常見(jiàn)的焊接缺陷及危害

1、焊接時(shí)常發(fā)生的缺陷及防止方法一、氣孔 焊縫金屬產(chǎn)生的氣孔可分為：內(nèi)部氣孔，表面氣孔，接頭氣孔。 1內(nèi)部氣孔：有兩種形狀。一種是球狀氣孔多半是產(chǎn)生在焊縫的中部。產(chǎn)生的原因： （1）焊接電流過(guò)大； （2）電弧過(guò)長(zhǎng)； （3）運(yùn)棒速度太快； （4）熔接部位不潔凈； （5）焊條受潮等。 上述造成氣孔原因如進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和注意焊接工藝及操作方法，就可以得到解決。 2面氣孔：產(chǎn)生表面氣孔的原因和解決方法： （1）母材含C、S、Si量高容易出現(xiàn)氣孔。其解決辦法或是更換母材，或是采用低氫渣系的焊條。 （2）焊接部位不潔凈也容易產(chǎn)生氣孔。因此焊接部位要求在焊接前清除油污，鐵銹等臟物。使用低氫焊條焊接時(shí)要求更為嚴(yán)格。

2、 （3）焊接電流過(guò)大。使焊條后半部藥皮變紅，也容易產(chǎn)生氣孔。因此要求采取適宜的焊接規(guī)范。焊接電流最大限度以焊條尾部不紅為宜。 （4）低氫焊條容易吸潮，因此在使用前均需在350的溫度下烘烤1小時(shí)左右。否則也容易出現(xiàn)氣孔。 3波接頭氣孔：使用低氫焊條往往容易在焊縫接頭處出現(xiàn)表面和內(nèi)部氣孔，其解決辦法：焊波接頭時(shí)，應(yīng)在焊縫的前進(jìn)方向距弧坑910mm處開(kāi)始引弧，電弧燃燒后，先作反向運(yùn)棒返向弧坑位置，作充分熔化再前進(jìn)，或是在焊縫處引弧就可以避免這種類型的氣孔產(chǎn)生。 二、裂縫 1剛性裂縫：往往在焊接當(dāng)中發(fā)現(xiàn)焊縫通身的縱裂縫，主要是在焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力造成的。在下列情況下焊接應(yīng)力很大： （1）被焊結(jié)構(gòu)剛性大；

3、 （2）焊接電流大，焊接速度快； （3）焊縫金屬的冷卻速度太快。 因而在上述的情況下很容易產(chǎn)生縱向的長(zhǎng)裂縫。解決辦法：采用合理的焊接次序或者在可能的情況下工件預(yù)熱，減低結(jié)構(gòu)的剛性。特厚板和剛性很大的結(jié)構(gòu)應(yīng)采用低氫焊條使用合適的電流和焊速。 2硫元素造成的裂縫：被焊母材的碳和硫高或偏析大時(shí)容易產(chǎn)生裂縫。解決辦法：將焊件預(yù)熱，或用低氫焊條。 3隙裂縫：毛隙裂縫是在焊敷金屬內(nèi)部發(fā)生，不發(fā)展到外部的毛狀微細(xì)裂縫?？紤]是焊敷金屬受急速冷卻而脆化，局部發(fā)生應(yīng)力及氫氣的影響。對(duì)此的防止方法是：使其焊件的冷卻速度緩慢些，可能的條件下焊件進(jìn)行預(yù)熱，或者使用低氫焊條可得到滿意的解決。 三、電弧產(chǎn)生偏吹 使用低氫焊

4、條在直流電焊機(jī)上焊接時(shí)往往發(fā)生偏吹現(xiàn)象?？梢杂孟旅娣椒ń鉀Q。 1線放在電弧偏吹的方向。 2線分成兩個(gè)以上。 3電弧偏吹的方向進(jìn)行焊接。 4取短弧操作常見(jiàn)的焊接缺陷（1）未焊透：母體金屬接頭處中間（X坡口）或根部（V、U坡口）的鈍邊未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接頭的機(jī)械強(qiáng)度，在未焊透的缺口和端部會(huì)形成應(yīng)力集中點(diǎn)，在焊接件承受載荷時(shí)容易導(dǎo)致開(kāi)裂。（2）氣孔：在熔化焊接過(guò)程中，焊縫金屬內(nèi)的氣體 （3）未熔合：固體金屬與填充金屬之間（焊道與母材之間），或者填充金屬之間（多道焊時(shí)的焊道之間或焊層之間）局部未完全熔化結(jié)合，或者在點(diǎn)焊（電阻焊）時(shí)母材與母材之間未完全熔合在一起，有時(shí)也

