常見的焊接缺陷及缺陷圖片

/常見的焊接缺陷(1)常見的焊接缺陷

（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)致開裂。

（2）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)也常伴有夾渣存在。

（3）氣孔：在熔化焊接過程中，焊縫金屬內(nèi)的氣體

或外界侵入的氣體在熔池金屬冷卻凝固前未來得與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，由于冶金過程進(jìn)行時(shí)間很短，熔池金屬很快凝固，冶金過程中產(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在高溫下分解出氣體等等，這些氣體來不與析出時(shí)就會形成氣孔缺陷。盡管氣孔較之其它的缺陷其應(yīng)力集中趨勢沒有那么大，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。某鋼板對接焊縫X射線照相底片

V型坡口，手工電弧焊，未焊透

某鋼板對接焊縫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）以與熔渣，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

對接電阻焊縫中的夾渣斷口照片鋼板對接焊縫X射線照相底片

V型坡口，手工電弧焊，局部夾渣鋼板對接焊縫X射線照相底片

V型坡口，手工電弧焊，兩側(cè)線狀夾渣

鋼板對接焊縫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)。

焊縫金屬從熔化狀態(tài)到冷卻凝固的過程經(jīng)過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了材料的屈服極限，材料將發(fā)生塑性變形，超過材料的強(qiáng)度極限則導(dǎo)致開裂。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。

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、冷熱不均以與焊條（填充金屬）或母材中的硫含量過高有關(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、18MnMoNbg、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)體積變化與組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的應(yīng)力而開裂，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)致開裂（稱為氫脆裂紋），以與焊條（填充金屬）或母材中的磷含量過高等因素有關(guān)。

c.再熱裂紋：焊接完成后，如果在一定溫度范圍內(nèi)對焊件再次加熱（例如為消除焊接應(yīng)力而采取的熱處理或者其他加熱過程，以與返修補(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)。

對接焊縫上的縱向表面裂紋與外咬邊的熒光磁粉檢測顯示照片（照片來源：日本EISHINKAGAKUCO.,LTD）合金鋼板對接焊縫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低合金鋼板對接焊縫X射線照相底片，X型坡口，自動焊，縱向裂縫（照片來源：《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)母體金屬熔化過度時(shí)造成的穿透（穿孔）即為燒穿。在母體與焊縫熔合線附近因?yàn)槿刍^強(qiáng)也會造成熔敷金屬與母體金屬的過渡區(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（在坡口開口大的一面）和內(nèi)咬邊（在坡口底部一面）。咬邊也可以說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）過高：焊道蓋面層高出母材表面很多，一般焊接工藝對于加強(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。

</SPA焊接缺陷與檢驗(yàn)（一）焊接缺陷在焊接生產(chǎn)過程中，由于設(shè)計(jì)、工藝、操作中的各種因素的影響，往往會產(chǎn)生各種焊接缺陷。焊接缺陷不僅會影響焊縫的美觀，還有可能減小焊縫的有效承載面積，造成應(yīng)力集中引起斷裂，直接影響焊接結(jié)構(gòu)使用的可靠性。表3-6列出了常見的焊接缺陷與其產(chǎn)生的原因。表3-6常見焊接缺陷缺陷名稱示意圖特征產(chǎn)生原因氣

孔

焊接時(shí)，熔池中的過飽和H、N以與冶金反應(yīng)產(chǎn)生的CO，在熔池凝固時(shí)未能逸出，在焊縫中形成的空穴

焊接材料不清潔；弧長太長，保護(hù)效果差；焊接規(guī)范不恰當(dāng)，冷速太快；焊前清理不當(dāng)裂

紋

熱裂紋：沿晶開裂，具有氧化色澤，多在焊縫上，焊后立即開裂

冷裂紋：穿晶開裂，具有金屬光澤，多在熱影響區(qū)，有延時(shí)性，可發(fā)生在焊后任何時(shí)刻

熱裂紋：母材硫、磷含量高；焊縫冷速太快，焊接應(yīng)力大；焊接材料選擇不當(dāng)冷裂紋：母材淬硬傾向大；焊縫含氫量高；焊接殘余應(yīng)力較大夾

渣

焊后殘留在焊縫中的非金屬夾雜物

焊道間的熔渣未清理干凈；焊接電流太小、焊接速度太快；操作不當(dāng)咬

邊

在焊縫和母材的交界處產(chǎn)生的溝槽和凹陷

焊條角度和擺動不正確；焊接電流太大、電弧過長焊

瘤

焊接時(shí)，熔化金屬流淌到焊縫區(qū)之外的母材上所形成的金屬瘤

焊接電流太大、電弧過長、焊接速度太慢；焊接位置和運(yùn)條不當(dāng)未焊透

焊接接頭的根部未完全熔透

焊接電流太小、焊接速度太快；坡口角度太小、間隙過窄、鈍邊太厚焊接缺陷與其危害一般常見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、過窄、高低差過大、焊縫過渡到母材不圓滑等。

（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：因過熱、過燒等原因?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、未焊透與其他帶尖缺口的缺陷，使焊縫截面不連續(xù)，產(chǎn)生突變部位，在外力作用下將產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中。當(dāng)應(yīng)力超過缺陷前端部位金屬材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，材料就會開裂破壞。

（2）縮短使用壽命。對于承受低周疲勞載荷的構(gòu)件，如果焊縫中的缺陷尺寸超過一定界限，循環(huán)一定周次后，缺陷會不斷擴(kuò)展，長大，直至引起構(gòu)件發(fā)生斷裂。

