浅谈场站管道焊接缺陷产生的原因及预防措施

第一篇：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：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。

第四篇：常见焊接缺陷产生原因与防止措施

Vgh常见焊接缺陷产生原因与防止措施

来源:未知 时间:2010-04-28 11:38 点击: 7 收藏 我要投稿

1）焊缝尺寸不符合要求

角焊缝的K值不等—一般发生在角平焊，也称偏下。偏下或焊缝没有圆滑过渡会引起应力集中，容易产生焊接裂纹。焊条角度问题，应该考虑铁水瘦重力影响问题。许多教授在编写教材注重理论性而忽略实用性。焊条角度适当上抬，48/42度合适。另外，在K值要求较大时，尽量采用斜圆圈型运条方法。

焊缝宽窄不一致：一是运条速度不均匀，忽快忽慢所致；二是坡口宽度不均匀，焊接时没有进行调整。三是在熔池边缘停留时间不均匀。所以焊接时焊接速度均匀、考虑坡口宽度、熔池边缘停留时间合适。

焊缝高低不一致：与焊接速度不均匀有关外，与弧长变化有关。所以采用均匀的焊接速度、保持一定的弧长，是防止焊缝高低不一致的有效措施。

弧坑：息弧时过快。与焊接电流过大、收弧方法不当有关。平焊缝可以采用多种收弧方法，例如回焊法、画圈法、反复息弧法。立对接、立角焊采用反复息弧法，减小焊接电流法。

焊缝尺寸不符合要求，在凸起时应力集中，产生裂纹；在焊缝尺寸不足时，降低承载能力；所以在焊接前尽量预防，在焊接中尽量防止，在焊接以后及时修补，保证焊缝尺寸符合施工图纸要求。2）夹渣

夹渣是非金属化合物在焊接熔池冷却没有及时上浮而被封闭在焊缝内，所以与清渣不够、打底层、填充层的成型太差、焊条角度没有进行调整而及时对准坡口两个死角，焊接速度过快、焊接电流过小、非正规的运条方法，没有分清铁水与熔渣，保持熔池的净化氛围。平对接采用合适推渣动作，分清铁水与熔池，焊条角度特别重要。

最容易产生夹渣的部位是：平对接各层、填充层与打底层结合部的两个死角，横对接打底层、填充层的最上部的夹角，仰对接的坡口边缘。实际就是焊缝成型没有实现略凹、或平，而特别容易形成过凸的成型所致。

夹渣降低焊缝有效截面使用性能，容易产生裂纹等其他缺陷，影响焊缝的致密性。3）未焊透与未熔合

未焊透一般产生在坡口根部，与埋弧焊偏丝、焊接电流过小、焊接速度快、坡口角度过小、反面清根不彻底。未熔合一般产生在坡口边缘，与电弧在坡口边缘停留时间短、清渣不够、焊接电流过小、焊接速度过快有关。未焊透在X光底片上呈现一道黑直线，未熔合表现为断续的黑直线。

未焊透与未熔合都是不能允许的焊接缺陷，降低结构力学性能，特别是在冲击载荷、动载荷作用下会产生结构断裂。4）咬边与漏边

如果焊接电弧在坡口边缘停留时间过少而没有及时进行铁水的补充，留下的缺口就是咬边。所以焊接电弧一定在坡口边缘多做停留，焊接电流适当减少、焊条角度随焊条摆动而正确调整，让焊接电弧轴线始终对准坡口两边的夹角，特别是盖面层非常重要。

