焊縫缺欠、缺陷產(chǎn)生原因及防止方法

1、2022-1-2712022-1-272l形狀尺寸缺陷 有焊接變形，尺寸偏差（包括錯(cuò)邊、角度偏籌、焊縫尺寸過大或過小等），外形不良（包括焊縫高低不平、波紋粗劣、寬窄不齊等），飛濺和電弧擦傷。 l結(jié)構(gòu)缺陷 有焊縫表面氣孔和內(nèi)部氣孔、夾渣、未熔合、未焊透、焊瘤、凹坑、咬邊和焊接裂紋。 l性能缺陷 焊接接頭力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、沖擊韌性及冷彎角度）、化學(xué)成分等性能不符合技術(shù)要求。2022-1-273 因焊接造成沿焊趾（或焊根）處出現(xiàn)因焊接造成沿焊趾（或焊根）處出現(xiàn)的低于母材表面的凹陷或溝槽稱為咬邊。的低于母材表面的凹陷或溝槽稱為咬邊。它是由于焊接過程中，焊件邊緣的母材金它是由于焊接過程中，焊件

2、邊緣的母材金屬被熔化后，未及時(shí)得到熔化金屬的填充屬被熔化后，未及時(shí)得到熔化金屬的填充所致。咬邊可出現(xiàn)于焊縫一側(cè)或兩側(cè)，可所致。咬邊可出現(xiàn)于焊縫一側(cè)或兩側(cè)，可以是連續(xù)的或間斷的。以是連續(xù)的或間斷的。 2022-1-274危害危害 咬邊將削弱焊接接頭的強(qiáng)度，產(chǎn)生應(yīng)力集中。在疲勞載荷作用下，使焊接接頭的承載能力大大下降。它往往還是引起裂紋的發(fā)源地和斷裂失效的原因。形成原因 焊接電流大，電弧電壓高（電弧過長(zhǎng)），焊接速度太快。防止措施 選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?，采用短弧操作，掌握正確的運(yùn)條手法和焊條角度，坡口焊縫焊接時(shí)，保持合適的焊條離側(cè)壁距離。2022-1-275 焊接過程中，在焊縫根部背面或焊縫

3、表面，出現(xiàn)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稱為焊瘤。焊瘤一般是單個(gè)的，有時(shí)也能形成長(zhǎng)條狀，在立焊、橫焊、仰焊時(shí)多出現(xiàn)。2022-1-276危害 影響焊縫外觀，使焊縫幾何尺寸不連續(xù)，形成應(yīng)力集中的缺口。管道內(nèi)部的焊瘤將影響管內(nèi)介質(zhì)的有效流通。形成原因 操作不當(dāng)或焊接規(guī)范選擇不當(dāng)。如焊接電流過小，而立焊、橫焊、仰焊時(shí)電流過大，焊接速度太慢，電弧過長(zhǎng)，運(yùn)條擺動(dòng)不正確。防止措施 調(diào)整合適的焊接電流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正確的運(yùn)條手法。2022-1-277l焊后在焊縫表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺陷。l未焊滿 由于填充金屬不足，在焊縫表面形成的連續(xù)或斷續(xù)的溝槽。 202

4、2-1-278危害 將會(huì)減小焊縫的有效工作截面，降低焊縫的承載能力。形成原因 焊接電流過大，焊縫間隙太大，填充金屬量不足。防止措施 正確選擇焊接電流和焊接速度，控制焊縫裝配間隙均勻，適當(dāng)加快填充金屬的添加量。2022-1-279 焊接過程中熔化金屬自坡口背面而流出，形成穿孔的缺陷。常發(fā)生于底層焊縫或薄板焊接中。2022-1-2710形成原因 焊接過熱，如坡口形狀不良，裝配間隙太大，焊接電流過大，焊接速度過慢，操作不當(dāng)，電弧過長(zhǎng)且在焊縫處停留時(shí)間太長(zhǎng)等。防止措施 減小根部間隙，適當(dāng)加大鈍邊，嚴(yán)格控制裝配質(zhì)量，正確選擇焊接電流，適當(dāng)提高焊接速度，采用短弧操作，避免過熱。2022-1-2711l對(duì)接

