焊接及常見缺陷

1、一、 焊接1. 焊接定義焊接是被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質(zhì)達到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。2. 焊接的分類 3. 熔焊：熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續(xù)焊縫而將兩工件連接成為一體。 在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。4. 壓焊 壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實現(xiàn)原子間結(jié)合，又稱固態(tài)焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加

2、熱至塑性狀態(tài)時，在軸向壓力作用下連接成為一體。壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數(shù)壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接過程，也改善了焊接安全衛(wèi)生條件。 5. 釬焊釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現(xiàn)原子間的相互擴散，從而實現(xiàn)焊接的方法。 焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節(jié)約能量。焊接的密封性好，適于制造各類容器。發(fā)展聯(lián)合加工工藝，使焊接與鍛造

3、、鑄造相結(jié)合，可以制成大型、經(jīng)濟合理的鑄焊結(jié)構和鍛焊結(jié)構，經(jīng)濟效益很高。 未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料，以進一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性，如改進現(xiàn)有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術和控制技術，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。 另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現(xiàn)程序控制、數(shù)字控制；研制從準備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產(chǎn)線上，推廣、擴大數(shù)控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件。 二、 焊接接頭的主要缺陷6. 1 未熔合1.1 特征 未熔合主要是焊縫金屬和

4、母材之間或焊道金屬和焊道金屬之間未完全熔合的部分，即填充金屬粘蓋在母材上或者是填充金屬層間而部分金屬未熔合在一起。見圖1。未熔合又可細分為：坡口邊緣未熔合、焊道之間未熔合、焊縫根部未熔合。未熔合是增大焊接速度后出現(xiàn)于焊縫內(nèi)的初期缺陷, 一般間隙很窄，相當于裂紋，在外力的作用下很容易擴展到焊縫或母材，形成開裂。1.2 產(chǎn)生原因 焊接時電流過小，焊速過高、熱量不夠或者焊條偏于坡口之一側(cè)，使母材或先焊焊縫金屬未得到充分熔化就被熔化金屬敷蓋而造成。 母材坡口或先焊的焊縫金屬表面有銹、氧化鐵、熔渣及臟物等未清除干凈，在焊接時由于溫度不夠，未能將其熔化而蓋上了熔化金屬而造成。 起焊溫度低，先焊的焊縫開始端

5、未熔化，也會產(chǎn)生未熔合。 手弧焊運條時偏離焊縫中心，熔化的金屬流到未熔化表面上。 焊接坡口太小，焊根間隙太窄, 會造成未熔合。 1.3 防止措施 稍減焊接速度，略增焊接電流, 使熱量增加到足以熔化母材或前一層焊縫金屬。 焊條角度及運條應適當，要照顧到母材兩側(cè)溫度及熔化情況。 對由熔渣、臟物等所引起的未熔合，要加強清渣，將氧化皮等臟物清理干凈。 對初學者應注意分清熔渣和鐵水，焊條有偏心時應調(diào)整角度使電弧處于正確方向。 氣體保護焊尤宜控制焊接速度不要過高，電弧電壓偏低，維持一定的弧長，保持射流過渡，而且優(yōu)先應用氦混合氣體作為保護氣體。 半自動焊或埋弧自動焊場合，焊絲直接對準接頭根部以確保根部焊透。

6、 7. 2 咬邊2.1 特征 咬邊是焊接過程中，電弧將焊縫邊緣熔化后，沒有得到填充金屬的補充，在焊縫金屬的焊趾區(qū)域或根部區(qū)域形成溝槽或凹陷。咬邊可以是連續(xù)的，也可以是間斷的。咬邊減少了基本金屬的有效面積，減弱了焊接接頭強度，并且在咬邊處形成應力集中，會成為開裂起點，承載后有可能在咬邊處產(chǎn)生裂縫。見圖2。2.2 產(chǎn)生原因 平焊時焊接電流過大或焊接速度過慢。 焊接電弧過長，使熔寬增加并產(chǎn)生較大吹力，使母材產(chǎn)生凹坑，而填充金屬未能將凹坑填補。 焊接角焊縫時，焊條角度和擺動不正確或電弧長度過長，而使焊縫上部邊緣發(fā)生咬邊。 在立、橫、仰焊時，技術不熟練的焊工在電流較大時，由于運條時在坡口兩側(cè)停留時間較短

