結構件常見的焊接缺陷分析與預防

1、N結構件常見焊接缺陷分析與預防結構件常見焊接缺陷分析與預防No.2目錄目錄針對缺陷采取的措施針對缺陷采取的措施市場斷裂位置及市場斷裂位置及UT探傷缺陷探傷缺陷焊接缺陷檢測手段焊接缺陷檢測手段各種焊接缺陷各種焊接缺陷焊接缺陷概述焊接缺陷概述No.3優(yōu)質的焊接接頭應具備兩個條件：一是使用性能不低于母材；二是沒有技術條件中規(guī)定不允許存在的缺陷。焊接過程中，在焊接接頭中產生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現象，叫做焊接缺陷。焊接缺陷的種類很多，有些是因施焊中操作不當或焊接參數不正確所造成，如咬邊、焊穿、焊縫尺寸不足、末焊透等，有些是由于化學冶金、凝固或固態(tài)相變過程的產物而造成的，如氣孔、夾雜和裂紋等。

2、這些缺陷與母材、焊接材料的化學成分有密切關系，因此稱之為焊接冶金缺陷。概述概述No.4質量等級標準質量等級標準No.5 焊接缺陷共分為四類： 1、焊接尺寸不符合要求：如焊縫超高、超寬、過窄、高低差過大、焊縫過渡到母材不圓滑等； 2、焊縫表面缺陷：咬邊、焊瘤、內凹、滿溢、未焊透等； 3、焊縫金屬不連續(xù)：氣孔、夾渣、裂紋、未溶合等； 4、焊接接頭性能不符合要求：過熱、過燒、韌性低等；焊接缺陷的分類焊接缺陷的分類No.61、焊縫的形狀和尺寸、焊縫的形狀和尺寸 定義及特征焊縫外表沿長度方向高低不平,焊波寬窄不齊, 焊縫截面不豐滿或增強高過高，焊縫外形尺寸過大，成形粗劣, 錯邊量、焊后變形較大，變形量等

3、不符合標準規(guī)定的尺寸等。 危害焊縫的增強高過高會引起應力集中，易產生裂紋。尺寸過小的焊縫，有效工作截面減少，焊接接頭強度降低。錯邊和變形過大，有可能使傳力扭曲及產生應力集中，造成強度下降。 缺陷原因焊件坡口角度不當, 鈍邊及裝配間隙不均，焊件邊緣切割不齊。焊接電流過大或過小。運條速度和角度不當、不正確的搖動和移動不均勻。防止形狀缺陷的措施改善形狀和尺寸不足，尤其是角焊縫更要經常注意焊槍與母材的角度,以保證焊縫成形均勻一致。選擇合理的坡口角度（45為宜）和均勻的組對間隙（2mm為宜）。提高焊工的操作技術水平，根據組對間隙變化，隨時調整焊速及焊槍角度。保持正確的運條角度勻速運條。No.71、1 焊

4、縫成型差焊縫成型差 現象：焊縫波紋粗劣，焊縫不均勻、不整齊，焊縫與母材不圓滑過渡，焊接接頭差，焊縫高低不平。 原因分析焊縫成型差的原因有：1、焊件坡口角度不當或組對間隙不均勻；2、焊口清理不干凈；3、焊接電流過大或過??；4、焊接中運槍速度過快或過慢；焊槍擺動幅度過大或過??；焊槍施焊角度選擇不當等。No.8焊縫成型差焊縫成型差預防措施預防措施預防措施：焊件的坡口角度和組對間隙必須符合工藝要求或所執(zhí)行標準的要求。焊件坡口打磨清理干凈，無銹、無垢、無脂等污物雜質，露出金屬光澤。加強焊接練習，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工環(huán)境。根據不同的焊接位置、焊接方法、不同的對口間隙等，按照焊接工藝卡和操作技能要

