钢结构焊接焊接缺陷（通用12篇）
钢结构焊接焊接缺陷 篇1
我国经济建设快速发展的同时, 也带动了我国的工业技术领域有了一定的进步, 我国的工业是支柱性的产业, 在国民发展中占据着非常重要的地位。工业技术发展的好, 对我国的经济建设有着很大的推动作用。在我国的工业技术当中, 有很多的工程涉及到焊接方面, 焊接的技术在工业发展中有着比较重要的地位, 对工业发展来说有一定的推动作用。那么在焊接的过程中, 会有一定的技术缺陷, 焊接缺陷的产生会对结构的强度有一定的影响, 而这些焊接缺陷的发生区域一般情况下都是在焊接的接缝处, 接缝处受到的各方应力还比较多, 那么加上焊接缺陷的话, 就会对结构构成很大的威胁, 在强度上会有所降低, 对产品的质量构成一定的影响。
1 焊接缺陷产生应力集中的机理
工业用的材料在焊接过后, 由于在焊接的接缝处受到的应力作用过度的集中, 那么我们把这种现象称之为应力集中, 由这种应力产生的焊接缺陷在形状上是不一样的。根据焊接点受到的应力方向不同, 应力的大小不同, 那么由此在截面上产生的缺陷形状也就会有所不同。下面我们举一个例子, 就以椭球形状的空洞缺陷为例, 空洞为各向同性的无限大弹性体所包围, 并作用有应力, 当椭球空洞逐渐变为片状裂纹, 其结果是应力集中变得十分严重。除了空洞类型的气孔、裂纹和未焊透之外, 还有夹渣也是常见的焊接缺陷, 当多个缺陷间的距离较小时, 如密集的气孔和夹渣等, 在缺陷区域内将会产生很高的应力集中, 使这些地方出现缺陷间裂纹将孔间连通, 在此情况下, 最大的应力集中出现在两外孔的边缘处。
在进行焊接的过程中, 对于接头部分的掌握, 在焊缝上, 如果增高两和角度变形等因素一般情况下都会出现不连续的现象产生, 虽然这些现象有的是在规范允许的范围之内的, 但是它们的存在都会有应力集中的发生。除此之外, 接头的形式是多种多样的, 不同的形式出现都会有应力集中的出现, 在焊接的工程当中, 比较常见的焊接形式下, 对接接头所产生的应力集中程度是最小的, 其他的对接形式在应力集中的程度上都相差不多。
2 焊接缺陷对结构静载非脆性破坏的影响
焊接缺陷的存在, 对于结构的破坏都有不同程度的影响, 在对静载破坏上亦是如此, 在大多数的情况来讲, 对于材料的破坏形式上一般是属于塑性断裂的方式, 在这个时候, 由于缺陷所引起的强度会有所降低, 基本上是与缺陷造成的承载截面积在比例上的减少是一样的。在一般的情况下, 有标准表明, 在焊接的接缝中是允许有一些气孔存在的, 但是这些气孔必须是小面积的, 不连续的, 并且这些气孔的截面积总量在工作截面积的百分之五时, 气孔对于总体在抗拉强度上的影响不是很大。但是如果出现连续的气孔存在, 并且这些气孔的截面积总量达到工作截面积的百分之二的时候, 这个时候气孔对于接头的抗拉强度会产生很大的影响, 导致接头的强度有很大的降低。之所以会有这种气孔的出现, 是由于在焊接的过程中出现了保护气氛没有连续进行的原因, 致使出现了连串的气孔, 在连串的气孔产生的同时, 对于金属的机械性能也有很大程度改变, 降低了金属的机械性能。鉴于此, 减少气孔的产生可以降低金属在性能上恶化。在焊缝的表面出现的气孔比在焊缝深处出现的气孔将更为危险, 这回直接导致焊缝的金属性能, 同样连续的气孔也比单个出现的气孔更为危险, 所以在焊接的过程中, 一定要注意这些现象的产生。
夹渣或夹杂物, 根据其截面积的大小成比例地降低材料的抗拉强度, 但对屈服强度的影响较小。这类缺陷的尺寸和形状对强度的影响较大, 单个的间断小球状夹渣或夹杂物并不比同样尺寸和形状的气孔危害大。直线排列的、细小的而且排列方向垂直于受力方向的连续夹渣是比较危险的。
未熔合和未焊透比气孔和夹渣更为有害。当焊缝有增高量或用优于母材的焊条制成焊接接头时, 未熔合和未焊透的影响可能并不十分明显, 但是这类缺陷在一定条件下可能成为脆性断裂的引发点。
3 焊接缺陷对结构脆性破坏的影响
焊接结构经常会在有缺陷处或结构不连续处引发脆性断裂, 造成灾难性的破坏。一般认为, 结构中缺陷造成的应力集中越严重, 脆性断裂的危险越大。由于裂纹尖端的尖锐度比未焊透、未熔合、咬边和气孔等缺陷要尖锐得多, 所以裂纹危害最大。气孔和夹渣等体积类缺陷的存在量低于5%时, 如果结构的工作温度不低于材料的塑性-脆性转变温度, 它们对结构的安全是无害的。带裂纹的构件的临界温度要比含夹渣构件高得多。除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与断裂韧度之间的关系。许多焊接结构的脆性断裂都是由微小的裂纹引发的, 在一般情况下, 由于小裂纹并未达到临界尺寸, 结构不会在运行后立即发生断裂。但是小的焊接缺陷很可能在使用期间出现稳定增长, 最后达到临界值, 而发生脆性断裂。所以在结构使用期间进行定期检查, 及时发现和监测接近临界条件的缺陷, 是防止焊接结构脆性断裂最有效的措施。当焊接结构承受冲击或局部发生高应变和恶劣环境因素, 都容易使焊接缺陷引发脆性断裂, 例如疲劳载荷和腐蚀环境都能使裂纹等缺陷变得更尖锐, 使裂纹的尺寸逐渐增大, 加速其达到临界值。
4 结束语
这些年来, 我国的工业技术在一定程度上有了很大的进步, 那么工业技术的进步和在工业当中各种技术手段的应用是分不开的。那么在工业中焊接的质量问题是一个很重要的问题, 焊接质量将直接的影响到整个工业的质量问题。在焊接的过程出现的焊接缺陷是一个比较常见的问题, 那么我们应该将这种焊接缺陷尽量的降到最低, 以保证焊接金属的质量问题, 为我国的工业建设提供基础性的保障。通过本文的论述, 大体的掌握了在焊接的过程中, 会有哪些缺陷的产生对于接头焊缝会产生强度上的影响, 哪些缺陷会对接头焊缝有应力集中上的影响。这些现象的产生具体的有哪些方面的表现, 通过这些现象我们可以将这种程度降到最低。有些焊接缺陷的存在对于结构的强度影响是危险的, 还有一些焊接缺陷是允许其存在的, 那么这样就为我们提供了一个焊接质量的标准, 在以后的焊接工程中将会起到很重要的作用, 为我国的工业建设创造更为有利的环境。
钢结构焊接焊接缺陷 篇2
（1）未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合，未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。原因分析
造成未焊透的主要原因是：对口间隙过小、坡口角度偏小、钝边厚、焊接线能量小、焊接速度快、焊接操作手法不当。
防治措施
⑴对口间隙严格执行标准要求，最好间隙不小于2L。
⑵对口坡口角度，按照壁厚和DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》的要求，或者按照图纸的设计要求。一般壁厚小于20L的焊口采用V型坡口，单边角度不小于30°，不小于20L的焊口采用双V型或U型等综合性坡口。
⑶钝边厚度一般在1L左右，如果钝边过厚，采用机械打磨的方式修整，对于单V型坡口，可不留钝边。
⑷根据自己的操作技能，选择合适的线能量、焊接速度和操作手法。
⑸使用短弧焊接，以增加熔透能力。
（2）未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。原因分析
造成未熔合的主要原因是焊接线能量小，焊接速度快或操作手法不恰当。
防治措施
⑴适当加大焊接电流，提高焊接线能量；
⑵焊接速度适当，不能过快；
⑶熟练操作技能，焊条（枪）角度正确。（3）气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体
或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。根本原因是焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。防治措施
预防措施主要从减少焊缝中气体的数量和加强气体从熔池中的溢出两方面考虑，主要有以下几点：
⑴焊条要求进行烘培，装在保温筒内，随用随取；
⑵焊丝清理干净，无油污等杂质；
⑶焊件周围10～15L范围内清理干净，直至发出金属光泽；
⑷注意周围焊接施工环境，搭设防风设施，管子焊接无穿堂风；
⑸氩弧焊时，氩气纯度不低于99.95%，氩气流量合适；
⑹尽量采用短弧焊接，减少气体进入熔池的机会；
⑺焊工操作手法合理，焊条、焊枪角度合适；
⑻焊接线能量合适，焊接速度不能过快；
⑼按照工艺要求进行焊件预热。某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透
某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔 （4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。原因分析
⑴焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；
⑵电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。防治措施
⑴焊件焊缝破口周围10～15L表面范围内打磨清理干净，直至发出金属光泽；
⑵多层多道焊时，层间药皮清理干净；
⑶焊条按照要求烘培，不使用偏芯、受潮等不合格焊条；
⑷尽量使用短弧焊接，选择合适的电流参数；
⑸焊接速度合适，不能过快。W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒 对接电阻焊缝中的夹渣断口照片钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣
钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧焊，夹钨 （5）裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。
焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化，有较大的冷收缩应力存在，而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力，更加上母材非焊接部位处于冷固态状况，与焊接部位存在很大的温差，从而产生热应力等等，这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限，材料将发生塑性变形，超过材料的强度极限则导致开裂。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度，并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点，成为结构断裂的起源。
裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：
a.热裂纹（又称结晶裂纹）：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到表面和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。
b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关。
c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度范围内对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关。
对接焊缝上的纵向表面裂纹与外咬边的荧光磁粉检测显示照片（照片来源：日本EISHIN KAGAKU CO.,LTD）合金钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，气体保护焊-钨极氩弧焊，横裂纹厚度14mm低合金钢板对接焊缝X射线照相底片，X型坡口，自动焊，纵向裂缝（照片来源：《焊缝射线照相典型缺陷图谱》崔秀一 张泽丰 李伟 编著）
常见的焊接缺陷（内部缺陷）：
（1）未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。原因分析
造成未焊透的主要原因是：对口间隙过小、坡口角度偏小、钝边厚、焊接线能量小、焊接速度快、焊接操作手法不当。
防治措施
⑴对口间隙严格执行标准要求，最好间隙不小于2L。
⑵对口坡口角度，按照壁厚和DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》的要求，或者按照图纸的设计要求。一般壁厚小于20L的焊口采用V型坡口，单边角度不小于30°，不小于20L的焊口采用双V型或U型等综合性坡口。
⑶钝边厚度一般在1L左右，如果钝边过厚，采用机械打磨的方式修整，对于单V型坡口，可不留钝边。
⑷根据自己的操作技能，选择合适的线能量、焊接速度和操作手法。
⑸使用短弧焊接，以增加熔透能力。
（2）未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。原因分析
