焊接缺陷产生的原因预防及质量检验

焊接缺陷产生的原因预防及质量检验

彭国文

彭国文

佛山市金银河智能装备股份有限公司528100

摘要：质量是产品的核心，是企业的生命。随着我国工业的快速发展，在发展中焊接工作的质量要求也越发严格，本文全面阐述了焊接缺陷的种类、产生原因及其防止措施，并介绍了焊缝质量检验的方法。

关键词：焊接缺陷；预防措施；质量检验

引言

如何保证焊接质量，确保焊接质量要求，是作为一个焊接工的重要职责。良好的焊接质量是保证焊接结构安全作业和便用的重要条件。如果焊接接头存在严重的焊接缺陷，在其使用过程中，由于冲击、振动等原因，就有可能造成结构的断裂，甚至出现重大安全事故。

一、焊接缺陷的产生及其预防

焊接缺陷的种类较多，根据其在焊缝中的位置，可分为表面缺陷和内部缺陷。常见的焊接表面缺陷有：焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣及表面裂纹等。常见的焊接内部缺陷有：气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透等。影响焊接质量的因素很多，如母材及焊接材料的质量、坡口加工和装配精度、坡口表面清理状况、焊接设备、工艺参数、工艺规程、焊接技术水平、天气状况等。任何一个环节处理不当，都会产生焊接缺陷，影响焊接质量。

1.1焊缝外形尺寸和形状不符合要求

焊缝表面高低不平、焊波宽窄不齐、成形粗劣、焊缝尺寸过大或过小等，都属于焊缝外形尺寸和形状不符合要求，它会降低焊接接头强度，如果焊缝增高量过高，在截面过渡处会造成应力集中。

咬边是由于焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时补充所致。造成咬边的原因有：焊接电流过大；运条速度过快；电弧拉得过长；焊条角度不当等。预防的方法是选择合适的焊接电流和运条手法，并随时注意控制焊条角度和电弧长度

1.2咬边

咬边是指在焊件沿焊缝边缘的形成的沟槽或凹陷。它不仅减小焊接接头工作截面，而且在咬边处还会造成应力集中。在重要的结构或承受动载荷的结构中，一般不允许咬边存在，或对咬边深度有所限制。

咬边是由于焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时补充所致。造成咬边的原因有：焊接电流过大；运条速度过快；电弧拉得过长；焊条角度不当等。预防的方法是选择合适的焊接电流和运条手法，并随时注意控制焊条角度和电弧长度。

1.3焊瘤

熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上的形成的金属瘤称为焊瘤。它常出现在立、横、仰焊焊缝表面或无衬垫单面焊双面成形焊缝的背面。焊瘤不仅影响美观，还会造成表面夹渣。

产生焊瘤的主要原因是运条不匀，操作不够熟练。另外，立、仰焊时，焊接电流过大或电弧过长也会产生焊瘤。预防方法是掌握熟练的操作技术，保持运条均匀，使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，立、仰焊时，焊接电流应比平焊缝小10%-15%。

1.4弧坑

由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成低洼的坑穴称为弧坑。弧坑中常伴有裂纹和气孔等缺陷，使该处焊缝的强度降低。

产生弧坑的主要原因有：熄弧时间过短或焊接突然中断；焊接薄板时电流过大。预防方法是选用合适的焊接电流，收弧时焊条应作短时间停留或作几次环形运条。

1.5气孔

焊接过程中，如果熔池中的气泡在熔池金属凝固时未能逸出，就会在焊缝内部或表面形成气孔。气孔会使焊缝的有效截面减小，降低焊接接头的强度，破坏焊缝金属的致密性。

产生气孔的原因有：坡口边缘不清洁，有水、油、锈等杂质；焊条或焊剂受潮，含有水分；焊条锈蚀或药皮变质、剥落等。另外，采用碱性焊条焊接时，如果电弧拉得过长或焊接速度过快，也会产生气孔。预防气孔的方法是严格按规定保管和烘干焊接材料，焊前认真清理坡口边缘的杂质，选择合适的焊接电流和焊接速度，控制焊接电弧长度。

1.6夹渣

如果焊接时形成的熔渣未能完全浮到表面而残留在焊缝金属中，就会产生夹渣。夹渣会减小焊缝的有效工作截面，造成应力集中，降低焊接接头的强度和致密性。

产生夹渣的原因有：焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度过小；焊接电流过小或焊接速度过快；使用碱性焊条时，电弧过长或电源极性不正确。防止夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，焊前认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流、焊接速度和电弧长度，运条摆动要适当。另外，使用碱性焊条时，应尽量选用直流焊机，采用反接法，即焊机的正极接焊条，负极接焊件。

1.7未熔合和未焊透

焊接时，母材与焊缝金属或焊缝层间局部未熔透的现象称为未熔合，接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未熔合和未焊透减小了

