焊接接頭常見(jiàn)外觀缺陷及防止措施-王靜

1、焊接接頭常見(jiàn)外觀缺陷及防止措施王 靜 勝利石油管理局油建職工培訓(xùn)和中心概述關(guān)鍵詞-外觀缺陷 產(chǎn)生原因 防止措施目錄-未熔合、咬邊、焊瘤、弧坑、凹坑、未焊透、燒穿、焊縫尺寸不符合要求結(jié)束語(yǔ)參考文獻(xiàn)1 焊工手冊(cè)編寫(xiě)小組.焊工手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.19922 陳祝年 編著.焊接工程師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1990概述：隨著油田地面基礎(chǔ)工程建設(shè)的發(fā)展，對(duì)工程施工質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)，特別是對(duì)各種鋼結(jié)構(gòu)、管線及油氣儲(chǔ)罐的焊接質(zhì)量要求越來(lái)越高，這就要求每名合格的電焊工不僅要掌握過(guò)硬的焊接技術(shù)，也要能分析產(chǎn)生焊接缺陷的原因及及制定有效的防止措施。本文介紹了焊接接頭常見(jiàn)的外觀缺陷特征以及形成原因，詳盡

2、敘述了防止產(chǎn)生缺陷的措施，旨在使焊接接頭外觀缺陷控制到最低程度，以便提高焊接接頭的質(zhì)量，進(jìn)而提高焊接施工的質(zhì)量。關(guān)鍵詞： 外觀缺陷 產(chǎn)生原因 防止措施 焊接接頭外觀缺陷是在焊接過(guò)程中在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象，屬于操作技術(shù)不良而產(chǎn)生的缺陷，與焊條、母材鋼種及結(jié)構(gòu)形狀關(guān)系不大。下面對(duì)常見(jiàn)焊接接頭外觀缺陷的特征、形成原因、防止措施進(jìn)行逐一總結(jié)，以供參考。1 未熔合1.1 特征未熔合主要是焊縫金屬和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(jiàn)圖1）。 未熔合又可細(xì)分為：坡口邊緣未熔合、焊道之間未熔合、焊

3、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(dāng)于裂紋，在外力的作用下很容易擴(kuò)展到焊縫或母材，形成開(kāi)裂。1.2 產(chǎn)生原因1）焊接時(shí)電流過(guò)小，焊速過(guò)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。2）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(shí)由于溫度不夠，未能將其熔化而蓋上了熔化金屬而造成。3）起焊溫度低，先焊的焊縫開(kāi)始端未熔化，也會(huì)產(chǎn)生未熔合。4）手弧焊運(yùn)條時(shí)偏離焊縫中心，熔化的金屬流到未熔化表面上。5）焊接坡口太小，焊根間隙太窄, 會(huì)造成未熔合。1.3 可能產(chǎn)生的危害未熔合是一種面積

4、型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載截面積的減小都非常明顯,應(yīng)力集中也比較嚴(yán)重,其危害性?xún)H次于裂紋。1.4 治理措施對(duì)于根部未熔合可背面清根進(jìn)行補(bǔ)焊，對(duì)于不能直接補(bǔ)焊的重要部件應(yīng)當(dāng)將焊縫去掉重新焊接。1.5 防止措施1）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。2）焊條角度及運(yùn)條應(yīng)適當(dāng)，要照顧到母材兩側(cè)溫度及熔化情況。3）對(duì)由熔渣、臟物等所引起的未熔合，要加強(qiáng)清渣，將氧化皮等臟物清理干凈。4）對(duì)初學(xué)者應(yīng)注意分清熔渣和鐵水，焊條有偏心時(shí)應(yīng)調(diào)整角度使電弧處于正確方向。5）氣體保護(hù)焊尤宜控制焊接速度不要過(guò)高，電弧電壓偏低，維持一定的弧長(zhǎng)，保持射流過(guò)渡，而且優(yōu)先應(yīng)用氦混合

