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1、焊接培训教程焊接缺陷 事业部 2013 9 成形差 气孔 常见焊接缺陷 CO2焊是生产中最常用的一种焊接方式 在焊接过程中 由于焊接参数选择不当 施工条件 焊接操作手法等原因 焊缝质量常会出现各种缺陷 从而影响整车的焊接强度 造成整车质量下降 针对CO2焊主要缺陷进行成因分析 并对焊接操作做出要求 预防焊接缺陷的产生 CO2焊常见的焊接缺陷有 未焊透 烧穿 夹渣 咬边 弧坑 2 3 4 5 6 7 焊缝尺寸偏差 焊缝成形美观是焊接操作的一个基本要求 焊缝成形均匀 光滑的好处不仅是视觉上效果 焊缝内部的应力分布也较为均匀 因此成形好的焊缝力学性能也好 抗拉强度和疲劳强度都有很好的保证 成形差 成
2、形差的危害性成形尺寸不均匀 强度不平衡 极易发生焊缝断裂 成形尺寸过大 造成应力集中 焊缝疲劳强度降低 在推土机运行振动扭曲后 同样容易发生断裂 一般来说 焊缝成形差主要体现在以下几方面 焊缝尺寸偏差 焊缝塌陷或者出现焊瘤等 从焊缝外形上我们也能很容易的分辨出来 此类缺陷的特征有 焊缝宽窄不均 余高差较大 焊角尺寸不等 直线度未保证等 焊缝尺寸偏差是生产中常出现的问题 我们常见到粗细不一 扭扭歪歪 忽高忽低的焊缝 就是上面说的几种缺陷特征的体现 如果焊接基本功不够扎实 则很容易出现上述问题 焊接时要单手持枪 保证干伸长度 手不能发抖 沿着间隙中心平稳运枪是最基本的要求 任何焊工平时都应该加强平
3、板平焊的基本功练习 保证手法的稳定性 如果焊接规范参数选择不当 间隙坡口设计不当也会导致焊缝成形差 生产中时常可见异型管组对间隙过大 焊后成形效果也很差 成形差 尺寸偏差的危害性成形尺寸小 强度降低 极易发生焊缝断裂 成形尺寸过大 造成应力集中 焊缝疲劳强度降低 在车多次运行振动后 同样容易发生断裂 焊缝宽度不均匀 焊缝宽度不均匀 焊瘤 大致分类的话 焊瘤也是 焊缝成形差 的一种 但危害性很大 焊接时 熔化金属流淌到焊缝以外未熔合的母材上形成金属瘤的现象叫焊瘤 上面的示意图 在焊瘤处多有局部未熔合 焊瘤是由填充金属过多引起的 这与间隙或坡口尺寸小 焊接参数选择过大或者干伸长度大等有关 另外在焊
4、接腹板垂直的角焊缝时 若焊丝位置或角度不当 则在腹板上形成咬边的同时在底板上形成焊瘤 这也是不可忽视的一个原因 焊瘤的危害性焊缝截面突变 形成尖角 造成应力集中 降低接头的疲劳强度 焊缝处局部多有未熔合 表面上形成虚焊 假焊 严重影响焊缝的可靠性 成形差 焊瘤 余高太大 余高也是焊瘤的一种 余高h 3mm 产生焊瘤的原因 1 电流过大 2 速度太慢 防止措施 立焊 横焊时看铁水 防止熔敷金属下坠 焊瘤是由填充金属过多引起的 焊缝塌陷是指焊缝无余高 低于母材平面以下的现象 焊接时行走速度过快或者工件组对间隙不均匀 焊后会出现焊缝塌陷 焊接时运枪偏离焊缝中心线 导致熔化金属大部分偏在一侧母材上 形
5、成焊偏缺陷 以上两种缺陷同样影响焊缝强度 出现此类缺陷的焊缝极易发生断裂 成形差 焊偏 焊缝塌陷 解决措施加强焊工的基本功练习 提高规范操作的意识 焊接时尽量持枪手臂有一处支点 运枪平稳 沿着焊缝中心线匀速焊接 保证干伸长度和焊枪角度始终一致 提高工件组对间隙的精度 如间隙过大 可以加工艺连接件或采用先断续点焊 再连续焊接的方式进行 焊缝偏离焊接位置 在台车方盒 机架方盒焊接中常发生 2 气孔 生产中出现的气孔情况 焊接时 焊缝中产生的有害气体会不断逸出 如果焊接速度较快就会在焊缝表面形成成串气孔 若焊接速度过快 也有部分气体来不及逸出 于是在焊缝内部形成深层气孔 需打磨或无损探伤后方可发现
