焊接缺陷产生的原因及防止方法.

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1、焊接缺陷产生的原因及防止方法 培训要求：了解电弧焊常见缺陷的产生原因，掌 握防止电弧焊焊接缺陷的方法。 焊接缺陷一：焊缝表面尺寸不符合要求 焊缝表面高低不平、焊缝宽窄不齐、尺寸过大或 过小、角焊缝单边以及焊角尺寸不符合要求。 产生原因：焊件坡口角度不对，装配间隙不均匀 ，焊接速度不当或运条手法不正确，焊条和角度 选择不当或改变。 防止方法：选择适当的坡口角度和装配间隙；正 确选择焊接工艺参数，特别是焊接电流值，采用 恰当运条手法和角度，以保证焊缝成形均匀一致 。 焊接缺陷二：焊接裂纹 在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，喊接头局部 地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生 的缝隙叫焊

2、接裂纹。 热裂纹：焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相 线附近产生的焊接裂纹。 产生原因：由于熔池冷却结晶时，受到的拉应力作用， 而凝固时，低熔点共晶体形成的液态薄层共同作用的结 果。 防止方法（1）控制焊缝中的有害杂质的含量即碳、硫 、磷的含量，减少熔池中低熔点共晶体的形成。（2） 预热：以降低冷却速度，改善应力状况。（3）采用碱 性焊条。（4）控制焊缝形状，尽量避免得到深而窄的 焊缝。（5）采用收弧板，将弧坑引至焊件外面，即使 发生弧坑裂纹，也不影响焊件本身。 焊接缺陷三：气孔 气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出 ，残存下来形成的空穴。 产生原因（1）铁锈和水分，（2）焊接方法

3、 埋 弧焊比手弧焊大，（3）焊条种类 碱性焊条容易 产生气孔，（4）电流种类和极性，（5）焊接工 艺参数，速度增加，焊接电流增大，电弧电压升 高。 防止方法（1）仔细清除焊件表面的铁锈等污物 ，（2）焊条、焊剂在焊前按规定烘干，并存放 于保温桶中，做到随用随取，（3）采用合适的 焊接工艺参数，使用碱性焊条焊接时，一定要采 用短弧焊。 焊接缺陷四：咬边 由于焊接参数选择不当，或操作工艺不正确，沿 焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷叫咬边。 产生原因：主要是由于焊接工艺参数选择不当， 焊接电流太大，电弧过长，运条速度和焊条角度 不适当等。 防止方法：选择正确的焊接电流及焊接速度，电 弧不能拉的太长，掌

4、握正确的运条方法和运条角 度。 焊接缺陷五：未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象叫未焊透。 产生原因：焊缝坡口钝边过大，坡口角度太小 ，焊根未清理干净，间隙太小，焊条或焊丝角度 不正确，电流过小，速度过快，弧长过大，焊接 时有磁偏吹现象；或电流过大，焊件金属尚未充 分加热时，焊条已急剧熔化，层间或母材边缘的 铁锈、氧化皮及油污等未清理干净，焊接位置不 佳，焊接可达性不好等。 防止方法：正确选用和加工坡口尺寸，保证必须 的装配间隙，正确选用焊接电流和焊接速度，认 真操作，防止焊偏等。 焊接缺陷六：夹渣 焊后残留在焊缝中的熔渣叫夹渣。 产生原因：焊接电流太小，以致液态金属和熔渣 分不清；焊接速度

5、过快，使熔渣来不及浮起；多 层焊时，清渣不干净；焊缝成形系数过小以及手 弧焊时焊条角度不正确等。 防止方法：采用具有良好工艺性能的焊条，正确 选用焊接电流和运条角度，焊件坡口角度不宜过 小，多层焊时，认真做好清渣工作等。 其它焊接缺陷 七：未熔合：焊道与母材之间或焊道与焊道之间 ，未完全熔化结合的部分。 产生原因：层间清渣不干净，焊接电流太小，焊 条偏心，焊条摆动幅度太窄等。 防止方法：加强层间清渣，正确选择焊接电流， 注意焊条摆动等。 八：焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外 未熔化的母材上，所形成的金属瘤。 产生原因：操作不熟练和运条角度不当。 防止方法：提高操作技术水平。正确选择焊接

6、工艺 参数，灵活调动焊条角度，装配间隙不宜过大。 九：烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流 出，形成穿孔的缺陷叫烧穿。 产生原因：对焊件加热过甚。 防止方法：正确选择焊接电流和焊接速度，严格 控制焊件的装配间隙。另外，还可以采用衬垫等 防止烧穿。 试述金属熔焊焊缝缺陷的分类及表示方法。 l根据GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分类及说 明的规定，将金属熔焊焊缝缺陷分为以下几类 ： 第1类裂纹；第2类孔穴；第3类固体夹杂；第4类 未熔合和未焊透；第5类形状缺陷和第6类上述以 外的其它缺陷。 l本标准按缺陷性质分大类，按其存在的位置及状 态分小类，以表格的方式列出。缺陷用数字序号 标记。每一缺

