焊接缺陷各种类型及原因分析

焊接缺陷种类及产生原因

授课教师：陈卫

Instructor：Chenwei2008年11月5日内容了解焊接缺欠类型缺欠产生原因及对焊缝成型的影响

1、焊接缺欠的分类按标准ISO6520-1≪金属熔化焊焊缝缺欠分类及说明≫，金属熔化焊焊缝缺陷共分六类：

一类缺欠裂纹二类缺欠孔穴三类缺欠固体夹杂四类缺欠未熔合和未焊透五类缺欠形状缺欠六类缺欠上述以外的其他缺欠

按缺陷性质进行的焊缝

缺欠的分类

一类缺欠：裂纹微观裂纹:

在显微镜下才能观察到的裂纹。纵向裂纹:

基本上与焊缝轴线平行的裂纹。

(焊缝金属中;熔合线上;热影响区中;母材金属中)

横向裂纹:

基本上与焊缝轴线垂直的裂纹。（焊缝金属中;熔合线上;热影响区中）

放射状裂纹:在某一公共点的放射状裂纹

（焊缝金属中;热影响区中;母材金属中）

弧坑裂纹：在焊缝收弧弧坑处的裂纹

（纵向的;横向的;星形的）

间断裂纹：一组间断的裂纹（焊缝金属中;热影响区中;母材金属中）

枝状裂纹：由某一公共裂纹派生的一组裂纹,它与间断裂纹群和放射状裂纹不同

（焊缝金属中;热影响区中;母材金属中）二类缺欠：孔穴球形气孔：近似球形的孔穴均布气孔：大量气孔分布在整个焊缝金属局部密集气孔：气孔群链状气孔：与焊缝轴线平行的成串气孔条形气孔：长度方向与焊缝轴线近似平行的非球形的长气孔虫形气孔：由于气孔在焊缝金属中上浮而引起的管状孔穴,其位置和形状是由凝固的形式和气孔的来源决定的.通常,它们成群的出现并且成人字形分布表面气孔：暴露在焊缝表面的气孔缩孔结晶缩孔：冷却过程中在焊缝中心形成的长形收缩孔穴,可能有残留气体,这种缺陷通常在垂直焊缝表面方向上出现

枝晶间微缩孔：在显微镜下观察到的枝晶间微缩孔(无)弧坑缩孔：指焊道末端的凹陷,且在后续焊道焊接之前或在后续焊道焊接过程中未被消除

三类缺欠夹渣：残留在焊缝中的熔渣,根据其形成的情况,可以分为:

线状的;孤立的;其它型式的焊剂或熔剂夹渣：残留在焊缝中的焊剂或熔剂,

根据其形成的情况,可以分为:线状的;孤立的;

其它型式的氧化物夹杂：凝固过程中在焊缝金属中残留的金属氧化物

皱褶：在某些情况下,特别是铝合金焊接时,由于对焊接熔池保护不良和熔池中紊流而产生的大量氧化膜金属夹杂：残留在焊缝中的来自外部的金属颗粒,

这种金属颗粒可能是:钨铜四类缺陷未熔合：在焊缝金属和母材之间或焊道金属和焊道金属之间未完全熔化结合的部分,它可分为下述几种形式:—侧壁未熔合;—层间未熔合;—焊缝根部未熔合

未焊透：焊接时接头的根部未完全焊透的现象五类缺欠：形状缺欠连续（间断）的咬边：因焊接造成的焊趾（或焊根）处的沟槽，咬边可能是连续的或间断的

缩沟：由于焊缝金属的收缩，在根部焊道每一侧产生的浅的沟槽焊缝超高：对接焊缝表面上焊缝金属过高凸度过大：角焊缝表面的焊缝金属下塌：穿过单层焊缝根部或从多层焊接接头穿过前道熔敷金属塌落的过量焊缝金属局部下榻：局部塌落

焊缝形状不良：母材金属表面与靠近焊趾处焊缝表面的切面之间的角度α过小

焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤错边：由于两个焊件没有对正而造成板的中心线平行偏差角度偏差：由于两个焊件没有对正而使它们的表面不平行下垂：由于重力作用造成的焊缝金属塌落

烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷未焊满：由于填充金属不足，在焊缝表面形成的连续或断续的沟槽

焊脚不对称：焊缝宽度不齐：焊缝宽度改变过大表面不规则：表面过分粗糙根部收缩：由于对接焊缝根部收缩造成的沟槽焊缝接头不良：焊缝衔接处的局部表面不规则六类缺欠电弧擦伤：在焊缝坡口外部引弧或打弧时产生于母材金属表面上的局部损伤飞溅：焊接过程中，熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象。钨飞溅：从钨电极过渡到母材金属表面或凝固在焊缝金属表面上的钨颗粒

表面撕裂：不按操作规程拆除临时焊接的附件时产生于母材金属表面的损伤凿痕：不按操作规程打磨引起的局部表面损伤打磨过量：由于打磨引起的工件或焊缝的不允许的减薄定位焊缺陷：层间错位：不按规定程序熔敷的焊道ISO5817规定的缺欠限值ISO5817规定的缺欠限值

