焊接过程中焊接缺陷的影响及控制

朱宗理

摘 要：本文主要分析了薄板焊接变形对质量的影响及控制，然后阐述了单面焊双面成形焊接产生缺陷的原因分析及预防措施，最后提出了焊接缺陷的影响及控制措施。

关键词：焊接缺陷；影响；控制

1 薄板焊接变形对质量的影响及控制

薄板产生焊接变形的因素有很多，主要是由于自身的拘束能力不足，刚性小。因此，为控制变形应采取附加措施，如钢板装夹、点固焊、焊后处理等，另外在焊接过程中对焊接热输入的控制以及所采取的焊接方法都对薄板变形产生影响，要成功实现薄板焊接变形的控制，首先要了解薄板焊接变形产生的原因，才能有效地控制焊接变形。

1.1 焊接方法对焊接变形的影响

不同的焊接方法由于能量密度不同，焊后产生的焊接残余变形也不尽相同。能量越集中，焊后残余变形越小。因此在选择焊接方法时，应在考虑提高生产效率和焊接质量的前提下，采用能量集中的焊接方法，尽量减少焊道数量。

1.2 电弧点焊工艺对焊接变形的影响

电弧点焊不仅能保证焊接间隙而且具有一定的抗变形能力，但是要考虑焊点的数量、尺寸及焊点间距。对薄板变形来说，不适当地点焊工艺将对焊接过程中产生的焊接残余应力带来影响。焊点尺寸过小，可能导致焊接过程中产生接头开裂，使焊接间隙得不到保证，因此点焊的顺序以及焊点间距应合理算则。

1.3 焊接热输入对薄板焊接变形的影响

焊接热输入对焊接残余应力和变形有很大的影响，所以在保证焊缝成形良好的情况下，尽可能采用小的焊接热输入，从而保证焊接应力和较小的焊接变形。

1.4 控制薄板焊接变形的措施

选用刚性固定法，采用设计合理的组队，将焊件固定起来进行焊接，增加其刚性，达到减小焊接变形的目的。焊接过程中一是减小加热阶段产生的纵向塑性变形，二是增大冷却阶段纵向塑性拉应力变形，在焊接过程中使用相应夹具、强迫冷却焊接区、减少焊接热输入或采用温差拉伸等方法可以减小变形。焊后采用多点加热的方法矫正薄板焊后的凹凸变形，加热点直径一般不小于15mm。加热时，点—点的距离应随变形量的大小而定，一般在50- 100mm之间。根据焊后热处理消除残余应力机制，可防止薄板焊接构件的焊后回弹变形，稳定构件尺寸。薄板焊接变形是薄板焊接的一个技术难题。要成功实现薄板焊接变形的控制，必须进行薄板焊接变形影响因素的研究及控制焊接变形措施的研究。

2 单面焊双面成形焊接产生缺陷的原因分析及预防措施

焊接生产中，优质的焊接质量可满足设计要求，保证结构的正常使用寿命。而一旦出现严重的焊接缺陷，就会增加板材、焊材、电力及人力的消耗。否则，这些缺陷在使用过程中会引起严重的应力集中，降低结构的使用寿命，给安全生产带来威胁，引起安全事故。单面焊双面成形焊接主要用于锅炉压力容器等重要结构的焊接生产中，一旦有严重缺陷，质量不合格，焊件的焊补非常困难，而且在生产过程中受到各种交变载荷及压力的作用，使焊缝的缺陷产生应力集中，加之焊缝的有效面积减小，减弱了焊接接头的强度。轻则使产品的使用寿命受到影响，重则导致焊缝断裂，产品破坏，酿成严重事故。

2.1 焊接电源自身因素引起的原因

焊接电源是焊接工艺过程中最重要的因素。若焊接电源自身性能不好，必然不会产生良好的焊件。当焊机的动特性差，电弧燃烧不稳定，就不能保证工艺参数稳定，焊接过程就无法正常进行，焊接质量就得不到保证。

