焊接缺陷及预防措施

第一篇：焊接缺陷及预防措施

焊接缺陷及预防措施

王露露

（延安职业技术学院，陕西 延安 717100）

摘要：焊接缺陷的产生过程是十分复杂的，既有冶金的原因，也受到应力和变形的，缺陷对焊接结构承载能力有非常显著影响，更为重要的是应力和变形与缺陷同时存在。焊接缺陷容易出现在焊缝及附近地区，而那些地方正是结构中拉伸残余应力最大的地方。焊接缺陷是平面的或是立体的，平面类型的缺陷比立体类型的缺陷对应力增加的影响大的多，因而也危险的多。为此，在分析焊接缺陷对结构产生影响的基础上，结合焊接实际提出了相应的预防措施。

关键词：焊接缺陷；气孔；裂纹；预防措施

焊接缺陷英文名welding defect，指焊接过程中在焊接接头中产生的未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤、烧穿、偏析、未填满、焊接裂纹等金属不连续、不致密或连接不良的现象。

一、外观缺陷：

外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。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。单面焊的根部未焊透等。

二、内部缺陷

焊接的内部缺陷主要有气孔、夹渣、裂纹、未熔合等现象。

（一）气孔：

气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。

(1)气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。按气

前要适当清除工件和焊丝表面的油污及铁锈，另一方面应尽可能使用含水分低的CO2气体。CO2气体中的水分常常是引起氢气孔的主要原因。

另外，氢是以离子形态溶解于熔池的。直流反极性时，熔池为负极，它发射大量电子，使熔池表面的氢离子又复合为原子，因而减少了进入熔池的氢离子的数量。所以直流反极性时，焊缝中含氢量为正极性时的1/3～1/5，产生氢气孔的倾向也比正极性时小。

3、氮气孔

氮气的来源：一是空气侵入焊接区；二是CO2气体不纯。试验表明：在短路过渡时CO2气体中加入φ（N2）=3%的氮气，射流过渡时CO2气体中加入φ（N2）=4%的氮气，仍不会产生氮气孔。而正常气体中含氮气很少，φ（N2）≤1%。由上述可推断，由于CO2气体不纯引起氮气孔的可能性不大，焊缝中产生氮气孔的主要原因是保护气层遭到破坏，大量空气侵入焊接区所致。

造成保护气层失效的因素有：过小的CO2气体流量；喷嘴被飞溅物部分堵塞；喷嘴与工件的距离过大，以及焊接场地有侧向风等。因此，适当增加CO2保护气体流量，保证气路畅通和气层的稳定、可靠，是防止焊缝中氮气孔的关键。

另外，工艺因素对气孔的产生也有影响。电弧电压越高，空气侵入的可能性越大，就越可能产生气孔。焊接速度主要影响熔池的结晶速度。焊接速度慢，熔池结晶也慢，气体容易逸出；焊接速度快，熔池结晶快，则气体不易排出，易产生气孔。

（二）裂纹：焊接件中最常见的一种严重缺陷。金属的焊接性中包括了两大类的问题：一类是焊接引起的材料性能变坏，使焊件失掉了材料原来特有的性能，如不锈钢焊后失掉其耐蚀性等；另一类是在焊接接头或其附近的母材内产生裂纹和气孔等缺陷.裂纹影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅发生于焊接过程中，有的还有一定潜伏期，有的则产生于焊后的再次加热过程中。焊接裂纹根据其部位、尺寸、形成原因和机理的不同，可以有不同的分类方法。按裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。

热裂纹多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征；但有时也能在低于固相线的温度下，沿“多边形化边界”形成。热裂纹通常多产生于焊缝金属内，但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属（母材）内。按其形成过程的特点，又可分为下述三种情况。

在严重应力集中的焊件根部和缝边，以及过热区。防止的措施包括：①降低焊缝中的含氢量，例如采用低氢焊条，严格烘干焊接材料等；②合理的预热及后热；③选用碳当量较低的原材料；④减小拘束应力，避免应力集中。

变形裂纹这种裂纹的形成不一定是因为氢含量偏高，在多层焊或角焊缝产生应变集中的情况下，由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。

（3）再热裂纹

产生于某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。其主要原因一般认为当焊后再次加热到 500～700℃时，在热影响区的过热区内,由于特殊碳化物析出引起的晶内二次强化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界，而导致沿晶开裂。因此，这种裂纹具有晶间开裂的特征，并且都发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。为了防止这种裂纹的产生，首先在设计时要选择再热裂纹敏感性低的材料，其次从工艺上要尽量减少近缝区的内应力和应力集中问题。

（4）层状撕裂

主要产生于厚板角焊时，见附图。其特征为平行于钢板表面，沿轧制方向呈阶梯形发展。这种裂纹往往不限于热影响区内，也可出现在远离表面的母材中。其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布，使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向，另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力，所以引起层状撕裂。通常认为片状硫化物夹杂危害最大，而层状硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。防止这种缺陷，主要应在冶金过程中严格控制夹杂物的数量和分布状态。另外，改进接头设计和焊接工艺，也有一定的作用