5、常伴有夾渣存在。或外界侵入的氣體在熔池金屬冷卻凝固前未來(lái)得及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)部或表面形成的空穴或孔隙，視其形態(tài)可分為單個(gè)氣孔、鏈狀氣孔、密集氣孔（包括蜂窩狀氣孔）等，特別是在電弧焊中，由于冶金過(guò)程進(jìn)行時(shí)間很短，熔池金屬很快凝固，冶金過(guò)程中產(chǎn)生的氣體、液態(tài)金屬吸收的氣體，或者焊條的焊劑受潮而在高溫下分解產(chǎn)生氣體，甚至是焊接環(huán)境中的濕度太大也會(huì)在高溫下分解出氣體等等，這些氣體來(lái)不及析出時(shí)就會(huì)形成氣孔缺陷。盡管氣孔較之其它的缺陷其應(yīng)力集中趨勢(shì)沒(méi)有那么大，但是它破壞了焊縫金屬的致密性，減少了焊縫金屬的有效截面積，從而導(dǎo)致焊縫的強(qiáng)度降低。 某鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片 V型坡口，手工電弧焊，未焊透

6、 某鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片 V型坡口，手工電弧焊，密集氣孔（4）夾渣與夾雜物：熔化焊接時(shí)的冶金反應(yīng)產(chǎn)物，例如非金屬雜質(zhì)（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接時(shí)未能逸出，或者多道焊接時(shí)清渣不干凈，以至殘留在焊縫金屬內(nèi)，稱為夾渣或夾雜物。視其形態(tài)可分為點(diǎn)狀和條狀，其外形通常是不規(guī)則的，其位置可能在焊縫與母材交界處，也可能存在于焊縫內(nèi)。另外，在采用鎢極氬弧焊打底+手工電弧焊或者鎢極氬弧焊時(shí)，鎢極崩落的碎屑留在焊縫內(nèi)則成為高密度夾雜物（俗稱夾鎢）。 W18Cr4V（高速工具鋼）-45鋼棒對(duì)接電阻焊縫中的夾渣斷口照片 鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，局部夾渣鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片

7、V型坡口，手工電弧焊，兩側(cè)線狀?yuàn)A渣 鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，鎢極氬弧焊打底+手工電弧焊，夾鎢 （5）裂紋：焊縫裂紋是焊接過(guò)程中或焊接完成后在焊接區(qū)域中出現(xiàn)的金屬局部破裂的表現(xiàn)。 焊縫金屬?gòu)娜刍癄顟B(tài)到冷卻凝固的過(guò)程經(jīng)過(guò)熱膨脹與冷收縮變化，有較大的冷收縮應(yīng)力存在，而且顯微組織也有從高溫到低溫的相變過(guò)程而產(chǎn)生組織應(yīng)力，更加上母材非焊接部位處于冷固態(tài)狀況，與焊接部位存在很大的溫差，從而產(chǎn)生熱應(yīng)力等等，這些應(yīng)力的共同作用一旦超過(guò)了材料的屈服極限，材料將發(fā)生塑性變形，超過(guò)材料的強(qiáng)度極限則導(dǎo)致開(kāi)裂。裂紋的存在大大降低了焊接接頭的強(qiáng)度，并且焊縫裂紋的尖端也成為承載后的應(yīng)力集中點(diǎn)，成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源

8、。裂紋可能發(fā)生在焊縫金屬內(nèi)部或外部，或者在焊縫附近的母材熱影響區(qū)內(nèi)，或者位于母材與焊縫交界處等等。根據(jù)焊接裂紋產(chǎn)生的時(shí)間和溫度的不同，可以把裂紋分為以下幾類： a.熱裂紋（又稱結(jié)晶裂紋）：產(chǎn)生于焊縫形成后的冷卻結(jié)晶過(guò)程中，主要發(fā)生在晶界上，金相學(xué)中稱為沿晶裂紋，其位置多在焊縫金屬的中心和電弧焊的起弧與熄弧的弧坑處，呈縱向或橫向輻射狀，嚴(yán)重時(shí)能貫穿到表面和熱影響區(qū)。熱裂紋的成因與焊接時(shí)產(chǎn)生的偏析、冷熱不均以及焊條（填充金屬）或母材中的硫含量過(guò)高有關(guān)。 b.冷裂紋：焊接完成后冷卻到低溫或室溫時(shí)出現(xiàn)的裂紋，或者焊接完成后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋（這種冷裂紋稱為延遲裂紋，特別是諸如14MnMoVg、1

9、8MnMoNbg、14MnMoNbB等合金鋼種容易產(chǎn)生此類延遲裂紋，也稱之為延遲裂紋敏感性鋼）。冷裂紋多出現(xiàn)在焊道與母材熔合線附近的熱影響區(qū)中，其取向多與熔合線平行，但也有與焊道軸線呈縱向或橫向的冷裂紋。冷裂紋多為穿晶裂紋（裂紋穿過(guò)晶界進(jìn)入晶粒），其成因與焊道熱影響區(qū)的低塑性組織承受不了冷卻時(shí)體積變化及組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的應(yīng)力而開(kāi)裂，或者焊縫中的氫原子相互結(jié)合形成分子狀態(tài)進(jìn)入金屬的細(xì)微孔隙中時(shí)將造成很大的壓應(yīng)力連同焊接應(yīng)力的共同作用導(dǎo)致開(kāi)裂（稱為氫脆裂紋），以及焊條（填充金屬）或母材中的磷含量過(guò)高等因素有關(guān)。 c.再熱裂紋：焊接完成后，如果在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)焊件再次加熱（例如為消除焊接應(yīng)力而采取的熱

