焊接时常发生的缺陷及防止方法

1、焊接时常发生的缺陷及防止方法一、气孔焊缝金属产生的气孔可分为：内部气孔，表面气孔，接头气孔。内部气孔：有两种形状。一种是球状气孔多半是产生在焊缝的中 部。产生的原因：焊接电流过大；电弧过长；运棒速度太快；熔接部位不洁净；焊条受潮等。上述造成气孔原因如进行适当调整和注意焊接工艺及操作方法，就可 以得到解决。面气孔：产生表面气孔的原因和解决方法:母材含C、S、Si量高容易出现气孔。其解决办法或是更换 母材，或是采用低氢渣系的焊条。焊接部位不洁净也容易产生气孔。因此焊接部位要求在焊 接前清除油污，铁锈等脏物。使用低氢焊条焊接时要求更为严格。焊接电流过大。使焊条后半部药皮变红，也容易产生气孔。 因此要

2、求采取适宜的焊接规范。焊接电流最大限度以焊条尾部不红为 宜。低氢焊条容易吸潮，因此在使用前均需在350C的温度下烘烤1 小时左右。否则也容易出现气孔。波接头气孔：使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内 部气孔，其解决办法：焊波接头时，应在焊缝的前进方向距弧坑9 10mm处开始引弧，电弧燃烧后，先作反向运棒返向弧坑位置，作充 分熔化再前进，或是在焊缝处引弧就可以避免这种类型的气孔产生。二、裂缝刚性裂缝：往往在焊接当中发现焊缝通身的纵裂缝，主要是在焊接时产生的应力造成的。在下列情况下焊接应力很大:被焊结构刚性大；焊接电流大，焊接速度快；焊缝金属的冷却速度太快。因而在上述的情况下很容易产生纵向

3、的长裂缝。解决办法：采用合理 的焊接次序或者在可能的情况下工件预热，减低结构的刚性。特厚板 和刚性很大的结构应采用低氢焊条使用合适的电流和焊速。硫元素造成的裂缝：被焊母材的碳和硫高或偏析大时容易产生裂 缝。解决办法：将焊件预热，或用低氢焊条。隙裂缝：毛隙裂缝是在焊敷金属内部发生，不发展到外部的毛状 微细裂缝。考虑是焊敷金属受急速冷却而脆化，局部发生应力及氢气 的影响。对此的防止方法是：使其焊件的冷却速度缓慢些，可能的条 件下焊件进行预热，或者使用低氢焊条可得到满意的解决。三、电弧产生偏吹 使用低氢焊条在百流电焊机上焊接时往往发生偏吹现象。可以用下面 方法解决。线放在电弧偏吹的方向。线分成两个以

4、上。电弧偏吹的方向进行焊接。取短弧操作。管道焊接发生缺陷及解决方法夹渣原因坡口角度过小，焊接电流过小，溶渣粘度大等，将使熔渣浮不表面 而引起渣。焊条药皮块状脱落未被溶化；多层多道焊，溶渣没有清 理干净而残留在焊缝中；气焊时焊炬火焰能率不够，焊前工作清理 不好，采用氧气焊，或摆动幅度小没有将熔渣拨出等，均会引起渣。预防措施适当调整接电流，使溶池达到一定温度，让溶渣充分浮出；采用良 好工艺性能的焊条；仔细清理母材上的脏物或前一层（道）上的溶 渣;焊接过程中始终要保持清晰的溶池，溶渣和液态金属良好分离； 气焊时应选用合适的焊咀和火焰能率；并采用中性焰，焊接时仔细 操作将熔渣拨出溶池。未焊透原因是接头

5、的坡口角度小，间隙过小或钝边过大；管子厚薄不均，错边 量过大；焊接电流或焊炬火焰能率过小，或焊速过大等都容易形成 未焊透。预防措施控制接头坡口尺寸，管道单面焊双面成形的接头，其装配间隙应为 焊条直径，并有合适的钝边，管子对口应严格控制错边量，壁厚不 同的管子应按要求进行加工成缓坡形。边缘及层间未熔合原因热能过小：焊条、焊丝和焊炬火焰偏于坡口一侧，或焊条偏心，偏 弧使电弧偏于一侧，使母材或前一层焊缝金属未得到充分溶化就被 填充金属覆盖而造成。当母材坡口或前一层焊缝表面有铁锈或污 物，焊接时由于温度不够，未能将其溶化面盖上填充金属，也会形 成过及层间未熔合。预防措施 焊条和焊炬的角度要合适，运条要

