焊接中常見的缺陷及預防措施

張新洪 焦春鵬 王廣智

(中國二冶集團有限公司 鋼結構公司，內蒙古 包頭014010)

1 常見缺陷及預防措施

常見的焊接缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷、未焊滿、燒穿、氣孔、夾渣、裂紋、未焊透、未融合等，為了保證焊接質量，焊接過程中做好焊接措施，避免和盡量減少焊接缺陷的產生，針對各種焊接缺陷，具體做法如下：

1.1 咬邊

咬邊是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽，它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口。產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高，即電流太大，運條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確，擺動不合理，電弧過長，焊接次序不合理等都會造成咬邊。直流焊時電弧的磁偏吹也是產生咬邊的一個原因。某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。咬邊減小了母材的有效截面積，降低結構的承載能力，同時還會造成應力集中，發展為裂紋源。

預防措施：矯正操作姿勢，選用合理的規范，采用良好的運條方式都會有利于消除咬邊。焊角焊縫時，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。

1.2 焊瘤

焊瘤是焊縫中的液態金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。焊接規范過強、焊條熔化過快、焊條質量欠佳(如偏芯)，焊接電源特性不穩定及操作姿勢不當等都容易帶來焊瘤。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷，易導致裂紋。同時，焊瘤改變了焊縫的實際尺寸，會帶來應力集中。

預防措施：使焊縫處于平焊位置，正確選用規范，選用無偏芯焊條，合理操作。

1.3 凹陷

凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。凹坑多是由于收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成的(此時的凹坑稱為弧坑)，仰立、橫焊時，常在焊縫背面根部產生內凹。凹坑減小了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。

預防措施：選用有電流衰減系統的焊機，盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規范，收弧時讓焊條在熔池內短時間停留或環形擺動，填滿弧坑。

1.4 未焊滿

未焊滿是指焊縫表面上連續的或斷續的溝槽。填充金屬不足是產生未焊滿的根本原因。規范太弱，焊條過細，運條不當等會導致未焊滿。未焊滿同樣削弱了焊縫，容易產生應力集中，同時，由于規范太弱使冷卻速度增大，容易帶來氣孔、裂紋等。

預防措施：加大焊接電流，加焊蓋面焊縫。

1.5 燒穿

燒穿是指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷。焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久，都會產生燒穿缺陷。工件間隙太大，鈍邊太小也容易出現燒穿現象。

預防措施：選用較小電流并配合合適的焊接速度，減小裝配間隙，在焊縫背面加設墊板或藥墊，使用脈沖焊，能有效地防止燒穿。

1.6 氣孔

氣孔是指焊接時，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應生成的。

防止氣孔的措施：（1）清除焊條，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。（2）采用的焊條徹底烘干。（3）采用直流反接并用短電弧施焊。（4）焊前預熱，減緩冷卻速度。（5）用偏強的規范施焊。

1.7 裂紋

材料在應力或環境或兩者同時作用下產生的裂隙。

預防措施：（1）防止結晶裂紋的措施：①減小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量較低的材料焊接。②加入一定的合金元素，減小柱狀晶和偏析。如鋁、銳、鐵、鏡等可以細化晶粒。③采用熔深較淺的焊縫，改善散熱條件使低熔點物質上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中。④合理選用焊接規范，并采用預熱和后熱，減小冷卻速度。⑤采用合理的裝配次序，減小焊接應力。（2）再熱裂紋的防止：①注意冶金元素的強化作用及其對再熱裂紋的影響。②合理預熱或采用后熱，控制冷卻速度。③降低殘余應力避免應力集中。④回火處理時盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區或縮短在此溫度區內的停留時間。（3）防止冷裂紋的措施：①采用低氫型堿性焊條，嚴格烘干，在100~150℃下保存，隨取隨用。②提高預熱溫度，采用后熱措施，并保證層間溫度不小于預熱溫度，選擇合理的焊接規范，避免焊縫中出現洋硬組織。③選用合理的焊接順序，減少焊接變形和焊接應力。④焊后及時進行消氫熱處理。

1.8 未焊透

未焊透指母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有融入接頭根部的現象。

預防措施：使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外，焊角焊縫時用交流代替直流以防止磁偏吹，合理設計坡口并加強清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產生。

1.9 未熔合

未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合，層間未熔合和根部未熔合三種。預防措施：采用較大的焊接電流，正確地進行施焊操作，注意坡口部位的清潔。

2 焊后檢驗

2.1 外觀檢測

當構件焊接完畢冷卻到工作環境溫度，一般用肉眼和量具檢驗焊縫和母材的裂紋及缺陷，也可用放大鏡檢驗。焊縫的焊波應均勻，不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤、咬邊、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷。

2.2 超聲波探傷

構件焊接完畢冷卻到環境溫度后進行焊縫超聲檢測，超聲不合格進行返修處理[2]。

3 結語

通過對焊接前施工現場環境的了解、焊前各項準備工作、選擇合理的焊接工藝、焊接過程控制及焊后的處理，全面的焊接質量控制，使得焊縫一次合格率達到95%以上，創造優良工程并為以后鋼結構施工積累了寶貴的經驗。

［1］GB/T 5117-9 碳鋼焊條[S].

［2］GB11345-1989鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級[S].