造成未熔合的主要原因是焊接线能量小，焊接速度快或操作手法不恰当。
防治措施
⑴适当加大焊接电流，提高焊接线能量；
⑵焊接速度适当，不能过快；
⑶熟练操作技能，焊条（枪）角度正确。（3）气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体
或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。根本原因是焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。防治措施
预防措施主要从减少焊缝中气体的数量和加强气体从熔池中的溢出两方面考虑，主要有以下几点：
⑴焊条要求进行烘培，装在保温筒内，随用随取；
⑵焊丝清理干净，无油污等杂质；
⑶焊件周围10～15L范围内清理干净，直至发出金属光泽；
⑷注意周围焊接施工环境，搭设防风设施，管子焊接无穿堂风；
⑸氩弧焊时，氩气纯度不低于99.95%，氩气流量合适；
⑹尽量采用短弧焊接，减少气体进入熔池的机会；
⑺焊工操作手法合理，焊条、焊枪角度合适；
⑻焊接线能量合适，焊接速度不能过快；
⑼按照工艺要求进行焊件预热。某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透
某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔 （4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。原因分析
⑴焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；
⑵电弧过长、焊接角度部队、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。防治措施
⑴焊件焊缝破口周围10～15L表面范围内打磨清理干净，直至发出金属光泽；
⑵多层多道焊时，层间药皮清理干净；
⑶焊条按照要求烘培，不使用偏芯、受潮等不合格焊条；
⑷尽量使用短弧焊接，选择合适的电流参数；
⑸焊接速度合适，不能过快。W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒 对接电阻焊缝中的夹渣断口照片钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣
钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧焊，夹钨 （5）裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。
焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化，有较大的冷收缩应力存在，而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力，更加上母材非焊接部位处于冷固态状况，与焊接部位存在很大的温差，从而产生热应力等等，这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限，材料将发生塑性变形，超过材料的强度极限则导致开裂。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度，并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点，成为结构断裂的起源。
裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：
a.热裂纹（又称结晶裂纹）：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到表面和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。
b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关。
c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度范围内对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关。
对接焊缝上的纵向表面裂纹与外咬边的荧光磁粉检测显示照片（照片来源：日本EISHIN KAGAKU CO.,LTD）合金钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，气体保护焊-钨极氩弧焊，横裂纹厚度14mm低合金钢板对接焊缝X射线照相底片，X型坡口，自动焊，纵向裂缝（照片来源：《焊缝射线照相典型缺陷图谱》崔秀一 张泽丰 李伟 编著）
（6）偏析：在焊接时因金属熔化区域小、冷却快，容易造成焊缝金属化学成分分布不均匀，从而形成偏析缺陷，多为条状或线状并沿焊缝轴向分布。
（7）咬边与烧穿：这类缺陷属于焊缝的外部缺陷。当母体金属熔化过度时造成的穿透（穿孔）即为烧穿。在母体与焊缝熔合线附近因为熔化过强也会造成熔敷金属与母体金属的过渡区形成凹陷，即是咬边。
根据咬边处于焊缝的上下面，可分为外咬边（在坡口开口大的一面）和内咬边（在坡口底部一面）。咬边也可以说是沿焊缝边缘低于母材表面的凹槽状缺陷。其他的焊缝外部缺陷还有：
焊瘤：焊缝根部的局部突出，这是焊接时因液态金属下坠形成的金属瘤。焊瘤下常会有未焊透缺陷存在，这是必须注意的。
内凹或下陷：焊缝根部向上收缩低于母材下表面时称为内凹，焊缝盖面低于母材上表面时称为下陷，
焊瘤、内凹或下陷原因分析
造成这些缺陷的原因是：对口间隙大，钝边薄、宽，熔池温度过高，熔池存在一个地方时间过长，对熔池的控制不当造成的，在形成凹陷缺陷时，电弧的推力不够也是重要原因。防治措施
⑴对口间隙符合标准要求，一般为2～3L；对于对口间隙不均匀的焊口，用机械打磨等方法设法修整到规定要求。
⑵对于坡口钝边不符合要求的进行打磨修整至规定要求。
⑶选择合适的焊接线能量以及合适的焊接速度，控制熔池温度在合适的范围，不过高。
⑷仰焊部位焊接尽量采用短弧焊接，增强电弧推力。
溢流：焊缝的金属熔池过大，或者熔池位置不正确，使得熔化的金属外溢，外溢的金属又与母材熔合。
弧坑：电弧焊时在焊缝的末端（熄弧处）或焊条接续处（起弧处）低于焊道基体表面的凹坑，在这种凹坑中很容易产生气孔和微裂纹。
焊偏：在焊缝横截面上显示为焊道偏斜或扭曲。
加强高（也称为焊冠、盖面）过高：焊道盖面层高出母材表面很多，一般焊接工艺对于加强高的高度是有规定的，高出规定值后，加强高与母材的结合转角很容易成为应力集中处，对结构承载不利。
以上的外部缺陷多容易使焊件承载后产生应力集中点，或者减小了焊缝的有效截面积而使得焊缝强度降低，因此在焊接工艺上一般都有明确的规定，并且常常采用目视检查即可发现这些外部缺陷。
外部缺陷
一、焊缝成型差
1、现象
焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平。
2、原因分析
焊缝成型差的原因有：焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊口清理不干净；焊接电流过大或过小；焊接中运条（枪）速度过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度过大或过小；焊条（枪）施焊角度选择不当等。
3、防治措施
⑴焊件的坡口角度和装配间隙必须符合图纸设计或所执行标准的要求。
⑵焊件坡口打磨清理干净，无锈、无垢、无脂等污物杂质，露出金属光泽。
⑶加强焊接联系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工环境。
⑷根据不同的焊接位置、焊接方法、不同的对口间隙等，按照焊接工艺卡和操作技能要求，选择合理的焊接电流参数、施焊速度和焊条（枪）的角度。
4、治理措施
⑴加强焊后自检和专检，发现问题及时处理；
⑵对于焊缝成型差的焊缝，进行打磨、补焊；
⑶达不到验收标准要求，成型太差的焊缝实行割口或换件重焊；
⑷加强焊接验收标准的学习，严格按照标准施工。
二、焊缝余高不合格
1、现象
管道焊口和板对接焊缝余高大于3L；局部出现负余高；余高差过大；角焊缝高度不够或焊角尺寸过大，余高差过大。
2、原因分析
焊接电流选择不当；运条（枪）速度不均匀，过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度不均匀；焊条（枪）施焊角度选择不当等。
3、防治措施
⑴根据不同焊接位置、焊接方法，选择合理的焊接电流参数；
⑵增强焊工责任心，焊接速度适合所选的焊接电流，运条（枪）速度均匀，避免忽快忽慢；
⑶焊条（枪）摆动幅度不一致，摆动速度合理、均匀；
⑷注意保持正确的焊条（枪）角度。
4、治理措施
⑴加强焊工操作技能培训，提高焊缝盖面水平；
⑵对焊缝进行必要的打磨和补焊；
⑶加强焊后检查，发现问题及时处理；
⑷技术员的交底中，对焊角角度要求做详细说明。
三、焊缝宽窄差不合格
1、现象
焊缝边缘不匀直，焊缝宽窄差大于3L。
2、原因分析
焊条（枪）摆动幅度不一致，部分地方幅度过大，部分地方摆动过小；焊条（枪）角度不合适；焊接位置困难，妨碍焊接人员视线。
3、防治措施
⑴加强焊工焊接责任心，提高焊接时的注意力；
⑵采取正确的焊条（枪）角度；
⑶熟悉现场焊接位置，提前制定必要焊接施工措施。
4、治理措施
⑴加强练习，提高焊工的操作技术水平，提高克服困难位置焊接的能力；
⑵提高焊工质量意识，重视焊缝外观质量；
⑶焊缝盖面完毕，及时进行检查，对不合格的焊缝进行修磨，必要时进行补焊。
四、咬边
1、现象
焊缝与木材熔合不好，出现沟槽，深度大于0.5L，总长度大于焊缝长度的10％或大于验收标准要求的长度。
2、原因分析
焊接线能量大，电弧过长，焊条（枪）角度不当，焊条（丝）送进速度不合适等都是造成咬边的原因。
3、治理措施
⑴根据焊接项目、位置，焊接规范的要求，选择合适的电流参数；
⑵控制电弧长度，尽量使用短弧焊接；
⑶掌握必要的运条（枪）方法和技巧；
⑷焊条（丝）送进速度与所选焊接电流参数协调；
⑸注意焊缝边缘与母材熔化结合时的焊条（枪）角度。
4、治理措施
⑴对检查中发现的焊缝咬边，进行打磨清理、补焊，使之符合验收标准要求；
⑵加强质量标准的学习，提高焊工质量意识；
⑶加强练习，提高防止咬边缺陷的操作技能。
五、错口
1、现象
表现为焊缝两侧外壁母材不在同一平面上，错口量大于10％母材厚度或超过4L。
2、原因分析
焊件对口不符合要求，焊工在对口不合适的情况下点固和焊接。
3、防治措施
⑴加强安装工的培训和责任心；
⑵对口过程中使用必要的测量工器具；
⑶对于对口不符合要求的焊件，焊工不得点固和焊接。
4、治理措施
⑴加强标准和安装技能学习，提高安装工技术水平；
⑵对于产生错口，不符合验收标准的焊接接头，采取割除、重新对口和焊接。
六、弯折
1、现象
由于焊缝的横向收缩或安装对口偏差而造成的垂直于焊缝的两侧母材不在同一平面上，形成一定的夹角。
2、原因分析
⑴安装对口不合适，本身形成一定夹角；
⑵焊缝熔敷金属在凝固过程中本身横向收缩；
⑶焊接过程不对称施焊。
3、防治措施
⑴保证安装对口质量；
⑵对于大件不对称焊缝，预留反变形余量；
⑶对称点固、对称施焊；
⑷采取合理的焊接顺序。
4、治理措施
⑴对于可以使用火焰校正的焊件，采取火焰校正措施；
⑵对于不对称焊缝，合理计算并采取预留反变形余量等措施；
⑶采取合理焊接顺序，尽量减少焊缝横向收缩，采取对称施焊措施；
⑷对于弯折超标的焊接接头，无法采取补救措施，进行割除，重新对口焊接。
七、弧坑
1、现象
焊接收弧过程中形成表面凹陷，并常伴随着缩孔、裂纹等缺陷。
2、原因分析
焊接收弧中熔池不饱满就进行收弧，停止焊接，焊工对收弧情况估计不足，停弧时间掌握不准。
3、防治措施
⑴延长收弧时间；
⑵采取正确的收弧方法。
4、治理措施
⑴加强焊工操作技能练习，掌握各种收弧、停弧和接头的焊接操作方法；
⑵加强焊工责任心；
⑶对已经形成对弧坑进行打磨清理并补焊。
八、表面气孔
1、现象
焊接过程中，熔池中的气体未完全溢出熔池（一部分溢出），而熔池已经凝固，在焊缝表面形成孔洞。
2、原因分析
⑴焊接过程中由于防风措施不严格，熔池混入气体；
⑵焊接材料没有经过烘培或烘培不符合要求，焊丝清理不干净，在焊接过程中自身产生气体进入熔池；
⑶熔池温度低，凝固时间短；
⑷焊件清理不干净，杂质在焊接高温时产生气体进入熔池；
⑸电弧过长，氩弧焊时保护气体流量过大或过小，保护效果不好等。
3、防治措施
⑴母材、焊丝按照要求清理干净。
⑵焊条按照要求烘培。
⑶防风措施严格，无穿堂风等。
⑷选用合适的焊接线能量参数，焊接速度不能过快，电弧不能过长，正确掌握起弧、运条、息弧等操作要领。
⑸氩弧焊时保护气流流量合适，氩气纯度符合要求。
4、治理措施
⑴焊接材料、母材打磨清理等严格按照规定执行；
⑵加强焊工练习，提高操作水平和操作经验；
⑶对有表面气孔的焊缝，机械打磨清除缺陷，必要时进行补焊。
九、表面夹渣
1、现象