6、适当，要注意观察坡口两侧溶化 情况；选用稍大的焊接电流和火焰能率。适当控制焊速，使热量增 加足以溶化母材或前一层焊缝金属；发现焊条偏心或偏弧，应及时 调整角度，使电弧处于正确方向；仔细清理坡口和焊缝上的脏物。气孔原因焊接过程中一切导致产生大量气体的因素都是产生气孔的原因，主 要有以下两方面原因：焊接材料方面：焊条和焊剂受潮，或未按规定进行烘干；焊条药 皮变质，脱落，或因烘干温度过高而使药皮中部分成分变质失效； 焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，焊剂中混入污物等均易产生气孔。焊接工艺方面：手工电弧焊时，采用过大的电流造成焊条药皮发 红而失云保护作用，使用碱性低氢焊条焊接时电弧拉的过长；埋弧 焊时使用过高

7、的电弧电压，或网路压力波动太大；手工钨极氩弧焊 时氩气纯度低，保护不良；气焊时火焰成分不对；焊炬摆动幅度过 小，溶池得不到充分搅拌，气体排不出来，或焊速过快，焊丝填加 不均匀等都易形成气孔。预防措施不使用药皮脱落、开裂、变质、药皮偏心、焊芯锈蚀的焊条。各种 焊条、焊剂都应该按规定要求进行烘干。焊接坡口两侧应按要求清 理干净；要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度；碱性焊条 施焊时应短弧操作，焊条在施焊中发现偏心应及时转动和调整倾斜 角度；氩焊时，要严格按规定标准选择氩气纯度；气焊时，应选用 中性焰并熟练操作。背面凹陷（内凹）原因 根部焊缝低于母材表面的现象称为内凹，手工电弧焊单面焊双面成 型

8、管子仰焊，常产生这种缺陷。仰焊时，由于溶池在高温时的表面 张力小，使铁水在自重作用下下坠，产生凹陷。预防措施应选择合理的焊接坡口，其角度和组装间隙不宜过大，钝边不宜过 小；焊接电流应适中，施焊过程调整好焊接电流，严格控制好溶池 形状和大小，操作时要注意二侧稳弧。咬边原因手工电弧焊产生咬边主要原因是焊接时电流过大，电弧过长，焊条 角度及运条不当所致；埋弧自动焊时，焊速过快，溶宽下降，易形 成咬边；气焊时若火焰能率过大，焊咀和焊丝摆动不当等都易产生 咬边。预防措施手工电弧焊时应选择合适的电流、电弧长度，焊条操作角度要合适； 焊条运条摆动时在坡口边缘稍作停留稍慢一些，而中间略快一些； 自动焊时焊接速

9、度要适当；气焊时火焰能率要适当，焊咀与焊丝摆 动要适宜。焊瘤原因正常焊缝外多余的金属称为焊瘤，这种缺陷的产生原因是由于熔池 温度过高，液态金属凝固较慢在自重下外流而形成的。预防措施坡口角度要合适，装配间隙要均匀、选择正确的焊接规范，手工焊 时焊工要熟练掌握运条，焊接速度，焊条角度，才能获得均匀美观 的外观成型。夹钨原因当焊接电流过大超过极限电流值或钨极直径太小，使钨极强烈地蒸 发，端部溶化；氩气保护不良引起钨极烧损；焊接时，钨极触及熔 池或焊丝而产生飞溅等，都会引起焊缝钨。预防措施应根据工件厚度相应选择焊接电流和钨棒直径;使用符合标准要求 纯度的氩气；施焊时，尽量采用高频引弧，接触引弧时速度要

10、快， 不影响操作的情况下，尽量采用短弧，增加保护效果；操作要仔细， 避免钨极触及溶池和焊丝，并按时修磨钨棒端部。预防措施立焊、仰焊时频严格控制熔池温度，不使其过高，尽量采用短弧焊； 焊条摆动中间宜快，二侧稍慢些；坡口间的组装间隙不宜过大，焊 接电流选择要适当，不宜过大；当溶池温度过高过大时应灭弧，待 溶池温度稍下降后在引弧焊接。弧坑原因是指焊缝收尾处下陷。原因主要是熄弧时没有再次引弧把其填满， 或因电流过大，埋弧焊时没有分现两步按下“停止“按钮。预防措施 手工焊进收弧时焊条需在熔池处作短时间停留或作几次点焊，使足 够的填充金属填满熔池；薄壁管焊接时要正确选择焊接电流；自动 焊时要分二步按“停止

