焊接缺陷产生原因分析及防治措施

姚大勇 贺杨

摘 要：焊接是工业发展中的重要一环，随着我国经济及工业的快速发展，焊接在工业领域的应用越来越多也越来越广泛。在焊接的过程中，由于各种复杂的原因会造成焊接区域产生一定的缺陷，从而严重影响焊接的质量。该文将在分析造成焊接缺陷原因的基础上对如何做好焊接缺陷的防治进行分析阐述，避免焊接过程中所产生的缺陷影响焊接效果。

关键词：焊接  缺陷  防治方法

中图分类号：TG42          文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（c）-0065-02

焊接是现今应用与工业领域较多的一种材料连接技术，其在制造、建筑等多项领域都有着广泛的应用。在焊接的过程中由于周边环境、焊接工艺以及焊接技术等多方面的原因会造成焊接完成的工件表面形成一定的焊接缺陷，这些焊接缺陷的存在严重影响了焊接的质量，会使得焊接后的工件无法达到相应的效果严重的会导致工件的报废。如何在分析焊接缺陷的基础上做好焊接缺陷的防治是现今乃至今后一段时间内焊接研究的重点。

1 焊接缺陷中的外观缺陷

焊接缺陷中的外觀缺陷是指在焊接完成后无需借助专业的检测仪器仅靠肉眼就可以发现的焊接表面缺陷，常见的焊接外观缺陷主要有咬边、焊瘤、凹陷以及焊接所导致的变形等，甚至于还可能在焊接区域的表面产生气孔、裂纹等，以上这些焊接外观缺陷都是可以通过肉眼所发现的。各种不同的外观缺陷有其独特的形成原理：（1）咬边是指在焊接的过程中沿着焊趾在工件接口部分所形成的凹陷或是沟槽，造成咬边的原因主要是由于在电焊的过程中所产生的电弧将焊缝周边的板材等融化后未能及时的得到熔敷金属的充分补充所形成的融化缺口，其中造成焊接咬边的主要原因多是由于在焊接的过程中由于电弧热量过大且焊接速度过快所形成的。（2）焊接过程中所形成的焊瘤主要是由于金属融化后所形成的液态金属顺着焊缝或是板材的边缘冷却后所形成的金属瘤。（3）焊接过程中的凹坑主要是由于焊接工件的表面或是背面局部低于母材的部分，为解决这一问题应当在焊接的过程中遵守相应的焊接规范并在焊接收弧时让焊条在熔池内短时间停滞或是环形摆动，使得焊液能够充满焊接的凹坑。（4）焊接时未焊满是由于焊接时未能保持连续，应当在焊接的过程中增大焊接电流覆盖焊缝。（5）焊接过程中的烧穿主要是指在焊接的过程中，熔坑深度超出工件的厚度，使得融化后的金属直接自焊缝背面流出，从而形成穿孔性的缺失，为解决这一问题应当在焊接的过程中选用较小的焊接电流并匹配上相应的焊接速度，减小装配间隙，并在焊缝的背面加装垫板或是药料并在焊接的过程中使用脉冲焊接方式来避免出现烧穿。

2 焊接过程中出现气孔和夹渣

焊接过程中出现的气孔是由于焊接时溶液所产生的气体未能及时排出，使得这些气体在凝固时残存在焊缝之中从而使得焊缝出现一定的空穴，这些滞留在焊缝中的气体可能来自于外界也有可能是在焊接的过程中因化学反应而产生的，为避免在焊接的过程中出现气孔可以采取以下措施：（1）在焊接之前需要对焊丝、焊接坡口处以及坡口附近进行一定的清洁，将油污、铁锈等容易在焊接过程中由于高温气化或是因化学反应而产生气体的物质予以清除。（2）在焊接的过程中应当使用碱性的焊条、焊剂等，并在焊接之前检查其干燥度。（3）采用直流反接并用短电弧焊接方式，以及在焊接之前对焊丝、工件等进行一定的预热以减缓其降温的速度，最主要的是需要在焊接的过程中采用规范化的焊接方式避免气孔的产生。夹渣是影响焊接效果的另一重要缺陷，其主要是指在焊接的过程中熔渣未能溶解完全夹杂在焊缝中。其中的夹渣可以是金属物也可以是非金属物。焊接过程中产生夹渣的原因主要有：焊接坡口尺寸设计不合理从而使得焊接不完全，焊接时坡口含有杂物，在焊接时这些杂物加入到焊缝中影响焊接效果，在进行多层焊接时，不同层之间并未做好完全的清洁，焊接线能量较小，焊缝散热太快，从而使得液态金属凝固过快容易造成夹渣。夹渣与气孔会破坏焊缝的力学性能，带有尖角的夹渣在受到外力时会产生额外的附加力，从而使得夹渣称为裂缝产生的根源，影响焊缝的效果。