5、氣體作為保護(hù)氣體。6）半自動(dòng)焊或埋弧自動(dòng)焊場(chǎng)合，焊絲直接對(duì)準(zhǔn)接頭根部以確保根部焊透。2 咬邊2.1 特征 咬邊是焊接過(guò)程中，電弧將焊縫邊緣熔化后，沒(méi)有得到填充金屬的補(bǔ)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(qiáng)度，并且在咬邊處形成應(yīng)力集中，會(huì)成為開(kāi)裂起點(diǎn)，承載后有可能在咬邊處產(chǎn)生裂縫（見(jiàn)圖2）。2.2 產(chǎn)生原因1）平焊時(shí)焊接電流過(guò)大或焊接速度過(guò)慢。2）焊接電弧過(guò)長(zhǎng)，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(bǔ)。3）焊接角焊縫時(shí)，焊條角度和擺動(dòng)不正確或電弧長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，而使焊縫上部邊緣發(fā)生咬邊

6、。4）在立、橫、仰焊時(shí)，技術(shù)不熟練的焊工在電流較大時(shí)，由于運(yùn)條時(shí)在坡口兩側(cè)停留時(shí)間較短，電弧長(zhǎng)度太長(zhǎng)，使焊縫中間鐵水溫度過(guò)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(huì)造成咬邊。5）在埋弧自動(dòng)焊時(shí)由于焊接速度過(guò)高而造成。2.3 可能產(chǎn)生的危害減小了母材的有效截面積,降低結(jié)構(gòu)的承載能力,同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中,發(fā)展為裂紋源。 2.4 治理措施輕微的、淺的咬邊可用機(jī)械方法修銼使其平滑過(guò)渡，嚴(yán)重的、深的咬邊應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。2.5 防止措施1）選用合適電流，避免電流過(guò)大。2）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。3）采用擺動(dòng)工藝時(shí)，在坡口邊緣運(yùn)條稍慢

7、些，焊條應(yīng)做短時(shí)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(yùn)條速度要快些，并使填充金屬與基本金屬混合均勻。4）手工焊要控制焊條的位置，在角焊時(shí)，焊條要采用合適的角度和保持一定的電弧長(zhǎng)度，保持運(yùn)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。5）盡量采用短弧焊。6）當(dāng)有可能形成過(guò)量咬邊時(shí)，應(yīng)盡量避免在水平位置施焊角焊縫，而采用船形位置焊接。7）過(guò)量的擺動(dòng)也容易形成咬邊，可采用多道焊工藝克服這一缺陷。8）埋弧自動(dòng)焊時(shí)，要正確選擇焊接規(guī)范。3 焊 瘤3.1 特征 焊瘤是過(guò)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(guò)高，使液體金屬凝固較慢，在自重作用下下墜而形

8、成。也就是在焊接過(guò)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(duì)接焊縫。焊瘤在立焊和仰焊中經(jīng)常產(chǎn)生；在平焊對(duì)接時(shí)，第一層背面有時(shí)可能產(chǎn)生焊瘤；用埋弧自動(dòng)焊焊接小直徑的環(huán)縫時(shí)，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(gòu)件的使用性能，管壁內(nèi)的焊瘤還會(huì)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(guò)大的角接焊縫瘤還將因接頭強(qiáng)度不足而斷裂（見(jiàn)圖3）。圖3焊瘤3.2 產(chǎn)生原因1）焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，焊接電流和電弧電壓過(guò)大、過(guò)小都有可能造成焊瘤。電流、電壓過(guò)小時(shí)，電弧熱量低且吹力小，使母材不能充分熔化，并難以將熔