5、焊縫超高l角焊縫凸度過大l焊縫寬度不齊l焊縫表面不規(guī)則 2022-1-2712危害 影響焊縫外觀質(zhì)量，易造成應(yīng)力集中。形成原因 坡口角度不當(dāng)，裝配間隙不均勻，焊接規(guī)范選擇不當(dāng)，焊接電流過大或過小，焊接速度不均勻，運(yùn)條手法不正確，焊條或焊絲過熱等。 防止措施 選擇正確焊接規(guī)范，適當(dāng)?shù)暮笚l及其直徑，調(diào)整裝配間隙，均勻運(yùn)條，避免焊條和焊絲過熱。2022-1-27132022-1-2714 焊接接頭中，焊縫高出母材的部分。好處 對(duì)整條焊縫起到保溫和緩冷的作用,對(duì)細(xì)化晶粒,減少焊接應(yīng)力起很大的作用 。 危害 它會(huì)致使設(shè)備在此處形成形狀突變,造成局部應(yīng)力集中，很可能是產(chǎn)生疲勞裂紋的核。裂紋源疲勞擴(kuò)展斷裂。

6、 對(duì)接接頭的應(yīng)力集中主要是焊縫余高引起的。對(duì)接接頭中的工作應(yīng)力分布如圖所示2022-1-27152022-1-2716從圖1看出。對(duì)接接頭的焊縫，其焊趾(焊縫表面與母材的交界處)處的應(yīng)力最大。應(yīng)力集中系數(shù)的大小取決于焊縫余高h(yuǎn)、焊趾處夾角和轉(zhuǎn)角半徑r。焊縫余高h(yuǎn)增加則角增加，r值減小，會(huì)使應(yīng)力集中系數(shù)增大。從圖還可得出對(duì)接接頭幾何尺寸與應(yīng)力集中系數(shù)K 的關(guān)系式為： K =max/0焊縫的余高愈大，應(yīng)力集中程度愈嚴(yán)重，焊接接頭的強(qiáng)度反而會(huì)降低。焊后削平余高。只要不低于母材，減少應(yīng)力集中，有時(shí)反而可以提高焊接接頭的強(qiáng)度。焊縫的轉(zhuǎn)角半徑愈小，應(yīng)力集中的程度則愈大；2022-1-2717反之，應(yīng)力集中

7、的程度則愈小。焊縫的要求：一是余高要?。憾呛缚p要圓滑過渡，使轉(zhuǎn)角半徑r值增大。防止措施 增大坡口寬度，盡量采用下坡焊接，選用較小直徑的焊條，適當(dāng)提高電弧電壓，選擇合適的運(yùn)條手法（如均勻快速擺動(dòng)，在兩側(cè)稍作停留）。 焊接過程中熔池金屬高溫時(shí)吸收和產(chǎn)生的氣泡，在冷卻凝固時(shí)未能逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的孔穴，稱為氣孔。氣孔是一種常見的缺陷，不僅出現(xiàn)在焊縫內(nèi)部與根部，也出現(xiàn)在焊縫表面。焊縫中的氣孔可分為球形氣孔、條形氣孔、蟲形氣孔以及縮孔等.氣孔可以是單個(gè)或鏈狀成串沿焊縫長(zhǎng)度分布，也可以是密集或彌散狀分布。2022-1-2718焊接區(qū)中的氣體來源: 大氣的侵入，溶解于母材、焊絲和焊芯中的氣體，受