10、處理或者其他加熱過(guò)程，以及返修補(bǔ)焊等）時(shí)有可能產(chǎn)生的裂紋，多發(fā)生在焊結(jié)過(guò)熱區(qū)，屬于沿晶裂紋，其成因與顯微組織變化產(chǎn)生的應(yīng)變有關(guān)。 對(duì)接焊縫上的縱向表面裂紋與外咬邊的熒光磁粉檢測(cè)顯示照片合金鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，氣體保護(hù)焊-鎢極氬弧焊，橫裂紋厚度14mm低合金鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片，X型坡口，自動(dòng)焊，縱向裂縫（照片來(lái)源：焊縫射線照相典型缺陷圖譜崔秀一 張澤豐 李偉 編著） （6）偏析：在焊接時(shí)因金屬熔化區(qū)域小、冷卻快，容易造成焊縫金屬化學(xué)成分分布不均勻，從而形成偏析缺陷，多為條狀或線狀并沿焊縫軸向分布。 （7）咬邊與燒穿：這類缺陷屬于焊縫的外部缺陷。當(dāng)母體金屬熔化過(guò)度時(shí)造成的穿

11、透（穿孔）即為燒穿。在母體與焊縫熔合線附近因?yàn)槿刍^(guò)強(qiáng)也會(huì)造成熔敷金屬與母體金屬的過(guò)渡區(qū)形成凹陷，即是咬邊。 根據(jù)咬邊處于焊縫的上下面，可分為外咬邊（在坡口開(kāi)口大的一面）和內(nèi)咬邊（在坡口底部一面）。咬邊也可以說(shuō)是沿焊縫邊緣低于母材表面的凹槽狀缺陷。 其他的焊縫外部缺陷還有： 焊瘤：焊縫根部的局部突出，這是焊接時(shí)因液態(tài)金屬下墜形成的金屬瘤。焊瘤下常會(huì)有未焊透缺陷存在，這是必須注意的。 內(nèi)凹或下陷：焊縫根部向上收縮低于母材下表面時(shí)稱為內(nèi)凹，焊縫蓋面低于母材上表面時(shí)稱為下陷。 溢流：焊縫的金屬熔池過(guò)大，或者熔池位置不正確，使得熔化的金屬外溢，外溢的金屬又與母材熔合。 弧坑：電弧焊時(shí)在焊縫的末端（熄弧

12、處）或焊條接續(xù)處（起弧處）低于焊道基體表面的凹坑，在這種凹坑中很容易產(chǎn)生氣孔和微裂紋。 焊偏：在焊縫橫截面上顯示為焊道偏斜或扭曲。 加強(qiáng)高（也稱為焊冠、蓋面）過(guò)高：焊道蓋面層高出母材表面很多，一般焊接工藝對(duì)于加強(qiáng)高的高度是有規(guī)定的，高出規(guī)定值后，加強(qiáng)高與母材的結(jié)合轉(zhuǎn)角很容易成為應(yīng)力集中處，對(duì)結(jié)構(gòu)承載不利。 以上的外部缺陷多容易使焊件承載后產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)，或者減小了焊縫的有效截面積而使得焊縫強(qiáng)度降低，因此在焊接工藝上一般都有明確的規(guī)定，并且常常采用目視檢查即可發(fā)現(xiàn)這些外部缺陷。 鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，外部咬邊 鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片V型坡口，手工電弧焊，內(nèi)部咬邊 注

13、：本節(jié)中引用的鋼板對(duì)接焊縫X射線照相底片除注明外來(lái)源于射線透照焊縫典型照片分析（韓繼增韓一 編著）一般常見(jiàn)的焊接缺陷可分為四類： （1）焊縫尺寸不符合要求：如焊縫超高、超寬、過(guò)窄、高低差過(guò)大、焊縫過(guò)渡到母材不圓滑等。 （2）焊接表面缺陷：如咬邊、焊瘤、內(nèi)凹、滿溢、未焊透、表面氣孔、表面裂紋等。 （3）焊縫內(nèi)部缺陷：如氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、夾鎢、雙面焊的未焊透等。 （4）焊接接頭性能不符合要求：因過(guò)熱、過(guò)燒等原因?qū)е潞附咏宇^的機(jī)械性能、抗腐蝕性能降低等。 焊接缺陷對(duì)焊接構(gòu)件的危害，主要有以下幾方面： （1）引起應(yīng)力集中。焊接接頭中應(yīng)力的分布是十分復(fù)雜的。凡是結(jié)構(gòu)截面有突然變化的部位，應(yīng)力的分布就特別不均勻，在某些點(diǎn)的應(yīng)力值可能比平均應(yīng)力值大許多倍，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。造成應(yīng)力集中的原因很多，而焊縫中存在工藝缺陷是其中一個(gè)很重要的因素。焊縫內(nèi)存在的裂紋、未焊透及其他帶尖缺口的缺陷，使焊縫