9、池中的液體金屬吹開(kāi), 以致熔化金屬不能與母材熔合而堆積；電流、電壓過(guò)大時(shí)，焊縫底部的熔化金屬被吹呈下墜，而形成背面的焊瘤。2）坡口間隙過(guò)大。3）背面焊瘤主要由于熔池溫度過(guò)高，焊接時(shí)焊條伸入過(guò)深，熔化金屬流向背面過(guò)多所致。4）操作不熟練，如焊條角度不對(duì)或電極未對(duì)準(zhǔn)焊縫，運(yùn)條不當(dāng)或電弧過(guò)長(zhǎng)等。3.3 可能產(chǎn)生的危害焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷,易導(dǎo)致裂紋。同時(shí),焊瘤改變了焊縫的實(shí)際尺寸,會(huì)帶來(lái)應(yīng)力集中。管子內(nèi)部的焊瘤減小了它的內(nèi)徑,可能造成流動(dòng)物堵塞。3.4 治理措施用鏟、銼、磨等手工或機(jī)械的方法除去多余的堆積金屬。3.5 防止措施1）正確選擇工藝參數(shù)，間隙不宜過(guò)大，選用較平焊小10%15%的焊接電

10、流，嚴(yán)格控制熔池溫度，防止過(guò)高。2）選用小直徑焊條施焊，焊條左右擺動(dòng)中間快些，兩側(cè)稍慢些，在邊緣有稍停留的穩(wěn)弧動(dòng)作時(shí)間。3）在對(duì)接焊第一層時(shí)，要注意熔池溫度，密切觀察熔池形狀。如發(fā)現(xiàn)開(kāi)始有下墜跡象應(yīng)立即滅弧，讓熔池溫度稍微下降，再引弧焊接。4）選擇合適的焊條傾角，使用堿性焊條時(shí)宜采用短弧焊接，運(yùn)條速度要均勻。5）提高焊工操作技能，加強(qiáng)基本功的訓(xùn)練。4 弧 坑4.1 特征 弧坑是由于斷弧或收弧不當(dāng)，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(guò)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(jiàn)圖4）

11、。4.2 產(chǎn)生原因 操作時(shí)收弧或接頭技術(shù)不熟練，斷弧過(guò)早或薄板焊使用的電流過(guò)大，熔池金屬在電弧吹力下形成的凹陷，而又沒(méi)有足夠的熔化金屬補(bǔ)充。在埋弧自動(dòng)焊時(shí)，主要是沒(méi)有分兩步按下“停止”按鈕。4.3 可能產(chǎn)生的危害1）減少焊縫的截面積；2）弧坑處反應(yīng)不充分容易產(chǎn)生偏析或雜質(zhì)集聚，因此在弧坑處往往有氣孔、灰渣、裂紋等。4.4 治理措施采用合適的收弧措施。4.3 防止措施1）正確地選擇焊接電流。2）采用斷續(xù)滅弧法或用收弧板，將弧坑引至焊件外面。3）手工電弧焊在收弧過(guò)程中焊條在收尾處作短時(shí)間停留或作幾次環(huán)形運(yùn)條，使足夠的焊條金屬填滿熔池。4）在埋弧自動(dòng)焊時(shí)，分兩步按下“停止”按扭，目的是為了填滿弧坑。

12、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又叫內(nèi)凹（圖5）。5.2 產(chǎn)生原因原因是由于電弧拉得過(guò)長(zhǎng)，焊條傾角不當(dāng)和裝配間隙過(guò)大，在焊條收尾時(shí)未填滿弧坑而使焊縫在該處有較明顯的缺肉。5.3 可能產(chǎn)生的危害凹坑減小了焊縫的有效截面積,弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。5.4 治理措施凹坑處有裂紋或縮孔的用機(jī)械方法打磨后補(bǔ)焊。5.5 防止措施1）壓短弧長(zhǎng)、調(diào)整焊條傾角和適當(dāng)減少裝配間隙。2）焊條在收尾處稍多停留一會(huì)，為避免因停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致熔池溫度過(guò)高，而造成熔池過(guò)大或焊瘤，應(yīng)采用幾次斷續(xù)滅弧來(lái)填滿，即在該處稍停留后就滅弧，待其稍冷后再引弧, 并

13、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。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(shí)很難區(qū)別。在根部，由于電弧未將母材熔化或未填滿熔化金屬所引起，稱(chēng)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(chēng)層間未焊透，同樣在邊緣有未焊透時(shí)稱(chēng)邊緣未焊透。未焊透是最為嚴(yán)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(yīng)力集中點(diǎn)，在拉力的作用下，極易擴(kuò)展成宏觀或整體斷裂（見(jiàn)圖6）。6.2 產(chǎn)生原因1）坡口尺寸不正確，如坡口角度偏小、間隙太窄、鈍邊過(guò)大