8、潮藥皮或焊劑熔化時(shí)產(chǎn)生的氣體，焊絲或母材上的油污和鐵銹等在受熱后分解所釋放出的氣體，焊接過程中冶金化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。熔焊過程中形成氣孔的氣體主要有：氫氣、一氧化碳和氮?dú)狻?氫氣孔：多數(shù)情況下出現(xiàn)在焊縫表面上，斷面形狀多呈螺釘狀，從焊縫表面上看呈圓喇叭口形，氣孔四周內(nèi)壁光滑。個(gè)別情況下也以小圓球形狀存在于焊縫內(nèi)部。 氮?dú)饪祝憾鄶?shù)以成堆的蜂窩狀出現(xiàn)在焊縫表面上。 一氧化碳?xì)饪祝憾鄶?shù)情況下產(chǎn)生在焊縫內(nèi)部，沿結(jié)晶方向分布，有些象條蟲狀，表面光滑。2022-1-2719危害：影響焊縫外觀質(zhì)量，削弱焊縫的有效工作截面，降低焊縫的強(qiáng)度和塑性，貫穿性氣孔則使焊縫的致密性破壞而造成滲漏。產(chǎn)生原因：焊接區(qū)保護(hù)受

9、到破壞；焊絲和母材表面有油污、鐵銹和水分；焊接材料受潮，烘焙不充分；焊接電流過大或過小，焊接速度過快；采用低氫型焊條時(shí)，電源極性錯(cuò)誤，電弧過長(zhǎng)，電弧電壓偏高；引弧方法或接頭不良等。防止措施：提高操作技能，防止保護(hù)氣體（焊劑）給送中斷；焊前仔細(xì)清理母材和焊絲表面油污、鐵銹等，適當(dāng)預(yù)熱除去水分；焊前嚴(yán)格烘干焊接材料，低氫型焊條必須存放在焊條保溫筒中；采用合適的焊接電流、焊接速度，并適當(dāng)擺動(dòng)；使用低氫型焊條時(shí)應(yīng)仔細(xì)校核電源極性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技術(shù)。2022-1-2720l焊后殘留在焊縫中的熔渣，稱為夾渣。l夾渣不同于夾雜夾雜，夾雜是指在焊縫金屬凝固過程中殘留的金屬氧化物或來自外

10、部的金屬顆粒 。 l夾渣的形狀有圓形、橢圓形或三角形 。l夾渣可以是單個(gè)顆粒狀分布，也可以是長(zhǎng)條狀或線狀連續(xù)分布。 l存在于焊縫與母材坡口側(cè)壁交接處，或存在于焊道與焊道之間。 2022-1-2721危害：減少焊接接頭的工作截面，影響焊縫的力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度和塑性）。焊接技術(shù)條件中允許存在一定尺寸和數(shù)量的夾渣。 產(chǎn)生原因：多層焊時(shí)，每層焊道間的熔渣未清除干凈，焊接電流過小，焊接速度過快；焊接坡口角度太小，焊道成形不良；焊條角度和運(yùn)條技法不當(dāng)；焊條質(zhì)量不好等。 防止措施：每層應(yīng)認(rèn)真清除熔渣；選用合適的焊接電流和焊接速度；適當(dāng)加大焊接坡口角度；正確掌握運(yùn)條手法，嚴(yán)格控制焊條角度和焊絲位置，改善焊道成

11、形；選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的焊條。 2022-1-2722l熔化焊時(shí)，在焊縫金屬與母材之間或焊道（層）金屬之間未能完全熔化結(jié)合而留下的縫隙，稱為未熔合。l有側(cè)壁未熔合、層間未熔合和焊縫根部未熔合三種形式。 2022-1-2723危害：未熔合屬于面狀缺陷，易造成應(yīng)力集中，危害性很大（類同于裂紋）。焊接技術(shù)條件中不允許焊縫存在未熔合。產(chǎn)生原因：多層焊時(shí)，層間和坡口側(cè)壁渣清理不干凈；焊接電流偏??；焊條偏離坡口側(cè)壁距離太大；焊條擺動(dòng)幅度太窄等。 防止措施：仔細(xì)清除每層焊道和坡口側(cè)壁的熔渣；正確選擇焊接電流，改進(jìn)運(yùn)條技巧，注意焊條擺動(dòng)。 2022-1-2724l焊接時(shí)，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象，稱為未焊透。 l單

