電渣壓力焊焊接缺陷的淺析

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摘要：在平時的檢測活動中會經常碰到一些不合格的電渣壓力焊件，造成這種不合格的原因是多方面的，有些原因我們可以用肉眼觀察出來，但有些原因是由于鋼筋的微觀組織發生了改變，我們用肉眼很難看出來。本文就造成這些不合格的原因進行了簡要描述，希望對焊接質量的提高能有所幫助。

關鍵詞：電渣壓力焊；缺陷；微觀組織；奧氏體

電渣壓力焊：是將兩鋼筋安放成豎向或斜向（傾斜度在4：1的范圍內）對接形式，利用焊接電流通過兩鋼筋間隙，在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程，產生電弧熱和電阻熱，熔化鋼筋，加壓完成的一種壓焊方法。簡單地說，就是利用電流通過液體熔渣所產生的電阻熱進行焊接的一種熔焊方法。但與電弧焊相比，它工效高、成本低，我國在一些高層建筑施工中已取得很好的效果。根據使用的電極形狀，可分為絲極電渣焊、板極電渣焊、熔嘴電渣焊等。目前我國焊接設備多是手工操作，且年輕人較多，焊接質量的好壞在很大程度上取決于焊工的素質，包括整治素質，技術理論知識，操作技能和熟練程度，以及認真負責的工作態度。某些工程的質量事故是與焊接質量有關系的。

下面列舉在檢測中經常碰到的電渣壓力焊的焊接缺陷并對其形成原因進行淺析，以提高現場焊接質量。

一 軸線偏移：1、鋼筋端部不直；2、夾具和鋼筋安裝不正確；3、頂壓力過大；4、夾具存在缺陷。

二 彎折：1、鋼筋端部不直2、鋼筋的安裝和扶持不正；3、焊后過快卸夾具；4、夾具存在缺陷。

三 咬邊：1、焊接電流過大；2、焊接時間過長；3、上鋼筋頂壓不到位。

四 未焊合：1、焊接電流過小；2、焊接時間過短；3、夾具有缺陷，上鋼筋下送不自如。

五 焊包不勻：1、鋼筋端面不平衡；2、填裝焊劑盡量不均勻；3、焊接時間過短，熔化量不夠。

六 氣 孔 1、未按規定要求烘熔焊劑；2、未清除鋼筋焊接部位的鐵銹。3、接縫在焊劑中的埋入深度不合理。

七 燒傷 1、鋼筋導電部位有鐵銹；2、鋼筋夾持不緊。

八 焊包下淌 1、焊劑筒有漏孔；2、焊后過快回收焊劑。

上述缺陷我們在對焊件進行外觀檢測時便可以發現，但是有些缺陷是我們用肉眼觀察不到的，并且在日常檢測中可能經常碰到。

在焊接熱源的作用下，焊縫兩側發生組織性能變化的區域叫做“熱影響區”，或稱“近縫區”。在熔化焊條件，焊接接頭是由兩個相互聯系，而其組織性能又有區別的兩個部分組成，即焊縫區和熱影響區。實踐表明，焊接質量不僅決定于焊縫，同時還決定于熱影響區，有時熱影響區存在的問題比焊縫還復雜。這是由于鋼筋的焊接過程要經過加熱、冷卻過程，相當于金屬的熱處理過程，改變了鋼筋的微觀組織。從基本原理上看，焊接條件下的組織轉變與熱處理條件下的組織轉變是一致的，新相的形成過程與組織轉變的過程都符合經典的結晶理論。但是，焊接條件下的熱循環有其自身的特點和規律，在組織轉變上必然與熱處理工藝條件下的表現不同。

焊接條件下的熱處理具有以下特點：

加熱的溫度高：一般熱處理情況下，加熱溫度都不超過Ac3以上100～200，而在焊接時，近縫區熔合線附近可接近金屬的熔點，對于低碳鋼和低合金鋼來講，一般都在1350℃。顯然兩者相差甚大。

加熱速度快：焊接時由于采用的熱源強烈集中，故加熱的速度比熱處理時要快的多，往往超過幾十倍甚至幾百倍。

高溫停留時間短：焊接時由于熱循環的特點，在Ac3以上保溫的時間很短，（手工電弧焊約為4-20s，埋弧焊約為30-100s）而在熱處理時可以根據需要任意控制保溫時間。

自然條件下連續冷卻：焊接過程中，一般都是在自然條件下連續冷卻，個別情況才采用焊后保溫或焊后熱處理。

局部加熱：焊接加熱一般只集中或局限于焊接區，并且隨熱源的相對移動，被加熱區也在隨之移動。因此焊接區的組織轉變是在應力作用下進行的，并且這種轉變的過程是不均勻的。

由于奧氏體晶粒大小對鋼件熱處理后的組織和性能影響極大，因此必須了解影響晶粒長大的因素，以尋求控制奧氏體晶粒大小的方法。奧氏體起始晶粒形成后，其實際晶粒的大小主要取決于升溫和保溫過程中奧氏體晶粒的長大傾向，奧氏體晶粒長大過程可視為晶界的遷移過程，其實質就是原子在晶界附近的擴散過程。因此凡是影響晶界原子擴散遷移的因素都會影響奧氏體晶粒長大。

1.即熱溫度和保溫時間的影響

由于奧氏體晶粒長大與原子擴散有密切關系，所以加熱溫度越高，保溫時間越長，則奧氏體晶粒越粗大。而在每一加熱溫度下，都有一個加速長大期，當奧氏體晶粒長大到一定尺寸后，再延長時間，晶粒將不再長大而趨于一個穩定尺寸。為了獲得一定大小的奧氏體晶粒，可以同時控制加熱溫度和保溫時間。加熱溫度低時保溫時間影響較小，加熱溫度高時保溫時間的影響開始較大，隨后減弱。因此加熱溫度高時，保溫時間應當縮短，才能保證的到細小的奧氏體晶粒。比較而言加熱溫度對奧氏體晶粒長大起主要作用，因此生產上必須嚴加控制，放置加熱溫度過高，以避免奧氏體晶粒粗化。

2.加熱速度的影響

加熱速度越快，過熱度越大，奧氏體的實際形成溫度越高，形核率和長大速度越大，則奧氏體的起始晶粒越細小，但是，奧氏體起始晶粒細小而加熱溫度較高反而使奧氏體晶粒易于長大。因此快速加熱時，保溫時間不能過長，否則晶粒反而更加粗大。

通過上述焊接熱處理的特點和影響奧氏體晶粒長大的影響因素我們可知，當焊接輸入熱量過大時，熱影響區寬度增大，高溫區域增寬，高溫停留時間變長，冷卻速度減慢，導致熱影響區奧氏體的晶粒變粗變大，從而降低了該區的強度，使得電渣壓力焊的抗拉強度達不到標準要求。因此在焊接時除了其它因素的影響外要特別注意焊工工藝的調整，并且定時對焊機進行檢查，以免對焊接質量造成影響。

參考文獻：

[1] 《鋼筋焊接及驗收規程》JGJ 18-2012

[2] 《焊接技術手冊》王文翰 1997

[3] 《金屬學與熱處理》 崔忠圻 2004