6、因其肉眼无法观察 即使有缺陷也无从得知 因此深层气孔的危害性更大 气孔的危害性气孔的存在减小了焊缝的有效截面 降低接头的致密性 从而导致接头承载能力和疲劳强度的降低 气孔 表面气孔 蠕虫气孔 密集气孔 焊缝中的气孔 气孔的分类及形成机理 1 析出型气孔如N2 H2气孔 2 反应型气孔如CO H2O气孔 FeO C CO Fe 2 气孔 CO2焊接时 熔池表面没有熔渣药皮之类的渣相保护层覆盖 而CO2气流又有冷却作用 因而熔池凝固比较快 容易在焊缝中产生气孔 气孔主要有三种 CO气孔 氢气孔和氮气孔 实际生产中的气孔多为氮气孔和氢气孔 氮气孔 其形态为密集个大 空气侵入焊接区引起 主要原因有 C
7、O2气体流量过小 喷嘴被飞溅物堵塞 喷嘴与工件距离过大 焊接场地有侧向风等氢气孔 其形状为针状或点状 来源为水 油 锈 表面污物 不纯的CO2气体含有少量水分 漆 油污为碳氢化合物 铁锈中含有结晶水 在高温下分解出H2 形成氢气孔 CO气孔 其形状为针状或点状 来源为CO2分解后脱氧不充分熔池中存在多余的CO 硅锰比例不协调 是产生CO气孔的主要原因 常见原因焊丝成分差 母材化学成分差 2 焊丝及工件表面的油污必须予以去除 这不仅是为了防止气孔产生 也可避免油污在送丝软管内造成堵塞 以及减少焊接时的烟雾等 气孔 气孔的产生多与气体保护效果不好有关 另外 诸如U 等焊接规范参数对气孔的产生也有很
8、大的影响 电弧电压 实践表明 U越高 空气进入CO2保护气层的可能性越大 导致焊缝中的含氮量增加 焊接冶金学证明 焊缝中N元素含量增加 即使不出现气孔 焊缝金属的塑性也将显著降低 电弧电压与干伸长关系密切 电弧电压高 干伸长大 造成保护不好 气孔缺陷增加 焊接速度 的变化主要是影响了熔化金属的结晶速度 加快时 熔化金属的结晶也加快 那么焊缝中产生的气体就比较难于排出了 于是在焊缝内部就形成危害性极强的深层气孔 特别说明 弧坑针状气孔 表面气孔 砂眼 铸钢件 缩孔 2 蜂窝状气孔是气孔缺陷中最严重的一种 此类缺陷往往气孔成串相连 可谓惨不忍睹 焊接操作新手常出现此类问题 此类气孔产生原因 根本没
9、有保护气体 喷嘴堵塞 气管漏气或者气阀门未打开等 解决措施焊前清理焊缝周围 去除油污 水分 铁锈 焊时将工件表面底漆层灼烧蒸发后再开始焊接 选择合适的焊接规范参数 I和U要配合适当的 使母材熔化均匀 使焊接中产生的气体能够顺利排出 操作者要及时清理喷嘴 保证保护气体流通顺畅 检查瓶中气压 气体流量是否符合要求 气管是否有漏气 打折 场地风力是否过大 最严重的气孔缺陷 蜂窝状气孔 其他产生气孔的原因及防止对策 封闭焊缝无排气孔防止对策 对接焊缝将倒角加大 中间不留空气隙 留出一部分焊缝不焊或等工件冷却后再补焊 如图所示 原因 焊枪角度过小 空气从后部进入熔池焊缝中形成气孔 防止对策 调整好焊枪角
10、度 其他产生气孔的原因及防止对策 21 其他产生气孔的原因及防止对策 原因 气体流量过大或过小 防止对策 调整保护气体的流量 使之符合要求 喷嘴 母材之间的距离及气体流量合适吗 根据焊接电流的不同 请适当调整喷嘴 母材间的距离及气体流量 再进行焊接 气体流量全部用最大 是不对的 22 原因 在焊接时 若风速超过2m 秒 保护气体被吹走 形成氮气孔 防止对策 在大风的情况下焊接 要关闭门窗 室内焊接场所要加屏风板 其他产生气孔的原因及防止对策 原因 喷嘴高度过高 防止对策 调整好喷嘴高度 其他产生气孔的原因及防止对策 24 原因 收弧时 焊枪移开过快产生弧坑气孔 防止对策 收弧时填满弧坑后 切断
11、电源 滞后送气 稍等片刻待熔池凝固后再移开焊枪 其他产生气孔的原因及防止对策 收弧气孔 3 咬边 在沿着焊趾的母材部位 烧熔形成凹陷或沟槽的现象叫咬边 咬边的危害性减小焊缝的有效截面 在母材边缘形成尖锐缺口 造成应力高度集中 降低接头强度和承载能力 咬边形成尖锐缺口 造成应力集中 在工程机械中属于严重缺陷 尤其是在工作焊缝中 外部咬边 内部咬边 咬边产生原因分析平焊位大电流高速焊时 焊接线能量输入大 最容易出现咬边 焊对接接头时 操作者的手不稳 使焊丝端头触到焊件边缘 导致母材迅速熔化 形成咬边 这是焊接生产时出现咬边的主要原因 见前图1 腹板处于垂直位置的角焊 若一次焊接产生的焊脚过大或电压
