焊接缺陷及產(chǎn)生原因

焊接缺點產(chǎn)生因素及避免方法焊接缺點定義焊接接頭的不完整性稱為焊接缺點，重要有焊接裂紋、未焊透、夾渣、氣孔和焊縫外觀缺點等。這些缺點減少焊縫截面積，減少承載能力，產(chǎn)生應(yīng)力集中，引發(fā)裂紋；減少疲勞強(qiáng)度，易引發(fā)焊件破裂造成脆斷。其中危害最大的是焊接裂紋和氣孔。

焊接缺點的分類焊接生產(chǎn)中產(chǎn)生焊接缺點的種類是多個多樣的，按其在焊接接頭中所處的位置和體現(xiàn)形式的不同，能夠把焊接缺點大致分為兩類：一類是外部缺點；另一類是內(nèi)部缺點。焊接缺點的具體分類如圖1所示。圖1焊接缺點分類圖焊接缺點示意圖如圖2所示：（a）裂紋（b）焊瘤（c）焊穿（d）弧坑（e）氣孔（f）夾渣（g）咬邊（h）未融合（i）未焊透圖2焊接缺點示意圖

影響焊接缺點的因素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。這些材料在焊接時都直接參加熔池或熔合區(qū)的物理化學(xué)反映，其中，母材本身的材質(zhì)對熱影響區(qū)的性能起著決定性的作用，固然，所采用的焊接材料對焊縫金屬的成分和性能也是核心因素。如果焊材與母材匹配不當(dāng)，不僅可能引發(fā)焊接區(qū)內(nèi)的裂紋、氣孔等多個缺點，也可能引發(fā)脆化、軟化等性能變化。因此，為了確保得到良好的焊接接頭，必須對材料因素予以重視。2.工藝因素同一種母材，在采用不同的焊接辦法和工藝方法的條件下，其焊接質(zhì)量會體現(xiàn)出很大的差別。焊接辦法對焊接質(zhì)量的影響重要在兩個方面：首先是焊接熱源的特點，其能夠直接變化焊接熱循環(huán)的各項參數(shù)，如線能量、高溫停留時間、冷卻速度等；另首先是對熔池和接頭附近區(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接頭的質(zhì)量和性能會有決定性的影響。3.構(gòu)造因素焊接接頭的構(gòu)造設(shè)計影響其受力狀態(tài)，其既可能影響焊接時與否發(fā)生缺點，又可能影響焊后接頭的力學(xué)性能。設(shè)計焊接構(gòu)造時，應(yīng)盡量使接頭處在拘束度較小、能自由伸縮的狀態(tài)，這樣有助于避免焊接裂紋的產(chǎn)生。4.使用條件焊接構(gòu)造必須符合使用條件的規(guī)定，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，其必然會影響到接頭的使用性能。例如，焊接接頭在高溫下承載，必須考慮到合金元素的擴(kuò)散整個構(gòu)造發(fā)生蠕變的問題；承受沖擊載荷或在低溫下使用時，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，又要考慮應(yīng)力腐蝕的問題……?？偠灾?，影響焊接缺點的因素是多方面的，如材料、工藝、構(gòu)造和使用條件等，必須綜合考慮上述因素的影響。不同焊接辦法產(chǎn)生焊接缺點的因素及避免方法焊接，普通是指金屬的焊接。金屬焊接辦法的重要功效在于提供適宜的物理化學(xué)過程，使兩個分離的固態(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辦法含有不同的焊接工藝特點，因此產(chǎn)生焊接缺點的因素也各具特殊性，下列是針對幾個慣用的焊接辦法中常見焊接缺點的避免方法的敘述。1.手工電弧焊手工電弧焊，簡稱手弧焊。它是以焊條和工件作為兩個電極，運(yùn)用電弧放電時產(chǎn)生的熱量，熔化焊條和焊件的一種手工操作的焊接辦法，由于其有設(shè)備簡樸、操作靈活等特點，因此它是現(xiàn)在焊接生產(chǎn)中使用最廣泛的一種焊接辦法。手弧焊常見的焊接缺點有：咬邊、未熔合、未焊透、焊瘤、夾渣、氣孔和裂紋等，下列是手弧焊常見缺點的產(chǎn)生及避免。（1）咬邊產(chǎn)生咬邊的重要因素是由于焊接時選用了過大的焊接電流，電弧拉得過長以及焊條角度不當(dāng)引發(fā)的，屬于操作技術(shù)不良而產(chǎn)生的缺點，大多出現(xiàn)在立、橫、仰焊，較少出現(xiàn)在平焊中。避免方法：1）選擇適宜的焊接規(guī)范焊接電流和電弧電壓對產(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。焊接電流的大小重要是根據(jù)焊條直徑和焊縫位置擬定的，表1給出了焊接低碳鋼時多個直徑電焊條使用電流的參考；表1低碳鋼焊接時多個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）采用對的的運(yùn)條辦法為避免產(chǎn)生咬邊，對的的運(yùn)條辦法是，焊條擺動時在坡口邊沿運(yùn)條稍慢些，停留時間稍長，在中間運(yùn)條速度要快些；3）適宜的焊條角度焊接時應(yīng)根據(jù)不同的焊縫位置、板厚等來選擇適宜的焊條角度，以避免咬邊缺點。