7、，電弧長度太長，使焊縫中間鐵水溫度過高而下墜，兩側(cè)的母材金屬被電弧吹去而未填滿熔池所致，熔化金屬下淌也會造成咬邊。 在埋弧自動焊時由于焊接速度過高而造成。 2.3 防止措施 選用合適電流，避免電流過大。 控制焊接速度，使其必須滿足所熔敷的焊縫金屬完全充填于母材所有已熔化的部分。 采用擺動工藝時，在坡口邊緣運條稍慢些，焊條應做短時停頓，以使焊縫金屬與鄰接板料之間的溫度相近，在坡口中間運條速度要快些，并使填充金屬與基本金屬混合均勻。 手工焊要控制焊條的位置，在角焊時，焊條要采用合適的角度和保持一定的電弧長度，保持運條均勻，既要保證完全熔化，又要使焊接熔池形成飽滿的外形。 盡量采用短弧焊。 當有可能

8、形成過量咬邊時，應盡量避免在水平位置施焊角焊縫，而采用船形位置焊接。 過量的擺動也容易形成咬邊，可采用多道焊工藝克服這一缺陷。 埋弧自動焊時，要正確選擇焊接規(guī)范。8. 3 焊瘤3.1 特征 焊瘤是過量的焊縫金屬流出基體金屬熔化表面而未熔合，這種金屬是由于熔池溫度過高，使液體金屬凝固較慢，在自重作用下下墜而形成。也就是在焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤。在角焊縫中產(chǎn)生的頻度多于對接焊縫。焊瘤在立焊和仰焊中經(jīng)常產(chǎn)生；在平焊對接時，第一層背面有時可能產(chǎn)生焊瘤；用埋弧自動焊焊接小直徑的環(huán)縫時，也常常出現(xiàn)焊瘤。焊瘤不僅影響了焊縫成形美觀，而且往往造成接頭尺寸突變，惡化了構件

9、的使用性能，管壁內(nèi)的焊瘤還會影響管內(nèi)液體的暢通。此外，焊瘤下面往往存在未焊透、未熔合等缺陷，過大的角接焊縫瘤還將因接頭強度不足而斷裂。見圖3。3.2 產(chǎn)生原因 焊接工藝參數(shù)選擇不當，焊接電流和電弧電壓過大、過小都有可能造成焊瘤。電流、電壓過小時，電弧熱量低且吹力小，使母材不能充分熔化，并難以將熔池中的液體金屬吹開, 以致熔化金屬不能與母材熔合而堆積；電流、電壓過大時，焊縫底部的熔化金屬被吹呈下墜，而形成背面的焊瘤。 坡口間隙過大。 背面焊瘤主要由于熔池溫度過高，焊接時焊條伸入過深，熔化金屬流向背面過多所致。 操作不熟練，如焊條角度不對或電極未對準焊縫，運條不當或電弧過長等。 3.3 防止措施

10、正確選擇工藝參數(shù)，間隙不宜過大，選用較平焊小10%15%的焊接電流，嚴格控制熔池溫度，防止過高。 選用小直徑焊條施焊，焊條左右擺動中間快些，兩側(cè)稍慢些，在邊緣有稍停留的穩(wěn)弧動作時間。 在對接焊第一層時，要注意熔池溫度，密切觀察熔池形狀。如發(fā)現(xiàn)開始有下墜跡象應立即滅弧，讓熔池溫度稍微下降，再引弧焊接。 選擇合適的焊條傾角，使用堿性焊條時宜采用短弧焊接，運條速度要均勻。 提高焊工操作技能，加強基本功的訓練。 9. 4 弧坑4.1 特征 弧坑是由于斷弧或收弧不當，在焊縫末端形成的凹陷，而后續(xù)焊道焊接之前或在后續(xù)焊道焊接過程中未被消除，弧坑通常出現(xiàn)在焊縫尾部或接頭處，弧坑不僅削弱焊縫截面，而且由于冷速