14、等。2）焊接工藝參數(shù)選用不當(dāng)，如焊接電流過(guò)小、焊速太快，因熱量不足而造成母材根部未能充分熔化。3）操作時(shí)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(zhǎng)或電弧磁偏吹，使電弧熱能散失或偏于一邊等。4）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。5）埋弧自動(dòng)焊焊偏也很容易引起未焊透。6.3 可能產(chǎn)生的危害未焊透減少了焊縫的有效截面積,使接頭強(qiáng)度下降；引起應(yīng)力集中；嚴(yán)重降低焊縫的疲勞強(qiáng)度。未焊透可能成為裂紋源,是造成焊縫破壞的重要原因。6.4 治理措施對(duì)開(kāi)敞性好的結(jié)構(gòu)的單面未焊透，可在焊縫背面直接補(bǔ)焊。對(duì)于不能直接補(bǔ)焊的重要焊件，應(yīng)鏟去未焊透的焊縫重新焊接。6.5 防止措施1）正

15、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。2）正確選擇焊接電流的大小。3）隨時(shí)調(diào)整運(yùn)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。4）認(rèn)真操作，防止焊偏。7 燒穿7.1 特征焊接過(guò)程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。燒穿在手工電弧焊或埋弧焊過(guò)程中常見(jiàn)，多發(fā)生在第一層焊道或薄板的對(duì)接接頭中, 是一種不允許存在的焊接缺陷。燒穿不僅影響焊縫外觀，減小焊縫截面，破壞焊縫致密性，而且燒穿部位附近往往伴隨有夾渣、焊瘤、氣孔等缺陷（見(jiàn)圖7）。7.2 產(chǎn)生原因1）如焊接電流太大，使焊件加熱過(guò)甚。2）裝配間隙過(guò)大。3）焊接速度過(guò)慢。4）電弧在焊縫某處停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。5）

16、墊板托力不足。7.3 可能產(chǎn)生的危害完全破壞了焊縫,使接頭喪失聯(lián)接及承載能力。在鍋爐壓力容器產(chǎn)品上是不允許存在的缺陷。7.4 治理措施用機(jī)械方法清除燒穿孔洞邊緣的殘余金屬，然后用補(bǔ)焊的方法將孔洞填平。7.5 防止措施1）減小焊接電流，適當(dāng)增加焊接速度。2）嚴(yán)格控制焊件間隙，并保證這種間隙在整個(gè)焊縫長(zhǎng)度上的一致性。8 焊縫尺寸不符合要求8.1 特征焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過(guò)渡，焊接接頭差，焊縫高低不平（見(jiàn)圖8）。圖8焊縫尺寸不符合要求8.2 原因分析1）焊件坡口角度不當(dāng)或裝配間隙不均勻；2）焊口清理不干凈；焊接電流過(guò)大或過(guò)?。?）焊接中運(yùn)條（槍?zhuān)┧俣冗^(guò)快或過(guò)慢；4）焊條（槍?zhuān)[動(dòng)幅度過(guò)大或過(guò)?。?）焊條（槍?zhuān)┦┖附嵌冗x擇不當(dāng)?shù)取?.3 治理措施 1） 對(duì)于焊縫成型差的焊縫，進(jìn)行打磨、補(bǔ)焊。2）達(dá)不到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求，成型太差的焊縫實(shí)行割口或換件重焊。 8.4 防治措施1）焊件的坡口角度和裝配間隙必須符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)或所執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的要求。2）焊件坡口打磨清理干凈，無(wú)銹、無(wú)垢、無(wú)脂等污物雜質(zhì)，露出金屬光澤。3）提高焊接操作水平，熟悉焊接施工環(huán)境。4）根據(jù)不同的焊接位置、焊接方法、不同的對(duì)口間隙等，按照焊接工藝卡和操作