常見焊接缺陷危害分析及防治措施

王賀龍

(吉林鐵道職業技術學院汽車工程系，吉林 吉林 132002)

1 焊接缺陷的類型

所謂的焊接缺陷即在焊接過程中，在焊接接頭中產生的金屬的不連續、不致密或連接不良的現象。焊接缺陷的分類方法有很多種，下面分別根據焊接缺陷的位置和產生的原因對其進行了分類：

根據焊接缺陷的位置可以把其分為內部缺陷和外部缺陷兩種。外部缺陷是指位于焊縫金屬外表面的，用肉眼或者低倍放大鏡就能觀察到的缺陷。這類缺陷包括咬邊、焊瘤、下塌、弧坑、表面氣孔、表面裂紋及表面夾雜物等。內部缺陷是指位于焊縫內部，必須通過無損檢測技術才能檢測到的缺陷。屬于這類的缺陷有內部夾雜物、未焊透、未融合、內部氣孔，內部裂紋等。

按照缺陷產生的原因可將其分為兩類。其一，焊接工藝設計不合理產生的缺陷。屬于這類的典型缺陷有咬邊、焊瘤、未融合未焊透、燒穿、未焊滿電弧擦傷、焊接尺寸不合適、成形不良等；其二，焊接冶金引起的缺陷。焊接冶金引起的缺陷很多，生產過程中常見的有裂紋、氣孔、夾雜物。

2 常見焊接缺陷的危害及控制措施

焊接缺陷是焊接產品潛在的隱患，對焊接結構的靜載強度、應力腐蝕、疲勞強度、脆性斷裂等性能帶來很大威脅，因此必須認清常見焊接缺陷對焊接產品的危害及防止措施。

2.1 氣孔

在焊接過程中，熔池金屬中的氣泡在凝固時未能及時逸出而殘留在焊縫金屬中所形成的空穴稱為氣孔。氣孔的形狀有球形氣孔、蟲狀氣孔、條形氣孔、針狀氣孔等。氣孔對焊縫主要有三方面的危害：①影響焊縫的緊密性；②降低焊縫有效面積，降低焊縫承載能力；③長生應力集中區，降低焊縫強度和韌性。為了減少焊縫中氣孔的數量，焊接生產過程中可以在焊前準備及焊接工藝兩方面對其加以控制措施：①焊前準備方面。焊前應盡量清除焊件坡口面及兩側水分、油污及防腐底漆，若使用焊條電弧焊時，如焊條藥皮變潮、變質、剝落、焊芯生銹等都會產生氣孔，所以焊前烘干焊條是十分必要的。一般來說，酸性焊條在焊接過程產生氣體較少，所以，其抗氣孔性較好；②焊接工藝方面。焊條電弧焊時，若焊接電流過大，焊條發紅，藥皮會提前分解，從而失去其機械保護，改善焊接冶金性能等作用；焊接速度不能過快；堿性焊條要短弧焊接，防止有害氣體侵入；焊接復雜工件時要注意磁偏吹，因為磁偏吹會破壞保護，產生氣孔；必要時焊前要預熱，因為預熱可以減慢熔池的冷卻速度，有利于氣體的逸出，減少氣孔數量。此外，焊接時避免風吹雨打等均能防止氣孔的產生，焊接重要焊件時，為減少氣孔傾向，可采用直流反接。

2.2 裂紋

在焊接應力及其他致脆因素共同作用下，材料的原子結合遭到破壞，形成的新界面而產生的縫隙。按照產生的條件可將其分為焊接熱裂紋、焊接冷裂紋、再熱裂紋及層狀撕裂。裂紋是焊縫缺陷中危害最嚴重的。這是因為裂紋兩端的缺口效應會造成嚴重的應力集中，這種集中的應力很容易擴展而形成宏觀開裂或整體斷裂。因此，在焊接生產中，裂紋一般是不允許存在的。具體控制措施如下：①減小焊接拉應力。可以通過選擇合理的裝焊順序，選擇合理焊接參數，預熱等方法來減小焊接應力；②嚴格控制焊接熱輸入量。控制焊接熱處輸入是焊接過程中必須注意的環節,這是因為通過控制熱輸入可以確保焊接接接頭的力學性能同時還對防止焊接熱裂紋起一定的作用；③焊縫金屬化學成分的控制。這可以通過控制母材金屬及焊條或焊接的化學成分來實現。

2.3 咬邊

焊接過程中沿焊趾的母材部位產生的溝槽或凹陷稱為咬邊。咬邊減少了母材金屬的有效面積，減弱了焊接接頭的力學性能，同時在咬邊處容易出現應力集中現象，承載后咬邊處易出現裂紋。所以焊接過程中要可以通過選擇正確的焊接電流、電壓及合適的焊接速度來減少咬邊缺陷的數量，也可以通過正確的調整運條角度和電弧角度等方法來實現。

2.4 焊瘤

焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤即為焊瘤。焊瘤對焊縫質量的影響是顯而易見的即焊瘤會影響焊縫表面的美觀，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成應力集中。對于筒裝或管類的焊接產品，筒內或管道內部的焊瘤會減小其內部的有效面積。為了防止焊瘤的產生，可以通過正確選擇焊接工藝參數，靈活調節焊條角度，選擇正確的運條方法及運條角度，選擇合適的焊接設備，盡量選擇平焊位置等措施來實現。

2.5 夾雜物

焊縫中的夾雜物是指焊接冶金反應產生的、焊后殘留在焊縫金屬中的微粒非金屬雜質。常見的夾雜物有氧化物、硫化物及氮化物等。其危害性與其分布狀態有關，均勻細小的夾雜物對焊縫塑性和韌性影響不大，反而會提高焊縫的強度。但當微粒較大時則會嚴重影響焊縫的力學性能，所以必須采取措施來減少大顆粒夾雜物的產生。防止夾雜物的主要方法是控制其來源，這就要求從冶金方面加以控制，選擇合適的焊條、焊劑，這樣能夠保證熔池脫氧徹底。此外還要嚴格控制母材、焊絲及焊條藥皮原材料中的雜質，從而減少夾雜物的來源。此外，也可通過選用合理的線能量，保證熔池有必要的存在時間；焊條進行適當擺動，使夾雜物浮出等工藝方面的措施來減少焊縫中的夾雜物。

結語

焊接缺陷嚴重影響焊接質量，所以必須對其高度重視，本文對焊縫缺陷進行了分類，并對常見缺陷的危害做了詳細分析，同時介紹了這些缺陷的防止措施。

[1]劉曦.含焊接缺陷構件的疲勞可靠性評定，2008-01-25.

[2]趙強.淺析焊接缺陷的產生原因及對策，2003-09-30.