裂纹的危害：

c.再热裂纹为晶界开裂(沿晶开裂)。d.最易产生于沉淀强化的钢种中。e.与焊接残余应力有关。(2)再热裂纹的产生机理

a.再热裂纹的产生机理有多种解释,其中模形开裂理论的解释如下:近缝区金属在高温热循环作用下,强化相碳化物(如碳化铁、碳化饥、碳化镜、碳化错等)沉积在晶内的位错区上,使晶内强化强度大大高于晶界强化,尤其是当强化相弥散分布在晶粒内时, 阻碍晶粒内部的局部调整,又会阻碍晶粒的整体变形,这样,由于应力松弛而带来的塑性变形就主要由晶界金属来承担,于是,晶界应力集中,就会产生裂纹,即所谓的模形开裂。

(3)再热裂纹的防止a.注意冶金元素的强化作用及其对再热裂纹的影响。b.合理预热或采用后热,控制冷却速度。c.降低残余应力避免应力集中。d.回火处理时尽量避开再热裂纹的敏感温度区或缩短在此温度区内的停留时间。

冷裂纹：

(1)冷裂纹的特征 a.产生于较低温度,且产生于焊后一段时间以后,故又称延迟裂纹。b.主要产生于热影响区,也有发生在焊缝区的。c.冷裂纹可能是沿晶开裂,穿晶开裂或两者混合出现。d.冷裂纹引起的构件破坏是典型的脆断。

(2)冷裂纹产生机理a.瘁硬组织(马氏体)减小了金属的塑性储备。b.接头的残余应力使焊缝受拉。c.接头内有一定的含氢量。

含氢量和拉应力是冷裂纹(这里指氢致裂纹)产生的两个重要因素。一般来说,金属内部原子的排列并非完全有序的,而是有许多微观缺陷。在拉应力的作用下,氢向高应力区(缺陷部位)扩散聚集。当氢聚集到一定浓度时,就会破坏金属中原子的结合键,金属内就出现一些微观裂纹[3]。应力不断作用,氢不断地聚集,微观裂纹不断地扩展,直致发展为宏观裂纹,最后断裂。决定冷裂纹的产生与否,有一个临界的含氢量和一个临界的应力值o当接头内氢的浓度小于临界含氢量,或所受应力小于临界应力时,将不会产生冷裂纹(即延迟时间无限长)。在所有的裂纹中,冷裂纹的危害性最大。

(3)防止冷裂纹的措施 a.采用低氢型碱性焊条,严格烘干,在100~150℃下保存,随取随用。b.提高预热温度,采用后热措施,并保证层间温度不小于预热温度,选择合理的焊接规范,避免焊缝中出现洋硬组织c.选用合理的焊接顺序,减少焊接变形和焊接应力d.焊后及时进行消氢热处理。

第二篇：手工电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及预防措施

手工电弧焊常见焊接缺陷产生的原因及预防措施

2012-2-2 14:19

提问者：匿名 | 浏览次数：71次

2012-2-2 16:22 满意回答

一、缺陷名称：气孔（Blow Hole）

1、原因

（1）焊条不良或潮湿。

（2）焊件有水分、油污或锈。（3）焊接速度太快。（4）电流太强。

（5）电弧长度不适合。

（6）焊件厚度大，金属冷却过速。

2、解决方法

（1）选用适当的焊条并注意烘干。（2）焊接前清洁被焊部份。

（3）降低焊接速度，使内部气体容易逸出。（4）使用厂商建议适当电流。（5）调整适当电弧长度。（6）施行适当的预热工作。

二、缺陷名称 咬边（Undercut)

1、原因

（1）电流太强。（2）焊条不适合。（3）电弧过长。（4）操作方法不当。（5）母材不洁。（6）母材过热。

2、解决方法

（1）使用较低电流。

（2）选用适当种类及大小之焊条。（3）保持适当的弧长。

（4）采用正确的角度，较慢的速度，较短的电弧及较窄的运行法。（5）清除母材油渍或锈。（6）使用直径较小之焊条。

三：缺陷名称：夹渣（Slag Inclusion)

1、原因

（1）前层焊渣未完全清除。（2）焊接电流太低。（3）焊接速度太慢。（4）焊条摆动过宽。

（5）焊缝组合及设计不良。

2、解决方法

（1）彻底清除前层焊渣。（2）采用较高电流。（3）提高焊接速度。（4）减少焊条摆动宽度。

（5）改正适当坡口角度及间隙。

四、缺陷名称：未焊透（Incomplete Penetration)

1、原因

（1）焊条选用不当。（2）电流太低。

（3）焊接速度太快温度上升不够，又进行速度太慢电弧冲力被焊渣所阻挡，不能给予母材。

（4）焊缝设计及组合不正确。

2、解决方法

（1）选用较具渗透力的焊条。（2）使用适当电流。（3）改用适当焊接速度。

（4）增加开槽度数，增加间隙，并减少根深。

五：缺陷名称：裂纹（Crack)