在焊接过程中，主要是在层与层间出现外部看到的药皮夹渣。
2、原因分析
⑴多层多道焊接时，层间药皮清理不干净；
⑵焊接线能量小，焊接速度快；
⑶焊接操作手法不当；
⑷前一层焊缝表面不平或焊件表面不符合要求。
3、防治措施
⑴加强焊件表面打磨，多层多道焊时层间药皮必须清理干净方可进行次层焊接；
⑵选择合理的焊接电流和焊接速度；
⑶加强焊工练习，提高焊接操作水平。
4、治理措施
⑴严格按照规程和作业指导书的要求施焊；
⑵对出现表面夹渣的焊缝，进行打磨清除，必要时进行补焊。
十、表面裂纹
1、现象
在焊接接头的焊缝、熔合线、热影响区出现的表面开裂缺陷。
2、原因分析
产生表面裂纹的原因因为不同的钢种、焊接方法、焊接环境、预热要求、焊接接头中杂质的含量、装配及焊接应力的大小等不同，但产生表面裂纹的根本原因是产生裂纹的内部诱因和必须的应力有两点。
3、防治措施
⑴严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊接条件；
⑵提高焊接操作技能，熟练掌握使用的焊接方法；
⑶采取合理的焊接顺序等措施，减少焊接应力等。
4、治理措施
⑴针对每种产生裂纹的具体原因采取相应的对策；
⑵对已经产生裂纹的焊接接头，采取挖补措施处理。
十一、焊缝表面不清理或清理不干净，电弧擦伤焊件
1、现象
焊缝焊接完毕，焊接接头表面药皮、飞溅物不清理或清理不干净，留有药皮或飞溅物；焊接施工过程中不注意，电弧擦伤管壁等焊件造成弧疤。
2、原因分析
⑴焊工责任心不强，质量意识差；
⑵焊接工器具准备不全或有缺陷。
3、防治措施
⑴焊接前检查工器具，准备齐全并且正常；
⑵加强技术交底，增强焊工责任心，提高质量意识。
4、治理措施
⑴制定防范措施并严格执行；
⑵加大现场监督检查力度，严格验收制度，发现问题及时处理。
十二、支吊架等T型焊接接头焊缝不包角
1、现象
T型焊接接头不包角焊接。
2、原因分析
⑴技术人员交底不清楚或未交底；
⑵施焊焊工经验不足或质量意识差，对其危害认识不够。
3、防治措施
⑴焊接施工前进行技术交底，明确焊接质量；
⑵焊工严格按照质量标准施焊。
4、治理措施
⑴加强技术交底，提高焊工的质量意识并认识其中的危害性；
⑵加强过程监督和焊接验收，发现问题及时处理。
十三、焊接变形
1、现象
焊接变形因焊件的不同而表现为翘起、角变形、弯曲变形、波浪变形等多种型式。
2、原因分析
造成焊接变形的原因有：装配顺序不合理、强力对口、焊接组有收缩自由度小、焊接顺序不合理等。
3、防治措施
⑴施焊前制定严格的焊接工艺措施，确定好装配顺序、焊接顺序、焊接方向、焊接方法、焊接规范、焊接线能量等；
⑵焊前进行技术交底，焊工严格按照措施施工；
⑶适当利用反变形法。
4、治理措施
⑴严格按照措施施工；
⑵焊接技术人员在现场指导焊接；
焊接技术常见缺陷和防止措施分析 篇3
【关键词】金属构件；焊接缺陷；工艺措施
Common welding defects and prevent Measures
Zhao Jie
（Kun Hebei Branch of Power Engineering Co.， Ltd Handan Hebei 056003）
【Abstract】This paper systematically discusses and analyzes the welding defects definitions， general conditions of defect formation in welding engineering， and defect repair imperfections influence.
【Key words】Technological measures；Weld defects；Metal components
1. 常见焊接缺陷危害
（1）焊缝缺陷是造成锅炉、压力容器失效和事故的主要原因，因此，必须对焊缝缺陷的危害性有充分的认识。
（2）焊缝弧坑缺陷对焊接接头的强度和应力水平有不利的影响。焊瘤不仅影响了焊缝的外观，而且也掩盖了焊瘤处焊趾的质量情况，往往会在这个部位上出现未熔会缺陷。
（3）咬边是一种危险性较大的外观缺陷。它不但减少焊缝的承压面积，而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，造成应力集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。因此，对咬边有严格的限制。
（4）气孔、夹渣等体积性缺陷的危害性主要表现为降低焊接接头的承载能力。如果气孔穿透焊缝表面。介质积存在孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐蚀，孔穴逐渐变深、变大，以至腐蚀穿孔而泄漏。夹渣边缘如果有尖锐形状，还会在该处形成应力集中。
（5）未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是应力集中的地方，在交变载荷作用下很可能生成裂。
（6）裂纹是最尖锐的一种缺口，它的缺口根部曲率半径接近于零。尖锐根部有明显的应力集中，当应力水平超过尖锐根部的强度极限时，裂纹就会扩展，以至贯穿整个截面而造成锅炉压力容器失效。特别是当焊接接头处于脆性状态时，裂纹的扩展速度极快，造成脆性破裂事故。裂纹还会加剧疲劳破坏和应力腐蚀破坏。
2. 常见焊接缺陷防止措施
2.1 未焊透。
（1）选择合适的坡口角度，装配间隙及钝边尺寸并防止错口。
（2）选择合适的焊接电源，焊条直径，运条角度应适当曰气焊时选择合适的火焰能率。如果焊条药皮厚度不均产生偏弧时，应及时更换。
（3）掌握正确的焊接操作方法，对手工电弧焊的运条和气焊，氩弧焊丝的送进应稳，准确，熟练地击穿尺寸适宜的熔孔，应把熔敷金属送至坡口根部。
（4）用碱性低氢型焊条焊接16MN 尺寸钢试板，在平焊接关时，应距离焊缝收尾弧10～15MM 的焊缝金属上引弧曰便于使接头处得到预热。当焊到接头部位时，将焊条轻轻向下一压，听到击穿的声音之后再灭弧，这样可消除接头处的未焊透。如果将接头处铲成缓坡状，效果更好。
2.2 未熔合。
（1）选择适宜的运条角度，焊接电弧偏弧时应及时更换焊条。
（2）操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况，使之熔合良好。
（3）横焊操作时，掌握好上、下坡口面的击穿顺序和保持适宜的熔孔位置和尺寸大小，气焊和氩弧悍时，焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。
2.3 焊瘤。
（1）选择适宜的钝边尺寸和装配间隙，控制熔孔大小并均匀一致，一般熔孔直径为0.8～1.25 倍的焊条直径，平焊打底焊时不应出现可见的熔孔，否则背面会形成焊瘤。
（2）选择合理的焊接规范，击穿焊接电弧加热时间不可过长，操作应熟练自如，运条角度适当。
（3）气焊时焊丝角度、送丝速度及其摆动应适当，可利用气体火焰的压力来控制？水的溢出。
2.4 冷缩孔。
为防止冷缩孔的产生，主要应从操作工艺上采取措施，在更换焊条灭弧前应在原熔池上或池背面连续点弧二、三次，以填充满熔池，然后将电弧向坡口面一侧后拉，逐渐衰减灭弧，这样可稍微提高熔池及周围的温度，减缓冷却速度，从而防止冷缩孔产生。
2.5 气孔。
（1）选择稍强的焊接规范，缩短灭弧停歇时间，灭弧后，当熔池尚未全部凝固时，就及时再引弧给送熔滴，击穿焊接。
（2）输送熔敷金属不要太多，使熔池的液态金属保持较薄，利于气体的逸出。
（3）运条角度要适当，操作应熟练，不要将熔渣拖离熔池，要换焊条后采用划擦法引弧，用短弧焊接。
（4）气焊和氩弧焊操作时，焊丝和焊炬的角度应适当，摆劲正确，焊连保持均匀适宜。
2.6 夹渣。
（1）选择适当的运条角度，操作应熟练，使熔渣和液态金属良好地分离。
（2）遇到焊条药皮成块脱落时，必须停止焊接，查明原因并更换焊条。
（3）打底层焊道或中间层焊道成形成控制均匀，圆滑过渡，接头或焊瘤应该用电弧割掉或用手砂轮磨隙。
（4）选择合适的火焰能率或规范，注意保持适宜的焊丝和焊炬角度，焊丝作正确摆，搅拌熔池，使熔渣顺利地浮出溶池。
2.7 咬边。
（1）选择适宜的焊接电源、运条角度、进行短弧操作。
（2）焊条摆动至坡口边缘，稍作稳弧停顿，操作应熟练、平稳。
（3）气焊火焰能率要适当，焊炬和焊丝的角度及摆动要适宜。
2.8 背面凹陷。
（1）保证装配尺寸符合要求，特别是间隙和纯边尺寸，操作要熟练、准确。
（2）严格控制击穿时的电弧加热时间及运条角度，熔孔大小要适当，采用短弧施焊。
（3）焊道背面成形不良，焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。
（4）严格控制击穿孔的尺寸大小，并使击穿焊接的速度均匀一致。
钢结构焊接焊接缺陷 篇4
1 焊接缺陷对结构静载非脆性破坏的影响
焊接缺陷对结构的静载破坏有不同程度的影响, 在一般情况下, 材料的破坏形式多属于塑性断裂, 这时缺陷所引起的强度降低, 大致与它所造成承载截面积的减少成比例。
夹渣或夹杂物, 根据其截面积的大小成比例地降低材料的抗拉强度, 但对屈服强度的影响较小。这类缺陷的尺寸和形状对强度的影响较大, 单个的间断小球状夹渣或夹杂物并不比同样尺寸和形状的气孔危害大。直线排列的、细小的而且排列方向垂直于受力方向的连续夹渣是比较危险的。
几何形状造成的不连续性缺陷, 如咬边、焊缝成型不良或焊穿等不仅降低了构件的有效截面积, 而且会产生应力集中。当这些缺陷与结构中的高残余拉伸应力区或热影响区中粗大脆化晶粒区相重迭时, 往往会引发脆性不稳定扩展裂纹。
未熔合和未焊透比气孔和夹渣更为有害。当焊缝有增高量或用优于母材的焊条制成焊接接头时, 未熔合和未焊透的影响可能并不十分明显。事实上许多使用中的焊接结构已经工作多年, 埋藏在焊缝内部的未熔合和未焊透并没有造成严重事故。但是这类缺陷在一定条件下可能成为脆性断裂的引发点。
裂纹被认为是最危险的焊接缺陷, 一般标准中都不允许它存在。由于尖锐裂纹容易产生尖端缺口效应、出现三向应力状态和温度降低等情况, 裂纹可能失稳和扩展, 造成结构的断裂。裂纹一般是在拉伸应力场和不良的热影响区显微组织段中产生的, 在静载非脆性破坏条件下, 如果塑性流动发生于裂纹失稳扩展之前, 则结构中的残余拉伸应力将没有什么有害影响, 而且也不会产生脆性断裂。
2 焊接缺陷对结构脆性破坏的影响
焊接结构经常会在有缺陷处或结构不连续处引发脆性断裂, 造成灾难性的破坏。一般认为, 结构中缺陷造成的应力集中越严重, 脆性断裂的危险越大。由于裂纹尖端的尖锐度比未焊透、未熔合、咬边和气孔等缺陷要尖锐得多, 所以裂纹危害最大。气孔和夹渣等体积类缺陷的存在量低于5%时, 如果结构的工作温度不低于材料的塑性-脆性转变温度, 它们对结构的安全是无害的。带裂纹的构件的临界温度要比含夹渣构件高得多。除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与断裂韧度之间的关系。许多焊接结构的脆性断裂都是由微小的裂纹引发的, 在一般情况下, 由于小裂纹并未达到临界尺寸, 结构不会在运行后立即发生断裂。但是小的焊接缺陷和不连续很可能在使用期间出现稳定增长, 最后达到临界值, 而发生脆性断裂。所以在结构使用期间进行定期检查, 及时发现和监测接近临界条件的缺陷, 是防止焊接结构脆性断裂最有效的措施。当焊接结构承受冲击或局部发生高应变和恶劣环境因素, 都容易使焊接缺陷引发脆性断裂, 例如疲劳载荷和腐蚀环境都能使裂纹等缺陷变得更尖锐, 使裂纹的尺寸逐渐增大, 加速其达到临界值。
3 焊接常见缺陷
3.1 常见的类型:气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边、夹钨。
3.2 生产的影响因素:
人员——关键要素;母材和焊材———决定要素;焊接设备状况———重要要素;标准/规范的执行状况——施工管理要素;环境管理状况——施工管理要求。
4 各种缺陷的预防措施
4.1 气孔的控制
4.1.1 按国家标准要求, 加强施工环境控制, 现场建立合理的施工清洁区。
4.1.2 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。
4.1.3 加强焊工基本技能的培训, 控制焊接电弧的合适长度。
4.1.4 严禁管内有穿堂风, 采取端部封堵等措施。
4.1.5 加强现场通风条件, 控制空气潮湿度小于等于90%。
4.1.6 采用低氢型焊条。
4.1.7 控制氩气纯度大于等于99.99%。
4.1.8 选择设备性能稳定的电焊机且标定合格。
4.1.9 按工艺评定要求, 控制氩气流量, 避免出现紊流。
4.2 夹渣的控制
4.2.1 加强焊工基本技能的培训, 控制铁水与熔渣分离。
4.2.2 按焊接工艺数据单要求, 控制焊接电流。
4.2.3 加强焊接过程的层道清理。
4.2.4 使用合适规格的焊条。
4.2.5 焊接接地线应该在工件中合理接地, 控制电弧偏吹。
4.3 未熔合的控制
4.3.1 加强焊工基本技能的培训, 消除根部未熔合缺陷产生。
4.3.2 注意层间修整, 避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。