11、“按钮，既先停止送丝后切断电源。电弧擦伤由于焊条或焊钳不慎与工件接触，或地线与工件接触不良，引起电 弧，而使工件表面留下的伤痕。电弧擦伤一般不被人们注意，但是它的危害极大。由于电弧擦伤处 快速冷却，硬度很高，有脆化作用。在易液火钢和低碳钢中，可能 成为发生脆性破坏的起源点：不锈钢有电弧擦伤，会降低耐腐蚀性 能。所以，在施焊过程中，不得在坡口以外的地方引焊，管件与地 线接触一定要良好，发现电弧擦伤，必须打磨，并视深度予以补焊。焊缝尺寸不符和要求原因包括焊缝成型粗劣、焊缝高低不平、焊缝加强高低差超过标准。焊接规范选择不当、运条速度、焊条角度不当或操作不熟练所引起。焊接接头中常见工艺缺陷产生的原因及

12、防止方法一、裂纹焊接裂纹，按照产生的机理可分为：冷裂纹、热裂纹、再热裂纹和层 状撕裂裂纹几大类。冷裂纹冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在钢的马氏体 转变温度（即Ms点）附近，或300200C以下（或TV0.5Tm, Tm 为以绝对温度表示的熔点温度）的温度区间产生的，故称冷裂纹。 冷裂纹又可分为：延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。延迟裂纹， 也称氢致裂纹，可以延至焊后几小时、几天、几周甚至更长的时间再 发生，会造成预料不到的重大事故，所以具有重大的危险性。1、产生的条件：焊接接头形成淬硬组织。由于钢的淬硬倾向较大，冷却过程中产生 大量的脆、硬，而且体积很大的马氏体，形成很大的

13、内应力。接头的 硬化倾向：碳的影响是关键，含碳和铬量越多、板越厚、截面积越大、 热输入量越小，硬化越严重。钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子在缺陷处（空穴、错位）聚积 （浓集）形成氢分子，氢分子体积较氢原子大，不能继续扩散，不断聚积，产生巨大的氢分子压力，甚至会达到几万个大气压，使焊接接 头开裂。许多情况下，氢是诱发冷裂纹最活跃的因素。焊接拉应力及拘束应力较大（或应力集中）超过接头的强度极限时 产生开裂。2、产生的原因：可分为选材和焊接工艺两个方面。选材方面：a、母材与焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异；b、材料中含碳、铬、钼、钒、硼等元素过高，钢的淬硬敏感性增加。焊接工艺方面：a、焊条没有充

14、分烘干，药皮中存在着水分（游离水和结品水）；焊 材及母材坡口上有油、锈、水、漆等；环境湿度过大（90%）；有雨、 雪污染坡口。以上的水分及有机物，在焊接电弧的作用下分解产生H, 使焊缝中溶入过饱和的氢。b、环境温度太低；焊接速度太快；焊接线能量太少。会使接头区域 冷却过快，造成很大的内应力。c、焊接结构不当，产生很大的拘束应力。d、点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起 焊趾裂纹；未焊透等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引 起焊缝中裂纹。3、防止方法：可以从选材和焊接工艺两个方面着手。正确地选材。选用碱性低氢型焊条和焊剂，减少焊缝金属中扩散氢的含量；搞好母 材和焊材的

15、选择匹配；在技术条件许可的前提下，可选用韧性好的材 料（如低一个强度等级的焊材），或施行“软”盖面，以减小表面残余 应力；必要时，在制造前对母材和焊材进行化学分析、机械性能及可焊性、裂纹敏感性试验。焊接工艺方面。a、严格地按照试验得出的正确工艺规范进行焊接操作。主要包括： 严格地按规范进行焊条烘干；选择合适的焊接规范及线能量，合理的 电流、电压、焊接速度、层间温度及正确的焊接顺序；对点焊进行检 查处理；搞好双面焊的清根等；仔细清理坡口和焊丝，除去油、锈和 水分。b、选择合理的焊接结构，避免拘束应力过大；正确的坡口形式和焊 接顺序；降低焊接残余应力的峰值。c、焊前预热、焊后缓冷、控制层间温度和焊

16、后热处理，是可焊性较 差的高强度钢和不可避免的高拘束结构形式，防止冷裂纹行之有效的 方法。预热和缓冷可减缓冷却速度（延长At 800500C停留时间）， 改善接头的组织状态，降低淬硬倾向，减少组织应力；焊后热处理可 消除焊接残余应力，减少焊缝中扩散氢的含量。在多数情况下，消除 应力热处理应在焊后立即进行。d、焊后立即锤击，使残余应力分散，避免造成高应力区，是局部补 焊时防止冷裂纹行之有效的方法之一。e、在焊缝根部和应力比较集中的焊缝表面，（热影响区受到的拘束应 力较低），采用强度级别较低的焊条，往往在高拘束度下取得良好的 效果。f、采用惰性气体保护焊，能最大地控制焊缝含氢量，降低冷裂纹敏 感性