1、原因

（1）焊件含有过高的碳、锰等合金元素。（2）焊条品质不良或潮湿。（3）焊缝拘束应力过大。

（4）母条材质含硫过高不适于焊接。（5）施工准备不足。

（6）母材厚度较大，冷却过速。（7）电流太强。

（8）首道焊道不足抵抗收缩应力。

2、解决方法

（1）使用低氢系焊条。

（2）使用适宜焊条，并注意干燥。

（3）改良结构设计，注意焊接顺序，焊接后进行热处理。（4）避免使用不良钢材。

（5）焊接时需考虑预热或后热。（6）预热母材，焊后缓冷。（7）使用适当电流。

（8）首道焊接之焊着金属须充分抵抗收缩应力。

六：缺陷名称：变形（Distortion）

1、原因

（1）焊接层数太多。（2）焊接顺序不当。（3）施工准备不足。（4）母材冷却过速。（5）母材过热。（薄板）（6）焊缝设计不当。（7）焊着金属过多。（8）拘束方式不确实。

2、解决方法

（1）使用直径较大之焊条及较高电流。（2）改正焊接顺序

（3）焊接前，使用夹具将焊件固定以免发生翘曲。（4）避免冷却过速或预热母材。（5）选用穿透力低之焊材。

（6）减少焊缝间隙，减少开槽度数。（7）注意焊接尺寸，不使焊道过大。（8）注意防止变形的固定措施。

七：其它焊接缺陷 搭叠（Overlap)

1、原因

（1）电流太低。

（2）焊接速度太慢。

2、解决方法

（1）使用适当的电流。（2）使用适合的速度。

焊道外观形状不良（Bad Appearance)

1、原因

（1）焊条不良。（2）操作方法不适。

（3）焊接电流过高，焊条直径过粗。（4）焊件过热。

（5）焊道内，熔填方法不良。

2、解决方法

（1）选用适当大小良好的干燥焊条。（2）采用均匀适当之速度及焊接顺序。（3）选用适当电流及适当直径的焊接。（4）降低电流。（5）多加练习。

（6）保持定长、熟练。凹痕（Pit)

1、原因

（1）使用焊条不当。（2）焊条潮湿。（3）母材冷却过速。

（4）焊条不洁及焊件的偏析。（5）焊件含碳、锰成分过高。

2、解决方法

（1）使用适当焊条，如无法消除时用低氢型焊条。（2）使用干燥过的焊条。

（3）减低焊接速度，避免急冷，最好施以预热或后热。（4）使用良好低氢型焊条。（5）使用盐基度较高焊条。偏弧（Arc Blow)

1、原因

（1）在直流电焊时，焊件所生磁场不均，使电弧偏向。（2）接地线位置不佳。（3）焊枪拖曳角太大。（4）焊丝伸出长度太短。（5）电压太高，电弧太长。（6）电流太大。（7）焊接速度太快。

2、解决方法

（1）•电弧偏向一方置一地线。• 正对偏向一方焊接。•采用短电弧。

•改正磁场使趋均一。•改用交流电焊

（2）调整接地线位置。（3）减小焊枪拖曳角。（4）增长焊丝伸出长度。（5）降低电压及电弧。（6）调整使用适当电流。（7）焊接速度变慢。

烧穿

1、原因

（1）在有开槽焊接时，电流过大。（2）因开槽不良焊缝间隙太大。

2、解决方法

（1）降低电流。

（2）减少焊缝间隙。

焊泪

1、原因

（1）电流过大，焊接速度太慢。（2）电弧太短，焊道高。

（3）焊丝对准位置不适当。（角焊时）

2、解决方法

（1）选用正确电流及焊接速度。（2）提高电弧长度。

（3）焊丝不可离交点太远。

火花飞溅过多

1、原因

（1）焊条不良。（2）电弧太长。

（3）电流太高或太低。（4）电弧电压太高或太低。（5）焊机情况不良。

2、解决方法

（1）采用干燥合适之焊条。（2）使用较短之电弧。（3）使用适当之电流。（4）调整适当。

（5）依各种焊丝使用说明。

（6）尽可能保持垂直，避免过度倾斜。（7）注意仓库保管条件。（8）修理，平日注意保养。

第三篇：浅谈场站管道焊接缺陷产生的原因及预防措施

浅谈场站管道焊接缺陷产生的原因及预防措施

【摘要】

场站管道焊接工作关乎后期石油运输的质量，因此，必须要提高管道焊接的质量。本文将从以下几个方面来具体分析当前场站管道焊接存在的缺陷，并提出了一些有效预防焊接缺陷的措施，以期能够为场站管道焊接提供参考。

【关键词】场站管道；焊接；缺陷；原因；对策

1、前言

在场站管道焊接的过程中，必须要防止焊接缺陷的出现，一旦出现焊接缺陷，就会直接影响管道的运输能力，或者直接引发管道安全事故。因此，场站管道焊接要以预防为主，严格做好预防措施。

