焊接缺陷及产生原因

焊接缺点产生因素及避免方法焊接缺点定义焊接接头的不完整性称为焊接缺点，重要有焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺点等。这些缺点减少焊缝截面积，减少承载能力，产生应力集中，引发裂纹；减少疲劳强度，易引发焊件破裂造成脆断。其中危害最大的是焊接裂纹和气孔。

焊接缺点的分类焊接生产中产生焊接缺点的种类是多个多样的，按其在焊接接头中所处的位置和体现形式的不同，能够把焊接缺点大致分为两类：一类是外部缺点；另一类是内部缺点。焊接缺点的具体分类如图1所示。图1焊接缺点分类图焊接缺点示意图如图2所示：（a）裂纹（b）焊瘤（c）焊穿（d）弧坑（e）气孔（f）夹渣（g）咬边（h）未融合（i）未焊透图2焊接缺点示意图

影响焊接缺点的因素1.材料因素所谓材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料，如焊丝、焊条、焊剂及保护气体等。这些材料在焊接时都直接参加熔池或熔合区的物理化学反映，其中，母材本身的材质对热影响区的性能起着决定性的作用，固然，所采用的焊接材料对焊缝金属的成分和性能也是核心因素。如果焊材与母材匹配不当，不仅可能引发焊接区内的裂纹、气孔等多个缺点，也可能引发脆化、软化等性能变化。因此，为了确保得到良好的焊接接头，必须对材料因素予以重视。2.工艺因素同一种母材，在采用不同的焊接办法和工艺方法的条件下，其焊接质量会体现出很大的差别。焊接办法对焊接质量的影响重要在两个方面：首先是焊接热源的特点，其能够直接变化焊接热循环的各项参数，如线能量、高温停留时间、冷却速度等；另首先是对熔池和接头附近区域的保护方式，如渣保护、气保护等。焊接热过程和冶金过程必然对接头的质量和性能会有决定性的影响。3.构造因素焊接接头的构造设计影响其受力状态，其既可能影响焊接时与否发生缺点，又可能影响焊后接头的力学性能。设计焊接构造时，应尽量使接头处在拘束度较小、能自由伸缩的状态，这样有助于避免焊接裂纹的产生。4.使用条件焊接构造必须符合使用条件的规定，如载荷的性质、工作温度的高低、工作介质有无腐蚀性等，其必然会影响到接头的使用性能。例如，焊接接头在高温下承载，必须考虑到合金元素的扩散整个构造发生蠕变的问题；承受冲击载荷或在低温下使用时，要考虑到脆性断裂的可能性；接头如需在腐蚀介质中工作时，又要考虑应力腐蚀的问题……。总而言之，影响焊接缺点的因素是多方面的，如材料、工艺、构造和使用条件等，必须综合考虑上述因素的影响。不同焊接办法产生焊接缺点的因素及避免方法焊接，普通是指金属的焊接。金属焊接办法的重要功效在于提供适宜的物理化学过程，使两个分离的固态金属产生原子或分子间结合力而连接成一体。由于不同的金属焊接办法含有不同的焊接工艺特点，因此产生焊接缺点的因素也各具特殊性，下列是针对几个惯用的焊接办法中常见焊接缺点的避免方法的叙述。1.手工电弧焊手工电弧焊，简称手弧焊。它是以焊条和工件作为两个电极，运用电弧放电时产生的热量，熔化焊条和焊件的一种手工操作的焊接办法，由于其有设备简朴、操作灵活等特点，因此它是现在焊接生产中使用最广泛的一种焊接办法。手弧焊常见的焊接缺点有：咬边、未熔合、未焊透、焊瘤、夹渣、气孔和裂纹等，下列是手弧焊常见缺点的产生及避免。（1）咬边产生咬边的重要因素是由于焊接时选用了过大的焊接电流，电弧拉得过长以及焊条角度不当引发的，属于操作技术不良而产生的缺点，大多出现在立、横、仰焊，较少出现在平焊中。避免方法：1）选择适宜的焊接规范焊接电流和电弧电压对产生咬边有重要影响，电流过大，或者电弧电压增大，都容易产生咬边。焊接电流的大小重要是根据焊条直径和焊缝位置拟定的，表1给出了焊接低碳钢时多个直径电焊条使用电流的参考；表1低碳钢焊接时多个直径电焊条使用电流的参考焊条直径（mm）焊接电流（A）焊条直径（mm）焊接电流（A）1.625-404.0160-2102.040-655.0200-2702.550-605.8260-3003.2100-1302）采用对的的运条办法为避免产生咬边，对的的运条办法是，焊条摆动时在坡口边沿运条稍慢些，停留时间稍长，在中间运条速度要快些；3）适宜的焊条角度焊接时应根据不同的焊缝位置、板厚等来选择适宜的焊条角度，以避免咬边缺点。