第7章 鋼結(jié)構(gòu)焊接性

7.1概述

7.2焊接材料

7.3常用焊接方法介紹

7.4焊接接頭

7.5焊接缺陷

7.6鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量檢驗(yàn)第7章鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料1、焊接的定義焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充金屬，使焊件間達(dá)到原子間結(jié)合的一種加工方法7.1.1焊接的定義及焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和特點(diǎn)也可以說(shuō)，焊接最本質(zhì)的特點(diǎn)就是通過(guò)焊接使焊件達(dá)到了原子結(jié)合，從而將原來(lái)分開(kāi)的物體構(gòu)成了一個(gè)整體，這是任何其它連接形式所不具備的。7.1概述2、焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用焊接結(jié)構(gòu)是將各種經(jīng)過(guò)軋制的金屬材料及鑄、鍛等坯料采用焊接加工方法，按照一定結(jié)構(gòu)制成的并能承受載荷的金屬結(jié)構(gòu)。隨著焊接技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，各種焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，如工業(yè)中的石油化工機(jī)械、重型與礦山機(jī)械、起重與吊裝設(shè)備、冶金建筑、各類鍛壓機(jī)械等；交通運(yùn)輸業(yè)中的汽車、車輛、船舶、農(nóng)用機(jī)械的制造；兵器工業(yè)中的常規(guī)兵器、火箭、深潛設(shè)備；航空航天技術(shù)中的人造衛(wèi)星和載入飛船等。7.1.1焊接的定義及焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和特點(diǎn)7.1概述3、焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)焊接結(jié)構(gòu)得到如此廣泛的應(yīng)用和高速發(fā)展，是因?yàn)樗哂幸幌盗袃?yōu)點(diǎn)：（1）能夠滿足結(jié)構(gòu)使用性要求（2）可節(jié)約金屬材料（3）工藝靈活性大（4）對(duì)金屬材料的適應(yīng)性強(qiáng)（5）投資少，見(jiàn)效快7.1.1焊接的定義及焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和特點(diǎn)焊接結(jié)構(gòu)的不足之處：一方面焊接接頭是一個(gè)不均勻體，主要表現(xiàn)在幾何形狀不連續(xù)、化學(xué)成分不均勻、力學(xué)性能不一樣、金相組織不相同；其次，焊接結(jié)構(gòu)存在一定的焊接應(yīng)力和變形；另外焊接結(jié)構(gòu)對(duì)材料有一定的選擇性，雖然隨著焊接技術(shù)的發(fā)展，很多過(guò)去焊接性差的材料也能得到好的焊接質(zhì)量，但焊接工藝比較復(fù)雜；還有由于焊接結(jié)構(gòu)的剛性一般比較大，一旦產(chǎn)生裂紋很難制止，所以焊接結(jié)構(gòu)對(duì)于脆性斷裂、疲勞、應(yīng)力腐蝕和蠕變破壞都比較敏感。7.1.1焊接的定義及焊接結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和特點(diǎn)7.1概述7.1.2焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過(guò)程1．生產(chǎn)準(zhǔn)備2．金屬材料的預(yù)處理3．備料及成形加工4．裝配-焊接5．質(zhì)量檢驗(yàn)與安全評(píng)定焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的主要工藝過(guò)程：7.2焊接材料7.2.1焊條涂有藥皮的供焊條電弧焊用的熔化電極叫做焊條。焊條電弧焊時(shí)，焊條既作為電極傳導(dǎo)電流而產(chǎn)生電弧，為焊接提供所需熱量；又在熔化后作為填充金屬過(guò)渡到熔池，與熔化的焊件金屬熔合，凝固后形成焊縫。1、焊條的組成

焊條是由焊芯與藥皮兩部分組成的，其構(gòu)造如圖7-2所示。焊條前端藥皮有45°左右的倒角，以便于引??；尾部的夾持端用于焊鉗夾持并利于導(dǎo)電。7.2焊接材料7.2.1焊條1、焊條的組成

圖7-2焊條組成示意圖1-焊芯2-藥皮3-夾持端焊條直徑指的是焊芯直徑，是焊條的重要尺寸，共有φ1.6~φ8八種規(guī)格。焊條長(zhǎng)度由焊條直徑而定，在200~650mm之間。生產(chǎn)中應(yīng)用最多的是φ3.2mm、φ4mm、φ5mm三種，長(zhǎng)度分別為350mm、400mm和450mm。7.2焊接材料7.2.1焊條1、焊條的組成

（1）焊芯焊芯的主要作用是傳導(dǎo)電流維持電弧燃燒和熔化后作為填充金屬進(jìn)入焊縫。（2）藥皮焊條藥皮是指壓涂在焊芯表面上的涂料層。1）藥皮的作用。提高焊接電弧的穩(wěn)定性；保護(hù)熔化金屬不受外界空氣的影響；過(guò)渡合金元素使焊縫獲得所要求的性能；改善焊接工藝性能。2）藥皮的類型。鈦鐵礦型；鈦鈣型；鐵粉鈦鈣型；高纖維素鈉型；高纖維素鉀型；高鈦鈉型；高鈦鉀型；鐵粉鈦型；氧化鐵型；鐵粉氧化鐵型；低氫鈉型；低氫鉀型；鐵粉低氫型。7.2焊接材料7.2.1焊條2、焊條的分類、型號(hào)及牌號(hào)（1）焊條的分類1）按焊條的用途分類可分為碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條、特殊用途焊條共9種。2）按焊條藥皮熔化后的熔渣特性可分為①酸性焊條其熔渣的成分主要是酸性氧化物，具有較強(qiáng)的氧化性，合金元素?zé)龘p多，因而力學(xué)性能較差，特別是塑性和沖擊韌性比堿性焊條低。②堿性焊條熔渣的成分主要是堿性氧化物和鐵合金。由于脫氧完全，合金過(guò)渡容易，能有效的降低焊縫中的氫、氧、硫。7.2.1焊條2、焊條的分類、型號(hào)及牌號(hào)（1）焊條型號(hào)編制焊條型號(hào)是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的焊條代號(hào)。1）碳鋼和低合金鋼焊條型號(hào)按GB5117—85，GB5118—85規(guī)定，碳鋼焊條的型號(hào)根據(jù)熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度、藥皮類型、焊接位置和焊接電流種類劃分，以字母E后加四位數(shù)字表示，即E××××，見(jiàn)表7-3、表7-4、表7-5。7.2.1焊條2、焊條的分類、型號(hào)及牌號(hào)（1）焊條型號(hào)編制焊條型號(hào)是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的焊條代號(hào)。完整的焊條型號(hào)舉例如下：7.2焊接材料7.2.1焊條7.2.1焊條2、焊條的分類、型號(hào)及牌號(hào)（3）焊條的牌號(hào)焊條牌號(hào)是焊條生產(chǎn)廠家或有關(guān)部門對(duì)焊條的命名，因而編排規(guī)律不盡相同，但大多數(shù)是用在三位數(shù)字前面冠以代表廠家或用途的字母（或符號(hào)）表示。前面兩位數(shù)字表示各大類中的若干小類，不同用途焊條的前兩位數(shù)字表示的內(nèi)容及編排規(guī)律不盡相同。第三位數(shù)表示焊條藥皮的類型及焊接電流種類，適用于各種焊條，具體內(nèi)容見(jiàn)表7-7。表7-7焊條牌號(hào)中第三位數(shù)字的含意焊條牌號(hào)藥皮類型電流種類焊條牌號(hào)藥皮類型電流種類□××0不屬已規(guī)定類型不規(guī)定□××5纖維素型交直流□××1氧化鈦型交直流□××6低氫鉀型交直流□××2鈦鈣型交直流□××7低氫鈉型直流□××3鈦鐵礦型交直流□××8石墨型交直流□××4氧化鐵型交直流□××9鹽基型直流7.2焊接材料7.2.1焊條7.2.1焊條1、焊條的組成