4.3.3 严格按WPS要求, 采用合理的焊接电流。
4.3.4 正确处理钨丝的打磨角度和焊接停留时间。
4.4 未焊透的控制
4.4.1 加强坡口质量检查, 控制合理的钝边量。
4.4.2 加强装配质量检查, 严把装配质量关, 控制合理的错边量。
4.4.3 加强标准培训及伪缺陷在结构的模拟检验, 避免内部缺陷的错判。
4.4.4 加强焊工基本技能的培训。
4.4.5 按焊接工艺数据单要求采用合理的焊接电流。
4.4.6 使用合适规格的焊材。
4.4.7 正确处理钨丝的打磨角度。
4.5 错边的控制
4.5.1 加强原材料的验收质量, 控制两部件的壁厚差达到标准要求。
4.5.2 加强质量检验人员在现场对装配质量的检查, 严把装配质量关, 控制合理的错边量。
4.5.3 加强焊工自检工作, 按要求进行点焊, 达不到要求授权拒焊, 确保装配质量。
4.5.4 加强图纸的审查, 避免设计在设备、阀门与管道尺寸接口存在问题。
了解和掌握各种焊接缺陷对结构强度的影响对于我们正确把握焊接结构的安全性是十分必要的, 也使我们明确了哪些焊接缺陷可能对焊接结构带来灾难性的后果, 哪些焊接缺陷的存在是不会对焊接结构使用强度带来大的影响, 这对于我们焊接质量检验标准的确定也提供了很好的参考。通过采用以上控制措施, 焊接工程可以实现从施工管理、技术管理、质量管理的全方位控制, 确保焊接质量优良, 使进度、质量、成本相统一, 确保优质焊接工程的实现。
摘要：焊接缺陷的产生过程是十分复杂的, 既有冶金的原因, 也受到应力和变形的作用, 缺陷对焊接结构承载能力有非常显著的影响, 更为重要的是应力和变形与缺陷同时存在。焊接缺陷容易出现在焊缝及其附近地区, 而那些地区正是结构中拉伸残余应力最大的地方。焊接缺陷是平面的或立体的, 平面类型的缺陷比立体类型的缺陷对应力增加的影响要大得多, 因而也危险得多。
常见焊接缺陷以及解决方法分析 篇5
2016-07-09 焊接切割联盟
焊接接头的不完整性称为焊接缺陷，主要有：焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等。
焊前准备
构件边缘必须按规定进行准备，干净，无毛刺，无气割熔渣，无油脂或油漆，除了车间保护底漆。接头必须干燥。几种常见焊接缺憾点焊不应该太深，点焊位置应使其在施焊时能够重新溶合。焊前，检验员必须确保所有焊点处于良好状态，焊前必须清除坏点焊和炸裂的点焊。低温焊接
无论使用哪种焊接方式，在低温气候下焊接（低于+5℃），必须采取如下的防护措施，以避免低温焊接接头造成的不良效果（易脆、变硬而易裂，容易在焊接接头上产生诸如由于快速冷却和焊缝凝固造成的小眼和熔渣等缺欠）。1)在不受坏天气（如风、潮湿和气流等）干扰的区域施焊 2)干燥焊接接头以避免潮湿引起材料收缩 3)焊接接头预热，以减缓焊后焊缝的冷却速度 4)焊后对焊缝加盖防止焊缝的骤冷
5)焊接的最低温度为-10℃，采取所指的防护措施 6)需要时预热温度至少为50℃火焰进行缓慢、均匀的预热 缺陷分类
1、外观缺陷
外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。
A、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。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。
B、焊瘤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。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。防止焊瘤的措施: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。C、凹坑 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。防止凹坑的措施: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。D、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。防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。
E、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。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。烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接飞及承载能力。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。F、其他表面缺陷:(1)成形不良 指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。(2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。
(3)塌陷 单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。(4)表面气孔及弧坑缩孔。
(5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。
2、气孔和夹渣
A、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。
(1)气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。按气孔内气体成分分类,有氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。
(2)气孔的形成机理常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。
(3)产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。(4)气孔的危害气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。
(5)防止气孔的措施a.清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。b.采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。c.采用直流反接并用短电弧施焊。d.焊前预热,减缓冷却速度。e.用偏强的规范施焊。B、夹渣 夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。
(1)夹渣的分类a.金属夹渣:指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝之中,习惯上称为夹钨、夹铜。b.非金属夹渣:指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊缝之中。冶金反应不完全,脱渣性不好。
(2)夹渣的分布与形状有单个点状夹渣,条状夹渣,链状夹渣和密集夹渣(3)夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高；g.钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电、流密度大, 钨极熔化脱落于熔池中。h.手工焊时,焊条摆动不良,不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。
(4)夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源,危害较大。
3、裂纹 焊缝中原子结合遭到破坏,形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹 A、裂纹的分类 根据裂纹尺寸大小,分为三类1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。
从产生温度上看,裂纹分为两类:(1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。
(2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。
按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为:(1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。
(3)层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。
(4)应力腐蚀裂纹:在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。
B、.裂纹的危害裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。C、.热裂纹(结晶裂纹)(1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,最常见的热裂纹是结晶裂纹,其生成原因是在焊缝金属凝固过程中,结晶偏析使杂质生成的低熔点共晶物富集于晶界,形成所谓“液态薄膜”,在特定的敏感温度区(又称脆性温度区)间,其强度极小,由于焊缝凝固收缩而受到拉应力,最终开裂形成裂纹。结晶裂纹最常见的情况是沿焊缝中心长度方向开裂,为纵向裂纹,有时也发生在焊缝内部两个柱状晶之间,为横向裂纹。弧坑裂纹是另一种形态的,常见的热裂纹。
热裂纹都是沿晶界开裂,通常发生在杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢等材料气焊缝中(2)影响结晶裂纹的因素
a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。
b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会；
c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。
(3)防止结晶裂纹的措施a.减小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量较低的材料焊接。b.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。,c.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。d.合理选用焊接规范,并采用预热和后热,减小冷却速度。e.采用合理的装配次序,减小焊接应力。D、.再热裂纹(1)再热裂纹的特征
a.再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区。产生于焊后热处理等再次加热的过程中。
b.再热裂纹的产生温度:碳钢与合金钢550~650℃奥氏体不锈钢约300℃ c.再热裂纹为晶界开裂(沿晶开裂)。d.最易产生于沉淀强化的钢种中。e.与焊接残余应力有关。(2)再热裂纹的产生机理
a.再热裂纹的产生机理有多种解释,其中模形开裂理论的解释如下:近缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化铁、碳化饥、碳化镜、碳化错等)沉积在晶内的位错区上,使晶内强化强度大大高于晶界强化,尤其是当强化相弥散分布在晶粒内时, 阻碍晶粒内部的局部调整,又会阻碍晶粒的整体变形,这样,由于应力松弛而带来的塑性变形就主要由晶界金属来承担,于是,晶界应力集中,就会产生裂纹,即所谓的模形开裂。
(3)再热裂纹的防止a.注意冶金元素的强化作用及其对再热裂纹的影响。b.合理预热或采用后热,控制冷却速度。c.降低残余应力避免应力集中。d.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。E、冷裂纹.(1)冷裂纹的特征a.产生于较低温度,且产生于焊后一段时间以后,故又称延迟裂纹。b.主要产生于热影响区,也有发生在焊缝区的。c.冷裂纹可能是沿晶开裂,穿晶开裂或两者混合出现。d.冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。(2)冷裂纹产生机理a.瘁硬组织(马氏体)减小了金属的塑性储备。b.接头的残余应力使焊缝受拉。c.接头内有一定的含氢量。含氢量和拉应力是冷裂纹(这里指氢致裂纹)产生的两个重要因素。一般来说,金属内部原子的排列并非完全有序的,而是有许多微观缺陷。在拉应力的作用下,氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。当氢聚集到一定浓度时,就会破坏金属中原子的结合键,金属内就出现一些微观裂纹。应力不断作用,氢不断地聚集,微观裂纹不断地扩展,直致发展为宏观裂纹,最后断裂。决定冷裂纹的产生与否,有一个临界的含氢量和一个临界的应力值o当接头内氢的浓度小于临界含氢量,或所受应力小于临界应力时,将不会产生冷裂纹(即延迟时间无限长)。在所有的裂纹中,冷裂纹的危害性最大。