5、求，選擇合理的焊接電流參數、施焊速度和焊槍的角度。No.91.2 焊縫尺寸不合格焊縫尺寸不合格 現象板對接焊縫余高大于3；局部出現負余高；余高差過大角焊縫高度不夠或焊角尺寸過大，余高差過大。焊縫邊緣不勻直，焊縫寬窄差大于3。 原因分析1、焊接電流選擇不當；2、運槍速度不均勻，過快或過慢；焊槍擺動幅度不均勻；焊槍施焊角度選擇不當等。No.10焊縫尺寸不合格焊縫尺寸不合格預防措施預防措施預防措施：根據不同焊接位置、焊接方法，選擇合理的焊接電流參數；增強焊工責任心，焊接速度適合所選的焊接電流，運槍速度均勻，避免忽快忽慢焊槍擺動幅度不一致，擺動速度合理、均勻；注意保持正確的焊槍角度。11焊縫余高的影響

6、焊縫余高的影響結構承受動載荷或疲勞載荷下，余高非但起不到加強作用，反而因焊趾處應力集中，促使結構脆斷。因此，在結構動載荷或疲勞載荷時，對接焊縫應將余高部位磨平，角焊縫應磨成凹形。對于對接接頭余高一般取03mm.余高太大，雖然焊縫截面增厚，但卻使應力集中增加，因此在生產中應當嚴格控制余高值，不得以增加余高的方法，來增加焊縫的承載能力。國家標準規(guī)定余高應在03mm之間，不得超出。由余高帶來的應力集中，對動載或交變載荷結構的疲勞強度是十分不利的，所以要求余高越小越好。國家標準規(guī)定：在承載動載荷情況下，焊接接頭的焊縫余高值應趨于零。對重要動載荷結構，采用削平余高 或增大過渡圓弧措施來降低應力集中，以提

7、高接頭的疲勞強度。12應力線示意圖應力線示意圖F1F2應力線在橫截面突應力線在橫截面突變位置彎曲密集，變位置彎曲密集，產生應力集中產生應力集中應力集中，是指接頭局部區(qū)域的最大應力應力集中，是指接頭局部區(qū)域的最大應力值較平均應力值高的現象。值較平均應力值高的現象。在焊接接頭中產生應力集中的原因是：在焊接接頭中產生應力集中的原因是：1）焊縫中有缺陷。）焊縫中有缺陷。2）焊縫外形不合理。）焊縫外形不合理。3）焊接接頭設計不合理。）焊接接頭設計不合理。No.131.3 焊接變形焊接變形現象焊接變形因焊件的不同而表現為翹起、角變形、彎曲變形、波浪變形等多種型式。原因分析組對順序不合理、強力對口、焊接組有

8、收縮自由度小、焊接順序不合理等。防止措施1、采用合理的焊接順序和方向2、適當利用反變形3、減小線能量的輸入No.14采用合理的焊接順序和方向（1）對稱焊縫盡量采用對稱焊接；（2）先焊收縮量較大的焊縫，如結構上有對接焊縫，也有角焊縫，應先焊收縮量較大的對接焊縫；（3）先焊橫向短焊縫；（4）不對稱的焊縫先焊接短而小、焊縫少的一側；（5）對于長焊縫采取分段退焊法、中間分段退焊法、跳焊法以及交替焊法；（6）工作時應力較大的焊縫先焊，使內應力分布合理；（7）交叉對接焊縫焊接時，必須采用保證交叉點部位不易產生缺陷的焊接順序。T形焊縫和十字焊縫焊接時，應該將交叉處先焊的焊縫鏟干凈，才能使T形焊縫和十字捍縫的