（1）焊條選用原則1）等強(qiáng)度原則對(duì)于承受靜載或一般載荷的工件或結(jié)構(gòu)，通常選用抗拉強(qiáng)度與母材相等的焊條。2）同等性能原則在特殊環(huán)境下工作的結(jié)構(gòu)如要求耐磨、耐腐蝕、耐高溫或低溫等具有較高的力學(xué)性能，則應(yīng)選用能保證熔敷金屬的性能與母材相近或相近似的焊條。如焊接不銹鋼時(shí)，應(yīng)選用不銹鋼焊條。3）等條件原則根據(jù)工件或焊接結(jié)構(gòu)的工作條件和特點(diǎn)選擇焊條。如焊件需要受動(dòng)載荷或沖擊載荷的工件，應(yīng)選用熔敷金屬?zèng)_擊韌性較高的低氫型堿性焊條。反之，焊一般結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。7.2.2

焊劑埋弧焊時(shí)，能夠熔化形成熔渣和氣體，對(duì)熔化金屬起保護(hù)并進(jìn)行復(fù)雜的冶金反應(yīng)的一種顆粒狀物質(zhì)叫焊劑。1、焊劑的作用

1）焊接時(shí)，焊劑部分熔化甚至氣化后覆蓋焊接區(qū)，防止空氣中氮、氧等有害氣體侵入熔池，減慢冷卻速度，改善結(jié)晶狀況及氣體逸出條件，從而減少氣孔。2）對(duì)焊縫金屬滲合金，改善焊縫的化學(xué)成分和提高力學(xué)性能。滲合金元素為錳和硅，為此，焊劑中應(yīng)含有足夠數(shù)量的氧化錳和二氧化硅。3）防止焊縫中產(chǎn)生氣孔和裂紋。7.2焊接材料7.2.2

焊劑

2、焊劑的分類1）熔煉焊劑將一定比例的各種配料放在爐內(nèi)熔煉，然后經(jīng)過(guò)水冷，使焊劑形成顆粒狀，經(jīng)烘干、篩選而制成的一種焊劑。2）燒結(jié)焊劑將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘結(jié)劑，混合攪拌后經(jīng)高溫(400℃～1000℃)燒結(jié)成塊，然后粉碎，篩選而制成的一種焊劑。3）粘結(jié)焊劑將一定比例的各種粉狀配料加入適量粘結(jié)劑，經(jīng)混合攪拌、?；偷蜏?400℃以下)烘干而制成的一種焊劑，以前稱陶質(zhì)焊劑。

7.2.2

焊劑

3．焊劑的型號(hào)1）碳素鋼埋弧焊用焊劑型號(hào)按照GB/T5293-1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》標(biāo)準(zhǔn)，焊劑的表示方法如下：

“F”表示埋弧焊用焊劑。第一位數(shù)字“x1”表示焊絲-焊劑組合的熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，見(jiàn)表7-8。第二位數(shù)字“x2”表示試件的處理狀態(tài)，“A”表示焊態(tài)，“P”表示焊后熱處理狀態(tài)。第三位數(shù)字“x3”表示熔敷金屬?zèng)_擊吸收功不小于27J時(shí)的最低試驗(yàn)溫度，見(jiàn)表7-9。H×××表示焊絲的牌號(hào)，焊絲的牌號(hào)按GB/T14957-1994規(guī)定。7.2焊接材料

2）低合金鋼埋弧焊用焊劑型號(hào)按照GB/T12470-2003《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》標(biāo)準(zhǔn)，焊劑的表示方法如下：

“F”表示埋弧焊用焊劑。第一位數(shù)字“xx1”表示焊絲-焊劑組合的熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值，見(jiàn)表7-10。第二位數(shù)字“x2”表示試件的處理狀態(tài)，“A”表示焊態(tài)，“P”表示焊后熱處理狀態(tài)，見(jiàn)表7-11。第三位數(shù)字“x3”表示熔敷金屬?zèng)_擊吸收功不小于27J時(shí)的最低試驗(yàn)溫度，見(jiàn)表7-12。H×××表示焊絲的牌號(hào)，焊絲的牌號(hào)按GB/T14957-1994和規(guī)定GB/T3429-1994規(guī)定。如果需要標(biāo)注熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量時(shí)，可用后綴“H×”表示，見(jiàn)表7-13。7.3.1焊條電弧焊1.焊接原理鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是電弧焊,包括手工電弧焊、自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊及氣體保護(hù)焊等。手工電弧焊電路由焊條、焊鉗、焊件、電焊機(jī)與導(dǎo)線組成。

通電引弧后，在涂有焊藥的焊條端與焊件間產(chǎn)生電弧，使焊條熔化，熔滴滴入被電弧吹成的焊接溶池中，焊藥燃燒在熔池周圍形成保護(hù)氣體，稍冷后在焊縫熔化金屬表面形成熔渣，以隔絕熔池中液體金屬與氧、氮等氣體的接觸，避免形成脆性易裂化合物，焊縫金屬冷卻后與焊件熔成一體。7.3常用焊接方法介紹手工電弧焊操作及電弧焊機(jī)直流手工電弧焊--氬弧焊

多功能焊機(jī)7.3常用焊接方法介紹手工電弧焊焊條焊條有碳鋼焊條和低合金鋼焊條。其牌號(hào)為E43、E50和E55型等，E表示焊條，數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（單位為Kgf/mm2）。上圖為XWJ422是鈦鈣型藥皮的優(yōu)質(zhì)低碳鋼電焊條。一般情況下，焊條與母材的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

Q235鋼材，采用E43焊條；

Q345鋼材，采用E50焊條；Q390、Q420鋼材，采用E55焊條。

7.3常用焊接方法介紹自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊主要設(shè)備是自動(dòng)電焊機(jī)，沿軌道按設(shè)定速度移動(dòng)，通電引弧后，使埋于焊劑下的焊絲和附近的焊劑熔化，熔渣浮在熔化的焊縫金屬上面，使融化金屬不與空氣接觸，并供給焊縫金屬以必要的合金元素，隨焊機(jī)的移動(dòng)，顆粒狀焊劑不斷從料斗漏下，電弧完全被埋在焊劑之內(nèi)，同時(shí)焊絲自動(dòng)地邊熔化邊下降，稱為自動(dòng)埋弧焊。