2、场站管道安装过程中焊接的重要性

焊接技术在整个场站管道安装中，起着重要保障作用，其技术是否合格，将直接关系着工业今后的投入使用。对于当前场站管道中出现的渗漏、泄漏事故，究其原因多数是由焊接质量不合格而引起的。由此可见，在管道的正常安装使用中，焊接质量将直接影响着管道的安全性与可靠性。场站管道安装中焊接的重要性主要体现在以下几个方面:首先，面对当前工业发展规模的不断扩大，已有的场站管道已无法满足当前工业行业的发展需求，在扩大管道铺设规模的过程中，焊接作为连接新旧管道的重要途径，对管道今后的投入使用有着极其重要的作用。其次，在连接各个分段的场站管道时，焊接能够凭借自身的优势，将这些分段管道完整的联系到一起，使其在原有的基础上形成统一的整体，确保其今后的安全使用。最后，场站管道在应用中，所运输的工业物质多为液体或气体，若焊接处出现问题，将会造成液体或气体的大量外漏，在给环境造成严重威胁的同时，还会造成严重的经济损失。

3、焊接热影响区极其原理

焊接接头是由焊缝、熔合区和热影响区三个部分组成的焊接时。

焊接热影响区：简称HAZ（heat affect zone）在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域，称为焊接热影响区。

图1 焊缝热影像图

3.1.过热区（粗晶区）

温度在固相线至1100℃之间，宽度约1～3mm。焊接时，该区域内奥氏体晶粒严重长大，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，塑性和韧度明显下降。

3.2.相变重结晶区（正火区或细晶区）

温度在1100℃～Ac3之间，宽度约1.2～4.0mm。焊后空冷使该区内的金属相当于进行了正火处理，故其组织为均匀而细小的铁素体和珠光体，力学性能优于母材。

3.3.不完全重结晶区（也称部分正火区）

加热温度在Ac3～Ac1之间。焊接时，只有部分组织转变为奥氏体；冷却后获得细小的铁素体和珠光体，其余部分仍为原始组织，因此晶粒大小不均匀，力学性能也较差。

3.4.再结晶区

如果母材焊前经过冷加工变形，温度在Ac1～450℃之间，还有再结晶区。该区域金属的力学性能变化不大，只是塑性有所增加。如果焊前未经冷塑性变形，则热影响区中就没有再结晶区。

4、焊缝常见质量缺陷及成因

焊接缺陷的种类很多，在不同的标准中也有不同的分类方法本文主要讨论焊缝成型缺陷。常见焊缝缺陷有咬边、夹渣、未熔合、未焊透、烧穿烧融、气孔、内凹、裂纹等缺陷。

图2 焊缝常见缺陷

4.1、咬边

咬边主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口，在焊道边缘留下的低于母材的缺口。咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，产生应力集中，降低接头强度。

产生原因：

4.1.1.电流太大，电弧过长，电弧力不集中导致熔池熔敷不到位。4.1.2.焊条或焊丝的倾斜角度不正确，出现偏吹等情况。4.1.3.手法不稳，摆动不到位。

4.2、夹渣

夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质。其在焊道根部、层间均有可能存在，最常见的就是层间夹渣。夹渣影响焊道的塑性，尤其是在焊道受拉应力时产生严重的应力集中。

产生原因：

4.2.1.多层焊时焊丝、焊条等产生的熔渣没有清理干净，导致熔渣埋入焊道。4.2.2.焊接电流较小，熔渣不能充分融化浮出熔池。

4.2.3.坡口太小，或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣不能充分融化浮出熔池。

4.3、未熔合及未焊透

未熔合是指焊接时焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合形成的缺陷。未焊透一般是指的根部未熔合，未焊透对焊道的危害很大，它使焊道的有效截面积减少，同时由于属于开口性缺陷，又能造成严重的应力集中。如果未焊透深度很深，还可以出现焊道沿未焊透处撕裂现象。

产生原因：

4.3.1.坡口加工不规范，角度太小，间隙不够，钝边太厚。4.3.2.层间清理过度，造成坡口被打宽，形成沟槽等。4.3.3.手法不稳，电流较小，线能量输入太小。

4.4、烧穿烧融

烧穿是指在焊接过程中，由于种种原因导致熔池熔穿前层焊道金属，使熔化金属自坡口背面流出，造成孔洞的缺陷。烧穿使焊缝有效截面积变小，在管道受内压的情况下也会造成应力集中。

产生原因：

4.4.1.电流过大，热输入太大。4.4.2.停留时间过长，摆动太慢。4.4.3.电弧太长，电弧力太大。

4.4.4.层间清理打磨过度，导致前层焊道厚度太薄。

4.5、气孔

气孔一般是由于熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出所形成。其形式有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等。

产生原因：

4.5.1.焊材、坡口不清洁，有铁锈油污等，焊材受潮。4.5.2.电源电压不稳，电流不稳。4.5.3.焊接速度太大。

4.5.4.保护方式不合适，如气保护焊时保护气流量过大或过小。

4.6、裂纹

裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷。由于其均有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道破坏为止。因此在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，通常也不允许返修，必须割口重焊。

产生原因：裂纹的形式也比较多样，在焊道及热影响区也都可能出现。按照裂纹的产生原因将裂纹分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹等。由于管道施工时各种焊接工艺都是经过了严格的工艺评定，母材都是经过严格检验，一般不存在由于工艺、材料原因导致裂纹的情况。在管道施工中裂纹产生基本都是由于工艺规程执行不到位、外部应力太大等情况造成。

