浅谈常见焊接缺陷的成因与控制措施

陈继超

摘 要：焊接在钢结构产品加工中是一个非常重要的环节，焊接质量的好坏对产品的质量起着至关重要的作用，文章介绍了焊接常见的外观缺陷和内部缺陷，并分析其成因及控制措施。

关键词：焊接缺陷；成因；控制措施

1 外观缺陷

外观缺陷是指位于焊缝外表面能用低倍放大镜或目测可以显而易见的缺陷。

1.1 焊缝尺寸与要求不符

1.1.1 形成原因。（1）焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；（2）焊接电流过大或过小；（3）焊条角度选择不合适、运条速度或手法不当。

1.1.2 控制措施。（1）选择正确的坡口角度及装配间隙；（2）正确选择焊接电流；（3）保持正确的焊接角度、焊接速度和运条手法。

1.2 咬边

咬边就是电弧将基本金属和焊缝两侧金属熔化后，交界处没有及时得到金属的补充而出现的凹槽。

1.2.1 产生的原因。（1）焊接电流太大，焊接速度太快；（2）电弧长度或焊条角度不当。

1.2.2 控制措施。（1）选择适当的焊接电流，保持匀速运条；（2）适合的焊条角度和保持一定的电弧长度。

1.3 满溢

基本金属与焊缝边缘外熔焊金属没有达到熔合状态，熔焊金属流散覆盖在基本金属上，称之为满溢。

1.3.1 产生的原因。（1）对口边缘附近的油污没有清理干净，影响熔合；（2）电流过小或焊接速度过快，基本金属没有得到充分的熔化；（3）焊条角度不当，向某侧偏斜。

1.3.2 控制措施。（1）选择焊接规范应适当，电流不应过小，焊速不应过快；（2）电弧长度不应过长，焊条角度应适当。

1.4 焊瘤

焊缝内、外表面凸出的多余金属，叫焊瘤。

1.4.1 产生的原因。（1）焊工操作技术不熟练，运条不当；（2）焊接规范选择过大，熔化金属温度过高，液态金属凝固缓慢，由自重力作用形成。

1.4.2 控制措施。（1）提高焊工的操作技术水平和熟练程度；（2）电弧不应过长，焊接电流要合适，运条速度要均匀。

1.5 根部内凹

焊缝金属低于焊件内表面而形成的凹槽，叫根部内凹。

1.5.1 产生的原因。通常在焊接仰焊部位时，焊接规范过大，熔化铁水温度过高，液态金属在自重作用下下坠形成。

1.5.2 控制措施。（1）焊接电流不应过大，焊接速度不应过慢。（2）焊条角度应与焊接位置相适应。

1.6 弧坑

在焊接时，没能填满焊缝表面留下的凹坑，叫弧坑。

1.6.1 弧坑产生的原因。（1）在焊接时，通电电流过大，熔池尺寸过大和收尾熄弧时熔坑未被填满；（2）任意引燃电弧，擦伤焊件表面。

1.6.2 控制措施。（1）焊接规范要选择适当；（2）焊缝收尾处及更换焊条时，一定要填满弧坑再熄弧；（3）不得任意引燃电弧，以防擦伤焊件表面。

2 焊缝内部缺陷

在焊缝的内部，以无损探伤方法或破坏性试验发现的缺陷叫做焊接内接部缺陷。

2.1 裂纹

裂纹是一种危害性最大的缺陷，这种缺陷不允许在焊接中存在，如果发现不管其尺寸大小，必须立即消除。

2.1.1 热裂纹。液态金属从结晶开始到Ar3线温度范围内，产生的裂纹，叫热裂纹。（1）热裂纹产生的原因。晶间存在液态间层和焊接应力。（2）控制措施。a.焊接时使用碱性焊条，加强脱磷、硫的能力，进而去减少焊缝中一些杂质的含量。b.掌握好焊缝形状，在焊接过程中尽量保证焊缝成形系数较大的采用多道多层焊法，避免在焊缝中心部位聚集偏析物。c.焊前要先预热，将冷却速度降低，降低应力。d.焊接收尾时要填满熔池来减少弧坑裂纹。e.选择合理的焊接方向和顺序，把焊接应力减小。