7、陷大类用一个三位阿拉伯数字标记 ，第一缺陷小类用一个四位阿拉伯数字标记。因 此，每一数字序号仅适合于某一特定类型的缺陷 。例如，1021表示“焊缝横向裂纹”，1023表示“ 热影响区横向裂纹”等。 l1什么是热裂纹？促使形成热裂纹的因素有哪 些？ l焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线 附近的高温区间产生的焊接裂纹即热裂纹。又称 结晶裂纹。其特征是断口呈蓝黑色，即金属在高 温被氧化的颜色，裂纹总是产生在焊缝正中心或 垂直于焊缝鱼鳞波纹，焊缝表面可见的热裂纹呈 不明显的锯齿状，或与焊缝波纹相垂直呈放射状 分布。个别情况下，热裂纹也可能出现在热影响 区。热裂纹主要发生在杂质含量较多的钢、单相

8、 奥氏体钢、镍基合金、铝合金、钼合金等的焊缝 金属中。 l2 促使形成热裂纹的因素有： l（1）焊缝金属的化学成分 焊缝金属中C、S、P 元素较多时，促使形成热裂纹。锰在熔池中能与 硫形成MnS进入熔渣，可减少硫的有害作用，适 量时可减少焊缝的热裂纹倾向。 钢中含铜量过多时，会增大焊缝热裂纹倾向。 l（2）焊缝横截面形状 焊缝熔宽与厚度的比值 越小，即熔宽较小、厚度较大时，容易产生热裂 纹。 l（3）焊接应力 焊件刚性大，装配和焊接时产 生较大的焊接应力，会促使形成热裂纹。 l3 如何防止产生热裂纹？ l（1）控制焊缝金属中有害杂质的含量 碳素结 构钢用焊芯（丝）的含碳量均0.10，硫、磷 的

9、含量应0.03，焊接高合金钢时控制更严。 l（2）预热 能减小焊接熔池的冷却速度，降低 焊接应力。随着母材含碳量或碳当量的增加，应 适当增高预热温度。 l奥氏体不锈钢焊缝不能采用预热的方法来防止产 生热裂纹。 l（3）采用碱性焊条和焊剂 由于碱性焊条和焊 剂具有较强的脱硫、磷能力，因此具有较高的抗 热裂能力。 l（4）适当调整焊接工艺参数 焊接工艺参数直 接影响焊缝的横断面形状，因此适当减小焊接电 流以减少焊缝厚度，有利于提高焊缝的抗裂性能 。 l（5）采用收弧板 焊接终了断弧时，由于弧坑 冷却速度较快，常因偏析而在弧坑处形成热裂纹 ，即所谓的弧坑裂纹。所以终焊时应逐渐断弧， 并填满弧坑。必要

10、时可采用收弧板，将弧坑移至 焊件外，此时即使产生弧坑裂纹，也因焊后需将 收弧板割掉，并不影响结构本身。 l4什么是冷裂纹、延迟裂纹？促使形成冷裂纹 、延迟裂纹的因素有哪些？ l焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在Ms 温度以下）时产生的焊接裂纹称为冷裂纹。 l钢的焊接接头冷却到室温后并在一定时间（几小 时、几天、甚至十几天）才出现的焊接冷裂纹称 为延迟裂纹。 l冷裂纹（包括延迟裂纹）主要发生在中碳钢、高 碳钢、低合金或中合金高强钢、钛及钛合金的焊 接接头中。 l冷裂纹多发生在接头热影响区或熔合线上，个别 情况下出现在焊缝上。根据冷裂纹产生的部位， 可将冷裂纹分为如下三种见图1。 l（1）焊道

11、下裂纹在靠近堆焊焊道的热影响区内 所形成的焊接冷裂纹。其走向常与熔合线平行， 但也有时垂直于熔合线。 l（2）焊趾裂纹沿应力集中的焊趾处所形成的焊 接冷裂纹。其走向常与焊缝纵向平等，由焊趾的 表面开始，向母材的深处延伸。 l（3）焊根裂纹 沿应力集中的焊缝根部所形成 的焊接冷裂纹。其走向从焊缝根部开始，伸向热 影响区或焊缝中。 l形成冷裂纹的三大因素是：钢种的淬硬倾向大、 焊接接头的含氢量高和结构的焊接应力大。特别 是由氢促使形成的冷裂纹往往具有延迟的性质， 常称为“氢致裂纹”。 l5如何防止产生冷裂纹？ l（1）控制焊缝金属的含氢量 采用碱性低氢型焊条和 焊剂；严格按规定烘干焊条和焊剂；仔细