2、焊接工艺参数影响因素2.1焊接电压:在其它焊接参数保持恒定的条件下，焊接电压的变化将产生如下影响。焊接电压增高：

—电弧长度增加，较轻的电弧噪音

—焊缝宽度增加，焊缝增高降低

—熔池流动性好

—合金元素强烈烧损

—焊渣增高焊接电压降低：

—与上述变化相反

电弧长度对焊缝形状的影响电压：曲线：电弧长度：

焊缝形状：堆焊

焊缝形状：角焊缝2.2焊接电流焊接电流增大：

—电弧变短（光学方面），较强的电弧噪音

—较高的熔敷率

—熔深增加

—焊缝变窄，余高增加

—合金元素烧损较少焊接电流降低：

—其作用与上述相反

送丝速度对焊缝形状的影响

送丝速度：曲线：电弧长度：电流强度：熔敷率：焊缝形状：表面堆焊2.3焊接速度

对不同直径的焊条，焊接电流及电压的变化将导致焊条熔敷率的变化，同时也要求相应的焊接速度。当电流及电压保持不变时，焊接速度将影响到线能量。特别是在高熔敷率及立向下焊时，焊接速度是影响产生熔合缺陷的主要因素之一。

当其它参数恒定时，焊接速度将产生如下影响:焊接速度加快：

—避免烧穿

—焊缝变窄

—焊缝增高

—线能量减小焊接速度降低：—与上述作用相反焊接速度过小：

—熔深不够导致熔合缺陷

—熔池过热导致气孔

—线能量过大2.3焊接速度2.4导线接头

焊接电缆接头（把线及地线）应保证接触良好，在熔化极气体保护焊中由于焊接电源为恒压外特性，故当导线接触不良时极易产生电流波动及电弧不稳。2.5点固焊点

注意在焊接时应保证点固焊点部位完全熔合。3、焊接缺陷产生的原因及避免措施

熔合缺陷的产生原因及避免措施

表1序号缺陷原因避免措施11、

坡口两侧熔合缺陷2、层间熔合缺陷3、气孔熔池过大，并流动超前，两层焊道间未充分熔合熔池过热产生气孔选择合适的焊接速度，焊接时不摆动或轻微摆动21、根部未熔合2、层间未熔合焊接能量不够导致根部未熔合，熔池流动超前导致层间未熔合加大电流、电压或降低焊速提高焊速或降低电流、电压3熔合缺陷立向下焊时熔池流动超前降低焊接能量、限制焊缝厚度41、坡口侧壁未熔合2、层间未熔合3、气孔熔池流动超前，焊速太慢，坡口角度太小，熔池过热产生气孔降低焊接能量，加大坡口角度51、层间未熔合2、夹渣两层焊道间空间太小，未能充分熔合，清渣不净对前道焊缝进行打磨，焊渣清理干净后再焊下一道6坡口侧壁未熔合熔池滞后，焊枪太接近12点位置焊枪放在1点位置，以使熔池能在12点位置凝固71、坡口侧壁未熔合2、层间未熔合厚板散热太快，焊枪位置不对，焊速太慢预热，调正焊枪位置，指向厚板侧，调正焊接速度

气孔产生的原因及避免措施

表2气孔产生的原因及避免措施

续表2气体原因避免措施空气

水

油脂残留物

金属物质如：锌、锡等

颜料及涂漆空气从接头间隙处侵入焊接区

湿气从接头间隙处侵入，由铁锈而产生的水份

接头处残留的油脂污物等

镀层太厚，接头间隙隙太小，表面压力太大

防腐涂料等加大接头间隙，尽量采用角接头或搭接接头.采取预热，除锈，以及尽量采用角接接或搭接接头.

采用化学清洗支除油脂，加大接头间隙，采用角接头或搭接接头.保护合适的镀层厚度，尽量避免在镀层处焊接，加大接头间隙，尽量采用角接头或搭接接头.选择合适的防腐涂料，涂层厚度应符合要求，尽量采用对接接头.气体保护不当的后果原因流动空气干扰保护气体后果气体保护效果不好，焊缝中产生气孔

原因保护气体不足后果气体保护效果不好，焊缝中产生气体

原因气体保护气体流量过大后果产生紊流,而进入空气，焊缝中产生气孔

原因喷嘴内壁或导电嘴粘有飞溅后果产生紊流，而进入空气，焊缝中产生气孔

图4原因喷嘴与熔池角度太小后果吸入空气，焊缝中产生气孔

原因喷嘴抬起不高后果气体保护效果不好，焊缝中产生气孔图4气孔产生的原因

产生未熔合的原因（1）

图5产生未熔合的原因合适角度：40°~60°

钝边过大钝边间隙过大

错边过大

焊后焊道的表面凸起过大合适形状：焊后焊道的表面为凹型

两段焊缝连接处缺陷由于焊接电弧功率不足，前一段焊接收弧部分，未打磨，后段焊缝的少量重叠

合理工艺：焊缝收弧端打磨，然后在收弧端起弧连续焊接；对余高进行打磨图6产生未熔合的原因

产生未熔合的原因（2）由于熔池超前，使电弧不能达到坡口面或者焊层宽度，致使不能熔化坡口面。焊接速度慢或熔敷系数大单焊道不要太厚图7产生未熔合的原因

此位置焊接熔池下淌应限制熔敷系数；焊接速度不要太慢图8产生未熔合的原因喷嘴的倾角过大图9产生未熔合的原因

产生未熔合的原因（3）焊炬偏离焊缝中心焊炬达不到焊缝部位V—坡口焊缝的内部缺陷①未熔合②气孔/气带③夹渣图10焊缝的内部缺陷V—坡口焊缝的内部缺陷①未熔合②气孔/气带③夹渣图10焊缝的内部缺陷那些焊接方法易产生焊缝内部缺陷