①角焊焊接时使焊条与两板成45°夹角，并向焊接方向倾斜呈70~80°左右夹角，见图3，如板厚不等时，将焊条角度调节，使电弧偏向厚板一侧，让两板受热均匀，避免咬边；图3角焊时焊条角度②立焊焊条与两边夹角相等，与水平表面夹角呈15~30°如图4所示；图4立焊时焊条角度③横焊焊条向下倾斜与水平面呈15°夹角，与焊缝呈70°左右夹角，如图5所示；图5横焊时焊条角度④仰焊要使熔深小些，焊条应向焊接的相反方向倾斜10°左右，如果规定熔深大些，则应向前方倾斜10°左右，如图6所示；图6对接焊缝仰焊时焊条角度（2）未熔合产生未熔合的因素有：焊缝电流过小，焊速过高，热量不够，坡口或焊件金属表面有杂质等。避免方法：选用稍大的电流，放慢焊速，使热量增加到足以熔化母材或前一层焊缝金属；焊条角度、运条办法和速度适宜，照顾到母材两侧温度及熔化状况；去除金属表面杂质；4）焊条有偏心时调节角度，使电弧处在对的方向。（3）焊瘤焊瘤是由于温度过高，使液体金属凝固较慢，在自重作用下，下坠而成的。避免方法：选用较小电流，但不能过小；2）焊条左右摆动应中间走快些，两侧稍慢些，在边沿有稍稍停留时间，电弧压短些；3）控制熔池温度。（4）未焊透未焊透是由于焊工操作技术不良和规范选用的不当，或装配不良引发的。在根部，由于电弧未将母材熔化或未填满熔化金属引发的。在层间，电弧未将各层间完全熔化，亦未填满熔化金属；在边沿未将母材焊透，均可造成未焊透。避免方法：控制坡口尺寸，对于单面焊双面成型的焊缝，对口间隙应大些，钝边应小些；2）参见未熔合部分。（5）夹渣夹渣基本上属于因操作技术不良，使熔池中熔渣未浮出面存在于焊缝中的缺点。避免方法：1）焊接时适宜的拉长电弧，并向熔渣方向挑动，运用增加的电弧热量和吹力顺利的将熔渣吹到旁边；2）焊前清理母材上的赃物或杂质。（6）气孔低碳钢焊缝的气孔重要是CO气孔和氢气孔。避免方法：焊件坡口应彻底清理，焊条使用前按规定烘干；2）在条件许可的状况下，适宜加大焊接电流，减少焊速，以延长熔池停留时间，使气体充足逸出；3）熔池直径不应超出焊条直径的3倍；4）使用酸性焊条时电弧应拉长些，使用碱性焊条时电弧压短些。（7）裂纹手工电弧焊接低碳钢时产生的裂纹重要是结晶裂纹，最常见的是纵向裂纹。避免方法：控制焊缝中有害杂质的含量；重要的构造采用碱性焊条；对的选择焊接规范，接头形式，妥善安排焊接次序等。2.钨极氩弧焊钨极氩弧焊是采用高熔点的钨或钨的合金棒作为电极，在氩气的保护下，依靠不熔化的钨棒与焊件之间产生的电弧熔化母材和填充焊丝的一种焊接办法，分为手工焊和自动焊。它的特点是，热量集中，热影响区小，焊件变形小，电弧稳定，成形美观，焊缝致密，故焊缝金属机械性能和抗腐蚀性能都比较好。钨极氩弧焊的焊接规范重要有焊接电流、焊接速度、电弧长度、钨极直径和形状、气体流量以及喷嘴孔径等。常见的焊接缺点有气孔和氧化、裂纹、未焊透、咬边、焊穿及焊缝金属夹钨。（1）气孔和氧化产生的重要因素是气体保护效果不佳，焊件和焊丝清理不干净，氩气纯度偏低，焊接规范不适宜，接头型式不合理、操作技术不当等。避免方法：选用高纯度氩气；焊前对焊件及焊丝表面认真清理；加强气体保护办法；焊接镁、铝的薄板时，采用直流反接；掌握对的的操作办法。（2）未焊透产生因素有：焊接电流太小，焊速过快，电弧太长，焊丝直径太粗，收弧办法不对的，电源及极性选择不当等。避免方法：1）对的选择焊接规范，电流不应过小，焊速不应过快，电弧长度不适宜过长。确保热量集中，电弧稳定，均匀焊接；2）对的选择电源种类及极性，焊接铝及其合金的薄板时选择直流反接，运用“阴极雾化”的作用去除金属表面的氧化膜；焊接不锈钢时运用直流反接。（3）裂纹产生因素：填充焊丝或母材中含杂质元素较多，焊前对工件表面清理不够等。避免方法：选择含S、P等杂质元素低的母材及填充丝材料；2）焊前对焊件及填充丝表面认真清理。（4）烧穿产生重要因素是由于焊接电流过大，焊接速度过慢造成的。另外，收弧办法不对的也容易产生烧穿。避免方法：1）选用适宜的焊接规范，在焊接过程中尽量保持规范的稳定，不应随意加大电流，焊接速度也不应过慢；在起弧端头和焊缝结尾时，应