(3)防止冷裂纹的措施a.采用低氢型碱性焊条,严格烘干,在100~150℃下保存,随取随用。b.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c.选用合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊接应力d.焊后及时进行消氢热处理。
4、未焊透
未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进人,接头根部的现象。
A、产生未焊透的原因(1)焊接电流小,熔深浅。(2)坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大。(3)磁偏吹影响。(4)焊条偏芯度太大(5)层间及焊根清理不良。
B、未焊透的危害 未焊透的危害之一是减少了焊缝的有效截面积,使接头强度下降。其次,未焊透焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。未焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。
C、未焊透的防止 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,1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。
5、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,层间未熔合根部未熔合三种。A、.产生未熔合缺陷的原因(1)焊接电流过小;(2)焊接速度过快;(3)焊条角度不对;(4)产生了弧偏吹现象;旺,(5)焊接处于下坡焊位置,母材未熔化时已被铁水覆盖;(6)母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。B、未熔合的危害 未熔合是一种面积型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显,应力集中也比较严重,其危害性仅次于裂纹。
C、.未熔合的防止 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。
6、其他缺陷
(1)焊缝化学成分或组织成分不符合要求: 焊材与母材匹配不当,或焊接过程中元素烧损等原因,容易使焊缝金属的化学成份发生变化,或造成焊缝组织不符合要求。这可能带来焊缝的力学性能的下降,还会影响接头的耐蚀性能。
(2)过热和过烧: 若焊接规范使用不当,热影响区长时间在高温下停留,会使晶粒变得粗大,即出现过热组织。若温度进一步升高,停留时间加长,可能使晶界发生氧化或局部熔化,出现过烧组织。过热可通过热处理来消除,而过烧是不可逆转的缺陷。(3)白点:在焊缝金属的拉断面上出现的象鱼目状的白色斑,即为自点F白点是由于氢聚集而造成的,危害极大。预防缺陷 形状缺欠
外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。主要原因：操作不当，返修造成。危害：应力集中，削弱承载能力。尺寸缺欠
焊缝尺寸不符合施工图样或技术要求。主要原因：施工者操作不当
危害：尺寸小了，承载截面小； 尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。咬边 原因：
⒈焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。
⒉电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。弧坑
由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。危害：⒈减少焊缝的截面积； ⒉弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚，因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。烧穿 原因：
⒈焊接电流过大； ⒉对焊件加热过甚； ⒊坡口对接间隙太大；
⒋焊接速度慢，电弧停留时间长等。危害：⒈表面质量差
⒉烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺欠。焊瘤
熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。
原因：焊接参数选择不当； 坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。
危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透； 焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通界面计。气孔 原因：
⒈电弧保护不好，弧太长。
⒉焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯。⒊坡口清理不干净。危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺欠叠加造成贯穿性缺欠，破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。夹渣
焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。原因：
⒈熔池温度低（电流小），液态金属黏度大，焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出；
⒉运条不当，熔渣和铁水分不清；
⒊坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮； ⒋多层焊时熔渣清理不干净。
危害：较气孔严重，因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。未焊透
当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。原因：
⒈坡口角度小，间隙小，钝边太大；
⒉电流小，速度快来不及熔化； ⒊焊条偏离焊道中心。
危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中，引起裂纹 未熔合
熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。原因：
⒈电流小、速度快、热量不足；
⒉坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。
⒊焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。
危害：因为间隙很小，可视为片状缺欠，类似于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺欠。焊接裂纹
钢结构焊接焊接缺陷 篇6
关键词：金属材料；焊接缺陷；裂纹控制
随着经济的不断发展，工业依然处于重要的市场领域，金属被广泛应用在各行各业，成为日常生产生活中不可缺少的材料。随着金属材料的广泛使用，焊接技术也在不断进步，但是，金属焊接过程中难免会出现各种各样的缺陷，这些缺陷不仅对焊接结构带来灾难性后果，也有可能威胁人们的生命安全。所以为避免焊接出现缺陷，还需做好防范措施，要求焊接工作者严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，进一步开发新的焊接方法，从而提高焊接质量。
一、金属材料焊接中的夹渣缺陷以防治
从概念来看，夹渣是存在于焊缝的各种物质，它对金属整体强度具有严重影响。出现这种现象的原因主要是：浇筑前没有将浮渣清理干净，或者挡渣工作没有做好在浮渣的同时，也就随着金属液体进入内部；在浇注中，由于没有合理设计系统，对挡渣效果造成了很大影响，在渣子进入浇注系统后，很容易进入型腔，却不易排出。从焊件来看：由于焊接层清理不干净，在焊接速度过快、电流过小、操作不当的情况下，对焊接母材以及材料分配造成了很大的影响，最后对坡口设计也造成了不利影响。一旦夹渣产生，夹渣会随着裂纹沿展，减小强度，让焊缝存在开裂。对于这种情况，为了保障使用效益，必须保障金属液体的平稳流动，通过设置集渣包，减小硫含量，提高金属液体温度。对于浇包，除了要保障清洁度外，还应该使用茶壶进行浇包，或者利用冰晶石、稻草灰去除渣剂。
二、金属材料焊接中热裂纹缺陷及防治
在金属焊接中，热裂纹是金属在从液态转化成固态时，在中间区域出现的缝隙，同时也是很容易发现。出现这种现象的原因是：焊接熔池中的FeS 以及各种熔点较低的杂志凝结成强度较低的塑性，在凝结过程中，由于外在力影响，所以当金属处于凝结状态时，很容易在短时间内被拉开。另外，在金属材料中，一般都会包含硫成分，在硫的影响下，很容易出现这种现象。对于以上的情况，为了保障金属焊接成果，除了要严格依照施工步骤进行外，还必须结合实际情况，选用优秀的步骤以及方式、方法，减小焊接力；通过明确相关数值以及要素，在增强形状指标的同时，减小冷却速率。在这期间，最好的方法是活用焊接技术，从源头上避免中间位置出现缝隙，从而对焊接质量与后续使用造成不利影响。
三、金属材料焊接中未融合缺陷及防治
在金属焊接中，未焊透、未融合作为最普遍的问题，一旦出现，缝隙很容易出现骤然变化或者间断现象，这样不仅减小了工作强度，同时也很容易出现裂缝。未焊透是在金属焊接中，尾部或者结构没有焊透而出现的问题；没有融合，则是焊缝与焊件之间的部分区域没有融透的情况。从出现这种情况的原因来看：大部分存在于各个配件缝隙或者钝边过厚、角度偏小、焊条半径太大、速度大、电流小而电弧太长的情况；或者没有认真清理各个坡口周边的污物。在对该部分进行处理的过程中，由于该部分出现了熔渣，所以金属根本不能正常展开。另外，如果运条使用方式不对，让电弧处在坡口一边，也很难让边缘融合。对于上面出现的问题，除了要正确选用坡口以及规格，还必须在保障焊流速率的情况下，将周边污物清理掉。同时，对于底面也要彻底清除，在摆动适度的情况下，才可能做好融合以及周边融合。
四、金属材料焊接中的冷裂纹缺陷及防治
从概念来看，冷裂纹是金属焊接在冷却过程中或者冷却之后，金属材料、材料或者融汇焊接的区域出现的各种缝隙，它可能是当时出现，也可能是几个小时后或者几天后才出现。从冷裂纹出现的要素来看，热循环是影响焊接区域以及组织的重要因素，一旦焊缝存在较多的扩散氢，浓集现象就会产生。而对于接头部分，受整体因素影响，需要承担很多约束力。针对冷裂纹产生的原因以及特征，为了确保金属材料焊接成果，我们可以使用少量含有氢气的物质，从而减小成分。在这期间，为了避免过多水分对焊接质量的影响，必须根据实际情况做好物质保存以及活动运行；通过明确油迹状况，使用比较优秀的数值进行焊接，这样就能有效去除材料内部应力与组织回火，从而增强焊接部分的韧性与指标。另外，需要注意的是，必须使用恰当的步骤，从减小干扰出发，保障焊接使用安全。
五、金属材料焊接中的气孔缺陷及防治
在金属材料焊接中，气孔一般表现为氢气孔，具体有：表面、内部与街头气孔。出现这种现象的主要原因是：由于没有及时处理坡口污物，在焊芯存在锈迹或者掉落时，没有整合相关规定对其进行烘焙。另外，也可能是速率过快、电弧太长所致。为了确保金属使用效益，除了要保障焊流速率，还必须及时清除附近污物，在整合相关规定以及材料清理活动的同时，尽量避免变质材料的应用，通过做好运行管控，及时处理好焊丝，减小锈迹的不利影响。在对薄板进行焊接时，应该尽量减小线能量与焊接速度。
综上所述，在金属焊接中，为了确保金属焊接的有效性，除了不能在背水、带压情况下消除焊补，对于预热性材质，必须使用对应的预热措施。它要求在焊件热处理时，及时对缺陷进行修正，避免使用过大的电流进行焊接，而是运用不摆动、小电流、多道多层的方式进行焊接。在刚性较大的结构焊接时，除了第一与最后一层，还必须在热状态下做好锤击工作，并且每道收弧与起弧都必须分开。在手工焊补中，通常使用线能量控制的方式进行焊接，并且每个缺陷都不允许停顿，在焊补进行完毕后，让层间与预热温度在100 度以上。另外，也可以在整合探伤标准中，对缝隙进行深层分析，如果察觉高于数值，就必须再次处理，直到满足要求，当然焊补次数不能超出要求。因此，在实际工作中，必须结合实际情况，从源头上消除不良情况，控制不良运作。
参考文献：
[1]曲晓明.影响金属焊接性的因素及对应措施[J].科技创新导报，2015.
