焊接缺陷產生原因分析及防治措施

姚大勇 賀楊

摘 要：焊接是工業發展中的重要一環，隨著我國經濟及工業的快速發展，焊接在工業領域的應用越來越多也越來越廣泛。在焊接的過程中，由于各種復雜的原因會造成焊接區域產生一定的缺陷，從而嚴重影響焊接的質量。該文將在分析造成焊接缺陷原因的基礎上對如何做好焊接缺陷的防治進行分析闡述，避免焊接過程中所產生的缺陷影響焊接效果。

關鍵詞：焊接 ?缺陷 ?防治方法

中圖分類號：TG42 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0065-02

焊接是現今應用與工業領域較多的一種材料連接技術，其在制造、建筑等多項領域都有著廣泛的應用。在焊接的過程中由于周邊環境、焊接工藝以及焊接技術等多方面的原因會造成焊接完成的工件表面形成一定的焊接缺陷，這些焊接缺陷的存在嚴重影響了焊接的質量，會使得焊接后的工件無法達到相應的效果嚴重的會導致工件的報廢。如何在分析焊接缺陷的基礎上做好焊接缺陷的防治是現今乃至今后一段時間內焊接研究的重點。

1 焊接缺陷中的外觀缺陷

焊接缺陷中的外觀缺陷是指在焊接完成后無需借助專業的檢測儀器僅靠肉眼就可以發現的焊接表面缺陷，常見的焊接外觀缺陷主要有咬邊、焊瘤、凹陷以及焊接所導致的變形等，甚至于還可能在焊接區域的表面產生氣孔、裂紋等，以上這些焊接外觀缺陷都是可以通過肉眼所發現的。各種不同的外觀缺陷有其獨特的形成原理：（1）咬邊是指在焊接的過程中沿著焊趾在工件接口部分所形成的凹陷或是溝槽，造成咬邊的原因主要是由于在電焊的過程中所產生的電弧將焊縫周邊的板材等融化后未能及時的得到熔敷金屬的充分補充所形成的融化缺口，其中造成焊接咬邊的主要原因多是由于在焊接的過程中由于電弧熱量過大且焊接速度過快所形成的。（2）焊接過程中所形成的焊瘤主要是由于金屬融化后所形成的液態金屬順著焊縫或是板材的邊緣冷卻后所形成的金屬瘤。（3）焊接過程中的凹坑主要是由于焊接工件的表面或是背面局部低于母材的部分，為解決這一問題應當在焊接的過程中遵守相應的焊接規范并在焊接收弧時讓焊條在熔池內短時間停滯或是環形擺動，使得焊液能夠充滿焊接的凹坑。（4）焊接時未焊滿是由于焊接時未能保持連續，應當在焊接的過程中增大焊接電流覆蓋焊縫。（5）焊接過程中的燒穿主要是指在焊接的過程中，熔坑深度超出工件的厚度，使得融化后的金屬直接自焊縫背面流出，從而形成穿孔性的缺失，為解決這一問題應當在焊接的過程中選用較小的焊接電流并匹配上相應的焊接速度，減小裝配間隙，并在焊縫的背面加裝墊板或是藥料并在焊接的過程中使用脈沖焊接方式來避免出現燒穿。

2 焊接過程中出現氣孔和夾渣

焊接過程中出現的氣孔是由于焊接時溶液所產生的氣體未能及時排出，使得這些氣體在凝固時殘存在焊縫之中從而使得焊縫出現一定的空穴，這些滯留在焊縫中的氣體可能來自于外界也有可能是在焊接的過程中因化學反應而產生的，為避免在焊接的過程中出現氣孔可以采取以下措施：（1）在焊接之前需要對焊絲、焊接坡口處以及坡口附近進行一定的清潔，將油污、鐵銹等容易在焊接過程中由于高溫氣化或是因化學反應而產生氣體的物質予以清除。（2）在焊接的過程中應當使用堿性的焊條、焊劑等，并在焊接之前檢查其干燥度。（3）采用直流反接并用短電弧焊接方式，以及在焊接之前對焊絲、工件等進行一定的預熱以減緩其降溫的速度，最主要的是需要在焊接的過程中采用規范化的焊接方式避免氣孔的產生。夾渣是影響焊接效果的另一重要缺陷，其主要是指在焊接的過程中熔渣未能溶解完全夾雜在焊縫中。其中的夾渣可以是金屬物也可以是非金屬物。焊接過程中產生夾渣的原因主要有：焊接坡口尺寸設計不合理從而使得焊接不完全，焊接時坡口含有雜物，在焊接時這些雜物加入到焊縫中影響焊接效果，在進行多層焊接時，不同層之間并未做好完全的清潔，焊接線能量較小，焊縫散熱太快，從而使得液態金屬凝固過快容易造成夾渣。夾渣與氣孔會破壞焊縫的力學性能，帶有尖角的夾渣在受到外力時會產生額外的附加力，從而使得夾渣稱為裂縫產生的根源，影響焊縫的效果。