如果焊接电弧没有到达坡口边缘，焊缝容易产生不是咬边而是漏边。所以防止漏边产生最重要的是焊接电弧一定过坡口边1-2mm，稍作停留，防止咬边产生。

5）气孔的种类、产生原因与防止措施

定义：气孔是焊接熔池凝固时没有及时析出而残留在焊缝中形成的空穴。

类型：一般容易产生氢气孔、氮气孔、co气孔。单个气孔、密集气孔、链状气孔、缩孔等类型

气孔的判别：H气孔一般产生在焊缝表面，断面为旋涡状，表面为喇叭型，CO气孔沿结晶方向分布。N气孔分布焊缝表面，蜂窝状出现。

原因与防止措施：焊条种类不同，产生气孔倾向不同，碱性焊条容易产生气孔，特别是对油、锈、水敏感，焊条要进行烘干，保温2小时，一次领用量不超过4小时，采用保温桶。焊缝与坡口要求打磨干净，短弧焊接，引弧与息弧特别注意避免气孔产生。

焊接方法不同注意气孔产生类型不同。CO2焊经常产生的N CO H 气孔，但是最容易产生的是N气孔。气焊容易产生CO气孔。与气体流量、气体纯度、电弧电压、焊接速度等有关。埋弧焊容易产生气孔与焊接速度有关。

缩孔是息弧时产生的一种特殊气孔，与收弧速度过快熔池失去保护形成。特别是海上平台焊接用焊条容易产生。采用清理坡口与焊缝、焊接电流合适、短弧、采用反复息弧法，而且采用较快的频率才能防止。6）裂纹 焊接裂纹是焊缝中不能允许的焊接缺陷。可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹与层状撕裂等。

热裂纹与冷裂纹的不同之处：产生的时间与部位不同：热裂纹一般产生在焊接过程中，焊道上，冷裂纹一般产生在焊接以后，乃至数年，焊道到母材延伸。形成形状与颜色不同：热裂纹一般是沿晶间开裂呈锯齿形，有氧化色彩；冷裂纹是沿晶间与晶内开裂，呈曲折形状，没有氧化色彩，呈现金属光泽。

裂纹产生与金属种类有关：一般低碳钢不容易产生裂纹，包括热裂纹与冷裂纹。低合金高强度钢容易产生冷裂纹，对热裂纹敏感性小。不锈钢恰恰相反，特别容易产生热裂纹，而对冷裂纹敏感性小。

裂纹产生与金属焊接性有关。金属焊接性越好，越不容易产生裂纹。焊接性越差，容易产生裂纹。例如铸铁、铜合金。

防止方法：针对不同的金属焊接采用不同的焊接方法、工艺措施。例如焊接Q345采用合适焊接线能量、预热、保持层间温度、焊后热处理等措施防止冷裂纹产生；而在焊接不锈钢时，则采用限制焊接电流等焊接工艺规范，采用小摆动、控制层间温度，采用退火焊道布置、敲击、防止弧坑裂纹与结晶裂纹。

一般来说防止热裂纹的措施是：采用含硫量≤0.030% 含碳量≤0.15% 含锰量≤2.5%的、加入TI LV 的变质剂、形成双相组织的焊丝与焊条；严格控制焊接工艺参数，选择合适的焊缝成型系数，合理的焊接顺序与方向，采用小电流与多层多道焊等工艺措施，采用预热与缓冷等减少焊接应力的方法。

防止冷裂纹的措施是：选用低氢型焊条、防止焊条受潮、清理焊接坡口的杂质，减少氢的来源；采用预热、控制层间温度、后热、焊后热处理、合理的装焊顺序和焊接方向。改善焊接结构的应力状态。

防止再热裂纹措施：选用低强度高塑性焊条、适当提高线能量、采用较高预热温度、合理选择消除应力处理温度，避免600度敏感温度，减少咬边等焊接缺陷。

第五篇：冲压缺陷产生原因

一、图片展示

常见的缺陷有9类，分别是：开裂、叠料、波浪、拉毛、变形、毛刺、缺料、尺寸不符、坑、包以及压伤。

二、冲压件缺陷原因及预防 1.冲压废品 1）原因：

o o o o o o 原材料质量低劣；

冲模的安装调整、使用不当；

操作者没有把条料正确的沿着定位送料或者没有保证条料按一定的间隙送料； 冲模由于长期使用，发生间隙变化或本身工作零件及导向零件磨损； 冲模由于受冲击振动时间过长紧固零件松动使冲模各安装位置发生相对变化； 操作者的疏忽，没有按操作规程进行操作。

