焊接缺陷及產(chǎn)生原因

1、焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施一、 焊接缺陷定義焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷，主要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔 和焊縫外觀缺陷等。這些缺陷減少焊縫截面積，降低承載能力，產(chǎn)生應(yīng)力集中， 引起裂紋；降低疲勞強(qiáng)度， 易引起焊件破裂導(dǎo)致脆斷。 其中危害最大的是焊接裂 紋和氣孔。焊接缺陷的分類焊接生產(chǎn)中產(chǎn)生焊接缺陷的種類是多種多樣的， 按其在焊接接頭中所處的位置和表現(xiàn)形式的不同， 可以把焊接缺陷大致分為兩類： 一類是外部缺陷； 另一類是內(nèi)部缺陷。焊接缺陷的詳細(xì)分類如圖1 所示。圖焊接缺陷示意圖如圖2 所示：a）裂紋d）弧坑1 焊接缺陷分類圖b）焊瘤（ c）焊穿e）氣孔f）夾渣g）咬邊h）未融合i）未焊透

2、圖 2 焊接缺陷示意圖三、 影響焊接缺陷的因素1. 材料因素所謂材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料， 如焊絲、 焊條、焊劑及 保護(hù)氣體等。這些材料在焊接時(shí)都直接參與熔池或熔合區(qū)的物理化學(xué)反應(yīng)， 其中， 母材本身的材質(zhì)對(duì)熱影響區(qū)的性能起著決定性的作用， 當(dāng)然，所采用的焊接材料 對(duì)焊縫金屬的成分和性能也是關(guān)鍵因素。 如果焊材與母材匹配不當(dāng)， 不僅可能引 起焊接區(qū)內(nèi)的裂紋、 氣孔等各種缺陷，也可能引起脆化、軟化等性能變化。所以， 為了保證得到良好的焊接接頭，必須對(duì)材料因素予以重視。2. 工藝因素同一種母材， 在采用不同的焊接方法和工藝措施的條件下， 其焊接質(zhì)量會(huì)表 現(xiàn)出很大的差別。焊接方法對(duì)焊

3、接質(zhì)量的影響主要在兩個(gè)方面： 首先是焊接熱源的特點(diǎn)， 其可 以直接改變焊接熱循環(huán)的各項(xiàng)參數(shù)，如線能量、高溫停留時(shí)間、冷卻速度等；其 次是對(duì)熔池和接頭附近區(qū)域的保護(hù)方式， 如渣保護(hù)、氣保護(hù)等。 焊接熱過程和冶 金過程必然對(duì)接頭的質(zhì)量和性能會(huì)有決定性的影響。3. 結(jié)構(gòu)因素 焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響其受力狀態(tài)，其既可能影響焊接時(shí)是否發(fā)生缺陷， 又可能影響焊后接頭的力學(xué)性能。 設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)， 應(yīng)盡量使接頭處于拘束度較 小、能自由伸縮的狀態(tài)，這樣有利于防止焊接裂紋的產(chǎn)生。4. 使用條件焊接結(jié)構(gòu)必須符合使用條件的要求， 如載荷的性質(zhì)、 工作溫度的高低、 工作 介質(zhì)有無腐蝕性等，其必然會(huì)影響到接頭的使用性能

4、。例如，焊接接頭在高溫下承載， 必須考慮到合金元素的擴(kuò)散整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生蠕 變的問題； 承受沖擊載荷或在低溫下使用時(shí)， 要考慮到脆性斷裂的可能性； 接頭 如需在腐蝕介質(zhì)中工作時(shí)，又要考慮應(yīng)力腐蝕的問題。綜上所述，影響焊接缺陷的因素是多方面的，如材料、工藝、結(jié)構(gòu)和使用條 件等，必須綜合考慮上述因素的影響。四、 不同焊接方法產(chǎn)生焊接缺陷的原因及防止措施 焊接，通常是指金屬的焊接。 金屬焊接方法的主要功能在于提供適當(dāng)?shù)奈锢?化學(xué)過程，使兩個(gè)分離的固態(tài)金屬產(chǎn)生原子或分子間結(jié)合力而連接成一體。由于不同的金屬焊接方法具有不同的焊接工藝特點(diǎn)， 因此產(chǎn)生焊接缺陷的原 因也各具特殊性，以下是針對(duì)幾種常用的焊接方法中

