焊接中常见的缺陷及预防措施

张新洪 焦春鹏 王广智

(中国二冶集团有限公司 钢结构公司，内蒙古 包头014010)

1 常见缺陷及预防措施

常见的焊接缺陷有咬边、焊瘤、凹陷、未焊满、烧穿、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未融合等，为了保证焊接质量，焊接过程中做好焊接措施，避免和尽量减少焊接缺陷的产生，针对各种焊接缺陷，具体做法如下：

1.1 咬边

咬边是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。产生咬边的主要原因是电弧热量太高，即电流太大，运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。

预防措施：矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。

1.2 焊瘤

焊瘤是焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯)，焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷，易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。

预防措施：使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。

1.3 凹陷

凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)，仰立、横焊时，常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积，弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。

预防措施：选用有电流衰减系统的焊机，尽量选用平焊位置，选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动，填满弧坑。

1.4 未焊满

未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱，焊条过细，运条不当等会导致未焊满。未焊满同样削弱了焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。

预防措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝。

1.5 烧穿

烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷。焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大，钝边太小也容易出现烧穿现象。

预防措施：选用较小电流并配合合适的焊接速度，减小装配间隙，在焊缝背面加设垫板或药垫，使用脉冲焊，能有效地防止烧穿。

1.6 气孔

气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。

防止气孔的措施：（1）清除焊条，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。（2）采用的焊条彻底烘干。（3）采用直流反接并用短电弧施焊。（4）焊前预热，减缓冷却速度。（5）用偏强的规范施焊。

1.7 裂纹

材料在应力或环境或两者同时作用下产生的裂隙。

预防措施：（1）防止结晶裂纹的措施：①减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材料焊接。②加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析。如铝、锐、铁、镜等可以细化晶粒。③采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。④合理选用焊接规范，并采用预热和后热，减小冷却速度。⑤采用合理的装配次序，减小焊接应力。（2）再热裂纹的防止：①注意冶金元素的强化作用及其对再热裂纹的影响。②合理预热或采用后热，控制冷却速度。③降低残余应力避免应力集中。④回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温度区或缩短在此温度区内的停留时间。（3）防止冷裂纹的措施：①采用低氢型碱性焊条，严格烘干，在100~150℃下保存，随取随用。②提高预热温度，采用后热措施，并保证层间温度不小于预热温度，选择合理的焊接规范，避免焊缝中出现洋硬组织。③选用合理的焊接顺序，减少焊接变形和焊接应力。④焊后及时进行消氢热处理。

1.8 未焊透

未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有融入接头根部的现象。

预防措施：使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。另外，焊角焊缝时用交流代替直流以防止磁偏吹，合理设计坡口并加强清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。

1.9 未熔合

未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分为坡口未熔合，层间未熔合和根部未熔合三种。预防措施：采用较大的焊接电流，正确地进行施焊操作，注意坡口部位的清洁。

2 焊后检验

2.1 外观检测

当构件焊接完毕冷却到工作环境温度，一般用肉眼和量具检验焊缝和母材的裂纹及缺陷，也可用放大镜检验。焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹、未熔合、夹渣、焊瘤、咬边、烧穿、弧坑和针状气孔等缺陷。

2.2 超声波探伤

构件焊接完毕冷却到环境温度后进行焊缝超声检测，超声不合格进行返修处理[2]。

3 结语

通过对焊接前施工现场环境的了解、焊前各项准备工作、选择合理的焊接工艺、焊接过程控制及焊后的处理，全面的焊接质量控制，使得焊缝一次合格率达到95%以上，创造优良工程并为以后钢结构施工积累了宝贵的经验。

［1］GB/T 5117-9 碳钢焊条[S].

［2］GB11345-1989钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级[S].