(沿軌道推移過(guò)程由人工控制時(shí)，稱為半自動(dòng)埋弧焊)手工電弧直流/直流脈沖氬弧焊兩用機(jī)7.3常用焊接方法介紹自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊門式全自動(dòng)埋弧焊機(jī)7.3常用焊接方法介紹H型鋼柱上

的焊縫7.3常用焊接方法介紹氣體保護(hù)焊設(shè)備來(lái)自上海怡賓機(jī)電氣體保護(hù)焊是利用惰性氣體或二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍形成局部的保護(hù)層，以防止有害氣體侵入，從而保持焊接過(guò)程的穩(wěn)定，氣體保護(hù)焊又稱氣電焊。

(最常用的惰性氣體是氬氣)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊7.3常用焊接方法介紹氣體保護(hù)焊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例西湖國(guó)際大廈施工現(xiàn)場(chǎng)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)施焊7.3常用焊接方法介紹氣體保護(hù)焊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例杭州廣播電視新樓施工現(xiàn)場(chǎng)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)施焊7.3常用焊接方法介紹7.4焊接接頭7.4.1焊接接頭的組成圖7-9熔焊焊接接頭的組成a）對(duì)接接頭斷面圖b）搭接接頭斷面圖1-焊縫金屬2-熔合區(qū)3-熱影響區(qū)4-母材焊接接頭是由焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)組成的，如圖7-9所示。

焊縫金屬是由焊接填充金屬及部分母材金屬熔化結(jié)晶后形成的，其組織和化學(xué)成分不同于母材金屬。熱影響區(qū)受焊接熱循環(huán)的影響，組織和性能都發(fā)生變化，特別是熔合區(qū)的組織和性能變化更為明顯。因此，焊接接頭是一個(gè)成份、組織和性能都不均勻的連接體。此外，焊接接頭因焊縫的形狀和布置的不同，將會(huì)產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力集中。所以：影響焊接接頭性能的主要因素見(jiàn)圖7-10，這些因素可歸納為力學(xué)和材質(zhì)的兩個(gè)方面。不均勻性和應(yīng)力集中是焊接接頭的兩個(gè)基本屬性。

力學(xué)方面影響焊接接頭性能的因素有接頭形狀不連續(xù)性、焊接缺陷（如未焊透和焊接裂紋）、殘余應(yīng)力和殘余變形等。接頭形狀的不連續(xù)性，如焊縫的余高和施焊過(guò)程中可能造成的接頭錯(cuò)邊等，都是應(yīng)力集中的根源。焊接接頭是組成焊接結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元件，它的性能與焊接結(jié)構(gòu)的性能和安全有著直接的關(guān)系。因此，不斷提高焊接接頭的質(zhì)量，是保證安全可靠的重要方面。

材質(zhì)方面影響焊接接頭性能的因素主要有焊接熱循環(huán)所引起的組織變化、焊接材料引起的焊縫化學(xué)成分的變化、焊后熱處理所引起的組織變化以及矯正變形引起的加工硬化等。圖7-10影響焊接接頭性能的主要因素7.4.2焊縫的基本形式

焊縫是構(gòu)成焊接接頭的主體部分，有對(duì)接焊縫和角焊縫兩種基本形式。圖7-11對(duì)接焊縫的典型坡口式

a）δ=1~3mmb）δ=3~8mmc）δ=3~26mmd）δ=20~60mme）δ=12~60mmf）δ＞12mm

對(duì)接焊縫的焊接接頭可采用卷邊、平對(duì)接或加工成Y形、U形、雙Y形、K形等坡口，如圖7-11所示。坡口是根據(jù)設(shè)計(jì)或工藝需要，在工件的待焊部位加工成一定幾何形狀并經(jīng)裝配后構(gòu)成的溝槽。用機(jī)械、火焰或電弧加工坡口的過(guò)程成為開(kāi)坡口。各種坡口尺寸可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T985-1998和GB/T986-1988）或根據(jù)具體情況確定。（1）對(duì)接焊縫

2）降低焊接材料的消耗量對(duì)于同樣厚度的焊接接頭，采用雙Y形坡口比單Y形坡口能節(jié)省較多的焊接材料、電能時(shí)。構(gòu)件越厚，節(jié)省得越多，成本越低。

1）可焊到性或便于施焊這是選擇坡口形式的重要依據(jù)之一，也是保證焊接質(zhì)量的前提。一般而言，要根據(jù)構(gòu)件能否翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)難易，或內(nèi)外兩側(cè)的焊接條件而定。對(duì)不能翻轉(zhuǎn)和內(nèi)徑較小的容器、轉(zhuǎn)子及軸類的對(duì)接焊縫，為了避免大量的仰焊或不便從內(nèi)側(cè)施焊，宜采用Y形或U形坡口。開(kāi)坡口的目的是為保證電弧能深入到焊縫根部使其焊透，并獲得良好的焊縫成形以及便于清渣。對(duì)于合金鋼來(lái)說(shuō)，坡口還能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例的作用。坡口形式的選擇取決于板材厚度、焊接方法和工藝過(guò)程。通常必須考慮以下幾個(gè)方面：

3）坡口易加工V型和Y形坡口可用氣割或等離子弧切割，亦可用機(jī)械切削加工。對(duì)于U形或雙U形坡口，一般需用刨邊機(jī)加工。在圓筒體上應(yīng)盡量少開(kāi)U形坡口，因其加工困難。

4）減少或控制焊接變形采用不適當(dāng)?shù)钠驴谛螤钊菀桩a(chǎn)生較大的變形。如平板對(duì)接的Y形坡口，其角變形就大于雙Y形坡口，因此，如果坡口形式合理，工藝正確，可以有效地減少或控制焊接變形。上面只是列舉了選擇坡口的一般規(guī)則，具體選擇時(shí)，則需要根據(jù)具體情況綜合考慮。例如：從節(jié)約焊接材料出發(fā)，U形坡口較Y形坡口好，但加工費(fèi)用高；雙面坡口明顯地優(yōu)于單面坡口，同時(shí)焊接變形小。雙面坡口焊接時(shí)需要翻轉(zhuǎn)焊件，增加了輔助工時(shí)，所以在板厚小于25mm時(shí)，一般采用Y形坡口。受力大而要求焊接變形小的部位應(yīng)采用U形坡口。利用焊條電弧焊接4mm以下的鋼板時(shí)，選用Ⅰ形坡口可得到優(yōu)質(zhì)焊縫；用埋弧焊焊接12mm以下的鋼板，采用Ⅰ形坡口能焊透。