焊缝工作截面，造成应力集中，降低了焊接接头强度，并且是焊缝开裂的根源。

产生未熔合的原因有：焊件坡口表面的氧化膜、油污等杂物未清理干净；焊接时，熔渣妨碍了金属间的熔合；运条手法不当，电弧偏在坡口一侧。

产生未焊透的原因有：焊件装配间隙或坡口角度太小；坡口钝边太厚；焊条直径太大；焊接电流过小或焊接速度过快；焊接电弧过长

等。预防未熔合和未焊透的方法是：正确选取坡口尺寸，焊前认真清理坡口表面，合理选用焊条直径、焊接电流和焊接速度，控制电弧长度，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。

1.8焊接裂纹

焊接过程中或焊接以后，在焊接区域内由于焊接应力以及其它致脆因素的共同作用，焊接接头局部金属原子结合力遭到破坏，出现破

裂的现象称为焊接裂纹。裂纹是最危险的一种缺陷，它除了减小截面承载强度外，还会产生严重的应力集中。微小的裂纹在动载荷的作用下，易于扩展而致使整个结构破坏。因此，焊接结构中不允许存在裂纹，一经发现须铲除重焊。

二、焊接质量检验方法

2.1焊前检查

焊接前的准备工作主要从人员的配置，机械装置，焊接材料，焊接方法，焊接环境，焊接过程的检验这六个方面进行控制。

（1）焊工资格审查

人员的配置主要从焊工资格检查这方面进行控制。主要检查焊工资格证书是否在有效期内，所具有的焊接资格证书工种是否与实际从事的工种相适应。

（2）焊接设备检查

焊接设备检查主要包括以下几个方面：焊接设备的型号，电源极性是否与焊接工艺相吻合，焊接过程中所用到的焊炬，电缆，气管，以及其他焊接辅助设备，安全防护设备等是否准备齐全。

（3）原材料检查

焊接材料的质量对焊接质量有着重要的影响。焊接材料的检查主要包括对焊接母材，焊条，焊剂，保护气体，电极等进行质量控制。检查这些原材料是否与合格证和国家标准相符合，检查期包装是否有损坏，质量是否过期等。

（4）焊接方法检查

常用的焊接方法有电弧焊，（其中电弧焊包括焊条电弧焊，埋弧焊，钨极气体保护焊等），电阻焊，钎焊等。焊接方法是直接影响焊接质量的重要因素，根据焊接工艺要求选择合适的焊接方法是保证焊接质量的重要手段。

（5）焊接环境检查

焊接环境对焊接质量的影响也不容小视，焊接场所可能会遭遇环境温度，湿度，风雨等不利因素。检查是否采取必要的防护措施。出现下列情况必须停止焊接作业：采用电弧焊焊接工件时，风速≥8m/s；气体保护焊焊接时风速不大于2m/s；相对湿度不超过90％；采用低氢焊条电弧焊时风速不大于5m/s；下雨或下雪。

（6）焊接过程检查

为了保证焊接能够正确按照焊接工艺指导书的焊接参数进行焊接，经常需要增加焊接过程的质量检查程序。焊接过程质量检查通常由专职或兼职质量检验员进行，从焊接准备工作开始，对人员配备，焊接设备，焊接材料，焊接环境，焊接方法，等各方面进行检查、监控。

2.2焊接过程中检查

（1）焊接缺陷

尤其是采用多层焊焊接时，检查每层焊缝间是否存在裂纹，气孔，夹渣等缺陷，是否及时处理缺陷。

（2）焊接工艺

焊接过程是否严格按照焊接工艺指导书的要求进行操作，包括对焊接方法、焊接材料、焊接规范、焊接变形及温度控制等方面进行检查。

（3）焊接设备

在焊接过程中，焊接设备必须运行正常，例如焊接过程中的冷却装置，送丝机构等。

2.3焊后质量检查

（1）外观检查

包含以下几个方面：1、对焊缝表面咬边、夹渣、气孔、裂纹等检查，这些缺陷采用肉眼或低倍放大镜就可以观察。2、尺寸缺陷检查，例如焊缝余高、焊瘤、凹陷、错口等，需采用焊接检验尺进行测量。3、焊件变形量检查。

（2）致密性试验检查

常用的致密性试验检验方法有液体盛装试漏、气密性实验、氨气试验、煤油试漏、氦气试验、真空箱试验。1、液体盛装试漏试验主要用于检查非承压容器、管道、设备。2、气密性试验原理是:在密闭容器内，利用远低于容器工作压力的压缩空气，在焊缝外侧涂上肥皂水，当通入压缩空气时，由于容器内外存在压力差，肥皂水处会有气泡出现。

（3）强度试验检查

强度试验检查分为液压强度试验和气压强度试验两种，其中液压强度试验常以水为介质进行，对试验压力也有一定的要求，通常试验压力为设计压力的1.25~1.5倍。

三、结束语

因此，切实保证焊接质量，搞好焊接质量检验.是我们每个焊接工作者的重要职责。

参考文献

[1]钢结构施工中机械焊接工艺分析[J].宋岩.科技经济导刊.2017(24)

[2]浅谈焊接缺陷成因及防治措施[J].邵圣明.价值工程.2016(27)

[3]船舶焊接检验方法浅析[J].蒋学亮,贺晓峰.科技视界.2013(31)

[4]焊接质量检验方法[J].裴加梅.济宁市技师学院