淺談焊接缺陷危害、產生原因及控制措施

牛水強

摘 要：隨著我國科學技術的進步，焊接已成為—門獨立的技術，應用于各種工業生產中，尤其是航空、核工業、造船、建筑和機械制造等。焊接技術是一種不可缺少的加工手段，但是焊接缺陷直接影響著機械的安全運行。因此，將焊接缺陷盡量控制在允許范圍內是每名焊接操作人員和工程管理人員應盡的責任。

關鍵詞：焊接缺陷；防治措施；熱裂紋；冷裂紋

中圖分類號：TG407 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.152

1 焊接缺陷的分類及影響因素

焊接缺陷的種類很多，根據其在焊縫中的位置可分為表面焊接缺陷和內部焊接缺陷。常見的表面焊接缺陷有焊縫的尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑、燒穿、表面氣孔、表面裂紋等，常見的內部焊接缺有氣孔、夾渣、裂紋、未熔合和未焊透等。影響焊接質量的因素有很多，比如母材和焊接材料的質量、坡口表面的狀況、焊接設備的質量、工藝參數、工藝規程、焊接技術的水平、天氣狀況等。如果未處理好其中任何一個影響因素，都會產生焊接缺陷，進而嚴重影響焊接質量。

2 外部焊接缺陷的危害和防治措施

2.1 外表面形狀和尺寸不符合要求

外表面形狀和尺寸不符合要求主要指焊縫寬窄不一、高低不平、焊波粗劣、余高不足或過高等。焊縫尺寸過小會降低焊接接頭的強度；尺寸過大將增加結構的應力和變形，導致應力集中，且會增加焊接工作量。

外表面形狀和尺寸不符合要求的危害為焊縫不美觀、焊材與母材的結合不良、焊接接頭的性能下降、接頭的應力偏向或不均勻分布等。該缺陷產生的原因為焊件坡口角度有偏差、裝配間隙不均勻、焊接參數不合理、運條速度過快或過慢、焊條的角度選擇不當、工作操作不熟練等。該缺陷的防治措施有以下3種：①選擇合適的坡口角度，按標準要求焊件，并保持間隙均勻；②編制合理的焊接工藝流程和焊接參數，控制焊接變形和翹曲，選擇合理的焊接速度；③采用合適的運條手法和角度，隨時注意焊件的坡口變化，以保證焊縫美觀。

2.2 咬邊

金屬焊縫邊緣母材上被電弧燒熔后形成的凹槽稱為咬邊。該缺陷會降低焊接接頭的強度、減少接頭的有效面積、易引發應力集中。該缺陷產生的原因為焊接參數不合理、操作工藝不正確和焊接技術較差等。該缺陷的防治措施為選擇合適的焊接電流和運條手法，隨時控制焊條的角度和電弧長度，并加強對工人的技能培訓。

2.3 焊瘤

在焊接過程中，熔焊金屬流淌至焊縫之外形成的金屬瘤稱為焊瘤。其危害為影響焊縫表面的美觀、存在未焊透的部分、易造成應力集中。該缺陷產生的原因為熔池溫度過高、熔池體積過大、液態金屬因重力作用而出現的下垂。該缺陷的防治措施為嚴格控制熔池的溫度，制訂合理的焊接標準，并縮短擊穿焊接電弧的加熱時間。

2.4 燒穿

在焊接過程中，熔化的金屬從坡口背面流出形成的穿孔缺陷稱為燒穿。該缺陷會導致焊接部位產生氣孔、夾渣、凹坑等。該缺陷產生的原因為焊接電流過大、焊接速度過慢和焊接間隙大。該缺陷的防治措施為選擇合適的焊接電流和坡口角度。

3 內部焊接缺陷的危害和防治措施

3.1 焊接裂紋

焊接裂紋是焊接過程中最常見的缺陷之一，按裂紋形成的條件可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂四類。焊接裂紋是導致焊接結構失效的最直接的原因，特別是在鍋爐壓力容器的焊接過程中，該缺陷可能導致重大事故的發生。焊接裂紋的主要特征是具有擴展性，在一定的工作條件下會不斷“生長”，直至斷裂。該缺陷產生的原因有以下2點：①焊接過程中產生了較大的內應力，且焊縫中有低熔點雜質，當外界應力較大時，就會從結合力較弱的低熔點雜質處斷開，形成熱裂紋；②由于過熱區和熔合區的塑性和韌性較差，所以，焊縫金屬中含有較多的氫，當結合應力較大時，易產生冷裂紋。

3.2 氣孔

焊接熔池在高溫時會吸收大量的氣體，冷卻后部分氣體會殘留在焊縫金屬內，進而形成氣孔。氣孔對焊縫的性能有較大的影響，它不僅會使焊縫的有效工作截面縮小，導致焊縫的機械性能下降，還會降低焊縫的致密性，進而引發泄漏。該缺陷產生的原因有以下2點：①焊條或焊劑受潮，藥皮開裂、脫落、變質，焊絲和坡口質量較差等；②焊接工藝不合理。

該缺陷的防治措施為：烘干焊條或焊劑，選擇不會開裂、脫落、變質的藥皮，保證焊絲和坡口的質量，并制訂合理的焊接標準。

3.3 夾渣

焊接后殘留在焊縫內部的非金屬夾雜物，稱為夾渣。該缺陷會降低焊縫的塑性和韌性。該缺陷產生的原因包括坡口角度過小、熔渣未浮出、焊接電流過小、熔深過淺、未清理熔渣、接頭處理不徹底、坡口處有銹或泥沙等。該缺陷的防治措施包括清理坡口、調節焊接電流、控制焊接速度、徹底清理熔渣和選擇優質的焊條等。

3.4 未焊透

未焊透是指焊接時接頭根部未完全熔透的現象。該缺陷會縮小焊縫的有效面積，使接頭的強度下降，且會成為裂紋源。該缺陷產生的原因為：焊接電流過小、焊接速度過快、坡口角度過小、根部鈍邊尺寸過大、焊條擺動角度不當、電弧過長、偏吹等。該缺陷的防治措施包括控制坡口尺寸、焊速、焊條直徑和焊接角度，并解決電弧偏吹問題、掌握正確的焊接操作方法。

4 結束語

焊接缺陷的產生過程十分復雜，其影響因素也有很多。焊接缺陷對焊接結構的承載能力有非常重要的影響，這就要求我們應保證焊接結構的安全性，明確焊接缺陷對焊接結構造成的影響。而積極采取防治措施能確保焊接質量，使焊接進度、質量、成本符合標準。

參考文獻

[1]陳伯蠡.焊接工程缺欠分析與對策[M].北京：機械工業出版社，1997.

[2]魏桂花，趙素君.常見焊接缺陷及應對措施[J].機械管理開發，2007（02）.

〔編輯：張思楠〕