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1、焊接时常发生的缺陷与防止方法一、气孔 焊缝金属产生的气孔可分为：内部气孔，外表气孔，接头气孔。 1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： 1焊接电流过大； 2电弧过长； 3运棒速度太快； 4熔接部位不洁净； 5焊条受潮等。 上述造成气孔原因如进展适当调整和注意焊接工艺与操作方法，就可以得到解决。 2面气孔：产生外表气孔的原因和解决方法： 1母材含C、S、Si量高容易出现气孔。其解决方法或是更换母材，或是采用低氢渣系的焊条。 2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去除油污，铁锈等脏物。使用低氢焊条焊接时要求更为严格。 3焊接电流过大。使焊条后半
2、部药皮变红，也容易产生气孔。因此要求采取适宜的焊接规X。焊接电流最大限度以焊条尾部不红为宜。 4低氢焊条容易吸潮，因此在使用前均需在350的温度下烘烤1小时左右。否如此也容易出现气孔。 3波接头气孔：使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现外表和内部气孔，其解决方法：焊波接头时，应在焊缝的前进方向距弧坑910mm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防止这种类型的气孔产生。 二、裂缝 1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。在如下情况下焊接应力很大： 1被焊结构刚性大； 2焊接电流大，焊接速度快； 3焊缝金
3、属的冷却速度太快。 因而在上述的情况下很容易产生纵向的长裂缝。解决方法：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适宜的电流和焊速。 2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。解决方法：将焊件预热，或用低氢焊条。 3隙裂缝：毛隙裂缝是在焊敷金属内部发生，不开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，局部发生应力与氢气的影响。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展预热，或者使用低氢焊条可得到满意的解决。 三、电弧产生偏吹 使用低氢焊条在直流电焊机上焊接时往往发生偏吹现象。可以用
4、下面方法解决。 1线放在电弧偏吹的方向。 2线分成两个以上。 3电弧偏吹的方向进展焊接。 4取短弧操作常见的焊接缺陷1未焊透：母体金属接头处中间X坡口或根部V、U坡口的钝边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头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。2气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体 3未熔合：固体金属与填充金属之间焊道与母材之间，或者填充金属之间多道焊时的焊道之间或焊层之间局部未完全熔化结合，或者在点焊电阻焊时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得与逸出而残留在焊缝金
5、属内部或外表形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔包括蜂窝状气孔等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进展时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不与析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔4夹渣与夹杂物：熔化焊
6、接时的冶金反响产物，例如非金属杂质氧化物、硫化物等以与熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规如此的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内如此成为高密度夹杂物俗称夹钨。 W18Cr4V高速工具钢-45钢棒对接电阻焊缝中的夹渣断口照片 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧
7、焊，夹钨 5裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。 焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化，有较大的冷收缩应力存在，而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力，更加上母材非焊接部位处于冷固态状况，与焊接部位存在很大的温差，从而产生热应力等等，这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限，材料将发生塑性变形，超过材料的强度极限如此导致开裂。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度，并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点，成为结构断裂的起源。裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。
8、根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类： a.热裂纹又称结晶裂纹：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到外表和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以与焊条填充金属或母材中的硫含量过高有关。 b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢。冷裂纹多出现在
9、焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹裂纹穿过晶界进入晶粒，其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化与组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂称为氢脆裂纹，以与焊条填充金属或母材中的磷含量过高等因素有关。 c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度X围内对焊件再次加热例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以与返修补焊等时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关
10、。 对接焊缝上的纵向外表裂纹与外咬边的荧光磁粉检测显示照片合金钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，气体保护焊-钨极氩弧焊，横裂纹厚度14mm低合金钢板对接焊缝X射线照相底片，X型坡口，自动焊，纵向裂缝照片来源：焊缝射线照相典型缺陷图谱X秀一 X泽丰 李伟 编著 6偏析：在焊接时因金属熔化区域小、冷却快，容易造成焊缝金属化学成分分布不均匀，从而形成偏析缺陷，多为条状或线状并沿焊缝轴向分布。 7咬边与烧穿：这类缺陷属于焊缝的外部缺陷。当母体金属熔化过度时造成的穿透穿孔即为烧穿。在母体与焊缝熔合线附近因为熔化过强也会造成熔敷金属与母体金属的过渡区形成凹陷，即是咬边。 根据咬边处于焊缝的上下面，可分为
11、外咬边在坡口开口大的一面和内咬边在坡口底部一面。咬边也可以说是沿焊缝边缘低于母材外表的凹槽状缺陷。 其他的焊缝外部缺陷还有： 焊瘤：焊缝根部的局部突出，这是焊接时因液态金属下坠形成的金属瘤。焊瘤下常会有未焊透缺陷存在，这是必须注意的。 内凹或下陷：焊缝根部向上收缩低于母材下外表时称为内凹，焊缝盖面低于母材上外表时称为下陷。 溢流：焊缝的金属熔池过大，或者熔池位置不正确，使得熔化的金属外溢，外溢的金属又与母材熔合。 弧坑：电弧焊时在焊缝的末端熄弧处或焊条接续处起弧处低于焊道基体外表的凹坑，在这种凹坑中很容易产生气孔和微裂纹。 焊偏：在焊缝横截面上显示为焊道偏斜或扭曲。 加强高也称为焊冠、盖面过高
12、：焊道盖面层高出母材外表很多，一般焊接工艺对于加强高的高度是有规定的，高出规定值后，加强高与母材的结合转角很容易成为应力集中处，对结构承载不利。 以上的外部缺陷多容易使焊件承载后产生应力集中点，或者减小了焊缝的有效截面积而使得焊缝强度降低，因此在焊接工艺上一般都有明确的规定，并且常常采用目视检查即可发现这些外部缺陷。 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，外部咬边 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，内部咬边 注：本节中引用的钢板对接焊缝X射线照相底片除注明外来源于射线透照焊缝典型照片分析韩继增韩一 编著一般常见的焊接缺陷可分为四类： 1焊缝尺寸不符合要求：如焊缝超高、超
13、宽、过窄、上下差过大、焊缝过渡到母材不圆滑等。 2焊接外表缺陷：如咬边、焊瘤、内凹、满溢、未焊透、外表气孔、外表裂纹等。 3焊缝内部缺陷：如气孔、夹渣、裂纹、未熔合、夹钨、双面焊的未焊透等。 4焊接接头性能不符合要求：因过热、过烧等原因导致焊接接头的机械性能、抗腐蚀性能降低等。 焊接缺陷对焊接构件的危害，主要有以下几方面： 1引起应力集中。焊接接头中应力的分布是十分复杂的。但凡结构截面有突然变化的部位，应力的分布就特别不均匀，在某些点的应力值可能比平均应力值大许多倍，这种现象称为应力集中。造成应力集中的原因很多，而焊缝中存在工艺缺陷是其中一个很重要的因素。焊缝内存在的裂纹、未焊透与其他带尖缺口的缺陷，使焊缝截面不连续，产生突变部位，在外力作用下将产生很大的应力集中。当应力超过缺陷前端部位金属材料的断裂强度时，材料就会开裂破坏。 2缩短使用寿命。对于承受低周疲劳载荷的构件，如果焊缝中的缺陷尺寸超过一定界限，循环一定周次后，缺陷会不断扩展，长大，直至引起构件发生断裂。 3造成脆裂，危与安全。脆性断裂是一种低应力断裂，是结构件在没有塑性变形情况下，产生的快速突发性断裂，其危害性很大。焊接质量对产品的脆断有很大的影响。