5、常見焊接缺陷的防止措施的 論述。1. 手工電弧焊手工電弧焊， 簡(jiǎn)稱手弧焊。 它是以焊條和工件作為兩個(gè)電極， 利用電弧放電 時(shí)產(chǎn)生的熱量，熔化焊條和焊件的一種手工操作的焊接方法， 由于其有設(shè)備簡(jiǎn)單、 操作靈活等特點(diǎn)，因此它是目前焊接生產(chǎn)中使用最廣泛的一種焊接方法。手弧焊常見的焊接缺陷有：咬邊、未熔合、未焊透、焊瘤、夾渣、氣孔和裂 紋等，以下是手弧焊常見缺陷的產(chǎn)生及防止。（1）咬邊產(chǎn)生咬邊的主要原因是由于焊接時(shí)選用了過大的焊接電流， 電弧拉得過長(zhǎng)以 及焊條角度不當(dāng)引起的，屬于操作技術(shù)不良而產(chǎn)生的缺陷，大多出現(xiàn)在立、橫、 仰焊，較少出現(xiàn)在平焊中。防止措施：1）選擇合適的焊接規(guī)范 焊接電流和電弧電壓對(duì)

6、產(chǎn)生咬邊有重要影響，電 流過大，或者電弧電壓增大， 都容易產(chǎn)生咬邊。 焊接電流的大小主要是根據(jù)焊條 直徑和焊縫位置確定的， 表 1 給出了焊接低碳鋼時(shí)各種直徑電焊條使用電流的參 考；表 1 低碳鋼焊接時(shí)各種直徑電焊條使用電流的參考焊條直徑（ mm）焊接電流（ A ）焊條直徑（ mm）焊接電流（ A ）1.625-404.0160-2102.040-655.0200-2702.550-605.8260-3003.2100-1302）采用正確的運(yùn)條方法 為避免產(chǎn)生咬邊，正確的運(yùn)條方法是，焊條擺動(dòng) 時(shí)在坡口邊緣運(yùn)條稍慢些，停留時(shí)間稍長(zhǎng)，在中間運(yùn)條速度要快些；3）適當(dāng)?shù)暮笚l角度 焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的焊縫

7、位置、板厚等來選擇適當(dāng)?shù)?焊條角度，以避免咬邊缺陷。 角焊 焊接時(shí)使焊條與兩板成 45°夾角，并向焊接方向傾斜呈 7080°左 右夾角，見圖 3，如板厚不等時(shí)，將焊條角度調(diào)整，使電弧偏向厚板一側(cè)，讓兩 板受熱均勻，避免咬邊；圖3 角焊時(shí)焊條角度 立焊 焊條與兩邊夾角相等，與水平表面夾角呈 1530°如圖 4 所示；圖4 立焊時(shí)焊條角度 橫焊 焊條向下傾斜與水平面呈 15°夾角，與焊縫呈 70°左右夾角， 如圖5 所示； 仰焊 要使熔深小些，焊條應(yīng)向焊接的相反方向傾斜 10°左右，如果要 求熔深大些，則應(yīng)向前方傾斜 10°左右

8、，如圖 6 所示；圖 6 對(duì)接焊縫仰焊時(shí)焊條角度（2）未熔合 產(chǎn)生未熔合的原因有：焊縫電流過小，焊速過高，熱量不夠，坡口或焊件金 屬表面有雜質(zhì)等。防止措施：1）選用稍大的電流，放慢焊速，使熱量增加到足以熔化母材或前一層焊縫 金屬；2）焊條角度、運(yùn)條方法和速度適當(dāng)，照顧到母材兩側(cè)溫度及熔化情況；3）去除金屬表面雜質(zhì)；4）焊條有偏心時(shí)調(diào)整角度，使電弧處于正確方向。（3）焊瘤 焊瘤是由于溫度過高，使液體金屬凝固較慢，在自重作用下，下墜而成的。防止措施：1）選用較小電流，但不能過小；2）焊條左右擺動(dòng)應(yīng)中間走快些，兩側(cè)稍慢些，在邊緣有稍稍停留時(shí)間，電 弧壓短些；3）控制熔池溫度。（4）未焊透未焊透是由于