坡口角度的大小與板厚和焊接方法有關(guān)，其作用是使電弧能深入根部使根部焊透。坡口角度越大，焊縫金屬越多，焊接變形也會(huì)增大。焊前在接頭根部之間預(yù)留的空隙稱為根部間隙，采用根部間隙是為了保證焊縫根部能焊透。一般情況下，坡口角度小，需要同時(shí)增加根部間隙；而根部間隙較大時(shí)，又容易燒穿，為此，需要采用鈍邊防止燒穿。根部間隙過(guò)大時(shí)，還需要加墊板。

角焊縫按其截面形狀可分為平角焊縫、凹角焊縫、凸角焊縫和不等腰角焊縫四種，如圖7-12所示，應(yīng)用最多的是截面為直角等腰的角焊縫。為了提高焊接效率、節(jié)約焊接材料、減小焊接變形，當(dāng)板厚大于13mm時(shí)，可以采用開(kāi)坡口的角焊縫。（2）角焊縫圖7-12角焊縫截面形狀及其計(jì)算斷面a）平角焊縫b）凹角焊縫c）凸角焊縫d）不等腰角焊縫焊接接頭的基本形式有四種：對(duì)接接頭、搭接接頭、T形接頭和角接接頭（見(jiàn)圖7-13）。選用接頭形式時(shí)，應(yīng)該熟悉各種接頭的優(yōu)缺點(diǎn)。圖7-13焊接接頭的基本形a）對(duì)接接頭b）搭接接頭c）T形接頭d）角接接頭7.4.3焊接接頭的基本形式

兩焊件表面構(gòu)成大于或等于135°、小于或等180°夾角，即兩板件相對(duì)端面焊接而形成的接頭叫做對(duì)接接頭。

（1）對(duì)接接頭圖7-14斜縫對(duì)接接頭

圖7-15開(kāi)槽焊搭接接頭圖7-16塞焊接頭（2）搭接接頭

鋸齒縫搭接接頭形式見(jiàn)圖7-17，這是單面搭接接頭的一種形式。直縫單面搭接接頭的強(qiáng)度和剛度比雙面搭接接頭低得多，所以只能用在受力很小的次要部位。對(duì)背面不能施焊的接頭，可用鋸齒形焊縫搭接，這樣能提高焊接接頭的強(qiáng)度和剛度。若在背面施焊困難，用這種接頭形式比較合理。圖7-17鋸齒縫搭接接頭

T形接頭是將相互垂直的被連接件，用角焊縫連接起來(lái)的接頭，此接頭一個(gè)焊件的端面與另一焊件的表面構(gòu)成直角或近似直角，見(jiàn)圖7-18。這種接頭是典型的電弧焊接頭，能承受各種方向的力和力矩，見(jiàn)圖7-19。這類接頭應(yīng)避免采用單面角焊接，因?yàn)檫@種接頭的根部有很深的缺口，其承載能力低（見(jiàn)圖7-18a），對(duì)較厚的鋼板，可采用K形坡口（見(jiàn)圖7-18b），根據(jù)受力狀況決定是否需焊透。對(duì)要求完全焊透的T形接頭，采用單邊V形坡口（見(jiàn)圖7-18c）從一面焊，焊后的背面清根焊滿，比采用K形坡口施焊可靠。圖7-18T形（十字）接頭圖7-19T形接頭的承載能力（3）T形接頭角接接頭多用于箱形構(gòu)件，常用的形式見(jiàn)圖7-20。其中圖7-20a）是最簡(jiǎn)單的角接接頭，但承載能力差；圖7-20b）采用雙面焊縫從內(nèi)部加強(qiáng)角接接頭，承載能力較大，但通常不用；圖7-20c）和圖7-20d）開(kāi)坡口易焊透，有較高的強(qiáng)度，而且在外觀上具有良好的棱角，但應(yīng)注意層狀撕裂問(wèn)題；圖7-20e）、f）易裝配，省工時(shí)，是最經(jīng)濟(jì)的角接接頭；圖7-20g）是保證接頭具有準(zhǔn)確直角的角接接頭，并且剛度高，但角鋼厚度應(yīng)大于板厚；圖7-20h）是最不合理的角接接頭，焊縫多且不易施焊。圖7-20角接接頭形式（4）角接接頭兩板件端面構(gòu)成30°~135°夾角的接頭稱做角接接頭。焊接圖是焊接施工所用的工程圖樣。要看懂施工圖，就必須了解各焊接結(jié)構(gòu)中焊縫符號(hào)及其標(biāo)注方法。如圖7-21所示是支座的焊接圖，其中多處標(biāo)注有焊縫符號(hào)，用來(lái)說(shuō)明焊接結(jié)構(gòu)在加工制作時(shí)的基本要求。焊縫符號(hào)是把圖樣上用技術(shù)制圖方法表示的焊縫基本形式和尺寸采用一些符號(hào)來(lái)表示的方法。焊縫符號(hào)可以表示出：焊縫的位置；焊縫橫截面形狀（坡口形狀）及坡口尺寸：焊縫表面形狀特征；焊縫某些特征或其他要求。圖7-21支座焊接圖7.4.4焊縫符號(hào)第7章鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接材料

1）基本符號(hào)表示焊縫端面（坡口）形狀的符號(hào)，見(jiàn)表7-26

2）輔助符號(hào)表示焊縫表面形狀特征的符號(hào)，見(jiàn)表7-27。當(dāng)不需要確切說(shuō)明焊縫的表面形狀時(shí)，可以不用輔助符號(hào)。

3）補(bǔ)充符號(hào)為了補(bǔ)充說(shuō)明焊縫某些特征而采用的符號(hào)，見(jiàn)表7-28。

4）焊縫尺寸符號(hào)用來(lái)代表焊縫的尺寸要求，表7-29所示為常用的焊縫尺寸符號(hào)。當(dāng)需要注明尺寸要求時(shí)才標(biāo)注。圖7-22所示為焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)的標(biāo)注位置。（1）焊縫符號(hào)的組成焊縫符號(hào)一般由基本符號(hào)和指引線組成，必要時(shí)可以加上輔助符號(hào)、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸及數(shù)據(jù)。

5）指引線由箭頭線和基準(zhǔn)線組成，箭頭指向焊縫處，基準(zhǔn)線由兩條互相平行的細(xì)實(shí)線和虛線組成，如圖7-23所示。當(dāng)需要說(shuō)明焊接方法時(shí)，可以在基準(zhǔn)線末端增加尾部符號(hào)。常用的焊接方法表示代號(hào)見(jiàn)表7-30。圖7-22焊縫尺寸符號(hào)及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)位置圖7-23指引線的畫法表7-30焊接方法表示代號(hào)焊接方法代號(hào)焊接方法代號(hào)電弧焊1電阻焊2焊條電弧焊111點(diǎn)焊21埋弧焊12縫焊22熔化極惰性氣體保護(hù)焊131閃光焊24鎢極惰性氣體保護(hù)焊141氣焊3壓焊4氧-乙炔焊311超聲波焊41氧-丙烷焊12磨擦焊42其他焊接方法7擴(kuò)散焊45激光焊751爆炸焊441電子束焊76

