淺談焊接缺陷危害、產(chǎn)生原因及控制措施

牛水強(qiáng)

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，焊接已成為—門獨(dú)立的技術(shù)，應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是航空、核工業(yè)、造船、建筑和機(jī)械制造等。焊接技術(shù)是一種不可缺少的加工手段，但是焊接缺陷直接影響著機(jī)械的安全運(yùn)行。因此，將焊接缺陷盡量控制在允許范圍內(nèi)是每名焊接操作人員和工程管理人員應(yīng)盡的責(zé)任。

關(guān)鍵詞：焊接缺陷；防治措施；熱裂紋；冷裂紋

中圖分類號(hào)：TG407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.152

1 焊接缺陷的分類及影響因素

焊接缺陷的種類很多，根據(jù)其在焊縫中的位置可分為表面焊接缺陷和內(nèi)部焊接缺陷。常見的表面焊接缺陷有焊縫的尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑、燒穿、表面氣孔、表面裂紋等，常見的內(nèi)部焊接缺有氣孔、夾渣、裂紋、未熔合和未焊透等。影響焊接質(zhì)量的因素有很多，比如母材和焊接材料的質(zhì)量、坡口表面的狀況、焊接設(shè)備的質(zhì)量、工藝參數(shù)、工藝規(guī)程、焊接技術(shù)的水平、天氣狀況等。如果未處理好其中任何一個(gè)影響因素，都會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷，進(jìn)而嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。

2 外部焊接缺陷的危害和防治措施

2.1 外表面形狀和尺寸不符合要求

外表面形狀和尺寸不符合要求主要指焊縫寬窄不一、高低不平、焊波粗劣、余高不足或過高等。焊縫尺寸過小會(huì)降低焊接接頭的強(qiáng)度；尺寸過大將增加結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形，導(dǎo)致應(yīng)力集中，且會(huì)增加焊接工作量。

外表面形狀和尺寸不符合要求的危害為焊縫不美觀、焊材與母材的結(jié)合不良、焊接接頭的性能下降、接頭的應(yīng)力偏向或不均勻分布等。該缺陷產(chǎn)生的原因?yàn)楹讣驴诮嵌扔衅?、裝配間隙不均勻、焊接參數(shù)不合理、運(yùn)條速度過快或過慢、焊條的角度選擇不當(dāng)、工作操作不熟練等。該缺陷的防治措施有以下3種：①選擇合適的坡口角度，按標(biāo)準(zhǔn)要求焊件，并保持間隙均勻；②編制合理的焊接工藝流程和焊接參數(shù)，控制焊接變形和翹曲，選擇合理的焊接速度；③采用合適的運(yùn)條手法和角度，隨時(shí)注意焊件的坡口變化，以保證焊縫美觀。

2.2 咬邊

金屬焊縫邊緣母材上被電弧燒熔后形成的凹槽稱為咬邊。該缺陷會(huì)降低焊接接頭的強(qiáng)度、減少接頭的有效面積、易引發(fā)應(yīng)力集中。該缺陷產(chǎn)生的原因?yàn)楹附訁?shù)不合理、操作工藝不正確和焊接技術(shù)較差等。該缺陷的防治措施為選擇合適的焊接電流和運(yùn)條手法，隨時(shí)控制焊條的角度和電弧長度，并加強(qiáng)對(duì)工人的技能培訓(xùn)。

2.3 焊瘤

在焊接過程中，熔焊金屬流淌至焊縫之外形成的金屬瘤稱為焊瘤。其危害為影響焊縫表面的美觀、存在未焊透的部分、易造成應(yīng)力集中。該缺陷產(chǎn)生的原因?yàn)槿鄢販囟冗^高、熔池體積過大、液態(tài)金屬因重力作用而出現(xiàn)的下垂。該缺陷的防治措施為嚴(yán)格控制熔池的溫度，制訂合理的焊接標(biāo)準(zhǔn)，并縮短擊穿焊接電弧的加熱時(shí)間。