9、焊工操作技術(shù)不良和規(guī)范選用的不當(dāng)， 或裝配不良引起的。 在 根部，由于電弧未將母材熔化或未填滿熔化金屬引起的。 在層間， 電弧未將各層 間完全熔化，亦未填滿熔化金屬；在邊緣未將母材焊透，均可造成未焊透。防止措施：1）控制坡口尺寸，對(duì)于單面焊雙面成型的焊縫，對(duì)口間隙應(yīng)大些，鈍邊應(yīng)2）參見未熔合部分（5）夾渣夾渣基本上屬于因操作技術(shù)不良， 使熔池中熔渣未浮出面存在于焊縫中的缺 陷。防止措施：1）焊接時(shí)適當(dāng)?shù)睦L(zhǎng)電弧，并向熔渣方向挑動(dòng)，利用增加的電弧熱量和吹 力順利的將熔渣吹到旁邊；2）焊前清理母材上的贓物或雜質(zhì)。（6）氣孔 低碳鋼焊縫的氣孔主要是 CO 氣孔和氫氣孔。防止措施：1）焊件坡口應(yīng)徹底清

10、理，焊條使用前按規(guī)定烘干；2）在條件許可的情況下，適當(dāng)加大焊接電流，降低焊速，以延長(zhǎng)熔池停留 時(shí)間，使氣體充分逸出；3）熔池直徑不應(yīng)超過焊條直徑的 3 倍；4）使用酸性焊條時(shí)電弧應(yīng)拉長(zhǎng)些，使用堿性焊條時(shí)電弧壓短些。（7）裂紋 手工電弧焊接低碳鋼時(shí)產(chǎn)生的裂紋主要是結(jié)晶裂紋，最常見的是縱向裂紋。 防止措施：1）控制焊縫中有害雜質(zhì)的含量；2）重要的結(jié)構(gòu)采用堿性焊條；3）正確選擇焊接規(guī)范，接頭形式，妥善安排焊接順序等。2. 鎢極氬弧焊 鎢極氬弧焊是采用高熔點(diǎn)的鎢或鎢的合金棒作為電極， 在氬氣的保護(hù)下， 依 靠不熔化的鎢棒與焊件之間產(chǎn)生的電弧熔化母材和填充焊絲的一種焊接方法， 分 為手工焊和自動(dòng)焊。它的

11、特點(diǎn)是，熱量集中，熱影響區(qū)小，焊件變形小，電弧穩(wěn)定，成形美觀， 焊縫致密，故焊縫金屬機(jī)械性能和抗腐蝕性能都比較好。鎢極氬弧焊的焊接規(guī)范主要有焊接電流、 焊接速度、 電弧長(zhǎng)度、 鎢極直徑和 形狀、氣體流量以及噴嘴孔徑等。 常見的焊接缺陷有氣孔和氧化、 裂紋、未焊透、 咬邊、焊穿及焊縫金屬夾鎢。（1）氣孔和氧化產(chǎn)生的主要原因是氣體保護(hù)效果不佳， 焊件和焊絲清理不干凈， 氬氣純度偏 低，焊接規(guī)范不合適，接頭型式不合理、操作技術(shù)不當(dāng)?shù)?。防止措施?）選用高純度氬氣；2）焊前對(duì)焊件及焊絲表面認(rèn)真清理；3）加強(qiáng)氣體保護(hù)方法；4）焊接鎂、鋁的薄板時(shí)，采用直流反接；5）掌握正確的操作方法。（2）未焊透 產(chǎn)生原

12、因有：焊接電流太小，焊速過快，電弧太長(zhǎng)，焊絲直徑太粗，收弧方 法不正確，電源及極性選擇不當(dāng)?shù)?。防止措施?）正確選擇焊接規(guī)范， 電流不應(yīng)過小， 焊速不應(yīng)過快， 電弧長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)。 保證熱量集中，電弧穩(wěn)定，均勻焊接；2）正確選擇電源種類及極性，焊接鋁及其合金的薄板時(shí)選擇直流反接，利 用“陰極霧化”的作用去除金屬表面的氧化膜；焊接不銹鋼時(shí)利用直流反接。（3）裂紋產(chǎn)生原因：填充焊絲或母材中含雜質(zhì)元素較多， 焊前對(duì)工件表面清理不夠等。 防止措施：1）選擇含 S、P 等雜質(zhì)元素低的母材及填充絲材料； 2）焊前對(duì)焊件及填充絲表面認(rèn)真清理。（4）燒穿產(chǎn)生主要原因是由于焊接電流過大， 焊接速度過慢造成的。 另外，收弧方法 不正確也容易產(chǎn)生燒穿。防止措施：1）選用合適的焊接規(guī)范，在焊接過程中盡量保持規(guī)范的穩(wěn)定，不應(yīng)隨意加 大電流，焊接速度也不應(yīng)過慢；2）在起弧端頭和焊縫結(jié)尾時(shí)，應(yīng)采用引弧板和收弧板，另注