①角焊焊接時使焊條與兩板成45°夾角，并向焊接方向傾斜呈70~80°左右夾角，見圖3，如板厚不等時，將焊條角度調(diào)節(jié)，使電弧偏向厚板一側(cè)，讓兩板受熱均勻，避免咬邊；圖3角焊時焊條角度②立焊焊條與兩邊夾角相等，與水平表面夾角呈15~30°如圖4所示；圖4立焊時焊條角度③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；圖5橫焊時焊條角度④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，如果規(guī)定熔深大些，則應(yīng)向前方傾斜10°左右，如圖6所示；圖6對接焊縫仰焊時焊條角度（2）未熔合產(chǎn)生未熔合的因素有：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。避免方法：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；焊條角度、運(yùn)條辦法和速度適宜，照顧到母材兩側(cè)溫度及熔化狀況；去除金屬表面雜質(zhì)；4）焊條有偏心時調(diào)節(jié)角度，使電弧處在對的方向。（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。避免方法：選用較小電流，但不能過??；2）焊條左右擺動應(yīng)中間走快些，兩側(cè)稍慢些，在邊沿有稍稍停留時間，電弧壓短些；3）控制熔池溫度。（4）未焊透未焊透是由于焊工操作技術(shù)不良和規(guī)范選用的不當(dāng)，或裝配不良引發(fā)的。在根部，由于電弧未將母材熔化或未填滿熔化金屬引發(fā)的。在層間，電弧未將各層間完全熔化，亦未填滿熔化金屬；在邊沿未將母材焊透，均可造成未焊透。避免方法：控制坡口尺寸，對于單面焊雙面成型的焊縫，對口間隙應(yīng)大些，鈍邊應(yīng)小些；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點。避免方法：1）焊接時適宜的拉長電弧，并向熔渣方向挑動，運(yùn)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重要是CO氣孔和氫氣孔。避免方法：焊件坡口應(yīng)徹底清理，焊條使用前按規(guī)定烘干；2）在條件許可的狀況下，適宜加大焊接電流，減少焊速，以延長熔池停留時間，使氣體充足逸出；3）熔池直徑不應(yīng)超出焊條直徑的3倍；4）使用酸性焊條時電弧應(yīng)拉長些，使用堿性焊條時電弧壓短些。（7）裂紋手工電弧焊接低碳鋼時產(chǎn)生的裂紋重要是結(jié)晶裂紋，最常見的是縱向裂紋。避免方法：控制焊縫中有害雜質(zhì)的含量；重要的構(gòu)造采用堿性焊條；對的選擇焊接規(guī)范，接頭形式，妥善安排焊接次序等。2.鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊是采用高熔點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辦法，分為手工焊和自動焊。它的特點是，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)范重要有焊接電流、焊接速度、電弧長度、鎢極直徑和形狀、氣體流量以及噴嘴孔徑等。常見的焊接缺點有氣孔和氧化、裂紋、未焊透、咬邊、焊穿及焊縫金屬夾鎢。（1）氣孔和氧化產(chǎn)生的重要因素是氣體保護(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)范不適宜，接頭型式不合理、操作技術(shù)不當(dāng)?shù)?。避免方法：選用高純度氬氣；焊前對焊件及焊絲表面認(rèn)真清理；加強(qiáng)氣體保護(hù)辦法；焊接鎂、鋁的薄板時，采用直流反接；掌握對的的操作辦法。（2）未焊透產(chǎn)生因素有：焊接電流太小，焊速過快，電弧太長，焊絲直徑太粗，收弧辦法不對的，電源及極性選擇不當(dāng)?shù)取１苊夥椒ǎ?）對的選擇焊接規(guī)范，電流不應(yīng)過小，焊速不應(yīng)過快，電弧長度不適宜過長。確保熱量集中，電弧穩(wěn)定，均勻焊接；2）對的選擇電源種類及極性，焊接鋁及其合金的薄板時選擇直流反接，運(yùn)用“陰極霧化”的作用去除金屬表面的氧化膜；焊接不銹鋼時運(yùn)用直流反接。（3）裂紋產(chǎn)生因素：填充焊絲或母材中含雜質(zhì)元素較多，焊前對工件表面清理不夠等。避免方法：選擇含S、P等雜質(zhì)元素低的母材及填充絲材料；2）焊前對焊件及填充絲表面認(rèn)真清理。（4）燒穿產(chǎn)生重要因素是由于焊接電流過大，焊接速度過慢造成的。另外，收弧辦法不對的也容易產(chǎn)生燒穿。避免方法：1）選用適宜的焊接規(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；在起弧端頭和焊縫結(jié)尾時，應(yīng)