9、橫向收縮比較自由，有助于避免在焊縫的交點處產生裂紋。采用合理的焊接順序和方向采用合理的焊接順序和方向No.15交叉焊縫的焊接順序交叉焊縫的焊接順序No.162、咬邊、咬邊 定義及特征在母材與焊縫熔合線附近因為熔化過強會造成熔敷金屬與母材金屬的過渡區(qū)形成凹陷（沿焊趾的母材部位產生的溝槽和凹陷），沿焊縫邊緣低于母材表面的凹槽狀缺陷?？煞譃橥庖н吅蛢纫н?。咬邊不僅減少了焊接接頭的有效工作截面，而且在咬邊處造成嚴重的應力集中。咬邊缺陷多見于橫、立、仰焊。No.17咬邊的危害咬邊的危害咬邊會減少基本金屬的截面積，使焊縫的承載能力降低，咬邊嚴重時會產生應力集中，在咬邊處產生裂紋。有關標準中規(guī)定，咬邊深度不

10、得超過0.5mm，咬邊連續(xù)長度不得大于100mm，焊縫兩側咬邊的總長不得超過該焊縫長度的10%。外部咬邊內部咬邊No.18咬邊產生的原因及防止措施咬邊產生的原因及防止措施 防止措施嚴格按焊接工藝規(guī)程要求，選擇合適的焊接電流和焊接速度；電弧不應過長，選用正確的焊槍角度和運槍方法；角焊縫更應隨時注意控制焊條角度和電弧長度。加強焊工基本技能培訓；加強焊接標準和評定缺陷標準的學習，正確判斷咬邊的深度和長度，加強焊工的自檢工作，正確處理咬邊缺陷。 產生的一般原因焊接電流過大、電壓過高、電弧過長且偏吹。運條角度不當、手法不穩(wěn)及焊速不合適。No.193、弧坑、弧坑現象：焊接收弧過程中形成表面凹陷，并常伴隨著

11、縮孔、裂紋等缺陷。原因分析：焊接收弧中熔池不飽滿就進行收弧，停止焊接，焊工對收弧情況估計不足，?；r間掌握不準。防治措施：延長收弧時間；采取正確的收弧方法。No.204、焊瘤、焊瘤 定義及特征：焊瘤是焊接時有過多熔化金屬流到焊縫附近沒有熔化的母材上的現象；焊瘤在橫、立、仰焊中最為常見，常伴有未熔合和夾渣產生。 焊瘤產生的一般原因及危害：操作不熟練和運條方法不當。電流過大、電弧拉得過長、焊速太慢、熔池溫度過高。它使焊縫的實際尺寸發(fā)生偏差，尺寸變化較大處易引起應力集中。 防止措施：選擇合適的焊接電流，適當加快焊速使熔池溫度不至過高。掌握熟練的操作技術，嚴格控制熔池溫度,盡量采用短弧焊接（弧長焊條直

12、徑）。保持正確的運條角度（與焊件夾角45度為宜）。根據不同的焊接位置要，嚴格地控制熔池的大小。No.21 定義及特征母體金屬熔化過度時造成的穿透（穿孔）即為燒穿，常見于薄板焊接。5、燒穿、燒穿 產生的一般原因電流過大而焊速太慢。焊件裝配間隙太大。坡口鈍邊小 防止措施正確選擇焊接電流和焊接速度。嚴格控制焊件的裝配間隙并保持均勻一致。電弧在焊縫接頭處不能長時間停留，要勻速運條。選擇符合規(guī)定的坡口鈍邊。No.226、焊接裂紋、焊接裂紋 定義 焊接裂紋：在焊接應力及其它致脆因素的共同作用下，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)）的金屬原子結合力遭到破壞而出現的新界面所產生的縫隙，

13、稱為焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和長寬比大的特征。 危害 焊接裂紋是最危險的缺陷，除降低焊接接頭的力學性能指標外，裂紋末端的缺口易引起應力集中，促使裂紋延伸和擴展，成為結構斷裂失效的起源焊接技術條件中是不允許焊接裂紋存在的。 焊接裂紋的一般原因與母材的化學成分、結晶組織、冶煉方法等有關。如鋼的含碳量越高或合金量越高，鋼材的硬度就越高，通常越容易在焊接時產生裂紋。焊接時冷卻速度高容易產生裂紋。所以焊接時應避開風口和避免被雨水淋濕。在焊接中，高碳鋼或合金鋼時，要根據母材的成分或特性，有的要采取加熱保溫措施后方可施焊。No.23被焊結構剛性大、構件的焊接順序不當也容易產生裂紋。當順序安排不當時會形成焊