钢结构焊接焊接缺陷 篇7
1试验材料及试验方法
在对铝合金焊接中接头产生的疲劳进行分析中,可以通过试验的方法对其进行全面研究。在本试验中采用的铝合金制品主要是强化铝合金6061板材,其焊接接头方式表现为采用的对接模式。在进行焊接的过程中还需要在焊接口添加合理的焊丝,这对焊接的顺利进行起到非常重要的作用。在本过程中采用的焊丝为5356焊丝。根据本次试验中选取的材料进行成分深入分析,发现本次试验中两种材料本身化学成分非常多。具体成分见表1。
在对整个分析中可以清楚的看出6061铝合金试验板在进行焊接的时候需要对其中含有的成分进行全面分析,并根据相应成分选取有效的焊接方式。在本次试验中采取的焊接方式为MIG焊和TIG焊,采用这两种焊接方式对6061板材进行焊接,不仅仅能够保证其内部化学成分不会遭到破坏,对其自身的焊接质量也起到提升作用。在进行全部焊接之后还需要采用合理的方法对焊接物进行验伤处理,找出其中存在的问题,并对出现问题的原因进行全面分析。在这个过程中还需要进行合理的铣削加工,其根本目的在于对发生疲劳破坏的地方有一个准确的获知。另外在进行疲劳试样分析中,还需要对取样位置进行合理确定,这对保证在验伤过程中获取最准确的信息起到非常重要的作用。另外在对焊接完毕的板材接口进行疲劳破坏查询的时候主要通过相应扫描电子显微镜进行查询,查询方式主要是对断口形状进行合理观察。
2试验结果及分析
2.1疲劳试验
在上述试验进行研究之后对相应数据进行合理统计可以清楚地了解到,6061合金在接受焊接之后发生疲劳破坏的主要部位在相应焊接口,而且在这个过程中还发现在焊接进行中,发生焊接缺陷和没有发生焊接缺陷都会导致断于焊缝的情况出现。但是整个焊接过程是否存在缺陷对存在的疲劳现象和相应寿命还有很重要的作用。主要表现在缺陷尺寸越大或者数量越多,发生疲劳寿命下降的情况也越多,也就是说这两者之间是一种正向反映模式存在的。对整个数据研究结果可以发现其自身主要数据关系,其整个试验中的6061合金对接接头轴向疲劳性能的相应数据详见表2。
2.2疲劳断口特征
典型的疲劳破坏断口一般包括3个区域,按大部分试样表现为单源特征,个别试样则表现为多源特征。按照断裂过程依次是裂纹源、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区。疲劳开裂源自表面,试样疲劳裂纹源处可发现表面气孔、未焊透、显微疏松、夹杂物以及表面机械划伤。上述表面缺陷及损伤的存在,为疲劳裂纹的产生创造了条件,从而严重降低了焊接接头的疲劳寿命。表示裂纹前沿在间歇扩展中的逐次位置。试验各试样均具有同样的特征,疲劳辉纹细而密,且十分均匀。由于裂纹扩展中两表面的羁押和摩擦作用,断口疲劳区的突起部分被磨光或呈贝壳状的光泽表面。
2.3焊接缺陷的影响
铝合金焊接接头中的焊接缺陷主要有气孔、未焊透以及夹杂等。对于铝合金来说,焊缝余高的存在所产生的应力集中是影响焊接接头疲劳性能的关键因素,当焊缝余高去除后,焊缝中出现的缺陷就成为试件中最重要的缺口,从而成为影响焊接接头疲劳性能的主要因素。2.3.1气孔的影响。对铝合金焊接接头留有焊缝余高的横向焊缝进行试验时,发现焊缝中尺寸较小的气孔对疲劳破坏几乎没有影响。对含有0.8mm的单个气孔的接头试验后,发现与余高保留具有相似的疲劳断裂特征。当接头含有1.2~1.8mm的气孔连续成串并且其延伸超过试件宽度的75%时,这时气孔的影响就超过了焊缝外形所造成的应力集中的影响,破坏就从气孔缺陷处开始。也就是说,如果保留焊缝余高,试样中的缺陷只有达到一定尺寸时,疲劳性能才会进一步降低。如果将焊缝余高去掉,气孔就成为主要的应力集中,在这种情况下,随着缺陷程度的增加,疲劳性能逐渐下降,并且缺陷达到一定的尺寸(直径大于0.5mm,且在表面处)时,接头就会在气孔处开始疲劳断裂。2.3.2未焊透的影响。铝合金焊接结构中的未焊透是在对接焊缝中,焊缝金属没有到达接头的根部,因此在两板材表面的平面之间包含的焊缝金属要小于连接的两平面的厚度。有时未焊透分布在表面,有时分布在焊缝中间,并且其长度、厚度及方向各有不同。单面焊的未焊透位于根部,一方面这种缺陷的存在产生缺口效应,容易产生应力集中;另一方面几何上的不对称引起附加弯矩作用,因此造成疲劳性能的降低。
结束语
通过上述试验可以清楚发现,在铝合金模板进行焊接的过程中,其焊接主板和焊丝内部化学成分对整个焊接过程中出现的疲劳性能有很大影响。而且在对铝合金制品焊接口发生疲劳性能进行全面研究中,发现其内部产生疲劳性能的根本原因在于整个焊接过程中存在的缺陷大小和数量。也就是说焊接缺陷与出现疲劳破坏之间有一定关系。而且在上述试验中也清楚说明要想保证焊接接头的疲劳寿命,就需要对其焊接过程中存在的缺陷进行全面分析,使其对疲劳寿命的影响降到最低。
摘要：铝合金在人们日常生活中非常常见,采用这种材料制作成的各种产品由于自身性能良好而在社会上得到广泛应用。但是这种材料在制作工程需要通过焊接的方法进行产品制作,这就导致这种产品会出现相应疲劳性能。其发生疲劳性能的发生主要是因为焊缝中存在大量宏观尺度气孔,也就是说当铝合金产品自身的缺陷过多的情况,就会降低焊接焊头产生疲劳性能。因此,主要针对于焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能影响进行深入研究。
关键词：铝合金,焊接接头,疲劳性能
参考文献
[1]张志桐.奥氏体低碳镍铬锰合金焊接接头耐晶间腐蚀性能分析[J].世界有色金属,2016(8).
钢结构焊接焊接缺陷 篇8
关键词：焊接,焊缝,出现,缺陷,操作
0 引言
农业机械在使用中常常是处于振动比较强烈的情况, 其中的一些结构件由于易产生疲劳常会出现断裂破坏甚至造成事故, 特别是焊接处在振动的情况下产生疲劳断裂更为常见。构件断裂后, 当然我们还可用焊接的方法进行修复。为了保证焊接质量, 提高焊接件的使用性能, 对于施焊者来说, 讲究焊接工艺是相当重要的。这里就关于焊接时的工艺参数的正确选用做一分析, 以供施焊者参考。
1 焊条 (或焊丝) 直径
焊条 (或焊丝) 直径的选择首先考虑的是被焊材料的厚度, 其次是焊接位置、接头形式和焊道层次。被焊材料厚度越大, 所需焊条直径就越大。立焊、横焊、仰焊时焊条应细一些, T形接头焊条可粗些, 多层焊时, 第一层焊条应适当细些。如果选择的焊条过粗或过细则会影响到焊条的熔化速度, 熔化速度不合适有可能会使焊缝产生气孔、夹渣、未焊透及表面成型不好等缺陷。焊丝直径的选择可参考电焊条的选择, 注意的是仰焊时必须要用细一些的焊丝, 才能减少缺陷的产生。
2 焊接电流或火焰能率
焊接电流的大小首先是根据焊条直径选择的, 其次也应考虑焊接位置、焊道层次和焊条类型等。焊条越粗, 焊接电流越大, 立焊、横焊、仰焊时焊接电流要小些, 多层焊打底焊时焊接电流要小些, 填充焊时焊接电流要大些, 盖面焊时焊接电流适当小些, 碱性焊条焊接电流要小些。焊接电流 (或火焰能率) 的大小最后还需要通过实践操作来调节。如在焊接时发现熔池不清晰, 焊后清渣不能彻底, 那就是夹渣并有未焊透缺陷。这时就应该把焊接电流调大些。气焊时, 发现熔池形成慢, 火焰能率应调大些;如果焊接时熔池增大很快, 有烧穿的现象, 焊后发现有咬边和弧坑等, 那就是焊接电流 (或火焰能率) 过大。在连弧焊时, 发现后半根焊条变红, 这也说明焊接电流过大, 易造成夹渣、焊不透, 这时焊接电流应调小。
3 焊接角度
焊接时, 电极 (或火焰) 的方向及焊丝的方向分别用电极 (或火焰) 和焊丝相对于被焊工件表面的角度来表示。这些角度一般通称焊接角度, 简称焊角。
电极 (或火焰) 、焊丝的焊角分别由两个方位的夹角来确定。如电焊条的焊角在平焊时:一个是焊条与缝之间的右向夹角 (一般是右手拿焊条) , 另一个是焊条与缝两边板的夹角 (对称) ;在立焊时焊条斜对上:一个是焊条与缝之间的下夹角, 另一个是焊条与缝两边板的夹角 (对称) ;在横焊时焊条斜向上:一个是焊条与缝的右向夹角, 另一个是焊条与板下夹角;仰焊时焊条斜向上:一个是焊条与缝的右向夹角, 另一个是焊条与缝两边板的夹角 (对称) 。气焊火焰的焊角同焊条电弧焊时焊条的角度。
由于焊丝一般是用左手拿着的, 所以在平焊时的焊角:一个是与缝的左向夹角, 另一个是与缝两边板的夹角 (对称) ;立焊时:一个是与缝的上夹角, 另一个是与缝两边板的夹角 (对称) ;横焊时焊丝先水平放, 剩下就是焊丝与缝的左向夹角;仰焊时焊丝斜向上:一个是焊丝与缝的左向夹角, 另一个是与缝两边板的夹角 (对称) 。
上述焊丝夹角的大小, 要以方便操作、送丝准确而定, 一般操作过程中也不强调变化。但对电极 (或火焰) 与缝的右向夹角在焊接操作时, 要因熔池形成的快慢而随时调节, 如焊厚件感觉到熔池形成慢, 此夹角就得变大, 反之要变小。以上对焊角的要求一定得用好, 否则将影响到焊缝成型, 并易出现咬边、气孔、夹渣、焊瘤、烧穿等缺陷。
4 电弧长度
电弧长度一般规定为2～4 mm, 有时要求要用短弧操作, 特别是在立焊、横焊、仰焊时。短弧长度是指不大于电极直径的弧长。短弧的优点是电弧保护好、偏吹影响小。但电弧过短电极易粘, 不易观察熔池, 影响熔池形成和焊点成型;电弧过长则影响熔池保护, 电弧辐射面积大, 使熔滴和温度分散, 也不易形成熔池, 结果造成气孔、夹渣、未焊透等缺陷的产生。
5 焊接速度
焊接速度也是焊接操作技术的体现, 是指在保证焊接质量的前提下, 完成焊接任务的快慢。在这里更讲究的是在一次性不间断有次序地操作而不出现焊接缺陷, 完成焊缝的快慢。一个人如果施焊一段焊缝很快, 但是这段焊缝存在缺陷, 哪怕是经过焊补后仍比别人用得时间短, 那他对这段焊缝的操作也是失败的, 谈不上速度。因补焊时有可能消除了原来的缺陷, 但更有可能出现新的缺陷。这里所讲的一次性不间断有次序地操作, 目的是让焊缝从头至尾顺序结晶, 这样可有效地防止气孔、夹渣、组织疏松、裂纹等缺陷的出现。施焊中, 焊接运行速度可这样确定:对厚件如能准确地估计熔深, 保证焊透, 能仔细地观察熔池面大小使两边熔合, 使前后连续, 高度一致, 这样可作快一些的焊接运行, 否则就暂缓运行。在焊薄件或打底焊时, 因熔深及高度很容易保证, 主要是观察当熔池是连续的并与两边也都熔合, 就应作快一些的焊接运行, 否则就会烧穿。如果是烧穿, 应及时补救, 补救的方法是或抬高电弧, 或反复断弧, 或多加焊丝等。
