2018焊接常见缺陷的成因及防止措施

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　　摘 要：在金工实习过程中，焊接是金工实习训练中的重要一环。本文针对学生实训焊接中常见的缺陷，分析产生的原因并提出防止解决措施。
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　　关键词：焊接 常见缺陷 防止措施
　　
　　焊接是被焊工件的材质，通过加热或加压或二者并用，并且用或者不用填充材料，使工件的材质达到结合的方法。其包括熔焊、压焊、钎焊等。在焊接过程中由于各种各样的原因，常会不可避免地出现一些缺陷，本文将就这些缺陷产生的原因及防治措施进行探讨。
　　一、焊接常见缺陷及产生缺陷的原因
　　（一）外观缺陷。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及单面焊的根部未焊透等。
　　1.咬边。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。
　　2.焊瘤。指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。焊接电流过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳，焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。
　　3.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。
　　4.未焊满。指焊缝表面上连续或断续的沟槽。根本原因是填充金属不足。另外，规范太弱，焊条过细，运条不当等都会导致未焊满。
　　5.烧穿。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，形成穿孔性缺陷。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。
　　（二）气孔和夹渣
　　1.气孔。指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝中形成的空穴。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。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。
　　2.夹渣。指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。夹渣的产生主要是因为：坡口尺寸不合理；坡口有污物；多层焊时，层间清渣不彻底；焊接线能量小；焊缝散热太快，液态金属凝固过快；焊条药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高；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；手工焊时，焊条摆动不良，不利于熔渣上浮。
　　（三）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。根据裂纹尺寸大小，可分为宏观裂纹、微观裂纹、超显微裂纹。从产生温度上看，裂纹分为：热裂纹和冷裂纹。按裂纹产生的原因可把裂纹分为：再热裂纹（接头冷却后再加热至500-700℃时产生的裂纹）、层状撕裂（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）、应力腐蚀裂纹（在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹）。
　　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。
　　二、焊接缺陷防治措施
　　（一）外观缺陷防治措施
　　1.咬边措施：矫正操作姿势，进行规范操作，采用良好的运条方式及焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊都有利于消除咬边。
　　2.焊瘤措施：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。
　　3.凹坑措施：选用有电流衰减系统的焊机，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。
　　4.未焊满措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝。
　　5.烧穿措施：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。
　　（二）气孔和夹渣防治措施
　　1.气孔防治措施：清除焊丝，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物；采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干；采用直流反接并用短电弧施焊；焊前预热，减缓冷却速度；用偏强的规范施焊。
　　2.夹渣防治措施：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。多层焊时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。
　　（三）裂纹防治措施
　　1.减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材料焊接。选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性；2.加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析。3.减少氢来源??焊材要烘干，接头要无油、无锈、无水；4.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；5.合理选用焊接规范，避免产生淬硬组织??焊前预热、焊后缓冷，减小冷却速度；6.焊后立即进行消氢处理（即加热到250℃，保温2-6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。
　　总之，在指导学生焊接过程中，只要准确把握工艺流程，掌握出现缺陷的原因，就能有效控制和防止缺陷的发生，焊出漂亮的工件。