14、接收縮受阻，妨礙焊縫的自由收縮，以致產生較大的收縮應力而產生焊縫裂紋。焊接時周圍的環(huán)境溫度低，或在風口散熱條件過好造成散熱過快也會引起裂紋。No.24焊接裂紋的分類和特征焊接裂紋的分類和特征一、冷裂紋：焊接接頭在焊接過程中溫度從200或150直到室溫產生的裂紋叫冷裂紋；影響因素：1、焊接接頭存在淬硬組織；2、焊縫金屬中有較高的氫含量；3、較大的焊接殘余應力；冷裂紋一般在焊接低合金高強度、中碳鋼、合金鋼等易淬火鋼時容易發(fā)生，而低碳鋼、奧氏體型不銹鋼時遇到較少。二、延遲裂紋：是冷裂紋的一種常見形式，他不在焊后立即產生，而是在焊后延遲到幾個小時、幾天或更長的時間才出現，這種裂紋主要是焊縫中含有大量的

15、氫引起的，也叫氫致裂紋。三、熱裂紋：在焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)的金屬冷到固相線附近所產生的裂紋；原因：熔池冷卻速度很快，焊縫在冷卻結晶過程中受到拉伸應力的作用，當應力達到一定值時，液態(tài)間層處被拉開又沒有液態(tài)金屬來及時充滿期間而形成的裂紋。四、再熱裂紋：再熱裂紋是焊接結構在焊后消除應力熱處理或長期處于高溫運行中發(fā)生在靠近溶合線的粗晶區(qū)的裂紋。五、層狀撕裂：焊接時，在焊接構件中延鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋。通常發(fā)生在靠近溶合線的熱影響區(qū)。No.257、氣孔、氣孔 定義焊接時，熔池中的氣體在金屬凝固時未能逸出而形成的空穴。 氣孔分類焊縫氣孔有三種：氫氣孔、一氧化碳氣孔、氮氣孔。氫氣孔： 高溫

16、時，氫在液體中的溶解度很大，大量的氫溶入焊縫熔池中，而焊縫熔池在熱源離開后快速冷卻，氫的溶解度急速下降，析出氫氣，產生氫氣孔。一氧化碳氣孔：當熔池氧化嚴重時，熔池存在較多的FeO，在熔池溫度下降時，將發(fā)生如下反應： FeO+C = Fe+CO 此時，若熔池已開始結晶，則CO將來不及逸出，便產生CO氣孔。 熔池氧化愈嚴重，含碳量愈高，越易產生CO氣孔。 氮氣孔：熔池保護不好時，空氣中的 氮溶入熔池而產生。 危害 氣孔的存在減小了焊縫的有效截面，降低接頭的致密性，從而導致接頭承載能力和疲勞強度的降低。No.26 氣孔產生的一般原因和預防措施焊接過程中由于防風措施不嚴格，熔池混入氣體；熔池溫度低，凝

17、固時間短；焊件清理不干凈，雜質在焊接高溫時產生氣體進入熔池；電弧過長，氬弧焊時保護氣體流量過大或過小，保護效果不好等。No.27 預防措施（1）使用堿性焊條，焊劑，沒有按規(guī)定溫度和時間烘干，使用直流反接法和短弧焊；（2）清理焊絲及工件坡口及附近的油、銹、水份和雜物。（3）防風措施嚴格，無穿堂風等。（4）選用合適的焊接線能量參數，焊接速度不能過快，電弧不能過長，正確掌握起弧、運條、收弧等操作要領。No.288、夾渣、夾渣 定義及特征 焊接時的冶金反應產物，例如非金屬雜質（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接時未能逸出，或者多道焊接時清渣不干凈，以至殘留在焊縫金屬內，稱為夾渣或夾雜物。視其形態(tài)可分