2.1.2 再热裂纹。焊接完以后，焊件在一定温度范围内再次加热产生的裂纹，叫再热裂纹。（1）产生原因，在热处理焊后的焊接接头中，晶界上易集结钢脆化的元素，大幅度削弱晶界的结合力，从而产生再热裂纹。（2）控制措施：a.选择合适的焊接材料，提高金属在消除应力处理温度时的可塑性，进而提高承担松弛应变的能力。b.提高预热的温度，焊后应该采取缓冷的方法，且焊缝外形应圆滑规整，以减小焊接以后的残余应力和应力的集中。c.热处理规范和工艺要正确，尽量不要长时间停留在热敏感区。

2.1.3 冷裂纹。在焊接接头冷却中，当温度下降到200℃以下直到与室内温度相同，产生的裂纹，被称之为冷裂纹。（1）冷裂缝产生的原因。冷裂纹是在焊后产生的，由于在热影响区域或焊缝内形成了淬火组织，在高应力作用下，引起晶粒内部的破裂产生的裂纹。（2）控制措施：a.选用低氢类型的焊条，焊前对焊条进行严格的烘干，用时再取，焊件应进行仔细的清理，去除工件表面的油、绣和水气，减少氢的来源和渠道。b.正确选择焊接规范以及线能量，减缓冷却速度，改善焊道及热影响区组织状态。c.采用合理的焊接顺序和焊接方向，改善焊件的应力状态。

2.2 未焊透与未熔合

未焊透：焊接时，母材金属与金属之间本应该熔合然而却没有焊上的部分叫做未焊透。

未熔合：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分称为未熔合。

2.2.1 产生原因。（1）选用过小的焊接规范，如坡口间隙过窄，角度过小，钝边过大，电弧过长，焊接电流过小等。（2）操作方法不正确，如错误的焊条角度，焊接时运条速度太快，电弧偏吹，焊条摆幅不合理等。（3）没有清理干净焊道和焊件，使得杂物存留其中，影响熔合。

2.2.2 控制措施。（1）选择对口规范要正确，及时认真清理焊层间和坡口两侧污物和熔渣。（2）选择正确的电弧长度和焊接电流。（3）在运条时，控制好焊接速度，不宜过快，调整好正确的焊条角度，焊条以正常轨迹摆动，焊接到两端时应多停留，使焊缝熔合良好。

2.3 夹渣

焊缝金属中，含有非金属夹杂物或熔渣，叫夹渣。

2.3.1 夹渣产生的原因。（1）在焊接时焊接电流和坡口角度都太小，运条不合理，没有充分搅拌，导致熔渣没能及时浮出而溶于焊缝中。（2） 没有清理干净前层焊缝，在焊接后层时，导致滞留在焊缝中。

2.3.2 控制措施。（1）选择正确焊接规范，使线能量增加适当，避免焊缝过快冷却，改善熔渣浮出熔池条件。（2）对坡口的设计进行改进，以便于清除坡口面及焊层间的熔渣。（3）努力提高自身焊接技术水平，掌握正确的运条方法，均匀搅拌熔池，促使熔渣与铁水分离。

2.4 气孔

焊缝金属中具有一定形状的孔洞性缺陷叫气孔。

2.4.1 產生的原因。在焊接时，因为有过多的气体被焊缝金属吸收。冷却后，金属中的气体随着温度的降低，溶解度也慢慢下降，气体逐渐聚集在一起形成气泡，但是焊缝金属结晶又会阻碍这些气泡，导致气泡无法排出，最后残留在焊缝中形成气孔。（1） 焊件没有清理干净、过长的电弧焊接以及焊条受潮等，导致气体入侵到熔池的机会增大。（2）过小的电流，过快的速度影响气体逸出。（3）熔池温度超出一定范围，沸腾现象产生，造成气体被困在熔池中。

2.4.2 控制措施。（1）清理干净焊件表面，严格烘干焊条，保证焊条干燥，降低气体的入侵机率。（2）焊接时最好采用短弧焊接，控制好焊接高度，使熔池得到良好的保护。（3）焊接规范要选择正确，把熔池温度控制好，降低冷却速度，加快气体在熔池中逸出。（4）焊接操作工艺要运用正确，为气体从熔池中逸出提供便利。（5）采取焊前预热、焊后缓冷这样的特殊工艺措施。（6）氩弧焊时，氩气保护效果要特别注意。

参考文献

[1]印有胜.金属焊接缺陷及其控制[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1995.

[2]徐卫东.焊接检验与质量管理[M].北京：机械工业出版社，2008.

[3]英若采.熔焊原理及金属材料焊接[M].北京：机械工业出版社，2005.