12、面焊時(shí)，焊縫熔透達(dá)不到根部為根部未焊透 。l雙面焊時(shí)，在兩面焊縫中間也可形成中間未焊透。 2022-1-2725危害：削弱焊縫的工作截面，降低焊接接頭的強(qiáng)度并會(huì)造成應(yīng)力集中。焊接技術(shù)條件中不允許焊接接頭中超過一定容限量的未焊透。產(chǎn)生原因：坡口鈍邊太厚，角度太小，裝配間隙過??；焊接電流過小，電弧電壓偏低，焊接速度過大；焊接電弧偏吹現(xiàn)象；焊接電流過大使母材金屬尚未充分加熱時(shí)而焊條已急劇熔化；焊接操作不當(dāng)，焊條角度不正確而焊偏等。 防止措施：正確選用和加工坡口尺寸，保證裝配間隙；正確選用焊接電流和焊接速度；認(rèn)真操作，保持適當(dāng)焊條角度，防止焊偏。 2022-1-2726l在焊接應(yīng)力及其它致脆因素的共同

13、作用下，焊接過程中或焊接后，焊接接頭中局部區(qū)域（焊縫或焊接熱影響區(qū)）的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而出現(xiàn)的新界面所產(chǎn)生的縫隙，稱為焊接裂紋。l按裂紋產(chǎn)生的機(jī)理有熱裂紋熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂。l焊接技術(shù)條件中是不允許焊接裂紋存在的。 l按裂紋發(fā)生部位的焊縫金屬中裂紋、熱影響區(qū)裂紋或熔合線裂紋、根部裂紋、焊趾裂紋、焊道下裂紋和弧坑裂紋。 2022-1-2727l熱裂紋熱裂紋 熱裂紋是在焊縫金屬中由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的（又稱結(jié)晶裂紋），大多產(chǎn)生在焊縫金屬中。其產(chǎn)生原因主要是焊縫中存在低熔點(diǎn)物質(zhì)（如FeS，熔點(diǎn)1193 ），它削弱了晶粒間的聯(lián)系，當(dāng)受到較大的焊接應(yīng)力作用時(shí)，就容易在晶粒之

14、間引起破裂。焊件及焊條內(nèi)含S、Cu等雜質(zhì)多時(shí)，就容易產(chǎn)生熱裂紋。 結(jié)晶裂紋最常見的情況是沿焊縫中心長(zhǎng)度方向開裂，為縱向裂紋，有時(shí)也發(fā)生在焊縫內(nèi)部?jī)蓚€(gè)柱狀晶之間，為橫向裂紋。而弧坑裂紋是其中另一種形態(tài)的,常見的熱裂紋。2022-1-2728l熱裂紋有沿晶界分布的特征。熱裂紋有沿晶界分布的特征。當(dāng)裂紋貫穿表面與外界相通時(shí)，裂紋面上有氧化色彩,失去金屬光澤。l 防止結(jié)晶裂紋的措施：防止結(jié)晶裂紋的措施： a.減小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量較低的材料焊接，加入焊縫金屬中錳形成MnS脫硫； b.加入一定的合金元素，減小柱狀晶和偏析。如鉬、釩、鋁、鈦、鈮和稀土等元素可以細(xì)化晶粒；2022-1-2729