18、為點狀和條狀，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。 夾渣與夾雜的一般原因坡口角度或焊接電流太小。焊件邊緣有氧割或碳弧氣刨熔渣，邊緣清理不凈，有殘留 氧化物鐵皮和碳化物等。酸性焊條時,由于電流小或運條不當形成糊渣。堿性焊條時,由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。危害危害減小焊縫有效截面，降低接頭減小焊縫有效截面，降低接頭強度、沖擊韌性等。強度、沖擊韌性等。No.29 預防措施清除焊道上的雜質、污物，尤其是焊接坡口要保持清潔干燥，控制鐵水與熔渣分離。按焊接工藝數據要求，選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。多層焊時,加強焊接過程的層道清理，仔細觀察坡口

19、兩側熔化情況,每一層都要認真清理焊渣。使用合適規(guī)格的焊條、選用適宜的坡口形式及尺寸。提高焊工的操作技術水平。No.309、未焊透、未焊透 定義及特征 焊接時焊接接頭底層未完全熔透的現象。未焊透缺陷有時為表面缺陷（單面焊縫），有時為內部缺陷(雙面焊縫)。未焊透主要影響和削弱截面積引起應力集中，消弱焊接連接的強度可達60%-80%。沒有熔透的缺陷在施工中經常有發(fā)生，重要結構均不允許存在未焊透。No.31 未焊透產生的一般原因坡口角度或間隙過小，鈍邊過大、坡口邊緣不齊或裝配不良。焊接工藝參數選用不當，焊接線能量小、焊接速度快、焊接角度不當或電弧發(fā)生偏吹、焊件散熱太快。焊件坡口表面清理不凈、有較厚的油

20、和銹蝕,背面清根不徹底。焊工操作技術差。 防止未焊透產生的措施正確選用和加工坡口尺寸。選擇合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當，隨時注意調整焊條角度。認真清除坡口邊緣兩側污物，封底焊清根要徹底。提高焊工的操作技術水平。No.329、未熔合、未熔合 定義及特征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（多道焊時的焊道之間或焊層之間）局部未完全熔化結合，或者在點焊（電阻焊）時母材與母材之間未完全熔合在一起，未熔合常伴有夾渣存在。 未熔合產生的一般原因 焊接熱輸入太低，電弧指向偏斜，坡口側壁有銹垢及污物，層間清渣不徹底等。在橫焊時，由于上側坡口金屬熔化后產生下墜，影響下側坡口面金

21、屬的加熱熔化，造成“冷接”。No.33 預防措施正確選擇焊接工藝參數，采用合理的焊接電流（適當加大焊接電流，提高焊接線能量）但焊接電流過大，焊條熔化過快、坡口母材金屬或前一層焊縫金屬未能充分熔化，熔敷金屬卻已復蓋上去了，造成“假焊”。 加強焊工基本技能的培訓，認真操作，消除根部未熔合缺陷產生。 注意層間修整，避免出現溝槽及運條不當而導致未熔合。 正確處理焊接停留時間。對坡口表面和前一層焊道的表面，應認真進行清理，使之露出金屬光澤后再施焊。橫焊操作時，掌握好上、下坡口面的擊穿順序和保持適宜的熔孔位置和尺寸大小。氣焊和氬弧焊時，焊絲的送進就熟練地從熔孔上坡口拖到下坡口。No.34母材與焊材；設備與

22、工裝；坡口制備；焊工水母材與焊材；設備與工裝；坡口制備；焊工水 平；技術文件等；平；技術文件等；焊接及相關工藝執(zhí)行情況；設備運行焊接及相關工藝執(zhí)行情況；設備運行 情況；結構與焊縫尺寸等；情況；結構與焊縫尺寸等；是保證合格產品出廠的重要措施是保證合格產品出廠的重要措施焊接質量檢驗焊接質量檢驗No.35超聲波探傷超聲波探傷是利用超聲波（頻率超過超聲波探傷是利用超聲波（頻率超過20000Hz20000Hz的聲波的聲波) )能傳入金屬材料的深處，能傳入金屬材料的深處，并在不同介質的界面上能發(fā)生反射的特點來檢查焊縫缺陷的一種方法。超聲波并在不同介質的界面上能發(fā)生反射的特點來檢查焊縫缺陷的一種方法。超聲波