5、预防焊接缺陷的有效措施

5.1、针对错边或是角变形的方法

在进行场站管道的组装过程当中，错边以及角变形是不可能完全避免的。但是，一旦场站管道在进行组装或者是在以后的使用当中出现了错边或者是角变形的问题，要想把这个情况消除也是十分困难的。唯一正确的预防方法就是在进行施工的时候严格执行相应的施工标准，把整个缺陷控制在可以进行调校的范围之内。如果在施工的时候没有把握好这一步，后续的错边或者是角变形就会产生强大的几何应力，同时也能产生相应的附加弯曲的应力。

5.2、气孔和夹渣

这一类问题属于深埋的缺陷，在进行自检的时候必须进行消除，同时还要进行重新焊接作业，否则在进行使用的时候必然会发生泄漏以及爆炸的情况。根据观察统计，大多数的场站管道所有的气孔以及夹渣没有大幅度扩散的迹象。针对这样的特点，为了对气孔和夹渣进行克服，对于炭化的管道来说最好是进行氩弧焊作业打底。

图3 标准焊缝

5.3、没有焊透或者是没有熔合

没有焊透的情况主要是出现在两种焊接手段（手工焊接和自动焊接）的交接面上。在进行处理的时候，如果出问题的地方在允许尺寸的范围之内，可以免除返修的步骤；没有熔合的情况一般来说会发生在焊缝部位金属和破口的交界部位，这个时候最稳妥的方式就是进行补焊作业，以避免出现意外。焊接材料对整个场站管道的质量是起到决定性质作用的，因此应该选用合格的焊接材料进行填充，以保证质量。

5.4、裂纹

裂纹是管道问题当中最重要的问题，也是危害性最大的问题。一般来说我们的处理方法有以下方式：首先，所有的浅表裂纹都可以通过对其进行打磨的方式进行消除；其次，如果裂痕本身的大小长度远远超出了规定的允许长度则必须采取补焊的方式进行处理，使之消

除；最后，如果可以保证管道本身的使用安全，可以对一些细小的裂纹进行保留，以便对其发展规律进行研究，使其后续发展趋势被观察记录到，获得潜在危险的发展趋势并加以预防。

6、提高焊接质量的控制对策

6.1、提高管道焊接工艺

6.1.1.选择合适的坡口角度与装配间隙；选择合理的焊接电流，同时要求施工操作者对运条方式、焊条或者焊把的速度与角度等充分掌握，以满足焊件装配的间隙变化，确保焊接缝均匀。当焊角焊缝时，应注意保持正确的角度，避免焊缝尺寸不满足要求。

6.1.2.引弧时，尽量拉长电弧，通过预热的形式逐渐形成熔池；在收弧时，应将焊条在熔池中短暂停留，或者进行几次环形运条处理，以保证足够的焊条金属将熔池填满，以避免焊缝收尾的位置产生弧坑。

6.1.3.将坡口和焊层之间的熔渣认真清理干净，并铲平凹凸处，再进行焊接。适当加大焊接的电流，必要时则缩短电弧长度，并提高电弧停留时间。根据熔化的实际情况，适当调整焊条角度与运条方法，让熔渣上浮到铁水表面；正确选择焊条金属的母材与化学成分，以降低熔渣的熔点与粘度，避免产生夹渣缺陷。

6.1.4.在焊接前，做好准备工作。清除坡口两侧约20-30mm范围内的焊件表面油污；在焊接前，将焊条根据说明书中规定的时间与温度进行烘干，并选择符合规定的焊接方式。如果使用碱性焊条施焊，应尽量控制电弧长度，在风大的情况下则采取防风手段；如果焊条产生焊心锈蚀，且药皮开裂、变质、剥落、偏心时，都不能再使用，以避免气孔的产生。

6.1.5.选择合适的优质链条及焊接规范，合理安排焊接的次序与方向，减少焊接应力。另外，在焊接前还应对坡口周围的水、锈、油等污物进行认真清除，避免产生裂纹。

6.2、加强先进设备的应用

在检修装置时，为了确保工业管道的焊接质量，提高施工单位的整改标准、改善不合格工序，质量检查人员应使用数码相机查出现场存在的低标准问题，并制成幻灯片在检修会上重点通报，促进施工人员自我查找、自我反馈、自我整改，从根本上提高焊接质量。

6.3、采用高效焊接法

在全焊结构管道中，焊接工作强度也随之加强，并且质量标准更高。但是通过多年来焊接工作者积累的丰富经验，目前全焊结构管道已经获得客观技术的进步。在生产过程中，大直径厚壁管的管道要求最为严格，主要运用将钢板压制成形的方式，确保管道正常发挥使用性能。

7、焊接工艺未来的重点和发展趋势

7.1、新兴工业的开展不时推进焊接技术的行进

焊接技术自创造至今已有百多年历史，它简直能够满足当前工业中一切重要产品消费制造的需求。但是新兴工业的开展依然迫使焊接技术不时行进。微电子工业的开展促进微型衔接工艺的和设备的开展;又如陶瓷资料和复合资料的开展促进了真空钎焊、真空扩散焊。宇航技术的开展也将促进空间焊接技术的开展。

