手工電弧焊常見的焊接缺陷成因及預防

手工電弧焊缺陷種類很多，常見的有焊接裂紋、氣孔、夾渣、咬邊、未焊透、未熔合、焊瘤、弧坑焊縫外形尺寸和形狀不符合要求等。

一、焊接裂紋

焊接裂紋是焊縫中最危險的缺陷，焊逢結構的破壞多從裂紋開始。在焊接過程中要采取必要的措施防止出現裂紋，焊接裂紋按產生的原因可分為冷裂紋和熱裂紋。

1.冷裂紋

冷裂紋是焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產生的裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現，也有可能在焊后幾小時、幾天甚至更長時間才出現。冷裂紋產生的主要原因為：在焊接熱循環的作用下，熱影響區生成了淬硬組織；焊縫中有過量的擴散氫，且具有濃集的條件；接頭剛性大，承受有較大的拘束應力。

防止產生冷裂紋的措施有：選用低氫型焊條，減少焊縫中擴散氫的含量；進行后熱處理，以去氫，消除內應力和淬硬組織回火，改善接頭韌性；采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等減少焊接應力。

2.熱裂紋

熱裂紋是焊縫金屬由液態到固態的結晶過程中產生的裂紋，特征是焊后立即可見，且多發生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。產生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質(如FeS等)，在外界結構拘束應力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，這些低熔點雜質在凝固過程中被拉開，或在凝固后不久被拉開，造成晶間開裂。

防止產生熱裂紋的措施有：嚴格控制焊接工藝參數，減慢冷卻速度，適當提高焊縫形狀系數，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產生裂紋；認真執行工藝規程，選取合理的焊接程序減小焊接應力。

二、氣孔

氣孔是指在焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而形成的空穴。產生氣孔的主要原因有：坡口邊緣不清潔，有水份、油污和銹跡；焊條未按規定進行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質、剝落等。此外，低氫型焊條焊接時，電弧過長，焊接速度過快，都可能在焊接過程中產生氣孔。

預防產生氣孔的辦法是：選擇合適的焊接電流和焊接速度，認真清理坡口邊緣水份、油污和銹跡；嚴格按規定保管、清理和焙烘焊接材料；不使用變質焊條，當發現焊條藥皮變質、剝落或焊芯銹蝕時，要嚴格控制使用范圍。

三、夾渣

夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣，夾渣也會降低焊縫的強度和致密性。產生夾渣的原因主要是焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣；坡口角度或焊接電流太小，或焊接速度過快。在使用酸性焊條時，由于電流太小或運條不當形成“糊渣”；使用堿性焊條時，由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。防止產生夾渣的措施有：正確選取坡口尺寸，認真清理坡口邊緣，選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。多層焊時應仔細觀察坡口兩側熔化情況，每一焊層都要認真清理焊渣，封底焊渣應徹底清除。

四、咬邊

焊縫邊緣留下的凹陷，稱為咬邊。產生咬邊的原因是焊接電流過大、運條速度快、電弧拉得太長或焊條角度不當等造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時填滿。咬邊處造成應力集中，故在重要的結構或受動載荷結構中，一般是不允許咬邊存在的。防止產生咬邊的辦法是選擇合適的焊接電流和運條手法，隨時注意控制焊條角度和電弧長度。

五、未焊透、未熔合

焊接時，接頭根部未完全熔透的現象，稱為未焊透；在焊件與焊縫金屬或焊縫層間的局部未熔透現象，稱為未熔合。未焊透和未熔合的原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除干凈，或在焊接時流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合以及運條手法不當，電弧偏在坡口一邊等原因，都會造成邊緣不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈；封底焊清根要徹底，運條擺動要適當，密切注意坡口兩側的熔合情況。

六、其他缺陷

手工電弧焊中還常見到一些焊瘤、弧坑，及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。產生焊瘤的主要原因是運條不均，造成熔池溫度過高，液態金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時，采用過大的焊接電流和弧長也有可能出現焊瘤。產生弧坑的原因是熄弧時間過短，焊接突然中斷，或焊接薄板時電流過大等。防止產生焊瘤的主要措施嚴格控制熔池溫度，立、仰焊時，焊接電流應比平焊小10-15%；使用堿性焊條時，應采用短弧焊接，保持均勻運條。防止產生弧坑的主要措施是，在手工焊收弧時焊條應作短時間停留或作幾次環形運條。焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷可以用焊前預留反變形量，焊接順序對稱使應力對消的方式來預防。

（作者單位：河北省張家口機械工業學校（張家口市技師學院））