2）对策：

o 原材料必须与规定的技术条件相符合(严格检查原材料的规格与牌号，在有条件的情况下对尺寸精度和表面质量要求高的工件进行化验检查。)； 对于工艺规程中所规定的各个环节应全面的严格的遵守；

所使用的压力机和冲模等工装设备，应保证在正常的工作状态下工作； 生产过程中建立起严格的检验制度，冲压件首件一定要全面检查，检查合格后才能投入生产，同时加强巡检，当发生意外时要及时处理；>前沿数控技术微信不错，记得关注。o o o

o 坚持文明生产制度，如工件和坯件的传送一定要用合适的工位器具，否则会压伤和擦伤工件表面影响到工件的表面质量；

在冲压过程中要保证模具腔内的清洁，工作场所要整理的有条理加工后的工件要摆放整齐。

2.冲裁件毛刺 1）原因： o

o o o 冲裁间隙太大、太小或不均匀； 冲模工作部分刃口变钝；

凸模和凹模由于长期的受振动冲击而中心线发生变化，轴线不重合，产生单面毛刺。

2）对策：

o 保证凸凹模的加工精度和装配质量，保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性；

在安装凸模时一定要保证凸凹模的正确间隙并使凸凹模在模具固定板上安装牢固，上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行；

要求压力机的刚性要好，弹性变形小，道轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高；

要求压力机要有足够的冲裁力； 冲裁件剪裂断面允许毛刺的高度

冲裁板材厚度>0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0 新试模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05 生产时允许的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.15 3.冲裁件产生翘曲变形 1）原因： o

o

o o o 有间隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。(凸凹模间隙过大及凹模刃口带有反锥度时，或顶出器与工件接触面积太小时产生翘曲变形)。

2）对策：

o o o o 冲裁间隙要选择合理；

在模具结构上应增加压料板(或托料板)板材与压料板平面接触并有一定的压力； 检查凹模刃口如发现有反锥度则必须将冲模刃口修整合适；

如是由于冲裁件形状复杂且内孔较多时剪切力不均匀增大压料力，冲裁前就压紧条料或者采用高精度的压力机冲裁；

板材在冲裁前应进行校平，如仍无法消除翘曲变形时可将冲裁后工件通过校平模再次校平；

定时清除模具腔内的赃物，薄板料表面进行润滑，并在模具结构上设有通油气孔。4.冲裁时，冲裁件的外缘和内孔精度降低尺寸发生变化 1）原因： o

o

o o o 定位销，挡料销等位置发生变化或磨损太大； 操作者的疏忽大意送料时左右前后偏移；

条料的尺寸精度较低过窄过宽送料困难使其难以送到指定地点，条料会在导料板内前后偏移则冲出的工件内孔与外形前后位置偏差较大。5.零件弯曲时，尺寸和形状不合格 1）原因：

