常见焊接缺陷分析及预防措施

黄新然

摘 要：焊接过程中，由于环境、工艺等因素的影响会使焊缝产生焊接缺陷，影响焊接产品的质量，本文对焊接中常见的焊接缺陷进行了归纳和分析，并提出对应的预防措施。

关键词：焊接缺陷；原因；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.033

焊接是指通过加热和（或）加压，用（不用）填充材料，使被焊材料达到原子间结合的程度，以实现永久牢固的连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。金属材料必须经过加工才能成为具有给定功能的产品，在现代制造业中使用量巨大，焊接技术作为制造业的传统基础连接技术，发展非常迅速，在航空航天、汽车、造船、建筑结构、桥梁等重要领域得到广泛应用，为工业和经济的发展做出了重要贡献。

焊接技术在制造业中广泛应用，随着我国制造业的迅猛发展，对焊接技术也提出了更高的要求，其中包括对焊接接头的强韧性和使用寿命要求的提高，对焊接结构服役环境要求的提高。在焊接过程中，由于受到环境、焊接工艺等因素的影响，会使焊接接头产生不连续、不致密或者连接不良的现象，称为焊接缺陷[1]。焊接缺陷的产生会使得焊接产品的力学性能或抗腐蚀性能下降，不能满足产品对力学性能的要求，缩短产品的使用寿命，严重者还可能会造成事故。因此，对焊接过程中经常产生的缺陷进行分析、寻找缺陷产生的原因并采取相应的措施进行控制具有重要的意义。

1 焊接缺陷的种类

按照缺陷产生的位置可以将焊接缺陷分为外部缺陷和内部缺陷。

外部缺陷是暴露于焊缝表面，通过人的肉眼、低倍放大镜就可以观察到，可以用量具进行测量的影响焊接质量的缺陷，包括夹渣、气孔、裂纹、咬边、未融合、弧坑、飞溅、焊瘤及不符合设计要求的焊缝外形尺寸等。

内部缺陷是存在于焊缝内部，通过人的肉眼难以观察到，必须通过无损检测技术或者破坏性试验才能检测到不符合标准要求的缺陷，如夹渣、未焊透、内部气孔、未融合、裂纹等。

2 常见焊接缺陷及其预防措施

2.1 气孔

气孔是焊接过程中熔融金属中的气体未能在凝固前及时排出，从而在焊缝金属凝固后残留在焊缝中形成的空穴。焊缝中产生气孔将影响焊缝的致密性，产生应力集中，降低焊縫的韧性、强度和承载能力。

在焊缝中滞留未能及时排出的气体来源于外界空气、保护气体或焊接过程中复杂的化学反应产生气体，因此，可通过如下措施预防焊缝中产生气孔：（1）严格按照工艺要求做好焊前清理及准备工作，将焊缝及其附近区域的水分、油污、氧化皮、铁锈等可能产生气体的物质清理干净；焊接使用的焊剂、焊条等按要求烘干使用；或进行焊前预热以减小工件的降温速度，使残留气体有足够的时间逸出。（2）焊接过程中合理控制电弧长度，尽量短弧操作；焊条电弧焊时，控制焊接电流，避免电流过大焊条温度过高使药皮的保护作用失效，并注意避免磁偏吹的产生；气体保护焊时，控制保护气体流量；埋弧焊时，选择合理的干伸长，控制焊剂层厚度以获得良好的保护效果。

2.2 夹渣

夹渣是在焊接的过程中熔渣或其他杂质残留在焊缝中的情况。夹渣会使焊缝的力学性能降低，焊缝中的夹渣会成为裂缝产生的根源，影响焊缝质量[2]。

夹渣的产生主要是由于在焊接过程中焊条运条过快、焊接电流过小、熔池温度过低、焊缝坡口尺寸设计不合理、清根不彻底等。为避免夹渣的出现可采取如下措施：（1）焊前选择合适的坡口尺寸，按要求对坡口及其附近区域进行清理。（2）焊接过程中根据实际情况选择焊接电流、焊接速度等工艺参数，保证焊条角度及摆动合理；使用碱性焊条进行焊接时，尽量压低电弧，保证短弧操作。

2.3 裂纹

裂纹是焊缝金属在应力及其他因素的作用下使得原子间的结合遭到破坏，形成的新界面而产生的缝隙。裂纹是焊接中较为常见的一种缺陷，主要出现在焊缝区和热影响区，根据缝隙的大小可以其分为宏观裂纹和微观裂纹，位于焊缝外表面的宏观裂纹可以通过肉眼直接观察到，而存在于焊缝内部或外部的微观裂纹则需要通过显微镜或无损检测手段方可观察到；根据裂纹形成的条件不同可以将焊接裂纹分为冷裂纹和热裂纹。焊接裂纹是导致焊缝开裂或断裂的主要因素，是焊接缺陷中危害最大的一种，需要严格检查控制。

焊接裂纹的产生主要是由于受到应力的作用，因此，可通过如下措施控制焊接裂纹的产生：（1）通过选择合理的装配焊接顺序、选择合理的焊接工艺参数等方法减小焊接过程中的应力。（2）选择合理的焊材进行焊接，控制焊缝的化学成分。

2.4 咬边

咬边是焊接过程中沿焊缝的焊趾母材产生的凹陷和沟槽。咬边会产生应力集中，使焊缝强度减弱。

咬边产生的主要原因是焊接电流过大、电弧过长、焊条角度不当、运条速度过快等。防止或消除咬边的措施有：（1）适当减小焊接电流。（2）压低电弧，短弧操作。（3）运条速度适当放缓，在坡口边缘位置适当停留，保证有足够的金属与母材融合，避免产生咬边。

2.5 未融合和未焊透

未融合是母材金属未与焊缝层金属熔透的现象；未焊透是母材金属未熔化、焊缝金属未完全进入焊接接头根部的现象。造成焊缝未融合和未焊透的主要原因有：焊接电流过小、焊接速度过快、坡口尺寸不合理以及磁偏吹等。未融合和未焊透缺陷的产生会影响焊缝的抗疲劳强度、质量及使用寿命。有效解决该问题的措施有：（1）合理设计坡口尺寸，选择合适的装配间隙。（2）焊接过程中适当增大焊接电流。（3）控制合理的焊接速度。

参考文献：

[1]王贺龙.常见焊接缺陷危害分析及防止措施[J].建筑技术，2012

（21）：212.

[2]姚大勇.焊接缺陷产生原因分析及防治措施[J].科技创新导报，

2015（30）：65-66.