2.4 燒穿

在焊接過程中，熔化的金屬從坡口背面流出形成的穿孔缺陷稱為燒穿。該缺陷會(huì)導(dǎo)致焊接部位產(chǎn)生氣孔、夾渣、凹坑等。該缺陷產(chǎn)生的原因?yàn)楹附与娏鬟^大、焊接速度過慢和焊接間隙大。該缺陷的防治措施為選擇合適的焊接電流和坡口角度。

3 內(nèi)部焊接缺陷的危害和防治措施

3.1 焊接裂紋

焊接裂紋是焊接過程中最常見的缺陷之一，按裂紋形成的條件可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂四類。焊接裂紋是導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)失效的最直接的原因，特別是在鍋爐壓力容器的焊接過程中，該缺陷可能導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。焊接裂紋的主要特征是具有擴(kuò)展性，在一定的工作條件下會(huì)不斷“生長”，直至斷裂。該缺陷產(chǎn)生的原因有以下2點(diǎn)：①焊接過程中產(chǎn)生了較大的內(nèi)應(yīng)力，且焊縫中有低熔點(diǎn)雜質(zhì)，當(dāng)外界應(yīng)力較大時(shí)，就會(huì)從結(jié)合力較弱的低熔點(diǎn)雜質(zhì)處斷開，形成熱裂紋；②由于過熱區(qū)和熔合區(qū)的塑性和韌性較差，所以，焊縫金屬中含有較多的氫，當(dāng)結(jié)合應(yīng)力較大時(shí)，易產(chǎn)生冷裂紋。

3.2 氣孔

焊接熔池在高溫時(shí)會(huì)吸收大量的氣體，冷卻后部分氣體會(huì)殘留在焊縫金屬內(nèi)，進(jìn)而形成氣孔。氣孔對(duì)焊縫的性能有較大的影響，它不僅會(huì)使焊縫的有效工作截面縮小，導(dǎo)致焊縫的機(jī)械性能下降，還會(huì)降低焊縫的致密性，進(jìn)而引發(fā)泄漏。該缺陷產(chǎn)生的原因有以下2點(diǎn)：①焊條或焊劑受潮，藥皮開裂、脫落、變質(zhì)，焊絲和坡口質(zhì)量較差等；②焊接工藝不合理。

該缺陷的防治措施為：烘干焊條或焊劑，選擇不會(huì)開裂、脫落、變質(zhì)的藥皮，保證焊絲和坡口的質(zhì)量，并制訂合理的焊接標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 夾渣

焊接后殘留在焊縫內(nèi)部的非金屬夾雜物，稱為夾渣。該缺陷會(huì)降低焊縫的塑性和韌性。該缺陷產(chǎn)生的原因包括坡口角度過小、熔渣未浮出、焊接電流過小、熔深過淺、未清理熔渣、接頭處理不徹底、坡口處有銹或泥沙等。該缺陷的防治措施包括清理坡口、調(diào)節(jié)焊接電流、控制焊接速度、徹底清理熔渣和選擇優(yōu)質(zhì)的焊條等。

3.4 未焊透

未焊透是指焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象。該缺陷會(huì)縮小焊縫的有效面積，使接頭的強(qiáng)度下降，且會(huì)成為裂紋源。該缺陷產(chǎn)生的原因?yàn)椋汉附与娏鬟^小、焊接速度過快、坡口角度過小、根部鈍邊尺寸過大、焊條擺動(dòng)角度不當(dāng)、電弧過長、偏吹等。該缺陷的防治措施包括控制坡口尺寸、焊速、焊條直徑和焊接角度，并解決電弧偏吹問題、掌握正確的焊接操作方法。

4 結(jié)束語

焊接缺陷的產(chǎn)生過程十分復(fù)雜，其影響因素也有很多。焊接缺陷對(duì)焊接結(jié)構(gòu)的承載能力有非常重要的影響，這就要求我們應(yīng)保證焊接結(jié)構(gòu)的安全性，明確焊接缺陷對(duì)焊接結(jié)構(gòu)造成的影響。而積極采取防治措施能確保焊接質(zhì)量，使焊接進(jìn)度、質(zhì)量、成本符合標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

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[2]魏桂花，趙素君.常見焊接缺陷及應(yīng)對(duì)措施[J].機(jī)械管理開發(fā)，2007（02）.

〔編輯：張思楠〕