高碳钢的焊接性与焊接缺陷分析 篇9
关键词：高碳钢,焊接性,焊接缺陷,裂纹
高碳钢是指w (C) 高于0.6%的碳钢, 它比中碳钢具有更大的淬硬倾向, 并形成高碳马氏体, 对冷裂纹的形成更为敏感。同时, 焊接热影响区内形成的马氏体组织, 性能硬而脆, 导致接头的塑性和韧性大大下降, 因此高碳钢的焊接性相当差, 必须采取特殊的焊接工艺, 才能保证接头的性能。因此, 在焊接结构中, 一般很少采用。高碳钢主要用于要求高硬度和耐磨性的机器零部件, 如转轴、大型齿轮和联轴器等[1]。为节省钢材, 简化加工工艺, 这些机器零部件也往往采用焊接结构组合而成。在重型机器制造中, 也会碰到高碳钢部件的焊接问题。在制定高碳钢焊件的焊接工艺时, 应全面分析可能产生的各种焊接缺陷, 并采取相应的焊接工艺措施。
1 高碳钢的焊接性
1.1 焊接方法
高碳钢主要用于高硬度和高耐磨性的结构, 所以主要的焊接方法是焊条电弧焊、钎焊和埋弧焊。
1.2 焊接材料
高碳钢焊接一般不要求接头与母材等强度。焊条电弧焊时一般选用去硫能力强、熔敷金属扩散氢含量低、韧性较好的低氢型焊条。在要求焊缝金属与母材等强度时, 应选用相应级别的低氢型焊条;在不要求焊缝金属与母材等强度时, 应选用强度级别低于母材的低氢型焊条, 切记不能选择强度级别比母材高的焊条。如果焊接时母材不允许预热, 为了防止热影响区冷裂纹, 可选用奥氏体不锈钢焊条, 以获得塑性好、抗裂纹能力强的奥氏体组织[2]。
1.3 坡口制备
为了限制焊缝金属中碳的质量分数, 应减少熔合比, 所以焊接时一般采用U型或V型坡口, 并注意将坡口及坡口两侧20mm范围内的油污、铁锈等处理干净。
1.4 预热
采用结构钢焊条焊接时, 焊前必须预热, 预热温度控制在250℃~350℃。
1.5 层间处理
多层多道焊时, 第一道焊采用小直径焊条, 小电流焊接。一般将工件置于半立焊或使用焊条横向摆动, 以使整个母材热影响区都在短时间内受热, 以获得预热和保温效果。
1.6 焊后热处理
焊后立即将工件放入加热炉中, 在650℃进行保温进行消除应力退火[3]。
2 高碳钢的焊接缺陷及防止措施
由于高碳钢淬硬倾向很大, 在焊接时容易出现热裂纹和冷裂纹。
2.1 热裂纹的防止措施
1) 控制焊缝的化学成分, 严格控制硫、磷的含量, 适当提高含锰量, 以改善焊缝组织, 减少偏析。
2) 控制焊缝断面形状, 宽深比要稍大些, 以避免焊缝中心的偏析。
3) 对刚性大的焊件, 应选择合适的焊接参数、合适的焊接次序和方向。
4) 必要时采取预热和缓冷措施, 来防止热裂纹的产生。
5) 提高焊条或焊剂的碱度, 以降低焊缝中的杂质含量, 改善偏析程度。
2.2 冷裂纹的防止措施[4]
1) 焊接前预热和焊后缓冷, 不仅可以降低热影响区的硬度和脆性, 而且还可以加速焊缝中的氢向外扩散。
2) 选择合适的焊接措施。
3) 采用合适的装配和焊接顺序, 减小焊接接头的拘束应力, 改善焊件的应力状态。
4) 选择合适的焊接材料, 焊前要烘干焊条、焊剂, 并做到随取随用。
5) 焊前应仔细清除坡口周围基本金属表面的水、锈等污物, 以降低焊缝中扩散氢的含量。
6) 焊前应立即进行去氢处理, 使氢从焊接接头中充分逸出。
7) 焊后应立即进行消除应力的退火处理, 促使焊缝中的氢向外扩散。
3 结束语
高碳钢由于含碳量较高, 淬硬性较大而焊接性较差, 焊接时容易产生高碳马氏体组织, 容易产生焊接裂纹, 因此在高碳钢焊接时, 要合理选择焊接工艺, 并及时采取相应措施, 减少焊接裂纹的出现, 提高焊接接头性能。
参考文献
[1]赵敏海、董卫国.重型钢轨与高锰钢辙叉的焊接——Ⅱ.高碳钢焊接性的研究[J].焊接学报, 2002 (23) :9～12.
[2]邱葭菲.焊接方法与设备[M].北京:化学工业出版社, 2008, 24-26.
[3]金属的焊接性[J].机械制造文摘:焊接分册, 2007 (4) :7～10.
钢结构焊接焊接缺陷 篇10
关键词：长输管道,焊接缺陷,原因,防治方案
随着经济的迅速增长和人口的不断增加, 人们对于能源的需求量也越来越大, 而我国的能源资源非常有限, 因而保证能源安全成了我国经济建设当中的重要内容。作为能源运输的主要方式, 管道运输的安全性也变得十分重要。近年来, 我国的长输管道在实际运用过程当中出现了诸多的问题, 其中焊接缺陷是常见的问题之一, 长输管道焊接问题在阻碍了能源的安全运输的同时, 也给我国社会经济建设的进度带来了不利的影响。
1 长输管道焊接施工中常见的焊接缺陷
在长输管道的焊接施工当中, 主要包括包括咬边、夹渣、未熔合、未焊透、气孔和裂纹这几种焊接缺陷。
1) 咬边。咬边指的是焊接过程当中, 熔敷金属未能盖住母材坡口而在焊道边留下了一些低于母材的缺口导致焊道咬肉的现象, 通常较浅的咬边不会产生太大影响, 但在咬边较深的情况下就会阻碍焊道力学性能的正常发挥, 减少母材的有效截面积, 并在咬边处形成应力集中导致接头强度降低, 引发咬边边缘组织淬硬, 从而出现裂纹。
2) 夹渣。作为长输管道焊接缺陷的重要表现, 夹渣指的是焊缝当中夹杂着熔渣和铁锈等物质, 一般发生在焊道的层间和根部, 其中层间夹渣是最为常见的。夹渣的产生主要是由于焊接时对焊条焊丝产生的熔渣没有做好清理, 使得熔渣进入到焊道层间, 或者是焊接电流不达标导致熔渣未完全溶化。此外, 坡口太小或坡口和焊道间夹角太小, 也会造成熔渣无法充分融化, 引起夹渣。
3) 未熔合。未熔合是一种面积缺陷, 指的是焊缝金属和母材金属、焊缝金属在没有完全溶化的情况下就焊接到了一起的缺陷, 通常未熔合依据出现位置的不同被分为根部未熔合、坡口未熔合和层间未熔合这三种类型, 其中根部、坡口未熔合对承载截面积减小的影响较为突出, 造成了严重的对应力集中现象。
4) 未焊透。未焊透缺陷会导致焊道有效面积的大大减少, 属于一种开口性缺陷, 也会导致应力的严重集中。导致未焊透缺陷出现的主要因素包括:由于没有规范性地进行坡口加工, 使得角度太小、钝边太厚、间隙不足;对层面的过度清理与打磨使得坡口变宽, 引发沟槽等一系列现象;焊接电流不足、线能力输入过小以及焊接人员的手法不够稳当, 也是导致未焊透缺陷产生的重要原因。
5) 气孔。气孔是熔池气体在金属凝固时未逸出的情况下形成的, 包括条形、密集、球形和柱状气孔等, 一般体现在一些深度的柱孔或大面积圆形气孔当中。
6) 裂纹。作为焊接施工中最具危害性的缺陷, 裂纹包括了结晶、液化和延迟裂纹, 不同与其他缺陷, 裂纹具有一定的延伸性, 必须严格进行杜绝。裂纹主要是由于工艺规程不当执行、外部应力过大等原因造成的。
2 防治长输管道常见焊接缺陷的方案要点
对于上述的种种焊接缺陷, 我们需要结合实际情况来制定出有针对性的防治措施, 从而有效地保证长输管道焊接工作的顺利进行。
1) 咬边的防治方案。首先, 为了避免熔池溶敷受到电流太大、电弧太长或电弧力不集中因素的影响而产生不到位的情况, 我们需要对焊接的参数进行适当的调整;其次, 为避免偏吹状况应调整焊条焊丝的倾斜角度;最后, 施工人员应当保证操作过程中手法稳当, 做好运条的摆动, 尽量减少偏差和失误。
2) 夹渣的防治方案。在多层焊接的过程当中应当及时清理干净焊丝焊条等产生的熔渣, 确保焊道的整洁通畅。避免熔渣因为焊接电流平过小而无法充分溶化, 出现浮出熔池的情况。此外, 还需确保坡口适中、上层焊道和坡口间无夹角, 从而促使熔渣快速溶解。
3) 未熔合的防治方案。未熔合缺陷对于长输管道质量起到了决定性的影响作用, 需要引起高度的重视。在进行焊接前, 必须清理干净坡口两侧五十厘米以内的油污、铁锈和泥水等杂物, 切实做好层间清渣工作。在起弧时, 需适当拉长电弧并放慢焊接速度, 通过局部预热使母材的热量达到足够溶化母材和前一条焊道之后, 再进行运条与施焊, 同时要适当控制焊条倾角和运条的速度, 时刻注意母材两侧的实际溶化情况。
4) 未焊透的防治方案。在焊接之前需对焊缝进行仔细的修磨与组对, 确保根焊时的焊丝焊条可顺利深入坡口的根部。在根焊不可出现熔孔的情况下需打磨出应有的根部间隙, 同时对焊接参数做出适当的调整。
5) 气孔的防治方案。焊接前须清理干净焊材与坡口, 避免其受油污和铁锈等污染或受潮, 同时要严格控制好焊接的电流与电压, 确保焊接工作的正常进行。另外, 为免影响焊接效果, 焊接的速度需适当。
6) 裂纹的防治方案。首先, 应当确保焊接施工严格根据相关的工艺要求来进行, 尽量挑选一些具有强抗裂性的材料来制作钢管, 使焊缝组织结构具有更好的韧性、塑性。其次, 若在严寒天气下施工, 要采取一定的保温措施, 可适当进行热处理, 或于焊后进行加热。最后, 还需严格控制好对应力, 避免使用对口器来强制组对。
3 总结
近年来, 我国的焊接技术不断得到了很好的发展与完善, 给长输管道建设工作带来了很大的便利, 使得焊口一次焊接的合格率大大提升, 但是与此同时, 在焊接过程当中也存在着很多亟待解决的焊接缺陷, 这些缺陷严重影响了长输管道的使用寿命, 并且很可能致使管道内输送介质发生泄漏、燃烧和爆炸等问题。因此, 我们必须在综合考虑焊接设备、焊接技能、材料、地形等因素的基础上, 采取合理有效地防治措施来避免危害的出现, 从而保障人们的生命安全, 给国家和企业带来更佳的环境与经济效益。
参考文献
[1]李益平.长输管道施工常见焊接缺陷质量分析控制[A].中国工程建设焊接协会.全国焊接工程创优活动经验交流会论文集[C].中国工程建设焊接协会, 2011.
[2]胡思亮.长输管道焊接施工常见的焊接缺陷及防治要点[J].低碳世界, 2014.