11、較高，雜質(zhì)易于集聚，而伴隨產(chǎn)生氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。見圖4。4.2 產(chǎn)生原因 操作時收弧或接頭技術不熟練，斷弧過早或薄板焊使用的電流過大，熔池金屬在電弧吹力下形成的凹陷，而又沒有足夠的熔化金屬補充。在埋弧自動焊時，主要是沒有分兩步按下“停止”按鈕。 4.3 防止措施 正確地選擇焊接電流。 采用斷續(xù)滅弧法或用收弧板，將弧坑引至焊件外面。 手工電弧焊在收弧過程中焊條在收尾處作短時間停留或作幾次環(huán)形運條，使足夠的焊條金屬填滿熔池。 在埋弧自動焊時，分兩步按下“停止”按扭，目的是為了填滿弧坑。 10. 5 凹坑5.1 特征 焊后在焊縫表面或背面形成低于母材表面的局部低洼部分叫凹坑，焊縫背面的凹坑通常

12、又叫內(nèi)凹（圖5）。5.2 產(chǎn)生原因 原因是由于電弧拉得過長，焊條傾角不當和裝配間隙過大，在焊條收尾時未填滿弧坑而使焊縫在該處有較明顯的缺肉。 5.3 防止措施 壓短弧長、調(diào)整焊條傾角和適當減少裝配間隙。 焊條在收尾處稍多停留一會，為避免因停留時間過長，導致熔池溫度過高，而造成熔池過大或焊瘤，應采用幾次斷續(xù)滅弧來填滿，即在該處稍停留后就滅弧，待其稍冷后再引弧, 并填充一些熔化金屬，這樣幾次便可將凹坑填滿。但堿性直流焊條不宜采用斷續(xù)滅弧法，否則易產(chǎn)生氣孔。 11. 6 未焊透6.1 特征 未焊透是指基本金屬之間，或者基本金屬與熔敷金屬之間的局部未熔合現(xiàn)象，它和未熔合有些相似，有時很難區(qū)別。在根部，

13、由于電弧未將母材熔化或未填滿熔化金屬所引起，稱為根部未焊透，電弧未將各層間完全熔化，亦未填滿熔化金屬稱層間未焊透，同樣在邊緣有未焊透時稱邊緣未焊透。未焊透是最為嚴重的焊接缺陷之一，它使焊縫截面減小，而且未焊透部位往往形成尖銳的缺口，缺口處為應力集中點，在拉力的作用下，極易擴展成宏觀或整體斷裂。6.2 產(chǎn)生原因 坡口尺寸不正確，如坡口角度偏小、間隙太窄、鈍邊過大等。 焊接工藝參數(shù)選用不當，如焊接電流過小、焊速太快，因熱量不足而造成母材根部未能充分熔化。 操作時焊條或焊絲偏離坡口中心或焊條角度不正確以及電弧太長或電弧磁偏吹，使電弧熱能散失或偏于一邊等。 焊件有氧化皮及熔渣等，阻礙焊層之間、基本金屬邊緣及根部的熔化。 埋弧自動焊焊偏也很容易引起未焊透。 6.3 防止措施 正確選擇坡口型式和裝配間隙, 注意坡口兩側(cè)及焊層之間的清理。 6.3.2 正確選擇焊接電流的大小。 6.3.3 隨時調(diào)整運條中焊接的角度，使熔化金屬之間及熔化金屬與基本金屬之間充分熔合。 6.3.4 認真操作，防止焊偏。 12. 7 燒穿7.1 特征 焊接過程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。燒穿在手工電弧焊或埋弧焊過程中常見，多發(fā)生在第一層焊道或薄板的對接接頭中, 是一