如何提高焊接質量的方法

摘 要：本文詳細分析了焊縫外觀缺陷及其影響，并提出了合理的對焊縫外觀缺陷的控制，以有效地保證焊縫的整體質量。

關鍵詞：焊縫外觀 焊接質量

焊縫質量直接影響焊接結構的使用性能與安全性，焊縫的質量直接體現焊工的技術水平，決定其工作能力，焊縫外觀質量能直接體現焊縫的整體質量。在焊接生產中，焊工往往只注重無損檢測人員的探傷結果，對焊縫的外觀質量不能引起足夠的重視，從而經常導致焊縫外觀不合格而返工，降低了勞動生產率。

1 焊縫形狀尺寸與焊縫質量的關系

對接接頭最重要的尺寸是熔深H，它直接影響到接頭的承載能力；另一個重要尺寸是焊縫寬度B。B與H之比構成的焊縫成形系數影響到熔池中的氣體逸出的難易、熔池的結晶方向，以及焊縫中心偏析嚴重程度等。

焊縫的另一個尺寸是余高，余高可避免熔池金屬凝固收縮時形成缺陷，也可增大焊縫截面提高承載能力。但余高過大將引起應力集中或疲勞壽命的下降，因此要限制余高的尺寸。當工件的疲勞壽命是主要因素時，焊后應將余高去掉。

DL/T869—2004中詳細規定了各類焊接接頭的外觀質量，包括焊縫余高、焊縫余高差、焊縫寬度、角變形量及焊縫表面缺陷如裂紋、未熔合、根部未焊透、氣孔、夾渣、咬邊、根部凸出和內凹等。

2 焊接參數和工藝因素對焊縫尺寸的影響

2.1 焊接電流

焊接電流增大，工件上電弧力的熱輸入均增大，熱源位置下移，熔深增大；弧柱直徑增大，電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點移動范圍受到限制，因而熔寬基本不變；焊絲熔化量也成比例地增多，所以余高增大。

2.2 電弧電壓

電弧電壓增大后，電弧功率加大，工件熱輸入有所增大，同時弧長加大，分布半徑增大，熱輸入量減小，因此熔深減小而熔寬增大，焊絲因熔寬增大而熔化量略有減小，從而導致余高減小。

2.3 焊接速度

焊速提高時熱輸入量減小，熔寬和熔深都減小。余高也因單位長度焊縫上的焊縫金屬的熔敷量與焊速成反比而有所減小。

2.4 電流的種類和極性

熔化極電弧焊時，直流反接時焊縫熔深和熔寬都要比直流正接時大，交流電焊接時介于兩者之間；鎢極氬弧時直流正接的熔深最大，反接最小。

2.5 焊絲直徑和伸出長度的影響

熔化極電弧焊時，如果電流不變，焊絲直徑小，則焊絲上的電流密度變大，熱量集中，因此熔深增大，熔寬減小，余高加大，焊絲伸出長度加大時焊絲電阻熱增大，焊絲熔化量增多，余高增大，熔深略有減小。

2.6 坡口和間隙

其他條件不變時，坡口和間隙的尺寸越小，余高越小。

2.7 工件的材料和厚度

工件材料的密度越大，液態金屬排出越困難，熔深減小；工件的厚度越大，熔寬和熔深越小。

3 焊縫缺陷產生的原因分析和預防措施

3.1 咬邊（如圖3-1）

咬邊是常見的焊縫外觀缺陷，咬邊是由于焊接參數選擇不正確。或操作工藝不正確和焊接技能不熟練，沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷。如焊接電流太大，電弧過長，運條方式和角度不當，坡口兩側停留時間太長或太短等均有產生咬邊的可能。而正確咬邊選擇焊接電流及焊接速度，電弧不能拉得太長，掌握正確的運條方法，靈活調整焊條角度均可以有效防止咬邊的產生。

3.2 未焊透（如圖3-2）

在單面焊和雙面焊時都能產生此類缺陷，主要原因是焊接電流小，焊速過快和坡口尺寸、裝配間隙不當及焊絲未對準焊縫中心。

3.3 未熔合（如圖3-3）

熔池金屬在電弧力作用下被排向尾部而形成溝槽，當電弧向前移動時，溝槽中又填充熔池金屬，如果這時槽壁處的液態金屬層已凝固，填充熔池的金屬熱量又不足以使之再度熔化，則形成未熔合。多數情況下未熔合區內部有渣流入。這就需要加強層間清理，正確選擇焊接電流，注意焊條擺動等。

3.4 焊瘤（如圖3-4）

產生焊瘤的原因通常有：根部間隙過大、焊條角度和運條方法不正確、焊接電流大及焊接速度過慢等。焊接時要嚴格控制熔池溫度，不使其過高。

3.5 燒穿

焊接電流過大、焊速過小或者間隙坡口尺寸過大都可能形成燒穿。另外，還有凹坑和塌陷等表面缺陷。焊接時可以采用襯墊或使用脈沖電流防止燒穿。

4 控制焊縫外觀

4.1 加強焊接管理。

4.1.1 全面落實焊接規定，強化每位焊工的焊接規范意識。

通過車間對檢修人員考評辦法的實施，使每位檢修工、焊工端正工作態度。特別是電焊工的管理，因為焊工的工作態度、心理狀態決定每條焊縫的外觀質量。同時，要求檢修工學習焊接管理規定，讓其熟知焊接知識常識和現場焊接要求。

4.1.2 焊接材料和焊接工件的準備

保證在焊前一定要按焊接工藝卡要求、焊接工件的材料性質，正確匹配焊接材料，同時嚴格按照焊條說明烘干，保證隨取隨用，條件允許情況下，選擇品牌較好的焊條。工作前按標準準備焊接坡口，嚴格清理焊口，合理進行裝配以便利于焊接。

4.2 提高焊工的業務技術水平。

每位焊工都應熟知焊接規范，正確了解和熟練掌握各種焊接位置的焊接每一種運條方式。加強理論培訓，熟悉焊接理論，了解焊接缺陷知識。在生產實際中對于無法避免的困難位置焊接前，應進行模擬練習，保證實際工作中的焊接質量。

4.3 選擇合理的焊接方法，控制外觀質量。

在熟悉掌握九種基本運條方式的基礎上，將鋸齒運條法加以改進，得出一個新的運條方式，可以有效避免咬邊缺陷的發生。保證焊縫的咬邊即使存在，也可將其控制在正品范圍之內。

改變過去橫焊接頭方式，將焊條引燃后，回拉至前一個熔池立即做一個向下切的動作，后直接向前移動，這樣便可以有效地阻止焊接接頭過高的缺陷。（見下圖）

4.4 加強實際操作練習、考核。

焊工熟悉掌握焊接缺陷標準，充分利用空余時間，有針對性地進行強化訓練，訓練必須有步驟，循序漸進，由易到難。同時要有時間限制，如每位焊工一星期至少完成三條合格焊縫，由班組成員對照標準共同進行測評，結果與獎金掛鉤，以此來提高焊工練習的主動性，可以進一步提高焊工的操作技能。

結束語

實踐證明，嚴格控制焊縫外觀對提高焊接質量能收到事半功倍的效果。

參考文獻：

［１］劉云龍.焊工技師手冊.北京：機械工業出版社，1998.