o o o 材料的回弹造成产品不合格；

定位器发生磨损变形，而使条料定位不准，必须更换新的定位器；

在无导向的弯曲模中，在压力机上调整时，压力机滑块下死点位置调整不当，也会造成弯曲件形状及尺寸不合格；

模具的压料装置失灵或根本不起压料作用，必须重新调整压料力或更换压力弹簧使其工作正常。2）减少回弹的措施： o

o o o o 选用弹性模数大屈服点小的力学性能较稳定的冲压材料； 增加校正工序，采用校正弯曲代替自由弯曲；

弯曲前材料要进行退火，使冷作硬化材料预先软化后再弯曲成形；

若在冲压过程中发生形状变形而难以消除；则应更换或修整凸模与凹模的斜度，并且使凸凹模间隙等于最小料厚；

增大凹模与工件的接触面积，减小凸模与工件的接触面积； 采用“矫枉过正”的办法减少回弹的影响。o o 6.弯曲件弯曲部位产生裂纹 1）对策：

o 消除弯曲区外侧的毛刺，毛刺会造成该区域的应力集中，减小弯曲变形量；清除此区域的毛刺；

有毛刺的一侧放在弯曲区的内侧；

弯曲工件时最好使弯曲方向和材料的纤维方向(辗轧方向)垂直； 弯曲半径不能太小，在质量允许的情况下尽量使圆角半径加大； 弯曲坯件表面要光洁，无明显的凸起及疤痕；

弯曲时采用中间退火工序，使其消除内应力，经软化后的弯曲很少产生裂纹； 弯曲时对于大型弯曲件一定要涂以润滑剂，以减少弯曲过程中的摩擦。7.弯曲件在弯曲过程中的偏移 1）原因：

在弯曲过程中坯件沿着凹模表面滑动时，会受到摩擦阻力，若坯料两侧的摩擦阻力相差较大时，坯件会向摩擦阻力较大的一侧偏移。>前沿数控技术微信不错，记得关注。

2）对策： o o o o o o

o 形状不对称的弯曲件，采用对称弯曲成形(单面弯曲件采用两件对称弯曲后再切开)。

在弯曲模上增加弹性压料装置，以便在弯曲时能压住坯料防止移动； 采用内孔及外形定位形式使其定位准确。8.弯曲件表面擦伤 1）原因及对策： o o

o 对于铜、铝合金等软材料进行连续作业压弯时，金属微粒或渣滓易附在工作部位的表面，使制件出现较大的擦伤，这时应认真分析研究工作部位的形状、润滑油等情况使坯件最好不要出现微粒及渣滓，以至产生划痕；

o 弯曲方向和材料的轧制方向平行时，制件表面会产生裂纹，使工件表面质量降低。在两个以上的部位进行弯曲时，应尽可能的保证弯曲方向与轧制方向有一定的角度；

o 毛刺面作为外表面进行弯曲时，制件易产生裂纹和擦伤；故在弯曲时应将毛刺面作为弯曲内表面；

凹模圆角半径太小，弯曲部位出现冲击痕迹。对凹模进行抛光，加大凹模圆角半径，可以避免弯曲件擦伤；

凸凹模间隙不应太小，间隙太小会引起变薄擦伤。在冲压过程中要时刻检查模具的间隙的变化情况； o

o o 凸模进入凹模的深度太大时会产生零件表面擦伤，因此在保证不受回弹的影响的情况下，应适当的减少凸模进入凹模的深度；

为了使制件符合精度的要求往往使用在底部压料的弯曲模，则在弯曲时压料板上的弹簧，定位销孔、托板和退料孔等都会压制成压痕,故应给予调整。

9.弯曲时坯件孔的位置发生变化 1）原因： o

o o o 孔的位置尺寸不对，(弯曲受拉变薄)；

孔不同心（弯曲高度不够、毛坯发生滑动、回弹、弯曲平面上出现起伏现象）； 弯曲线和两孔中心线不平行弯曲高度小于最小弯曲高度的部位在弯曲后呈现出向外张口形状；

靠近弯曲线的孔容易产生变形。2）对策：

孔的位置尺寸不对严格控制弯曲半径，弯曲角度以及材料厚度；对材料的中性层进行修整和凸模进入凹模的深度以及凸凹模适当均匀； 孔不同心原因的措施； 确保左右弯曲高度正确； 修正磨损后的定位销和定位板；

减少回弹保证两弯曲面的平行度和平面度； 改变工艺路线，先弯曲校正后进行冲孔。o

o

o

o 呈现出向外张口形状对策

弯曲时应保证最小弯曲高度H(H≥R+2t t材料厚度R弯曲半径)；

改变加工零件的外形，在不影响使用的情况下去掉小于最小弯曲高度的那部分。

o 靠近弯曲线的孔容易产生变形措施

在设计弯曲件时要保证从弯曲部位到孔边距X大于一定值 X≥(1.5—2.0)t t弯曲板料厚度；

在弯曲部位设计一个辅助孔来吸收弯曲变形应力，可以预防临近弯曲线的孔变形，一般采用先弯曲后冲孔的方案。

10.零件在弯曲后，弯曲部位产生明显的变薄 1）对策：

o o o 弯曲半径相对于板厚值太小(r/t>3直角弯曲)一般采用增大弯曲半径；

多角弯曲使弯曲部位变薄加大，为了减少变薄尽量采用单角多工序的压弯办法； 采用尖角凸模时凸模进入凹模太深使弯曲部位厚度明显减少。11.拉深件凸缘在拉深过程中起皱 1）原因：