23、探傷常使用的頻率為探傷常使用的頻率為2-5MHZ2-5MHZ。探傷時，探頭發(fā)射的超聲波通過探測表面的探傷時，探頭發(fā)射的超聲波通過探測表面的耦合劑（常用的有耦合劑（常用的有機油、變壓器油、甘油、化學機油、變壓器油、甘油、化學漿糊、水及水玻璃等漿糊、水及水玻璃等）將超聲波傳入工件，超聲）將超聲波傳入工件，超聲波在工件里傳播，當遇到缺陷和工件底面時，就波在工件里傳播，當遇到缺陷和工件底面時，就反射到探頭。由探頭將超聲波變成電訊號，并傳反射到探頭。由探頭將超聲波變成電訊號，并傳到接收放大電路中，經檢波后至示波管的垂直偏到接收放大電路中，經檢波后至示波管的垂直偏轉板上，在掃描線上出現缺陷反射波（傷波）和

24、轉板上，在掃描線上出現缺陷反射波（傷波）和底面反射波。底面反射波。通過始波和缺陷之間的距離便可確通過始波和缺陷之間的距離便可確定缺陷距工件表面的距離。同時通過缺陷波的高定缺陷距工件表面的距離。同時通過缺陷波的高度也可估算出缺陷的大小。度也可估算出缺陷的大小。超聲波探傷的應用范圍超聲波探傷的應用范圍應用范圍很廣，不但應用于原材料板、管、型材的探傷，也用于加工產品鍛件、應用范圍很廣，不但應用于原材料板、管、型材的探傷，也用于加工產品鍛件、鑄件、焊接件的探傷。鑄件、焊接件的探傷。在探傷時，要注意選擇探頭的掃描方法，要使聲波盡量能垂直地射向缺陷面。在探傷時，要注意選擇探頭的掃描方法，要使聲波盡量能垂直

25、地射向缺陷面。 超聲波探傷超聲波探傷No.36 磁粉探傷是對鐵磁性焊件露在表面或接近表面的缺陷進行無磁粉探傷是對鐵磁性焊件露在表面或接近表面的缺陷進行無損探傷的方法。損探傷的方法。 探傷原理探傷原理磁粉探傷是利用被磁化了的焊件在缺陷處產生漏磁來發(fā)現缺陷的。當焊件磁粉探傷是利用被磁化了的焊件在缺陷處產生漏磁來發(fā)現缺陷的。當焊件被磁化后，焊件中就有磁力線通過，對于斷面相同，內部組織均勻的焊件，被磁化后，焊件中就有磁力線通過，對于斷面相同，內部組織均勻的焊件，磁力線是平行均勻分布的。在內部存在缺陷時，由于這些缺陷中存在的物磁力線是平行均勻分布的。在內部存在缺陷時，由于這些缺陷中存在的物質多是非磁性的，其磁阻很大。所以磁力線在有缺陷處就繞道而行，產生質多是非磁性的，其磁阻很大。所以磁力線在有缺陷處就繞道而行，產生漏磁。這時撒在焊件表面磁粉微粒將向漏磁處移動，漏磁。這時撒在焊件表面磁粉微粒將向漏磁處移動，磁粉被吸引在有缺陷磁粉被吸引在有缺陷的金屬表面的金屬表面。顯示缺陷的能力與磁化電流、缺陷形狀、缺陷離表面的距離以及缺陷與磁顯示缺陷的能力與磁化電流、缺陷形狀、缺陷離表面的距離以及缺陷與磁力線的相對位置有關。力線的相對位置有關。只有缺陷的延伸方向垂直時，顯示缺陷的能力最強。只