1）根據(jù)箭頭的指引方向了解焊縫在焊件上的位置。

2）看圖樣上的焊件的結(jié)構(gòu)形式（即組焊焊件的相對(duì)位置）識(shí)別出接頭形式。

3）通過(guò)基本符號(hào)可以識(shí)別焊縫形式（即坡口形式）、基本符號(hào)上下標(biāo)有坡口角度及裝配間隙。

4）通過(guò)基準(zhǔn)線的尾部標(biāo)注可以了解采用的焊接方法、對(duì)焊接的質(zhì)量要求以及無(wú)損檢驗(yàn)要求。

（2）識(shí)別焊縫符號(hào)的基本方法如圖7-24所示的焊縫符號(hào)，表達(dá)的含義為：焊縫坡口采用帶鈍邊的V形坡口，坡口間隙為2mm，鈍邊高為3mm，坡口角度為60°，采用焊條電弧焊焊接，反面封底焊，反面焊縫要求打磨平整。（3）焊縫符號(hào)應(yīng)用實(shí)例圖7-24焊縫代號(hào)表示示例7.5焊接缺陷7.5.1焊接缺陷的定義及分類（1）按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分根據(jù)GB6417.1-2005《金屬熔化焊焊縫缺陷分類及說(shuō)明》，可將熔焊缺陷分為以下六類。

第一類裂紋第二類孔穴第三類固體夾雜第四類未熔合及未焊透第五類形狀和尺寸不良第六類其他缺陷以上六類缺陷的具體名稱見(jiàn)表7-31。（2）按表觀上分分為成型缺陷、接合缺陷和性能缺陷。見(jiàn)表7-32（3）按主要成因分分為構(gòu)造缺陷、工藝缺陷和冶金缺陷。見(jiàn)表7-33（4）按影響斷裂的機(jī)制分可分為平面缺陷（裂紋、未熔合和線狀?yuàn)A渣等）和體積型缺陷（氣孔和圓形夾渣等）兩大類。表7-33按主要成因分類的焊接缺陷分類名稱構(gòu)造缺陷構(gòu)造不連續(xù)、缺口效應(yīng)、焊縫布置不良引起的應(yīng)力與變形、錯(cuò)邊工藝缺陷咬邊、焊瘤、未熔合、未焊透、燒穿、未焊滿、凹坑、夾渣、電弧擦傷、成形不良、余高過(guò)大、焊腳尺寸不合適。冶金缺陷裂紋、氣孔、夾雜物、性能惡化。圖7-25各種裂紋的外觀形貌1-熱影響區(qū)裂紋；2-縱向裂紋；3-間斷裂紋4-弧坑裂紋；5-橫向裂紋；6-枝狀裂紋；7-放射狀裂紋對(duì)焊接缺陷進(jìn)行分析，主要是為了找出缺陷產(chǎn)生的原因，從而在材料、工藝、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等方面采取有效措施，以防止缺陷的產(chǎn)生。7.5.2焊接缺陷的特征及分布（1）焊接裂紋在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙，稱之為焊接裂紋。它具有尖銳的缺口和長(zhǎng)寬比大的特征，是焊接結(jié)構(gòu)（件）中最危險(xiǎn)的缺陷。1）根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6417.1-2005對(duì)焊接裂紋的特征和分布描述見(jiàn)表7-34，其外觀形貌如圖7-25所示。表7-34GB6417.1-2005關(guān)于焊接裂紋的特征和分布名稱特征分布橫向裂紋裂紋長(zhǎng)度方向基本上與焊縫軸線相垂直位于焊縫金屬中、熱影響區(qū)中、母材金屬中?？v向裂紋裂紋長(zhǎng)度方向基本上與焊縫軸線相平行位于焊縫金屬中、熔合線上、熱影響區(qū)中、母材金屬中?；】恿鸭y形貌有橫向、縱向或星形狀位于焊縫收弧弧坑處放射狀裂紋具有某一公共點(diǎn)向四周放射的裂紋位于焊縫金屬中、熱影響區(qū)中、母材金屬中。枝狀裂紋由某一公共裂紋派生的一組裂紋，形貌呈樹(shù)枝狀間斷裂紋裂紋呈斷續(xù)狀態(tài)微觀裂紋在顯微鏡下才能觀察到

①熱裂紋在固相線附近的高溫區(qū)形成的裂紋稱為熱裂紋。熱裂紋主要發(fā)生在晶界處。②冷裂紋焊接接頭冷卻到Ms溫度以下時(shí)形成的裂紋稱為冷裂紋。其特點(diǎn)是表面光亮，無(wú)氧化特征。冷裂紋主要發(fā)生在焊接熱影響區(qū)，對(duì)某些合金成分多的高強(qiáng)度鋼來(lái)說(shuō)，也可能發(fā)生在焊縫金屬中。常見(jiàn)的冷裂紋可分為氫致裂紋、淬火裂紋和層狀撕裂。其特征分布見(jiàn)表7-35。

③再熱裂紋工件焊接后，若再次被加熱（如消除應(yīng)力熱處理、多層焊或使用過(guò)程中被加熱）到一定的溫度而產(chǎn)生的裂紋稱為再熱裂紋。

2）按裂紋的形成溫度來(lái)分按裂紋的形成溫度不同可分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。

孔穴分為氣孔和縮孔。

（2）孔穴1)氣孔熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)所形成的空穴稱為氣孔。GB6417.1-2005將氣孔分為7種①球形氣孔形狀近似球形的單個(gè)氣孔稱為球形氣孔。②均布?xì)饪状罅繗饪妆容^均勻的分布在整個(gè)焊縫金屬中，如圖7-31所示。圖7-30焊接接頭中的焊根裂紋a）焊縫內(nèi)的焊根裂紋b）熱影響區(qū)的焊根裂紋

③局部密集氣孔在焊縫金屬局部區(qū)域中存在的密集氣孔群，如圖7-32所示。④鏈狀氣孔與焊縫軸線平行的一串氣孔，如圖7-33所示。⑤條形氣孔長(zhǎng)度與焊縫軸線平行的非球形長(zhǎng)氣孔，如圖7-34所示。⑥蟲形氣孔因氣體逸出而在焊縫金屬中產(chǎn)生的一種管狀氣孔穴，其形狀和位置由凝固方式和氣體的來(lái)源所決定。通常這種氣孔成串聚集并呈人字形狀。有些蟲形氣孔可能暴露在焊縫表面上，如圖7-35所示。⑦表面氣孔裸露在焊縫表面的氣孔稱為表面氣孔。圖7-31均布?xì)饪椎姆植夹螒B(tài)圖7-32局部密集氣孔