o 凸缘部位压边力太小，无法抵制过大的切向压应力；而引起切向变形，因而失去稳定后形成皱纹。材料较薄也较易形成皱纹。

2）对策：

o 加大压边圈的压边力和适当的加大材料的厚度。12.拉深件壁部被拉裂的原因及预防 1）原因：

o o o o 材料在拉深时承受的径向拉应力太大； 凹模圆角半径太小； 拉深润滑不良； 原材料塑性较差。

2）对策：

o o o o 减小压边力； 加大凹模圆角半径； 正确使用润滑剂；

选用素行较好的材料或增加工间退火工序。13.拉深件底部被拉裂 1）原因：

o 凹模圆角半径太小，使材料处于被切割状态。

2）对策：

o(一般发生在拉深初始阶段)增大凹模的圆角半径，并使其圆滑过度表面粗糙度要小一般Ra<0.2µm。

14.拉深零件边缘高低不平及有褶皱 1）原因：

o 毛坯与凸凹模中心不合或材料厚度不均匀，以及凹模圆角半径和凸凹模间隙不均匀(凹模圆角半径太大，在拉深的最后阶段脱离了压边圈，使尚未越过圆角的材料压边圈压不到起皱后被拉入凹模形成口缘褶皱。

2）对策：

o 冲模重新定位，校正凹模圆角半径和凸凹模间隙使其大小均匀后再投入生产(减少凹模圆角半径或采用弧形压边圈装置即可消除褶皱)。15.锥形零件或半球形零件拉深时腰部起皱 1）原因： o 在拉深开始时大部分材料处于悬空状态，加之压边力太小，凹模圆角半径又太大或者使用的润滑剂太多。使得径向拉应力变小使得材料在切向压应力的作用下失去稳定而起皱。2）对策：

o 增大压边力或采用压延筋结构，减小凹模圆角半径或使材料厚度稍微加大。16.拉深件表面产生拉痕的原因及预防措施 1）原因及对策：

o 凸模或凹模表面有尖利的压伤，致使工件表面相应的产生拉痕，此时应将压伤表面进行修磨或抛光即可；

凸凹模间隙过小或者间隙不均匀，使其在啦深时工件表面被刮伤，此时应修整凸凹模间隙直至合适为止；

凹模圆角表面粗糙，拉深时工件表面被刮伤，此时应将凹模圆角半径进行修磨打光；

冲压时由于冲模工作表面或材料表面不清洁而混进杂物从而压伤了工件表面，因此在拉料时一定要始终保持凸凹模表面的清洁，坯料拉深前一定要擦拭； 当凸凹模硬度低时，其表面附有金属废屑后，也使得拉深工件表面产生拉痕，因此除了增加凸凹模表面的硬度外在拉深时还要时常检查凸凹模表面即使清除其遗留下的金属废屑； o

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o 润滑剂质量差，也会使拉深工件表面粗糙度加大，这时应使用适合于拉深工艺使用的润滑剂，必要时应将润滑剂过滤后再使用。以防止杂质混入而损伤工件表面。17.拉深件拉深直壁部分不平整 1）原因及对策：

o 凸模上没有设计和制造出通气孔，使其表面因压缩空气而变形，出现不平整现象，此时必须增加通气孔；

材料的回弹作用也会使拉深工件表面不平，最后应增加整形工序； 凸凹模间隙过大致使拉深难以被拉平，此时必须将间隙调整均匀。

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