的主要原因是：焊接時(shí)對(duì)焊件進(jìn)行了局部的不均勻加熱，溫度分布不均勻，由熱脹冷縮及工件的剛性約束造成復(fù)雜的內(nèi)應(yīng)力，這是多種因素同時(shí)在作用，導(dǎo)致了焊接結(jié)構(gòu)的變形。二、內(nèi)部缺陷焊縫接頭內(nèi)部缺陷有裂紋、未焊透、未熔合、夾渣、氣孔等。（一）裂

7、紋裂紋端部形狀尖銳，應(yīng)力集中嚴(yán)重，對(duì)承受交變和沖擊載荷、靜拉力影響較大，是焊縫中最危險(xiǎn)的缺陷。按其產(chǎn)生的原因可分冷裂紋、熱裂紋和再熱裂紋等。冷裂紋指在200以下產(chǎn)生的裂紋，往往是在焊接完成后過(guò)一段時(shí)間才出現(xiàn)，又叫延遲裂紋，它與氫有密切關(guān)系，其產(chǎn)生的主要原因有：1焊接接頭產(chǎn)生淬硬組織，性能脆化。2擴(kuò)散氫含量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，氫是誘發(fā)延遲裂紋的最活躍因素，故有人將延遲裂紋又稱(chēng)氫致裂紋。3焊接接頭剛性大、存在較大的焊接拉應(yīng)力。熱裂紋指在產(chǎn)生于接近固相線的高溫下的裂紋(主要是凝固裂紋)，其產(chǎn)生的主要原因有：1.熱導(dǎo)率和膨脹率不協(xié)調(diào)的影響。如奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率不到低碳鋼的1/3，

8、而線脹系數(shù)卻大得多，造成焊接接頭中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。2.化學(xué)成份的影響。如奧氏體不銹鋼中的成分中，碳、硫、磷、鎳等元素會(huì)在熔池中形成低熔點(diǎn)共晶物，其強(qiáng)度較低。如si與ni形成的ni3s2熔點(diǎn)為645，而ni與ni3s2共晶的熔點(diǎn)只有625。焊接純奧氏體鋼、某些高鎳合金鋼和有色金屬時(shí)易出現(xiàn)熱裂紋。3.不銹鋼的液固相距離較大，結(jié)晶時(shí)間較長(zhǎng)，雜質(zhì)偏析現(xiàn)象比較嚴(yán)重。再熱裂紋即消除應(yīng)力退火裂紋。指在高強(qiáng)度鋼的焊接區(qū)，由于焊后熱處理或在高溫下使用，在熱影響區(qū)產(chǎn)生的晶界裂紋，其產(chǎn)生的主要原因有：1.消除應(yīng)力退火的熱處理?xiàng)l件不當(dāng)。2.合金成分的影響。如鉻、鉬、釩、鈮、硼等元素具有增大再熱裂紋的傾向。3.焊材

9、、焊接規(guī)范選擇不當(dāng)。4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成大的應(yīng)力集中。（二）未熔合 未熔合是焊道與母材之間或焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分。其產(chǎn)生的主要原因有：1. 層道清渣不干凈。2. 焊接電流太小。3. 焊條偏心。4. 焊條擺動(dòng)幅度太窄。（三）未焊透焊接時(shí)接頭的根部未完全熔透的現(xiàn)象稱(chēng)為未焊透。產(chǎn)生未焊透的部位往往也存在夾渣，連續(xù)性的未焊透一種極危險(xiǎn)的缺陷，在大部分結(jié)構(gòu)中是不允許存在的。其產(chǎn)生的主要原因有：1. 坡口設(shè)計(jì)不良，坡口角度太小，鈍邊大、間隙小。2. 焊條、焊絲角度不正確。3. 電流過(guò)小、電壓過(guò)低、焊速過(guò)快、電弧過(guò)長(zhǎng)、有磁偏吹。4. 焊件有厚銹，未清除干凈。5. 埋弧自動(dòng)焊時(shí)的焊偏。（四）夾渣焊后

10、殘留在焊縫中的熔渣稱(chēng)為夾渣。夾渣會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，在某些結(jié)構(gòu)中，在保證強(qiáng)度和致密性的條件下，也允許存在一定尺寸和數(shù)量的夾渣。其產(chǎn)生的主要原因有：1. 焊件上留有厚銹，焊接接頭邊緣未清理干凈。2. 多層焊時(shí)每層焊渣未清除干凈。3. 焊條角度和運(yùn)條方法不當(dāng)。4. 焊條藥皮的物理性能不當(dāng)。5.焊層形狀不良、坡口角度設(shè)計(jì)不當(dāng)。6.焊縫的熔寬與熔深之比過(guò)小、咬邊過(guò)深。7.電流過(guò)小，焊速過(guò)快，焊縫冷卻速度過(guò)快，焊渣來(lái)不及浮起。（五）氣孔它是由于焊縫液體金屬中熔解的氣體在冷卻和結(jié)晶時(shí)來(lái)不及析出而在焊縫金屬內(nèi)部或表面所形成的空穴。氣孔可分為密集氣孔、條蟲(chóng)狀氣孔和針狀氣孔等。露在焊縫表面的氣孔，稱(chēng)為表面氣孔；隱藏于焊縫金屬內(nèi)部的氣孔，稱(chēng)為內(nèi)部氣孔。氣孔對(duì)強(qiáng)度、塑性有影響，且