①結(jié)晶縮孔結(jié)晶縮孔是焊后冷卻過(guò)程中，在焊縫中心形成的長(zhǎng)條形收縮孔穴，其中可能有殘留氣體。這種通常在垂直于焊縫表面的方向上出現(xiàn)，如圖7-36所示。②微縮孔微縮孔是在顯微鏡下才能觀察到的縮孔。③枝晶間微縮孔它是在顯微鏡下觀察到的枝晶微縮孔。④弧坑縮孔弧坑縮孔是指焊道末端弧坑中的凹陷。這種凹陷在后續(xù)焊道焊接之前或在施焊后續(xù)焊道時(shí)未被消除，如圖7-37所示。2）縮孔因熔化金屬在凝固過(guò)程中收縮而產(chǎn)生的、殘留在熔池中心部位的孔穴稱為縮孔。GB6417.1-2005將縮孔分為4種。圖7-33鏈狀氣孔圖7-34條形氣孔a)b)圖7-35蟲形氣孔a)對(duì)接焊縫b)角接焊縫圖7-36結(jié)晶縮孔圖7-33鏈狀氣孔圖7-34條形氣孔

a)

圖7-35蟲形氣孔

a)對(duì)接焊縫b)角接焊縫圖7-36結(jié)晶縮孔

1）夾渣焊后殘留在焊縫中的熔渣稱為夾渣。其形狀比較復(fù)雜，一般呈線狀、長(zhǎng)條狀、顆粒狀及其它形式。主要發(fā)生在坡口邊緣和每層焊道之間圓滑過(guò)渡的部位，在焊道形狀發(fā)生突變或存在深溝的部位也容易產(chǎn)生夾渣，如圖7-38所示。在橫焊、立焊或仰焊時(shí)產(chǎn)生的夾渣比平焊多。

圖7-37弧坑縮孔圖7-38焊縫中的夾渣

a)線狀?yuàn)A渣b)孤立夾渣b)其他形式的夾渣（3）固體夾雜在焊縫金屬中殘留的固體雜物稱為固體夾雜，它包括以下幾類。

2）焊劑夾渣殘留在焊縫金屬中的焊劑渣，一般呈線狀、長(zhǎng)條狀、顆粒狀及其它形式。

3）氧化物夾雜這類夾雜是由于凝固時(shí)殘留在焊縫金屬中的金屬氧化物所造成的。

4）皺褶在某些情況下，特別是鋁合金焊接時(shí)，因焊接熔池保護(hù)不善和紊流的雙重影響而產(chǎn)生大量的氧化膜所引起的。

5）金屬夾雜來(lái)自外部的金屬顆粒殘留在焊縫金屬中所引起的夾雜即金屬夾雜。這種金屬顆?？赡苁擎u（稱之為夾鎢）、銅或其他金屬。

1）未熔合在焊縫金屬和母材之間或焊道金屬與焊道金屬之間未完全熔化結(jié)合的部分稱為未熔合。常出現(xiàn)在坡口的側(cè)壁、多層焊的層間及焊縫的根部。這種缺陷有時(shí)間隙很大，與熔渣難以區(qū)別。有時(shí)雖然結(jié)合緊密但未焊合，往往從其末端產(chǎn)生裂紋。未熔合有以下幾種形式：側(cè)壁未熔合、層間未熔合和焊根未熔合，如圖7-39所示。

2）未焊透焊接時(shí)，母材金屬之間未被電弧熔合而留下的空隙稱為未焊透。出現(xiàn)在單面焊的坡口根部、雙面焊的坡口鈍邊之間，如圖7-40所示。未焊透會(huì)造成較大的應(yīng)力集中，往往從其末端產(chǎn)生裂紋。（4）未熔合及未焊透

圖7-39未熔合圖7-40未焊透

a）側(cè)壁未熔合b）層間未熔合a）單面焊未焊透

c）焊根未熔合b）雙面焊未焊透

1）咬邊由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，或操作工藝不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷稱為咬邊，如圖7-41所示。（5）形狀和尺寸不良圖7-41咬邊a）角焊縫咬邊b）對(duì)接焊縫咬邊形狀和尺寸不良是指焊縫的外表面形狀或接頭的幾何形狀不良或與原設(shè)計(jì)的幾何形狀出現(xiàn)了偏差。在舊標(biāo)準(zhǔn)中此類缺陷稱之為形狀缺陷。

2）焊瘤焊接過(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稱為焊瘤。焊瘤存在于焊縫表面，在其下面往往伴隨著未熔合、未焊透等缺陷。由于焊縫填充金屬的堆積，使焊縫的幾形狀發(fā)生變化而造成應(yīng)力集中如圖7-42所示。圖7-42焊瘤a）角焊縫焊瘤b）對(duì)接焊縫焊瘤c）根部焊瘤

3）燒穿和下塌焊接過(guò)程中，熔化金屬自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫燒穿。燒穿容易發(fā)生在第一道焊道及薄板對(duì)接焊縫或管子對(duì)接焊縫中。在燒穿的周圍常有氣孔、夾渣、焊瘤及未焊透等缺陷，如圖7-43a）所示。穿過(guò)單層焊縫根部，或在多層焊接接頭中穿過(guò)前道熔敷金屬塌落的過(guò)量焊縫金屬稱為下塌如圖7-43b）所示。圖7-43燒穿和下塌a）燒穿b）下塌

4）錯(cuò)邊和角變形由于兩個(gè)焊件沒(méi)有對(duì)正而造成板的中心線平行偏差稱為錯(cuò)邊，如圖7-44a）所示。當(dāng)兩個(gè)焊件沒(méi)有對(duì)正而造成它們的表面不平行或不成預(yù)定的角度稱為角變形如圖7-44b）、c）所示。

5）焊縫尺寸、形狀不合要求焊縫的尺寸缺陷是指焊縫的幾何尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如圖7-45所示。焊縫形狀缺陷是指焊縫外觀質(zhì)量粗糙、魚鱗波高低、寬窄發(fā)生突變，焊縫與母材非圓滑過(guò)渡等，如圖7-46所示。a）b）c）圖7-44錯(cuò)邊與角變形a）錯(cuò)邊b）角焊時(shí)的變形c）V形坡口的焊后變形圖7-45角焊縫尺寸的缺陷a）焊角尺寸K1、K2偏小b）焊角尺寸K1偏小、K2偏大a）b）c）圖7-46焊縫形狀缺陷a）焊縫寬度不一致b）角焊縫凸度過(guò)大c）焊縫高度突變

1）電弧擦傷在焊縫坡口外部引弧時(shí)產(chǎn)生于母材金屬表面上的局部損傷，如圖7-47所示。如果在坡口外隨意引弧，有可能形成弧坑而產(chǎn)生裂紋，又很容易被忽視、漏檢，導(dǎo)致事故發(fā)生。