17、，所以，应大力推广TIG、MIG焊接。（二）层状撕裂层状撕裂是冷裂纹的一种特殊形式。主要是由于钢板内存在着分层 （沿轧制方向）的夹杂物（特别是硫化物），在焊接时产生的垂直于 轧制方向（板厚方向）的拉伸应力作用下，在钢板中热影响区或稍远 的地方，产生“台阶”式，与母材轧制表面平行的层状开裂。产生在T 字型、K字型厚板的角焊接接头中。提高钢板质量，减少钢材中层状夹杂物，从结构设计和焊接工艺方面 采取措施，减少板厚方向的焊接拉伸应力，可防止层状撕裂。厚板焊 接前，进行板材的超声波和坡口渗透探伤，检查分层夹杂物情况，如 有层状夹杂物存在，可设法避开或事先修、磨处理。（三）热裂纹热裂纹是在高温下产生的，

18、从凝固温度范围至A3以上温度，所以称 热裂纹，又称高温裂纹。如果材料中存在着较多的低熔点共品杂质元素（P、S、C等）和较多 的品格缺陷，在焊接熔池结品过程中，就容易出现品界偏析，偏析出 现的物质多为低熔点共品（如：FeSFe、Fe3PFe、NiSNi、Ni3 PNi）和杂质，它们在结品过程中，以液态间层存在，形成抗变形 能力很低的液态薄膜，相应的液态相存在的时间增长，最后结品凝固， 而凝固后的强度也极低，当焊接拉应力足够大时，会将液态间层拉开， 或在其凝固后不久被拉断形成裂纹。此外，如果母材的品界上也存在着低熔点共品和杂质时，则在加热温 度超过其熔点的热影响区内，这些低熔点共品物将熔化成液态间

19、层， 当焊接拉应力足够大时，也会被拉开而形成热影响区液化裂纹。热裂纹都是沿奥氏体品界开裂，呈锯齿状，所以，又称品间裂纹。多 出现在焊缝中间，特别是弧坑处，多数在焊缝柱状品的会合处，即焊 缝凝固的最终位置，也是最容易引起低熔点共品偏析的位置；少数出 现在热影响区。焊缝中的纵向裂纹一般发生在焊道中心，与焊缝长度 方向平行；横向裂纹一般沿柱状品界发生，并与母材的品界相连，与 焊缝长度方向垂直。当裂纹贯穿表面与空气相通时，断口表面呈氧化 色彩（如蓝灰色等），有的焊缝表面的宏观裂纹中充满熔渣。1、产生的原因选材方面：材料中含硫过多产生“热脆”含铜过高产生“铜脆”含磷 过高产生“冷脆。焊接工艺方面：镍基不

20、锈钢，焊接顺序不当或层间温度过高、热输 入量过大、冷却速度太慢；坡口形式不当（焊缝形状系数V=b/h1的 窄深焊缝），单层单道焊时易产生焊缝中心偏析裂纹；弧坑保护不好， 由于偏析作用，易产生弧坑热裂纹；多次返修会产生品格缺陷聚集， 形成多边化热裂纹。2、防止方法由于热裂纹的产生与应力的因素有关，所以，防止方法也要从选材和 焊接工艺两个方面着手。选材方面：a、限制钢材和焊材中，易产生偏析的元素和有害杂质的含量，特别 是S、P、C的含量，因为它们不仅形成低熔点共品，而且还促进偏 析。C0.10%热裂纹敏感性可大大降低。必要时对材料进行化学分析、 低倍检验（如硫印等）。b、调节焊缝金属的化学成分，改

21、善组织、细化品粒，提高塑性，改 变有害杂质形态和分布，减少偏析，如采用奥氏体加小于6%的铁素 体的双相组织。c、提高焊条和焊剂的碱度，以减低焊缝中杂质的含量，改善偏析程 度。焊缝工艺方面：a、选择合理的坡口形式，焊缝成型系数w=b/h1，避免窄而深的“梨 形”焊缝，（焊接电流过大也会形成“梨形”焊缝），防止柱状品在焊道 中心会合，产生中心偏析形成脆断面；采用多层多道焊，打乱偏析聚 集。b、控制焊接规范：采用较小（适当）的焊接线能量，对于奥氏体（镍基）不锈钢应 尽量采用小的焊接线能量（不预热、不摆动或少摆动、快速焊、小电 流）、严格掌握层间温度，以缩短焊缝金属在高温区的停留时间； 注意收弧时的保