15、 c.采用熔深較淺的焊縫，改善散熱條件使低熔點(diǎn)物質(zhì)上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中； d.合理選用焊接規(guī)范，并采用預(yù)熱和后熱，減小冷卻速度； e.采用合理的裝配次序，減小焊接應(yīng)力。 f.研究表明，在Ni-Cr系的單項(xiàng)奧氏體不銹鋼中加入Mo、W、Ti、Ta等鐵素體形成元素，可以有效阻止多邊化過程，高溫相的存在，打亂枝狀?yuàn)W氏體晶粒的結(jié)晶方向，有效地防止多邊化裂紋。2022-1-2730l冷裂紋冷裂紋 冷裂紋是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生的，產(chǎn)生于較低溫度，或產(chǎn)生于焊后一段時(shí)間以后，故又稱延遲裂紋。冷裂紋大多產(chǎn)生在基體金屬或基體金屬與焊縫交界的熔合線上。其產(chǎn)生的主要原因是由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織，在

16、高應(yīng)力作用下，引起晶粒內(nèi)部的破裂，焊接含碳量較高或合金元素較多的易淬火鋼材時(shí)，最易產(chǎn)生冷裂紋。焊縫中熔入過多的氫，也會(huì)引起冷裂紋。含氫量和拉應(yīng)力是冷裂紋(這里指氫致裂紋)產(chǎn)生的兩個(gè)重要因素。2022-1-2731l防止冷裂紋的措施：防止冷裂紋的措施： a.采用低氫型堿性焊條，嚴(yán)格烘干，在100150下保存，隨取隨用； b.嚴(yán)格清理焊接區(qū)域的銹（mFe2O3H2O），打磨露出金屬光澤，焊絲表面去除碳?xì)浠衔锘蛩?，以減少氫的來源； c.注意焊接環(huán)境，避免在雨雪天氣的露天下、低溫環(huán)境下焊接； d.提高預(yù)熱溫度，采用后熱措施，并保證層間溫度不小于預(yù)熱溫度，選擇合理的焊接規(guī)范，避免焊接接頭中出現(xiàn)淬硬組

17、織和讓擴(kuò)散氫有效地逸出；2022-1-2732 e.提高裝配質(zhì)量，避免強(qiáng)制裝配，減少預(yù)應(yīng)力； f.選用合理的焊接順序，減少焊接變形和焊接應(yīng)力； h.焊后及時(shí)進(jìn)行消氫熱處理。 再熱裂紋再熱裂紋 位置產(chǎn)生于焊接熱影響區(qū)的過熱粗晶區(qū)，時(shí)間是產(chǎn)生于焊后熱處理等再次加熱的過程中。再熱裂紋的產(chǎn)生溫度：碳鋼與合金鋼550650，奧氏體不銹鋼約300。 再熱裂紋的形態(tài)為晶界開裂(沿晶開裂)。2022-1-2733l再熱裂紋的防止：再熱裂紋的防止： a.注意冶金元素的強(qiáng)化作用及其對(duì)再熱裂紋的影響； b.合理預(yù)熱或采用后熱,控制冷卻速度； c.降低殘余應(yīng)力避免應(yīng)力集中； d.回火處理時(shí)盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū)或縮短在此溫度區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間。 層狀撕裂層狀撕裂 主要是由于鋼材在軋制過程中，將硫化物(MnS)、硅酸鹽類等雜質(zhì)夾在其中，形成各向異性。在焊接應(yīng)力或外拘束應(yīng)力的使用下，金屬沿軋制方向的雜物開裂。2022-1-2734l再熱裂紋的防止：再熱裂紋的防止： a.注意冶金元素的強(qiáng)化作用及其對(duì)再熱裂紋的影響； b.合理預(yù)熱或采用后熱,控制冷卻速度； c.降低殘余應(yīng)力避免應(yīng)力集中； d.回火處理時(shí)盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū)或縮短在此溫度區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間。 層狀撕裂層狀撕裂 主要是由于鋼材在軋制過程中，將硫化物(MnS)、硅酸鹽類等雜質(zhì)夾在其中，形成各向異性。在焊接應(yīng)力或外拘束應(yīng)力的