钢结构焊接焊接缺陷 篇11
【 关键词】工业管道；管道安装；管道焊接；焊接缺陷；缺陷预防
一.引言
工业管道安装过程中，焊接技术是工业管道连接的重要保障。工业管道经常出现渗漏及泄露事故，究其原因多半都是焊接质量不合格造成的。
二.工业管道安装过程中焊接的重要性
在整个工业管道安装中，焊接技术作为工业管道连接的重要保障，其技术是否合格，将直接关系着工业今后的投入使用。针对当前工业管道中出现的渗漏、泄露事故，深究其原因不难发现，多数是由焊接质量不合格而引起的。由此可见，在管道的正常安装使用中，焊接质量将直接影响着管道的安全性与可靠性。针对工业管道安装中焊接的重要性，主要体现在以下几个方面： 首先，面对当前工业发展规模的不断扩大，已有的工业管道已无法满足当前工业行业的发展需求，在扩大管道铺设规模的过程中，焊接作为连接新旧管道的重要途径，对管道今后的投入使用有着极其重要的作用。其次，在连接各个分段的工业管道时，焊接能够凭借自身的优势，将这些分段管道完整的联系到一起，使其在原有的基础上形成统一的整体，确保其今后的安全使用。最后，工业管道在应用中，所运输的工业物质多为液体或气体，若焊接处出现问题，将会造成液体或气体的大量外漏，在给环境造成严重威胁的同时，还会造成严重的经济损失。
三.工业管道安装过程中的焊接缺陷
1.焊接裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。裂纹主要在焊接应力和其他相关因素的共同作用下，金属材料中原子结合被破坏，产生新界面的缝隙。由于其有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道被破坏。裂缝是工业管道安装中，焊接接头中危害最大的缺陷，所以，在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，不仅难于返修，而且会给管道运行带来直接影响，必须割口重焊，因此必须引起足够的重视。
2.未熔合
未熔合是指未能完全熔化结合，它包括两部分：焊道与母材之间或焊道与焊道之间。其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合，其中根部未熔合出现的几率较大。未熔合易造成应力集中，危害性仅次于焊接裂纹。因此，未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。
3.咬边
所谓咬边就是通常所说的焊道咬肉，主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口，在焊道边缘留下的低于母材的缺口。浅短的咬边可以不作处理，但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，咬边将减少母材的有效截面积，在咬边处引起应力集中，降低接头强度，特别是低合金高强钢的焊接，另外咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。这都严重影响了管道输送的安全度。
4.气孔
气孔主要是在焊接时，由于熔池金属中的气体没有在熔池凝固之前及时逸出，而残留在焊缝金属的内部或者表面，形成孔穴。气孔的大小、形状、数量等均与母材材质、焊接位置、焊条性质、焊工操作技术等有关。对于形成气孔的气体，一些是原本溶解在母材与焊条钢芯中的气体；一些则是在药皮熔化过程中产生的气体，也有些来自母材上的油垢、锈迹等受热后分解产生。
四.防范焊接缺陷的預防措施
1.提高管道焊接工艺
①选择合适的坡口角度与装配间隙；选择合理的焊接电流，同时要求施工操作者对运条方式、焊条或者焊把的速度与角度等充分掌握，以满足焊件装配的间隙变化，确保焊接缝均匀。当焊角焊缝时，应注意保持正确的角度，避免焊缝尺寸不满足要求。②引弧时，尽量拉长电弧，通过预热的形式逐渐形成熔池；在收弧时，应将焊条在熔池中短暂停留，或者进行几次环形运条处理，以保证足够的焊条金属将熔池填满，以避免焊缝收尾的位置产生弧坑。③将坡口和焊层之间的熔渣认真清理干净，并铲平凹凸处，再进行焊接。适当加大焊接的电流，必要时则缩短电弧长度，并提高电弧停留时间。根据熔化的实际情况，适当调整焊条角度与运条方法，让熔渣上浮到铁水表面；正确选择焊条金属的母材与化学成分，以降低熔渣的熔点与粘度，避免产生夹渣缺陷。④在焊接前，做好准备工作。清除坡口两侧约 20-30mm 范围内的焊件表面油污；在焊接前，将焊条根据说明书中规定的时间与温度进行烘干，并选择符合规定的焊接方式。如果使用碱性焊条施焊，应尽量控制电弧长度，在风大的情况下则采取防风手段；如果焊条产生焊心锈蚀，且药皮开裂、变质、剥落、偏心时，都不能再使用，以避免气孔的产生。⑤选择合适的优质链条及焊接规范，合理安排焊接的次序与方向，减少焊接应力。另外，在焊接前还应对坡口周围的水、锈、油等污物进行认真清除，避免产生裂纹。
2. 使用先进的焊接设备
在保证工业管道焊接质量的过程中，使用先进的焊接设备，除了能提高焊接质量外，还能科学的缩短焊接时间，为整个工业管道今后的投入使用奠定基础。这就要求相关部门能够加大焊接设备的投资力度，在现有的基础上，不断更新焊接设备； 同时在条件允许的前提下，尽量引进国外先进的焊接设备，在避免焊接缺陷的同时，还能减少不必要的成本浪费。
3.加强焊接的全过程控制
在整个焊接活动中，焊接施工人员作为焊接活动的实施者，其焊接技术是否合格，将直接关系中管道的焊接质量，同时也关系着管道今后的投入使用。加强焊接全过程的控制，除了对焊接技术进行管理外，还需要对焊接工作人员进行相应的培训，确保其焊接技术在符合国家相关标准的前提下，避免焊接缺陷的出现。一般来讲，在影响焊接质量的过程中，除了施工人员的技术水平外，还包括施工人员的资历、责任心、工作态度等主观因素，而其他监督人员所其的作用是确保施工秩序的顺利进行，对焊接质量没有太大影响。而在避免焊接缺陷的过程中，首先应加强对焊接人员的技术培训，使其能够在实际工作中端正自己的工作态度，使用正确的施工技术进行施工，确保整个焊接活动的顺利进行。其次，加大对焊接施工的检测力度，针对焊接施工中查出的问题，应及时上报总部，并填写检修质量定期整改报告，令其限期整改。最后，在避免管道焊接对管道安装的影响，需要在看着焊接工作时，从施工现场的实际状况出发，除了严格遵守相应的规章制度外，还应加强与施工管理人员的配合，定期对管道焊接质量进行检查，以便在出现问题时，能及时的采取措施进行完善，避免问题的进一步扩大。
五.结束语
工业管道安装过程中的焊接缺陷对管道运营造成安全隐患，施工过程中必须要提前采取预防措施，加强焊接质量管控，保障管道焊接质量。
参考文献：
[1]张永利，郑新兵.工业管道安装过程中的焊接缺陷及预防措施[J].石油和化工设备，2009，12（12）：41-43.
[2]李利兵.工业管道安装中的焊接缺陷及预防措施[J].科技展望，2010，（7）：7.
[3]李军红.大口径天然气管道安装焊接施工技术[J].山西建筑，2009，35（35）：121-122.
球罐焊接缺陷的评定及处理 篇12
1 表面缺陷的评定及处理
1.1 评定方法和处理原则
在宏观的检查中可以发现焊缝错边量和棱角度超标的部位,是因为原创制造的缺陷,根据相关原则,为了不妨碍球罐的合理使用,尽量的要保持原创制造,安全等级大约定为3级。
1.2 进一步研究评定方法
介于在宏观的检查中发现的边缘没能填满并出现机械损伤等有关的表面缺陷,用砂轮对其打磨,进行细致的处理,按照准确的比例进行圆弧过度,剩下的壁厚不能小于所能允许的最小壁厚。如果超过了壁厚,那么就要进行无量纲的计算,并给予相应的补焊,与之相关的打磨部位都要进行检测是否合格,确保表面缺陷的消除,安全状况等级可分为2级或是3级。
2 内部缺陷的评定及处理
2.1 缺陷补焊评定
如果在检验过程中发现内部裂纹类型的缺陷,那么就要进行清除,与此同时,对临近表面的隐藏裂纹挖除修复研磨后的凹坑可以利用无量纲计算,如果G9<0.10那么可以存在凹坑,与之相反,必须对凹坑进行补焊,如果是合格的补焊,那么就可以进行定级,2级或者是3级。
2.2 缺陷的处理
(1)对于裂纹产生的原因,我们可以分析为在制作过程中有可能出现焊接的裂纹,在挖除裂纹时可以仔细的观察,裂纹处是有微小的细孔,可能是因为在制造过程中,这些微小的气孔就演变成大的裂纹。还有一种就是这种球罐在冬天的时候施工,在温度比较低的情况下焊接,有时如果不按照规定焊接,焊条烘干程度不够,那么在焊接的时候出现的微孔就会慢慢的变成大的裂纹。
(2)对于技术的要求呢,就是在裂纹补焊的前面,修理单位一定要是专业正规的,工艺试件一定要由修理单位配合焊接,保证技术的要求。而且这些补焊的工作人员一定要有相应的资格证书,并且在焊接前应注意防止焊接处由于冷却过度,而产生的焊接内应力所带来的不良后果,以防止新的裂纹的出现。
(3)补焊步骤方面的处理
可以对缺陷的部位进行超生波检测定位,在有缺陷的地方进行标明注释,在缺陷和球罐壁板接近的一侧用碳弧气创挖除缺陷,并用砂轮打磨,去开坡口,坡口长度要大于100毫米,坡口深度是小于板厚的三分之二,如果缺陷还不能消除,那么就要进行补焊了。其步骤大致是检测,预热,补焊,热处理,补焊表面磨修,对焊接部位用磁粉检测,最后进行水压试验。
3 球罐焊接过程中的注意事项
3.1 焊条的烘干和使用情况
焊条的准确温度大约在350摄氏度进行烘干一个小时,焊条在使用前一定要把带在可以随身携带的保温瓶没,在四小时之内用完即可,要按照规定要求进行使用。
3.2 预热方面的应用
焊接前预热是为了防止焊接裂纹的出现,这个效果很好,预热不仅能降低焊接周围区的冷却速度,还能促进扩散氢的释放量,大大的减少了冷却裂纹的产生。对于顶部的极板还有上部的温带板,以及底部的极板和下部温带板,它们之间的焊接,还有接管和入孔的插入焊接,都是非常有拘束力的焊接,所以一定要把预热温度升高,为了更好的施工。
3.3 焊接有关应用
由于每台球罐最少要进行立焊,横焊和仰焊这三种试板各一块,焊接的试板要和被焊接的球罐瓣片的材质,规格大小,和批号的多少都要进行验证,必须要完全一致。焊接前应对坡口进行认真的处理,清洗污垢,残留的污水和铁锈都要进行严格的处理,处理完的坡口一定要有金属光泽表面。在焊接过程中,对于工艺的规定,要严格检测焊接电流的大小,焊接时要根据规定的顺序进行焊接,不能私自乱焊接。
4 结语
通过这篇论述,让我们了解了球罐焊接的缺陷,以及它的评定方法和处理方式,球罐焊接的类型有很多要求,不管是预热,还是表面缺陷,以及内部缺陷,都是要求很高的。而且对于有关的计算,温度的要求都是严谨的,让我们知道焊接球罐是一项很有技术的施工工程,对于缺陷的形成并给与了相应的处理方法,为球罐焊接工程发展越来越好。
参考文献
[1]于改革;彭小敏;汪辉;房务农;07Mn Ni Mo DR钢制2500m~3低温球罐建造监理[J];焊接技术;2014年第01期.
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[3]张育红;李显峰;赵德江;李效国;税小勇;不锈钢-钢复合板球罐安装无损检测控制应用技术[J];现代焊接;2014年第03期.
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