试论焊接缺陷对结构影响的防控措施

高 伟，王 清，冯印涛

山东华通环境科技股份有限公司

试论焊接缺陷对结构影响的防控措施

高 伟，王 清，冯印涛

山东华通环境科技股份有限公司

焊接工程是工业技术当中一项非常重要的技术，焊接缺陷产生的原因比较繁杂，其原因有可能是冶金造成的，也有可能是变形、应力作用等造成，缺陷焊接不仅对承载能力有一定的影响，还会给焊接工程的质量及工业的发展产生产生一定的制约性。本文主要以焊接缺陷对结构的影响进行详细的阐述，并在此基础上提出焊接缺陷对结构影响的防控措施，以便提升焊件的使用寿命。

焊接缺陷；结构影响；防控措施

1.前言

在我国工业技术中，多数工程都涉及到焊接，但是从我国目前焊接的质量来看，仍然存在着一定的技术缺陷，如在焊接过程中出现焊缝增高量、角变形、错边、几何不连续等现象，凡是结构截面有变化的部位，应力的分布就不会均匀，当应力超过缺陷前段部位金属材料的断裂强度时，材料就会开裂破坏，这样不仅会影响工程的安全运行和使用寿命，还会对工程的施工进度与施工成本产生一定的影响，如何保证焊接质量、提升焊接效率，是我国焊接领域亟需关注与解决的问题。

2.焊接缺陷对结构影响

2.1 焊接缺陷对结构脆性破坏的影响

焊结构经常会在缺陷、结构不连续等地方发生脆性断裂，给工程造成严重的破坏。一般情况下，采用转变温度来衡量焊接的各种缺陷，如焊缺陷造成的应力集中越严重，脆性断裂的危险性就越大，气孔和夹渣等体积类缺陷存在量低于5%时，如果结构的工作温度不低于材料的脆性转变温度，其对结构的安全是无害的；由于裂纹尖端的尖锐度比未焊接透、未融合、气孔、咬边等缺陷要尖锐很多，所以裂纹的危害最大[1]。除采用转变温度来衡量各种缺陷对脆性断裂的影响之外，许多重要焊接结构都采用断裂力学作为评价的依据，因为用断裂力学可以确定断裂应力和裂纹尺寸。

2.2 焊接缺陷对结构静载非脆性破坏的影响

焊接缺陷程度的不同，对于结构破坏的程度也不同，例如气孔；气孔出现的主要原因就是在焊接的过程中出现保护气氛没有连续进行，致使出现连串气孔，气孔的出现，在很大程度上降低了金属的机械性能，一般情况下，在焊接接缝中可以存在小量的气孔，但是这些气孔必须是不连续的，并且总面积不能超过工作截面积的5%，在此情况下气孔对于总体在抗拉强度上的影响不是很大。但是如果出现连续性气孔，并且气孔总面积已超过工作截面积2%，在此情况下就会对结构抗拉强度产生非常严重的影响，最终导致接头的强度大大降低[2]。

夹渣和夹杂物，这类缺陷的尺寸和形状对结构强度的影响比较大，其中直线排列、细小且排列方向垂直与受力方向的连续夹渣比较危险；单个尖端小球夹渣或及杂物并不比同样尺寸和形状的气孔危害大，未融合和未焊透比气孔和夹渣产生的影响更为厉害，这些缺陷在一定程度上可能成为结构静载非脆性断裂的引发点[3]。

3.常见的焊接缺陷与预防措施

3.1 常见的焊接缺陷及原因

常见的焊接缺陷主要包括：（1）气孔。气孔产生原因有焊接电流过大、电弧过长、运棒速度太快、溶解部位不干净、焊条受潮等。（2）夹渣。夹渣产生的原因主要有运条角度出现偏差、焊条药皮受潮、前层焊道过度不平调、焊道清查不彻底。（3）咬边出现错边的原因有焊接参数选择不对、U、I太大，焊速太慢、电弧拉距过长。（4）弧坑。出现弧坑的原有主要有焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。

3.2 各种焊接缺陷的预防措施

3.2.1 气孔的预防措施

（1）加强焊接基本技能培训，控制焊接电弧的合适长度；（2）严禁管内有穿堂风存在，采取端部封堵等措施；（3）控制氩气纯度不小于99.99%；（4）加强现场通风条件，控制空气湿度小于90%，(5)采用低氢型焊条；（6）按工艺评定要求，控制氩气流量，避免出现紊流；（7）按焊接施工方案要求进行坡口清理，严格控制坡口两侧的清洁度。

3.2.2 夹渣的预防措施

（1）加强焊接基本技能培训，消除根部未熔合缺陷产生；（2）严格按WPS要求，采用合理的焊接电流；（3）注意层间修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未融合；（4）焊接接地线应该在工件中合理接地，控制电弧偏吹；（5）正确处理钨丝的打磨角度和焊接停留时间。

3.2.3 未焊透的预防措施

（1）加强标准培训及伪缺陷在结构模拟实验，避免出现内部缺陷错判的情况；（2）加强装配质量检查，严格把守装配质量关口，控制合理的错边量；（3）按焊接工艺数据单的相关要求采用合理的焊接电流；（4）正确处理钨丝的打磨角度；（5）加强坡口质量检查，控制合理的钝边量；（6）使用符合相关规定的焊材；（7）加强焊工基本技能培训。

3.2.4 咬边的预防措施

（1）加强焊接标准和评定缺陷标准学习，正确判断咬边的深度和长度；（2）严格按照焊接工艺数据单的要求，正确选择焊接电流；（3）加强焊工的自检工作，正确处理咬边缺陷。

3.2.5 错边的预防控制

（1）加强质量检验人员在现场对装配质量的检查，严格把手装配质量关，控制合理的错边量；（2）加强原材料的验收质量，控制两不见的壁厚差达到标准要求；（3）加强焊工自检工作，按气球进行点焊，达不到要求授权拒焊，确保装配质量；（4）加强图纸的审查，避免设计在设备、阀门、管道尺寸接口存在问题。

4.结束语

综上所述，在工业中焊接技术是一项非常重要的技术，了解和掌握各种焊接缺陷对结构强度的影响，以便为以后的工作中正确把握焊接结构提供重要依据。焊接质量的高低直接影响工程的质量与进度，因此，在未来各项工程建设中，焊接管理人员应综合工程建造期间的施工经验，在人员、设备、标准文件和环境等方面加强焊接管理，有针对性的采取严格的措施，以便提高焊接质量，降低焊接成本。

[1]朱海滨.焊接缺陷对结构强度的影响[J].科技创新与应用, 2012,11(26):12-14.

[2]张波.焊接缺陷对结构影响的预防对策[J].中国科技财富, 2012,23(12):23-25.

[3]樊明锋,屈文浩.不锈钢的焊接缺陷对结构影响及解决办法[J].中国科技博览,2012,23(21):17-20.