2.2 工艺因素对焊接质量的影响

（1）焊接电流

焊接电流大小选择恰当与否直接影响到焊接最终质量。焊接电流过大，可以提高生产率，并使熔深增加，但易出现咬边、焊瘤等缺陷，并增大气孔倾向。尤其在立焊时熔池难以控制，易出现焊瘤，弧长增加，就会产生咬边。焊接电流过小，溶深减小，易出现未焊透、融合不良、夹渣、脱节等缺陷。

（2）焊速

焊接速度是表征焊接生产效率的主要参数。合理选择焊接速度对保证焊接质量极其重要。焊速过快，使熔池温度不够，易造成未焊透、未

融合、焊缝成形不良等缺陷。焊速过慢，使温度过高，热影响区宽度增

加，焊接接头的晶粒变粗，机械性能降低，变形量增大，同时焊速过慢还

会使每层的厚度增大，导致熔渣倒流，形成夹渣等缺陷。

（3）电弧电压

焊接过程中合理的控制电弧长度是保证焊缝稳定的重要因素。电弧过长对熔化金属保护差，空气中的氧、氮等有害气体容易侵入，使焊缝产生气孔，焊接金属的机械性能降低。但弧长过短，就会引起粘焊条现象，且由于电弧对熔池的表面压力过大，不利于熔池的熔合，使熔池中气体及熔渣上浮受阻，从而引起气孔、夹渣等缺陷的产生。

（4）焊接层数及焊条类型和直径的影响

焊接层数的选择对焊缝质量也有一定的影响，层厚过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响，且焊接过程中熔渣倒流，产生夹渣和未溶合等缺陷。但每层厚度也不易过小，以免造成焊缝两侧熔合不良。焊缝金属的性能主要由焊条和焊件金属相互熔化来决定。因此，焊条类型选择合适与否是影响焊缝质量的重要因素。焊条直径的大小除了对生产率有一定的影响外，对焊接质量也有一定影响。焊条直径过大，在进行打底层焊接和立焊焊接时熔池难以控制，易产生缺陷。

（5）操作因素

在焊接生产过程中，焊工操作技术水平低，就意味着打底层的运条方法、焊条角度、接头方法、中间层及盖面层的运条方法、接头、收尾等操作方法掌握不熟练，是造成焊缝质量差的主要原因之一。焊前对焊件上的油、锈、水分清理不严格，焊条未经烘干或烘烤温度不够而投入使用， 会促使焊缝产生气孔， 从而使焊缝质量达不到要求。

3 預防措施及控制措施

（1）焊前准备

焊前应对焊机进行试焊，确认焊机的电弧性能和稳定性能好，工艺参数的调节方便、灵活。焊件应开Y型破口，钝边尺寸一般在0.5- 1.0 之间，破口边缘100mm以内将表面的铁锈、油污等清理干净，露出金属光泽。对焊条进行400℃烘干，保温2- 4h。使用时将焊条放在保温桶内，随用随取。根据焊件选择合适的焊条类型及直径。

（2）选择合适的工艺参数

焊接电流应根据焊件厚度、焊接位置、焊条直径和焊接经验进行选择，使所选择的电流不易造成焊缝咬边、烧穿、夹渣、未焊透等缺陷。焊接过程中应选择短弧焊，以避免咬边、未焊透、气孔等缺陷的产生。焊速应合适，不应过慢，以每层厚度不大于4mm 为宜，以免高温停留增长，影响焊缝的机械性能，但焊速也不易过快，以免造成未溶合、未焊透等缺陷。总之，应正确选配焊接材料，采用合理的焊接工艺方法，控制熔合比，调节焊接热循环特征，运用合理的操作方法和破口设计，辅以预热、层间保温及缓冷或焊后热处理方法等，获得优质的焊缝。

（3）焊工技术水平

焊接生产中，焊工操作技术掌握的水平，往往决定了焊缝的质量。因此，加强焊工操作技能的训练是保证焊缝质量的关键。

4 结束语

通过以上原因分析和措施的实施，我们得到了优质的焊接接头，为我们结构的工作质量和寿命提供了可靠保证，也为今后的工作积累了宝贵经验。

参考文献：

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