2）飛濺熔焊過(guò)程中，熔化的金屬顆粒和熔渣向周圍飛散的現(xiàn)象稱為飛濺。不同藥皮成分的焊條具有不同的飛濺損失，圖7-48為飛濺較嚴(yán)重的情形。（6）其他缺陷圖7-47電弧擦傷圖7-48飛濺焊接缺陷對(duì)質(zhì)量的影響，主要是對(duì)結(jié)構(gòu)負(fù)載強(qiáng)度和耐腐蝕性能的影響。由于缺陷的存在減小了結(jié)構(gòu)承載的有效截面積，更主要的是在缺陷周圍產(chǎn)生了應(yīng)力集中。因此，焊接缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、脆性斷裂以及抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂都有重大的影響。由于各類缺陷的形態(tài)不同，所產(chǎn)生的應(yīng)力集中程度也不同，因而對(duì)結(jié)構(gòu)的危害程度也各不一樣。7.5.3焊接缺陷的對(duì)質(zhì)量的影響

（1）焊接缺陷引起的應(yīng)力集中焊縫中的氣孔一般呈單個(gè)球狀或條蟲形，因此氣孔周圍應(yīng)力集中并不嚴(yán)重。而焊接接頭中的裂紋常常呈扁平狀，如果加載方向垂直于裂紋的平面，則裂紋兩端會(huì)引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中。焊縫中的夾雜物具有不同的形狀和包含不同的材料，但其周圍的應(yīng)力集中于空穴相似。若焊縫中存在著密集氣孔或夾渣時(shí)，在負(fù)載作用下，如果出現(xiàn)氣孔間或夾渣間的聯(lián)通（即產(chǎn)生豁口），則將導(dǎo)致應(yīng)力區(qū)的擴(kuò)大和應(yīng)力值的上升。此外，對(duì)于焊縫的形狀不良、角焊縫的凸度過(guò)大及錯(cuò)邊、角變形等焊接接頭的外部缺陷，也都會(huì)引起應(yīng)力集中或者產(chǎn)生附加的應(yīng)力。

（2）焊接缺陷對(duì)靜載強(qiáng)度的影響試驗(yàn)表明：圓形缺陷所引起的強(qiáng)度降低與缺陷造成的承載截面的減小成正比。若焊縫中出現(xiàn)成串或密集氣孔時(shí)，由于氣孔的截面較大，同時(shí)還可能伴隨著焊縫力學(xué)性能的下降（如氧化等）使強(qiáng)度明顯的降低。因此，成串氣孔要比單個(gè)氣孔危險(xiǎn)得多。夾渣對(duì)強(qiáng)度的影響與其形狀和尺寸有關(guān)。單個(gè)小球狀?yuàn)A渣并不比同樣尺寸和形狀的氣孔危害大，當(dāng)夾渣呈連續(xù)的細(xì)條狀且排列方向垂直于受力方向時(shí)，是比較危險(xiǎn)的。裂紋、未熔合和未焊透比氣孔和夾渣的危害大，它們不僅降低了結(jié)構(gòu)的有效承載截面積，而且更重要的是產(chǎn)生了應(yīng)力集中，有誘發(fā)脆性斷裂的可能。尤其是裂紋，在其尖端存在著缺口效應(yīng)，容易出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致裂紋的失穩(wěn)和擴(kuò)展，以致造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的斷裂，所以裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中最危險(xiǎn)的缺陷。

（3）焊接缺陷對(duì)脆性斷裂的影響脆斷是一種低應(yīng)力下的破壞，而且具有突發(fā)性，事先難以發(fā)現(xiàn)和加以預(yù)防，故危害最大。一般認(rèn)為，結(jié)構(gòu)中缺陷造成的應(yīng)力集中越嚴(yán)重，脆性斷裂的危險(xiǎn)性越大。如上所述，裂紋對(duì)脆性斷裂的影響最大，其影響程度不僅與裂紋的尺寸、形狀有關(guān)，而且與其所在的位置有關(guān)。如果裂紋位于高值拉應(yīng)力區(qū)就容易引起低應(yīng)力破壞；若位于結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中區(qū)，則更危險(xiǎn)。此外，錯(cuò)邊和角變形能引起附加的彎曲應(yīng)力，對(duì)結(jié)構(gòu)的脆性破壞也有影響，并且角變形越大，破壞應(yīng)力越低。

（4）焊接缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響比靜載強(qiáng)度大得多。例如，氣孔引起的承載截面減小10%時(shí)，疲勞強(qiáng)度的下降可達(dá)50%。焊縫內(nèi)的平面型缺陷（如裂紋、未熔合、未焊透）由于應(yīng)力集中系數(shù)較大，因而對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響較大。含裂紋的結(jié)構(gòu)與占同樣面積的氣孔的結(jié)構(gòu)相比，前者的疲勞強(qiáng)度比后者降低15%。對(duì)未焊透來(lái)講，隨著其面積的增加疲勞強(qiáng)度明顯下降。而且，這類平面型缺陷對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響與負(fù)載的方向有關(guān)。焊縫內(nèi)部的球狀?yuàn)A渣、氣孔，當(dāng)其面積較小、數(shù)量較少時(shí)，對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響不大，但當(dāng)夾渣形成尖銳的邊緣時(shí)，則對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響十分明顯。咬邊對(duì)疲勞強(qiáng)度影響比氣孔、夾渣大得多。帶咬邊的接頭在106次循環(huán)的疲勞強(qiáng)度大約為致密接頭的40%，其影響程度也與負(fù)載方向有關(guān)。此外，焊縫的成型不良、焊趾區(qū)、焊根的未焊透、錯(cuò)邊和角變形等外部缺陷都會(huì)引起應(yīng)力集中，很易產(chǎn)生疲勞裂紋而造成疲勞破壞。通常疲勞裂紋是從表面引發(fā)的，因此當(dāng)缺陷露出表面或接近表面時(shí)，其疲勞強(qiáng)度的下降要比缺陷埋藏在內(nèi)部的明顯得多。