3 焊接過程中出現的裂紋

裂紋是在焊接過程中出現最為頻繁的一種缺陷，焊接裂紋是指在焊接的過程中焊縫之間的原子結合效果遭到破壞，從而使得焊縫在形成新的界面所產生的縫隙。根據焊接過程中所出現的縫隙的大小可以將焊縫裂紋分為宏觀、微觀以及極細微裂紋，其中宏觀是僅憑肉眼就可發現的裂紋，而微觀裂紋則指的是在顯微鏡下才可看見的裂紋，而最后一種則是在超精密顯微鏡下才能看到的裂紋，根據裂紋形成溫度的不同可以分為熱裂紋和冷裂紋。同時根據裂紋形成機理的不同可以分為層狀撕裂、應力腐蝕裂紋等多種裂紋形式。在焊接的過程中形成的裂紋尤其是冷裂紋（冷裂紋是在焊接完成后冷卻至馬氏體轉變溫度M3點以下所產生的裂紋）其對焊縫性能的影響是災難性的，這一問題在壓力容器事故中表現最為明顯，通過對壓力容易事故統計后發現，在造成壓力容易事故原因中，除了設計和選材不合理外，因焊接過程中焊縫所產生裂紋而導致的事故比重是最大的。為避免焊接過程中出現熱裂紋應當在焊接時減小硫、磷等有害元素的含量，并在焊接時選用含碳量較低的材料進行焊接，并在焊接的過程中加入一定量的合金元素，從而有效的減少柱狀晶體的偏析，在焊接時采用熔深較淺的焊縫，在焊接的過程中采用合理的焊接工藝及焊接規范，并在焊接中采用預熱的方式來有效的減緩冷卻的速度。

4 焊接中的未焊透問題

焊接中的未焊透問題主要是指工件中的金屬未熔化，從而使得焊縫金屬沒有進入接頭根部的現象，造成焊縫未焊透的主要原因有：焊接時的電流過小、坡口選用不合理，磁偏吹影響，在層件及焊根清理不完全等因素。在焊接過程中如發生未焊透現象則會使得焊縫的有效接觸面積大為減小，從而減小焊縫的接觸強度。同時未焊透還會導致其他一些問題的發生，比如說應力集中所造成的危害要遠大于強度問題。同時未焊透還會影響焊縫的疲勞強度，影響焊縫的使用質量及使用壽命。為解決這一問題在焊接的過程中增大焊接電流是避免出現未焊透的主要方法，此外，在進行焊角焊縫焊接時，使用交流替代直流可以有效的防止磁偏吹現象的發生，應當合理對坡口進行設計并加強坡口的清理工作。避免未焊透現象的發生。焊接未熔合與未焊透等都是焊接過程中較為嚴重的問題，其中未熔合的主要原因是由于在焊接件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑過大、焊接過程中焊條所通過的電流較小或是焊接時行條速度過快一級電弧過長等原因。同時在焊接的過程中焊件坡口表面存在氧化膜、雜物等都會對焊接所產生較大的影響，因此在進行焊接的過程中應當做好焊接時的坡口尺寸的選取，并根據焊接件材料選用合理的電流和焊接速度，做好焊接位置表面的清潔工作，運條時擺動要適當，并時刻關注坡口兩側的熔合是否到位。

5 其他一些焊接缺陷

除了以上所介紹的焊接缺陷外，還有未熔合、焊瘤、弧坑、焊縫外形以及其他一些缺陷。應當在焊接過程中采用規范化的焊接方式，做好坡口的清理，保障焊接工作的順利進行。

6 結語

焊接是在工業生產中應用較為廣泛的一種技術，如在焊接過程中出現一定的缺陷將會嚴重影響其性能，該文在分析焊接缺陷產生原因及所造成危害的基礎上對如何做好焊接缺陷的防治進行分析闡述。

參考文獻

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