12、过高时 在腹板上也会产生咬边 见前图2 图3中也是常见的一种咬边 平板与角板对接时容易在角板的折弯处发生咬边 3 咬边 3 咬边 咬边的原因 1 焊速过快 2 焊接电流过大 3 焊枪角度过大 4 焊接电压过高 5 工件表面氧化皮过厚未清理 解决措施在保证正常焊接的前提下 尽量减小I和U 工人要加强焊接基本功练习 焊接时沿着焊缝中心运枪 焊丝干伸长度保持适当 持枪的胳膊尽量有一处支点 保持焊接的稳定性 熔焊时熔化金属自焊缝背面流出 形成穿孔的现象叫烧穿 出现烧穿的有三种可能 焊接线能量过大 装配间隙或坡口尺寸过大 焊速过慢 解决措施减小焊接线能量的输入 减小送丝速度和U 使熔化金属和热输入量减少
13、 提高行走速度 保证适当熔深时 使熔化金属均匀分布到尽可能长的焊缝长度上 减小组对间隙 控制在4mm以内 间隙大的要采用分道焊接 避免一次将缝隙添满 4 烧穿 熔焊时 焊接能源输入到单位长度焊缝上的热量 称为焊接线能量 线能量的计算公式 q I U v其中 q 线能量J cm I 焊接电流A U 电弧电压V v 焊接速度cm s请大家根据公式思考焊接规范参数对输入热量的影响 相关名词 焊接线能量 薄板烧穿 产生烧穿的原因 1 电流过大 2 速度过慢 3 坡口间隙过大 4 钝边过薄 预防措施 电流不过大 提高焊工技能 焊道之间 焊道与母材之间没有完全熔化 焊道之间 焊道与母材之间没有完全熔化 5
14、 未焊透与未熔合 一般根部叫未焊透 其它部位叫未熔合 未焊透与未熔合的危害性 减小焊缝有效截面 降低接头强度 冲击韧性等 在反面受力的情况下 形成尖锐缺口 造成应力集中 在工程机械中属于严重缺陷 尤其是在工作焊缝中 未焊透 接头根部没有完全熔透 产生的原因 焊接线能量不够 电流过小 焊接姿势不正确 对接焊缝时焊丝未指向焊缝中心 导电嘴椭圆 焊接速度过快 间隙或坡口不合适 未熔合 焊道之间 焊道与母材之间没有完全熔化 产生的原因 焊道有高点 影响电弧传导 焊接线能量不够 电流过小 焊接姿势不正确 对接焊缝时焊丝未指向焊缝中心 导电嘴椭圆 焊缝坡口一侧有油 锈等脏物 影响导电性能 点固点大 易形成
15、未熔合 电弧沿最短路径起弧 多层焊或碳弧气刨等原因造成焊缝凸凹较大处 易形成未熔合 熔焊时 接头根部未完全焊透的现象叫未焊透 此类问题与 烧穿 是相对的 但危害性更大 发生此类缺陷时 焊缝通常只与母材局部连接在一起 原本设计的焊接接头需满足一定的强度 但因为母材没有被焊缝完全连接在一起 因此焊缝的强度远远达不到设计要求 而且很容易发生断裂 实际中 肉眼观察即可发现未焊透的缺陷 常说的 薄薄的焊了一层 就是此类问题 焊缝过窄 过矮都容易发生未焊透缺陷 就是因为焊接线能量输入不够 不但焊缝成形差 而且会出现其他 伴生 的缺陷 一般叫 虚焊 请大家注意 平焊缝的单面焊和双面焊无背面渗透时都可能产生这
16、种缺陷 尤其是采用细焊丝短路过渡的CO2焊 若工件热输入不够 则很容易发生未焊透的现象 5 未焊透与未熔合 解决措施提高焊接线能量的输入 提高送丝速度和U 增加焊丝的熔化量和电弧热量 减小行走速度 使单位长度上的热输入量足够熔化两侧母材金属 工人焊接时要左右摆枪或直线往复运枪 使熔化金属均匀添满整个间隙 如果发现母材没有完全熔透 则要进行焊接规范参数的调整 平对接位焊时 工件组对时要留出2 3mm的间隙 如果工件较厚 厚度大于6mm 则加大间隙或考虑开坡口 焊接过程进行到收尾时 若焊接电流过大又收弧过快 就会在焊缝末端出现弧坑 此类缺陷很容易判断 操作者自己即可发现 解决措施选择合适的焊接规范参数 I U不能过大 收弧时要稍做停顿或画圈点焊或原地再补焊一枪 待留有足够填充金属后再收弧 保证焊枪断电后 滞后送气保护 保证弧坑处高温金属不被氧化 6 弧坑 产生弧坑的原因 1 熄弧过快 2 薄板焊接时电流过大 3 收弧是没有填满弧坑 防止措施 延长收弧时间 采取正确的收弧方法 3 CO2焊机有一收弧开关位置未在适合方式 6 弧坑 焊缝保护方式有3种 气相 渣相和真空保护 CO2焊为气相保护