（5）焊接缺陷對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響通常應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂總是從表面開(kāi)始。如果焊縫表面有缺陷，則裂紋很快在那里形核。因此，焊縫的表面粗糙度、結(jié)構(gòu)上的死角、拐角、缺口、縫隙等都對(duì)應(yīng)力腐蝕有很大影響。這些外部缺陷使浸入的介質(zhì)局部濃縮，加快了電化學(xué)過(guò)程的進(jìn)行和陽(yáng)極溶解，為應(yīng)力腐蝕裂紋的成長(zhǎng)提供了方便。前面已經(jīng)指出，應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度有重大影響。同樣地，應(yīng)力集中對(duì)腐蝕疲勞也有很大影響。焊接接頭的腐蝕疲勞破壞，大多是從焊趾處開(kāi)始，然后擴(kuò)展，穿透整個(gè)截面導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。因此，改善焊趾處的應(yīng)力集中程度能大大提高接頭的抗腐蝕疲勞的能力。當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)（件）中的焊接缺陷被檢測(cè)出來(lái)后，除對(duì)它進(jìn)行評(píng)定并做出處理外，還有一項(xiàng)更為重要的工作，即對(duì)該缺陷產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。找出產(chǎn)生該缺陷的真正原因，從而“對(duì)癥下藥”，以減少或防止此類缺陷的產(chǎn)生。產(chǎn)生焊接缺陷的過(guò)程是十分復(fù)雜的，既有冶金的原因，又有應(yīng)力和變形的作用。產(chǎn)生焊接缺陷的原因也是多方面的，對(duì)于不同的缺陷而言，影響因素也不相同。歸納起來(lái)有材料因素、結(jié)構(gòu)因素和工藝因素三方面，表7-36對(duì)鋼材熔焊產(chǎn)生的焊接缺陷進(jìn)行了較為全面的分析。7.5.4焊接缺陷產(chǎn)生原因及防止措施表7-36熔焊焊接接頭中常見(jiàn)缺陷的名稱類別名稱材料因素結(jié)構(gòu)因素工藝因素?zé)崃鸭y結(jié)晶裂紋1、焊縫金屬中合金元素含量高2、焊縫中P、S、C、Ni含量高3、焊縫中的Mn/S比例不合適1、焊縫附近的剛度較大（如大厚度、高拘束度的構(gòu)件）2、接頭形式不合適，如熔深較大的對(duì)接接頭和各種角焊縫（包括搭接接頭、丁字接頭和外角接焊縫）抗裂性差3、接頭附近應(yīng)力集中（如密集、交叉的焊縫）1、焊接線能量過(guò)大，使近縫區(qū)的過(guò)熱傾向增加，晶粒長(zhǎng)大，引起結(jié)晶裂紋2、熔深與熔寬比過(guò)大3、焊接順序不合適，焊縫不能自由收縮液化裂紋母材中S、P、B、Si含量較多1、焊縫附近剛度較大，如大厚度、高拘束度的構(gòu)件2、接頭附近的應(yīng)力集中（如密集、交叉的焊縫）1、線能量過(guò)大，使過(guò)熱區(qū)晶粒粗大，晶界熔化嚴(yán)重2、熔池形狀不合適，凹度過(guò)大高溫失塑裂紋線能量過(guò)大，是溫度過(guò)高，容易產(chǎn)生裂紋續(xù)表7-36熔焊焊接接頭中常見(jiàn)缺陷的名稱冷裂紋氫致裂紋1、鋼中C和合金元素增高使淬硬傾向增加2、焊接材料中氫含量較高1、焊縫附近剛度較大，如大厚度、高拘束度的構(gòu)件2、焊縫布置在應(yīng)力集中區(qū)3、坡口形式不合適（如V形坡口拘束應(yīng)力較大）1、接頭熔合區(qū)附近的冷卻時(shí)間（800~500℃）小于出現(xiàn)鐵素體800~500℃臨界冷卻時(shí)間，線能量過(guò)小2、未使用低氫焊條3、焊接材料未烘干，焊口及工件表面有水分、油污及鐵銹4、焊后未進(jìn)行保溫處理液化裂紋1、鋼中C和合金元素增高使淬硬傾向增加2、對(duì)于多組元合金的馬氏體鋼，焊縫中出現(xiàn)塊狀鐵素體1、對(duì)冷裂傾向較大的材料，其預(yù)熱溫度未做相應(yīng)的提高2、焊后未進(jìn)行高溫回火3、焊條選擇不合適層狀撕裂1、焊縫中出現(xiàn)片狀?yuàn)A雜物（如硫化物、硅酸鹽和氧化鋁等）2、母材基體組織硬脆或產(chǎn)生時(shí)效脆化3、鋼中含硫量較多1、接頭設(shè)計(jì)不合理、拘束應(yīng)力過(guò)大（如T形填角焊、角接頭和貫通接頭）2、拉應(yīng)力沿板厚方向作用1、線能量過(guò)大，使拘束應(yīng)力增加2、預(yù)熱溫度較低3、由于焊根裂紋的存在導(dǎo)致層狀撕裂的產(chǎn)生類別名稱材料因素結(jié)構(gòu)因素工藝因素再熱裂紋1、焊接材料的強(qiáng)度過(guò)高2、母材中Cr、Mo、V、B、S、P、Cu、Nb、Ti的含量較高3、熱影響區(qū)粗晶區(qū)域的組織未得到改善（未減少和消除馬氏體組織）1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成應(yīng)力集中（如對(duì)接焊縫和填角焊縫重迭）2、坡口形式不合適導(dǎo)致較大的拘束應(yīng)力1、回火溫度不夠，持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)2、焊趾處形成咬邊而導(dǎo)致應(yīng)力集中3、焊接次序不對(duì)使焊接應(yīng)力增加4、焊縫的余高導(dǎo)致近縫區(qū)的應(yīng)力集中續(xù)表7-36熔焊焊接接頭中常見(jiàn)缺陷的名稱續(xù)表7-36熔焊焊接接頭中常見(jiàn)缺陷的名稱氣孔1、熔渣的氧化性增大時(shí)，由CO引起氣孔的傾向增加；當(dāng)熔渣的還原性增加時(shí)，則氫氣孔的傾向增加2、焊件或焊接材料不清潔（有鐵銹、油類和水分等雜質(zhì)）3、與焊條、焊劑的成分及保護(hù)氣體的氣氛有關(guān)4、焊條偏心，藥皮脫落仰焊、橫焊易產(chǎn)生氣孔1、當(dāng)電弧功率不變，焊接速度增大時(shí)，增加了產(chǎn)生氣孔的傾向2、電弧電壓太高（即電弧過(guò)長(zhǎng)）3、焊條、焊劑在使用前未進(jìn)行烘干4、使用交流電源易產(chǎn)生氣孔5、氣保焊時(shí)，氣體流量不合適夾渣1、焊條和焊劑的脫氧、脫硫效果不好2、渣的流動(dòng)性差3、在原材料的夾渣中含硫量較高及流的偏析程度較大立焊、仰焊易產(chǎn)生夾渣1、電流大小不合適，熔池?cái)噭?dòng)不足；2、焊條藥皮成塊脫落；3、多層焊時(shí)層間清渣不夠；4、電渣焊時(shí)焊接條件突然改變，母材熔深突然減?。?、操作不當(dāng)未熔合1、焊接電流小或焊接速度快2、坡口或焊道有氧化皮、熔渣及氧化物等高熔點(diǎn)物質(zhì)3、操作不當(dāng)未焊透焊條偏心坡口角度太小、鈍邊太厚、間隙太小1、焊接電流小或焊速太快2、焊條角度不對(duì)貨運(yùn)條方法不當(dāng)3、電弧太長(zhǎng)或電弧偏吹形狀缺陷咬邊立焊、仰焊時(shí)易產(chǎn)生咬邊1、焊接電流過(guò)大或焊接速度太慢2、在立焊、橫焊和角焊時(shí)，電弧太長(zhǎng)3、焊條角度和擺動(dòng)不正確或運(yùn)條不當(dāng)續(xù)表7