7.2、节能技术

节能是普遍关注的问题众所周知，焊接耗费能量甚大，以焊条电弧焊为例，每台约10KVA，埋弧焊机每台90KVA，电阻焊机可高达上千KVA，不少新技术的呈现就是为了完成这一节能目的。在电阻点焊中，应用电子技术的开展，将交流点焊机改成次级整流点焊机，能够进步焊机的功率要素，减少焊机容量，1000KVA的点焊机能够降低至200KVA,而扔能到达同样的焊接效果。近十年来，逆变焊机的呈现是另外一个胜利的例子，它能够减少焊机的重量，进步焊机的功率因率的控制性能，已普遍应用于消费。

【结束语】

综上所述，场站管道焊接缺陷出现的主要原因有两个，一是操作人员的技术问题，二是施工工艺问题。因此，预防管道焊接裂缝主要从以上两方面着手，严格控制焊接技术，采用更加先进的焊接工艺，这样就可以有效避免出现焊接缺陷。

【参考文献】

[1]张艳花.浅谈大型工业厂房内场站管道的安装工艺[J].科技情报开发与经济.2010（14）.[2]段鸯钟.焊接管道“先漏后断”评定裂纹张开面积研究[J].天津大学：材料加工工程.2010.[3]张存威.大口径管道法兰连接安装工艺探讨[J].广东建材.2008（12）.

第四篇：焊接质量通病及预防措施

国家高速公路网G0613 云南省香格里拉至丽江高速公路第五项目部

目录

焊接质量通病及预防措施

编制：

复核：

审核：

云南建工香丽高速公路土建施工第五项目部

焊接质量通病及预防

焊接工程上存在的质量通病是：凡是肉眼或低倍放大镜能看到的且位于焊缝表面的缺陷，如咬边（咬肉）、焊瘤、弧坑、表面气孔、夹渣、表面裂纹、焊缝位置不合理等称为外部缺陷；而必须用破坏性试验或专门的无损检测方法才能发现的内部气孔、夹渣、内部裂纹、未焊透、未溶合等称为内部缺陷。但常见的多是焊后不清理焊渣和飞溅物以及不清理的焊疤。

一、焊缝尺寸不符规范要求

1、现象：

焊缝在检查中焊缝的高度过大或过小；或焊缝的宽度太宽或太窄，以及焊缝和母材之间的过渡部位不平滑、表面粗糙、焊缝纵、横向不整齐，还有在角焊缝部位焊缝的下凹量过大。

2、原因：

a焊缝坡口加工的平直度较差，坡口的角度不当或装配间隙大小不均等而引起的。

b焊接中电流过大，使焊条熔化过快，控制焊缝成形困难，电流过小，在焊接引弧时会使焊条产生“粘合现象”，造成焊不透或焊瘤。c焊工操作熟练程不够，运条方法不当，如过快或过慢，以及焊条角度不正确。

d埋弧自动焊过程，焊接工艺参数选择不当。

3、防治措施：

a按设计要求和焊接规范的规定加工焊缝坡口，尽量选用机械加工以使坡口角度和坡口边缘的直线度和坡口边缘的直线度达到要求，避免用人工气割、手工铲削加工坡口。在组对时，保证焊缝间隙的均匀一致，为保证焊接质量打下基础。

b通过焊接工艺评定，选择合适的焊接工艺参数。

c焊工要持证上岗，经过培训的焊工有一定的理论基础和操作技能。d多层焊缝在焊接表面最后一层焊缝是，在保证和底层熔合的条件下，应采用比各层间焊接电流较小，并用小直径（φ2.0mm~3.0mm）的焊条覆面焊。运条速度要求均匀，有节奏地向纵向推进，并作一定宽度的横向摆动，可使焊缝表面整齐美观。

二、咬边（咬肉）

1、现象：焊接时的电弧将焊缝边缘熔出的凹陷或沟槽没有得到熔化金属的补充而留下缺口。过深的咬边会使焊接接头的强度减弱，造成局部应力集中，承载后会在咬边处产生裂纹。

2、原因：主要是焊接电流过大，电弧过长，焊条角度掌握不合适和运条的速度不当以及焊接终了焊条留置长度太短等而形成咬边。一般在立焊、横焊、仰焊时是一种常见缺陷。

3、防治措施

a焊接时电流不宜过大，电弧不要拉得过长或过短，尽量采用短弧焊。

b掌握合适的焊条角度和熟练的运条手法，焊条摆动到边缘时应稍慢，使熔化的焊条金属填满边缘，而在中间则要稍快些。

c焊缝咬边的深度应小于0.5mm，长度小于焊缝全长的10%，且连续长度小于10mm。一旦出现深度或产度超过上述允差，应将缺陷处清理干净，采用直径较小、牌号相同的焊条，焊接电流比正常的稍偏大，进行补焊填满。