12、清除焊接区的 污物、锈、油、水。 l（2）预热 减慢接头的冷却速度以降低淬硬倾向。 l（3）后热（消氢处理） 后热是指焊接结束或焊完一条 焊缝后，将焊件或焊接区立即加热到150250，并保 温一段时间。消氢处理是在300400加热温度内进行 。两者均能促使氢逸出，但消氢处理效果更好。 l（4）采用较大的焊接线能量 减慢接头的冷却速度。 但线能量太大时，会促使热影响区形成过热组织，所以 应适当控制，不能无限制地增大。 l（5）采用奥氏体不锈钢焊条 因奥氏体组织塑性好， 可减少焊接应力，并能溶解较多的氢，所以可用来焊接 淬硬倾向较强的低合金高强钢，避免产生冷裂纹。 l6什么是再热裂纹？防止产生再热

13、裂纹的方法有哪些 ？ l焊后焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理 或其它加热过程）而产生的裂纹称为再热裂纹。再热裂 纹通常发生在熔合线附近的粗晶区中，从焊趾部位开始 ，延向细晶区停止。 l（1）预热 预热温度为200450。若焊后能及时后 热，可适当降低预热温度。例如，18MnMoNb钢焊后在 180热处理2h，预热温度可降低至180。 l（2）应用低强度焊缝 使焊缝强度低于母材以增高其 塑性变形能力。 l（3）减少焊接应力 合理地安排焊接顺序、减少余高 、避免咬边及根部未焊透等缺陷以减少焊接应力。 l焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一 种裂纹称为层状撕裂。 l产生层状撕

14、裂的原因是在轧制钢板中存在硫化物、氧化 物和硅酸盐等低熔点非金属夹杂物，其中尤以硫化物的 作用为主，在轧制过程中被延展成片状，分布在与表面 平行的各层中，在垂直于厚度方向的焊接应力作用下， 夹杂物首先开裂并扩展，以后这种开裂在各层之间相断 发生，连成一体，造成层状撕裂的阶梯性。 l防止层状撕裂的方法： l1)严格控制钢材的含硫量。 l2)采用强度级别较低的焊接材料。 l3)在与焊缝相连接的钢板表面堆焊几层低强度焊缝金属 作为过渡层，以避免夹杂物处于高温区。 l4)预热和使用低氢焊条。 l7试述防止焊缝中产生气孔的常用方法。 l1)仔细清除焊件表面上的污物，手弧焊时在坡口 面两侧各10mm、埋弧

15、焊时各20mm范围内去除锈 、油，应打磨至露出金属表面光泽，特别是在使 用碱性焊条和埋弧焊时，更应做好清洁工作。 l2)焊条和焊剂一定要严格按照规定的温度进行烘 焙：酸性焊条75150；碱性焊条350450 ；焊剂250，并保温12h。烘焙后的焊条应放 在焊条保温筒内，随用随取。碱性焊条在露天存 放4h以上时应重新烘焙，重复烘焙的次数不得超 过3次。 l3)不应使用过大的焊接电流。 l4)采用直流电源施焊时，电源极性应为反接。 l5)碱性焊条施焊时，应采用短弧焊。 l6)引弧时应将焊条略作停顿，对引弧处进行预热 ，否则引弧处容易形成气孔。 l7)采用手弧焊打底、埋弧焊盖面的工艺时，打底 焊条应

16、为碱性焊条，用酸性焊条打底极易产生气 孔。 l8)气体保护焊时应调节气体流量至适当值、流量 太小，保护不良，易使空气侵入形成气孔。 l8试述常用无损检验方法的种类及其选择。 l不损坏被检查材料或成品的性能和完整性而检测 其缺陷的方法称为无损（探伤）检验。常用的无 损检验方法有超 声、射线（X、）照相、磁粉 、渗透（荧光、着色）和涡流探伤等。其中超声 探伤和射线探伤适于焊缝内部缺陷的检测；磁粉 探伤和渗透探伤则用于焊缝表面质量检验。每一 种无损探伤方法均有其优点和局限性，各种方法 对缺陷的检出机率既不会有100，也不会完全 相同。因而应根据焊缝材质、结构及探伤方法的 特点、验收标准等来进行选择。 l不同焊缝材质探伤方法的选择见表8。 l9试述射线探伤的原理及焊接缺陷的影像特征 。 l射线探伤可分别采用X、两种射线，其探伤原理 见图3。当射线通过金属材料时，部分能量被吸 收，使射线发生衰减。如果透过金属材料的厚度 不同（裂纹、气孔、未焊透等缺陷，该处发生空 穴，使材料变薄）或体积质量不同（夹渣）