（3）造成脆裂，危與安全。脆性斷裂是一種低應(yīng)力斷裂，是結(jié)構(gòu)件在沒有塑性變形情況下，產(chǎn)生的快速突發(fā)性斷裂，其危害性很大。焊接質(zhì)量對產(chǎn)品的脆斷有很大的影響。焊接時(shí)常發(fā)生的缺陷與防止方法一、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）焊接電流過大；（2）電弧過長；（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)整和注意焊接工藝與操作方法，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。（3）焊接電流過大。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9～10mm處開始引弧，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；（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)力與氫氣的影響。對此的防止方法是：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)生偏吹使用低氫焊條在直流電焊機(jī)上焊接時(shí)往往發(fā)生偏吹現(xiàn)象。可以用下面方法解決。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。焊接缺陷與焊接質(zhì)量檢驗(yàn)一、焊接缺陷

（一）焊接變形

工件焊后一般都會產(chǎn)生變形，如果變形量超過允許值，就會影響使用。焊接變形的幾個(gè)例子如圖2-19所示。產(chǎn)生的主要原因是焊件不均勻地局部加熱和冷卻。因?yàn)楹附訒r(shí)，焊件僅在局部區(qū)域被加熱到高溫，離焊縫愈近，溫度愈高，膨脹也愈大。但是，加熱區(qū)域的金屬因受到周圍溫度較低的金屬阻止，卻不能自由膨脹；而冷卻時(shí)又由于周圍金屬的牽制不能自由地收縮。結(jié)果這部分加熱的金屬存在拉應(yīng)力，而其它部分的金屬則存在與之平衡的壓應(yīng)力。當(dāng)這些應(yīng)力超過金屬的屈服極限時(shí)，將產(chǎn)生焊接變形；當(dāng)超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，則會出現(xiàn)裂縫。

（二）焊縫的外部缺陷

1.焊縫增強(qiáng)過高如圖2-20所示,當(dāng)焊接坡口的角度開得太小或焊接電流過小時(shí)，均會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。焊件焊縫的危險(xiǎn)平面已從M-M平面過渡到熔合區(qū)的N-N平面，由于應(yīng)力集中易發(fā)生破壞，因此，為提高壓力容器的疲勞壽命，要求將焊縫的增強(qiáng)高鏟平。

2.焊縫過凹如圖2-21所示，因焊縫工作截面的減小而使接頭處的強(qiáng)度降低。

3.焊縫咬邊在工件上沿焊縫邊緣所形成的凹陷叫咬邊，如圖2-22所示。它不僅減少了接頭工作截面，而且在咬邊處造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。

4.焊瘤熔化金屬流到溶池邊緣未溶化的工件上，堆積形成焊瘤，它與工件沒有熔合，見圖2-23。焊瘤對靜載強(qiáng)度無影響，但會引起應(yīng)力集中，使動載強(qiáng)度降低。

5.燒穿如圖2-24所示。燒穿是指部分熔化金屬從焊縫反面漏出，甚至燒穿成洞，它使接頭強(qiáng)度下降。

以上五種缺陷存在于焊縫的外表，肉眼就能發(fā)現(xiàn)，并可與時(shí)補(bǔ)焊。如果操作熟練，一般是可以避免的。

（三）焊縫的內(nèi)部缺陷

1.未焊透未焊透是指工件與焊縫金屬或焊縫層間局部未熔合的一種缺陷。未焊透減弱了焊縫工作截面，造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，大大降低接頭強(qiáng)度，它往往成為焊縫開裂的根源。

2.夾渣焊縫中夾有非金屬熔渣，即稱夾渣。夾渣減少了焊縫工作截面，造成應(yīng)力集中，會降低焊縫強(qiáng)度和沖擊韌性。

3.氣孔焊縫金屬在高溫時(shí)，吸收了過多的氣體（如H2）或由于溶池內(nèi)部冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體（如CO），在溶池冷卻凝固時(shí)來不與排出，而在焊縫內(nèi)部或表面形成孔穴，即為氣孔。氣孔的存在減少了焊縫有效工作截面，降低接頭的機(jī)械強(qiáng)度。若有穿透性或連續(xù)性氣孔存在，會嚴(yán)重影響焊件的密封性。

4.裂紋焊接過程中或焊接以后，在焊接接頭區(qū)域內(nèi)所出現(xiàn)的金屬局部破裂叫裂紋。裂紋可能產(chǎn)生在焊縫上，也可能產(chǎn)生在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)。有時(shí)產(chǎn)生在金屬表面，有時(shí)產(chǎn)生在金屬內(nèi)部。通常按照裂紋產(chǎn)生的機(jī)理不同，可分為熱裂紋和冷裂紋兩類。

（1）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，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)，就容易在晶粒之間引起破裂。焊件與焊條內(nèi)含S、Cu等雜質(zhì)多時(shí)，就容易產(chǎn)生熱裂紋。

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)，則具有明顯的氫化傾向。

（2）冷裂紋冷裂紋是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生的，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，也會引起冷裂紋。

裂紋是最危險(xiǎn)的一種缺陷，它除了減少承載截面之外，還會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，在使用中裂紋會逐漸擴(kuò)大，最后可能導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。所以焊接結(jié)構(gòu)中一般不允許存在這種缺陷，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)須鏟去重焊。

二、焊接的檢驗(yàn)

對焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗(yàn)是保證焊接質(zhì)量的重要措施。因此，工件焊完后應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求對焊縫進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，凡不符合技術(shù)要求所允許的缺陷，需與時(shí)進(jìn)行返修。焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)包括外觀檢查、無損探傷和機(jī)械性能試驗(yàn)三個(gè)方面。這三者是互相補(bǔ)充的，而以無損探傷為主。

（一）外觀檢查

外觀檢查一般以肉眼觀察為主，有時(shí)用5－20倍的放大鏡進(jìn)行觀察。通過外觀檢查，可發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷，如咬邊、焊