三、裂缝

1、现象：在焊接过程或焊接之后，在焊接区域内出现金属破裂，它产生在焊缝内部或外部，也可能发生在热影响区，按其产生的部位可分为纵向裂纹、横向裂纹，弧坑裂纹、根部裂纹等又可分热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。

2、原因

a焊缝热影响区收缩后产生大的应力。b母材含淬硬组织较多，冷却后易生裂纹。

c焊缝中有相当高的氢浓度。及其他有害元素杂质等，易产生冷、热裂纹。

3、防治措施：主要从消除应力和正确使用焊接材料以及完善的操作工艺入手解决。

a注意焊接接头坡口形式，消除焊缝不均匀受热和冷却因热应力而产生的裂纹。如不同厚度的钢板对焊时，对厚钢板就要做削薄处理。

b选用材料一定要符合设计图样的要求，严格控制氢的来源，焊条使用前应进行烘干，并认真清理坡口的油污、水分等杂质。

c焊接中，选择合理的焊接参数，使输入热量控制在800~3000℃的冷却温度之间，以改善焊缝及热影响区的组织状态。

d在焊接环境温度较低、材料较薄，除提高操作环境温度外，还应在焊前预热。焊接结束要设法保温缓冷和焊后热处理，以消除焊缝残余应力在冷却过程中产生的延迟性裂纹。

四、弧坑

1、现象：弧坑是焊缝收尾处产生下滑现象，不但减弱焊缝强度，还会在冷却过程产生裂纹。

1、原因：主要是在焊接终了时熄弧时间过短，或在焊薄板时使用的电流过大。

2、防治措施：焊缝收尾时，使焊条做短时间的停留或做几次环形运条，不要突然停弧以使有足够的金属填充熔池。焊接时保证适当电流，主要构件可加引弧板把弧坑引出到焊件外。

四、夹渣

1、现象：焊缝中经无损检测发现有非金属夹杂物如氧化物、氮化物、硫化物、磷化物等，形成多种多样不规则形状，常见的有锥形、针形等夹渣物。金属焊缝夹渣会降低金属结构的塑、韧性，还会增加应力，导致冷、热脆性易产生裂纹，使构件被破坏。

2、原因: a焊缝母材清理不干净，焊接电流过小，使熔化金属凝固过快，熔渣来不及浮出。

b焊接母材和焊条的化学成分不纯，如焊接时熔池内有氧、氮、硫、磷、硅等多种成分，则易形成非金属夹渣物。

c焊工操作不熟练，运条方法不当，使熔渣与铁水混在一起分离不开，阻碍熔渣上浮。d焊口坡口角度小，焊条药皮成块脱落未被电弧熔化；多层焊时，熔渣清理不干净，操作时未将熔渣及时拨出都是造成夹渣的原因。

3、防治措施

a采用只有良好焊接工艺性能的焊条，所焊钢材必须符合设计文件要求。b通过焊接工艺评定选择合理的焊接工艺参数。注意焊接坡口及边缘范围的清理，焊条坡口不宜过小；对多层焊缝要认真清除每层焊缝的焊渣。c采用酸性焊条时，必须使熔渣在熔池的后面；在使用碱性焊条焊立角缝时，除了正确选择焊接电流外还需采用短弧焊接，同时运条要正确，使焊条适当摆动，以使熔渣浮出表面。

d采用焊前预热，焊接过程加热，并在焊后保温，使其缓慢冷却，以减少夹渣。

五、气孔

1、现象：在焊接过程熔化的焊缝金属中所吸收的气体在冷却前来不及从熔池中排出，而残留在焊缝内部形成孔穴。根据气孔产生的部位可分内、外气孔；按分部情况及形状的气孔缺陷，气孔在焊缝中的存在会减低焊缝强度，也产生应力集中，增加了低温脆性，热裂倾向等。

2、原因

a焊条本身之狼低劣，焊条受潮未按规定要求烘干；焊条药皮变质或剥落；焊芯锈蚀等。

b母材冶炼中存在残留的气体；焊条及焊件上沾有铁锈、油污等杂质，在焊接过程中，因高温气化产生气体。

c焊工操作技术不熟练，或视力差对熔化铁水和药皮分辨不清，使药皮中的气体与金属溶液混杂在一起。焊接电流过大使焊条发红二降低保护效果；电弧长度过长；电源电压波动过大，造成电弧不稳定燃烧等。

3、防治措施

a选用合格的焊条，不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯严重锈蚀的焊条，应对焊口附近及焊条表面的油污、锈斑等清理干净。b选择电流的大小要是适宜，控制好焊接速度。焊前将工件预热，焊接终了或中途停顿时，电弧要缓慢撤离，有利于减慢熔池冷却速度和熔池内气体的排出，避免出现气孔缺陷。

c减少焊接操作地点的湿度，提高操作环境的温度。在室外焊接时，如风速达8m/s、降雨、露、雪等，应采取挡风、搭雨棚等有效措施后，方能焊接操作。

六、焊后不清理飞溅和焊渣

1、现象：这是最常见的一种通病，既不美观、危害性还很大。溶合性飞溅会增加用材表面的淬硬组织，易产生硬化及局部腐蚀等缺陷。

2、原因

a焊材在保存中药皮受潮变质，或所选用的焊条与母材不相匹配。b焊接设备选择不符合要求，交、直流焊接设备与焊材不符合，焊接二次线极性接法不正确、施焊电流大、焊缝坡口边缘有杂物及油垢污染、焊接环境不符合焊接要求等。