22、护，收弧要慢并填满弧坑，防止弧坑偏析产生热 裂纹；尽量避免多次返修，防止品格缺陷聚集产生多边化热裂纹；采取措施尽量降低接头应力，避免应力集中，并减少焊缝附近的 刚度，妥善安排焊接次序，尽量使大多数焊缝在较小的刚度下焊接， 使其有收缩的余地。（四）再热裂纹再热裂纹是指一些含有钒、铬、钼、硼等合金元素的低合金高强度钢、 耐热钢的焊接接头，再加热过程中（如消除应力退火、多层多道焊及 高温工作等），发生在热影响区的粗品区，沿原奥氏体品界开裂的裂 纹，也有称其为消除应力退火裂纹（SR裂纹）。600 附近有一敏感区，超过650C敏感性减弱。再热裂纹起源于焊缝热影响区的粗品区，具有品界断裂特征。裂纹大 多数

23、发生在应力集中的部位。防止措施：选材时应注意能引起沉淀析出的碳化物形成元素，尤其是V的含 量。必须采用高V钢材时，焊接及热处理时要特别加以注意。热处理时避开再热敏感区，可减少再热裂纹产生的可能性，必要时 热处理前做热处理工艺试验。尽量减少残余应力和应力集中，减少余高、消除咬边、未焊透等缺 陷，必要时将余高和焊趾打磨圆滑；提高预热温度，焊后缓冷，降低 残余应力。适当的线能量，防止热影响区过热，品粒粗大。在满足设计要求的前提下，选用低一个强度等级的焊条，让其释放 一部分由热处理过程消除的应力，（让应力在焊缝中松弛），对减少再 热裂纹有好处。二、未熔合 未熔合是指熔焊时，焊道与母材之间、焊道与焊道之

24、间、点焊时焊点 与母材之间，未完全熔化结合的部分。1、产生的原因：产生未熔合的根本原因是焊接热量不够，被焊件没 有充分熔化造成的。主要原因有：电流太小；焊速太快；电弧偏吹；操作歪斜；起焊时温度 太低；焊丝太细；极性接反，焊条熔化太快，母材没有充分熔化； 坡口及先焊的焊缝表面上有锈、熔渣及污物。这些原因都造成焊材早熔化，而被焊母材温度低，没有熔化，熔化的 焊材金属沾附到焊件上。2、防止措施：选择适当的电流（稍大）、焊速（稍慢），正确的极性，注意母材熔 化情况；清除干净坡口及前道焊缝上的熔渣及赃物；起焊时要使接头充分预热，建立好第一个熔池；克服电弧偏吹。注意焊条角度，照顾坡口两侧的熔化情况；三、未

25、焊透未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透的现象。另，焊缝金属与母材之间，未被电弧熔化而留下的空隙。常发生在单 面焊根部和双面焊的中间。（ISO 一母材金属之间没有熔化，熔敷金属没有进入接头根部的缺陷。）1、产生的原因：坡口及装配方面：间隙过小；钝边太厚；坡口角度太小；坡口歪斜；有内倒角的坡口角度太大；错口严重；工艺规范方面：电流过小；焊速过大；电弧偏吹；起焊处温度低； 极性接反；操作方面：焊条太粗；操作歪斜；双面焊时清根不彻底；坡口根部 有锈、油、污垢，阻碍基本金属很好地熔化。2、防止措施：控制好坡口尺寸：间隙、钝边、角度及错口等；控制电流、极性和焊速；使接头充分预热，建立好第一个熔池；控制焊条

26、直径和焊接角度；克服电弧偏吹；双面焊清根一定要彻底；坡口及钝边上的油、锈、渣、垢一定要清理干净。四、气孔气孔是指焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出，而残留下来形成 的空穴。根据气孔产生的部位不同，可分为内部气孔和外部气孔；根据分布的 情况可分为单个气孔、涟状气孔和密集气孔；根据气孔产生的原因和 条件不同，其形状有球形、椭圆形、旋涡状和毛虫状等。1、产生的原因：形成气孔的气体主要来源于：a、大气：空气湿度太大，超过90%，水分分解，氢气、氧气侵入； 收弧太快，保护不好，空气中的N2气侵入；电弧太长，空气中的N2气侵入；b、溶解于母材、焊丝和焊条钢芯中的气体，药皮和焊剂中的水和气 体：i焊条烘干温度太低、保温时间太短；ii焊条过期失效；ii i氩气纯度不够，保护不良；iv焊条烘干温度过高，使药皮成分变 质，失去保护作用；电流过大，药皮发红失效，失去保护作用，空气 中的N2气侵入；v焊芯锈蚀、焊丝清理不净、焊剂混入污物。c、焊材、母材上的油、锈、水、漆等污物，分解产生