3 焊接过程中出现的裂纹

裂纹是在焊接过程中出现最为频繁的一种缺陷，焊接裂纹是指在焊接的过程中焊缝之间的原子结合效果遭到破坏，从而使得焊缝在形成新的界面所产生的缝隙。根据焊接过程中所出现的缝隙的大小可以将焊缝裂纹分为宏观、微观以及极细微裂纹，其中宏观是仅凭肉眼就可发现的裂纹，而微观裂纹则指的是在显微镜下才可看见的裂纹，而最后一种则是在超精密显微镜下才能看到的裂纹，根据裂纹形成温度的不同可以分为热裂纹和冷裂纹。同时根据裂纹形成机理的不同可以分为层状撕裂、应力腐蚀裂纹等多种裂纹形式。在焊接的过程中形成的裂纹尤其是冷裂纹（冷裂纹是在焊接完成后冷却至马氏体转变温度M3点以下所产生的裂纹）其对焊缝性能的影响是灾难性的，这一问题在压力容器事故中表现最为明显，通过对压力容易事故统计后发现，在造成压力容易事故原因中，除了设计和选材不合理外，因焊接过程中焊缝所产生裂纹而导致的事故比重是最大的。为避免焊接过程中出现热裂纹应当在焊接时减小硫、磷等有害元素的含量，并在焊接时选用含碳量较低的材料进行焊接，并在焊接的过程中加入一定量的合金元素，从而有效的减少柱状晶体的偏析，在焊接时采用熔深较浅的焊缝，在焊接的过程中采用合理的焊接工艺及焊接规范，并在焊接中采用预热的方式来有效的减缓冷却的速度。

4 焊接中的未焊透问题

焊接中的未焊透问题主要是指工件中的金属未熔化，从而使得焊缝金属没有进入接头根部的现象，造成焊缝未焊透的主要原因有：焊接时的电流过小、坡口选用不合理，磁偏吹影响，在层件及焊根清理不完全等因素。在焊接过程中如发生未焊透现象则会使得焊缝的有效接触面积大为减小，从而减小焊缝的接触强度。同时未焊透还会导致其他一些问题的发生，比如说应力集中所造成的危害要远大于强度问题。同时未焊透还会影响焊缝的疲劳强度，影响焊缝的使用质量及使用寿命。为解决这一问题在焊接的过程中增大焊接电流是避免出现未焊透的主要方法，此外，在进行焊角焊缝焊接时，使用交流替代直流可以有效的防止磁偏吹现象的发生，应当合理对坡口进行设计并加强坡口的清理工作。避免未焊透现象的发生。焊接未熔合与未焊透等都是焊接过程中较为严重的问题，其中未熔合的主要原因是由于在焊接件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径过大、焊接过程中焊条所通过的电流较小或是焊接时行条速度过快一级电弧过长等原因。同时在焊接的过程中焊件坡口表面存在氧化膜、杂物等都会对焊接所产生较大的影响，因此在进行焊接的过程中应当做好焊接时的坡口尺寸的选取，并根据焊接件材料选用合理的电流和焊接速度，做好焊接位置表面的清洁工作，运条时摆动要适当，并时刻关注坡口两侧的熔合是否到位。

5 其他一些焊接缺陷

除了以上所介绍的焊接缺陷外，还有未熔合、焊瘤、弧坑、焊缝外形以及其他一些缺陷。应当在焊接过程中采用规范化的焊接方式，做好坡口的清理，保障焊接工作的顺利进行。

6 结语

焊接是在工业生产中应用较为广泛的一种技术，如在焊接过程中出现一定的缺陷将会严重影响其性能，该文在分析焊接缺陷产生原因及所造成危害的基础上对如何做好焊接缺陷的防治进行分析阐述。

参考文献

[1] 郑启光，辜建辉，王涛，等.激光深熔焊接的熔池行为与焊接缺陷的研究[J].激光技术，2000（2）：90-95.

[2] 周伟，王承训.焊接缺陷自动识别系统的研究和应用[J].焊接学报，1992（1）：45-50.

[3] 马建民，李敬勇，等.焊接缺陷对铝合金焊接接头疲劳性能的影响[J].材料开发与应用，2003（6）：31-34.