c操作者技术不熟练，未按规程操作和防护。

3、防治措施

a根据焊接母材选择合适的焊接设备。b焊条要有干燥恒温设备，在干燥室有去湿机、空调机、距地、墙不小于300mm，建立焊条收发、使用、保管等制度（特别是对压力容器）。c焊口边缘进行清理排出水分、油污及杂物锈蚀。冬雨季施工搭接防护棚保证施焊环境。

d对有色金属和不锈钢施焊前，可在焊缝两侧线母材上涂以防护涂料做为保护。还可选择焊条和薄药皮焊条及氩气保护等方法，消除飞溅物和减少熔渣。

e焊工操作要求及时清理焊渣和防护。

七、弧疤

1、现象：由于操作不慎使焊条或焊把与焊件接触，或地线与工件接触不良短时地引起电弧，而在工件表面留下弧疤。

2、原因：电焊操作者粗心大意，未采取防护措施和对工具的维护。

3、防治措施：焊工要经常对使用的电焊把线和接地线的绝缘情况进行检查，发现破损要及时包扎好。装设接地线要牢固可靠。焊接时不要在焊道外引弧。焊钳放置要与母材隔离或适当挂起。不焊时及时切断电源。发现电弧擦伤，必须用电砂轮及时打磨。因为在不锈钢等有耐腐蚀性能要求的工件上，弧疤会成为腐蚀的起始点，降低材料的性能。

八、焊疤

1、现象：焊后不清理焊疤，影响设备宏观质量，处理不当还造成表面裂纹。

2、原因：非标设备在制作安装过程中，定位电焊工装卡具在完工拆除时所造成。

3、防治措施：组装过程中使用的吊具卡具，在拆除后用砂轮打磨与母材平齐，不可用大锤硬性打掉卡具，以免损伤母材，对电焊时超深度的弧坑、划痕等均应补焊，并用砂轮打磨与母材齐平，只要在操作时注意，是可以消除这一缺陷的。

九、未焊透

1、现象：焊接中焊缝根部没有完全和母材熔合或母材和母材之间局部未焊透，这种缺陷称未焊透也称未熔合。它降低了接头的力学性能，同时会在此部位产生应力集中，产生裂纹。在焊接中任何焊缝不允许存在未焊透。

2、原因

a未按规定加工坡口，钝边厚度过大，坡口的角度或组对的间隙过小 b双面焊时，背面清根不彻底或坡口两侧及层间焊未清理干净，使氧化物、熔渣等阻碍金属间充分熔合。

c焊工操作技术不熟练，如选用焊接电流过大时，母材还未熔化，焊条已熔化，使母材与焊条熔敷金属未熔合在一起；当选用过小电流时；运条的速度过快会使母材与焊条的熔敷金属不能很好的熔合；在操作中焊条的角度不正确，熔化偏向一侧或焊接时偏吹现象，都会产生在电弧作用不到之处形成未焊透。

3、防治措施

a按设计图样或规范标准规定的坡口尺寸进行加工和组对间隙。b焊前要认真清理坡口附件的铁锈油污，特别是彻底清理焊缝坡口根部，对多层焊缝在焊接途中，要用角形砂轮打磨清理焊层之间的氧化物。c合理的选择电流大小和焊接速度，随时注意焊条的正确角度。d对厚度较厚或导热性较高、散热快的焊件，可在焊前对焊接部位预热或在焊接中加热，使母材金属与焊条金属达到熔合。

香丽高速公路土建第五项目部

2016年6月8日

第五篇：焊接缺陷及防止措施

本文源自：中国无损检测论坛http://bbs.ndtcn.org

1、外观缺陷：外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。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。单面焊的根部未焊透等。

A、咬边是指沿着焊趾,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。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。

咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。

矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。B、焊瘤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即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。

焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。

防止焊瘤的措施: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。C、凹坑

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。

凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。

防止凹坑的措施:选用有电流衰减系统的焊机,尽量选用平焊位置,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。D、未焊满

未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细,运条不当等会导致未焊满。

未焊满同样削弱了焊缝,容易产生应力集中,同时,由于规范太弱使冷却速度增大,容易带来气孔、裂纹等。

防止未焊满的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。E、烧穿

烧穿是指焊接过程中,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。

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。

烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷,它完全破坏了焊缝,使接头丧失其联接飞及承载能力。

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。F、其他表面缺陷:(1)成形不良

指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。

（2）错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置，它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。(3)塌陷

单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。

(4)表面气孔及弧坑缩孔。

(5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。

2、气孔和夹渣 A、气孔

气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。

(1)气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。按气孔内气体成分分类,有氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。

本文摘自: 中国无损检测论坛(http://bbs.ndtcn.org)详细出处请参考：http://bbs.ndtcn.org/forum.php?mod=viewthread&tid=528&extra=page%3D4