浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析（精选8篇）

篇1：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施

——————河北唐山科技班干部进修学院

孙春林

随着焊接技术的发展和进步，焊接结构的应用越来越广泛，几乎渗透到国民经济的各个领域，如石油与化工设备、起重运输设备、宇宙运载工具、车辆与船舶制造、冶金、矿山、建筑结构及国防工业建设等。在我们身边的许多事物可以触及到焊接的领域，我们生活的环境里存在许多焊接的产物，所以焊接质量的重要性不言而喻。由于焊接结构的特殊性，复杂性和质量的重要性，决定了为确保焊接结构的完整性，可靠性，安全性和使用性，这些就确定了研究焊接缺陷及采取的工艺措施的重要性。

一、焊接缺陷定义

焊接过程中，在焊接接头上产生的金属不连续、不致密或链接不良的现象称为焊接缺陷。焊接缺陷的产生原因十分复杂，既有冶金因素，也有工艺因素，还有应力因素。有时环境因素影响也很大。因此，焊接缺陷各种类较多。焊接检测人员必须熟悉缺陷的种类、特征，才能及时发现缺陷，保证生产顺利进行。焊接缺陷基本上可以分为三类：

1、尺寸上的缺陷：包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。

2、结构上的缺陷：包括气孔、夹渣、非金属夹渣物、融合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。

3、性质上的缺陷：包括力学性能和化学性质等不能满足焊件的使用要求的缺陷。力学的性能值的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。

二、常见的焊接缺陷

1、未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。

2、未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。

3、气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。

4、夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。

5、裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。

根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类： a.热裂纹（又称结晶裂纹）：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到表面和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。

b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关

c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度范围内对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关

6、偏析：在焊接时因金属熔化区域小、冷却快，容易造成焊缝金属化学成分分布不均匀，从而形成偏析缺陷，多为条状或线状并沿焊缝轴向分布。

7、咬边与烧穿：这类缺陷属于焊缝的外部缺陷。当母体金属熔化过度时造成的穿透（穿孔）即为烧穿。在母体与焊缝熔合线附近因为熔化过强也会造成熔敷金属与母体金属的过渡区形成凹陷，即是咬边。

根据咬边处于焊缝的上下面，可分为外咬边（在坡口开口大的一面）和内咬边（在坡口底部一面）。咬边也可以说是沿焊缝边缘低于母材表面的凹槽状缺陷。

三、常见缺陷产生原因

1、未焊透

（1）由于坡口角度小，钝边过大，装配间隙小或错口；所选用的焊条直径过大，使熔敷金属送不到根部。

（2）焊接电源小，远条角度不当或焊接电弧偏向坡口一侧；气焊时，火焰能率过小或焊速过快。

（3）由于操作不当，使熔敷金属未能送到预定位置，号者未能击穿形成尺寸一定的熔孔。

（4）用碱性低氢型焊条作打底焊时，在平焊接头部位也容易产生未焊透。主要是由于接头时熔池溢度低，或采用一点法以及操作不当引起的。

2、未熔合

（1）手工电弧焊时，由于运条角度不当或产生偏弧，电弧不能良好地加热坡口两侧金属，导致坡口面金属未能充分熔化。

（2）在焊接时由于上侧坡口金属熔化后产生下坠，影响下侧坡口面金属的加热熔化，造成“冷接”。

（3）横接操作时，在上、下坡口面击穿顺序不对，未能先击穿下坡口后击穿上坡口，或者在上、下坡口面上击穿熔孔位置未能错开一定的距离，使上坡口熔化金属下坠产生粘接，造成未熔合。

（4）气悍时火焰能率小，氩弧焊时电弧两侧坡口的加热不均，或者坡口面存在污物等。

3、焊瘤

（1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。

（2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。

4、冷缩孔：

（1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。

（2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。

5、气孔

（1）因熔池温度低，熔池存在时间短，气体未能在有效时间内逸出，这种情况主要与焊接规范等因素有关。（2）打底击穿焊时，熔敷金属给送的过多，使熔池液态金原较厚，灭弧停歇时间长，造成气体难以全部逸出。

（3）由于运条角度不适当，影响了电弧气氛的保护用用，或操作不熟练，不稳以及沿熔池前六坡口间隙方向灭弧都会导致产生气孔。

（4）碱性低氢型焊条的药皮比酸性的薄干燥温度又高，因此药皮较脆。采用撞击法引弧很容易将焊条引弧端药皮撞掉，使熔滴失去或减电弧气氛以及熔溢的保护作用，引起焊缝产生气孔，此外，在焊条引弧端的粘接处，也会产生密集的气孔。

（5）气焊或氢弧焊时，由于焊口清理不干净，有锈、油污质等，同时操作时，焊接速度过快，焊丝和焊炬的角度，以及摆动不适当等也会产生气孔。

6、夹渣

（1）手工电弧焊时，由于运条角度，或操作不当，使熔渣和熔池金属不能良好地分离。

（2）由于焊条药皮受潮；药皮开裂或变质，药皮或坡脱落进入熔池又未能充分熔化或反应不完全，使熔？不能浮出熔池表面，而造成夹渣。

（3）在中间焊层作填充焊时，由于前层焊道过渡不平调、高低、凹凸不均或焊道清渣不彻底，焊接时熔渣未能熔化浮出而形成层间夹渣。

（4）气焊时火焰能率太小或氩弧焊时规范不适当；以及焊丝焊炬角度不适当，焊丝摆动、搅拌熔池操作不当等。

7、咬边

（1）主要是焊接电流过大，电弧过长，远条角度不适当等。

（2）运条时，电弧在焊缝两侧停顿时间短，液态金属未能填满熔池，横焊时电弧在上坡口面停顿的时间过长，以及运条、操作不正确也会造成咬边。

（3）气焊时火焰能率过大，焊嘴倾斜角度不当，焊炬和焊丝摆动不适当等。

8、背面凹陷

（1）产生背面凹陷，一般在板状试件的仰、横焊位置和管状试件的仰焊、仰立焊位置焊接时产生，其主要原因有：

a.间隙过大，钝边偏小，熔池体积较大，液态金属因自重而产生下坠。b.条直径或焊接电流偏大，灭弧慢或连弧焊接，使熔池温度增高，冷却慢，导致熔池金属重力增加而使表面张力减小。

c.焊条角度不当，减弱了电弧对熔池金属的压力，或焊条未运送至坡口根部。

9、焊道背面成形不良,焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。（1）击穿两侧坡口面所形成的熔孔尺寸大小不均，或者击穿焊接速度不均匀。（2）击穿焊接时的电弧加热时间，电弧穿透过背面的多少控制不均匀等。

四、常见焊接缺陷防止措施

1、未焊透

（1）选择合适的坡口角度，装配间隙及钝边尺寸并防止错口。

（2）选择合适的焊接电源，焊条直径，运条角度应适当；气焊时选择合适的火焰能率。如果焊条药皮厚度不均产生偏弧时，应及时更换。

（3）掌握正确的焊接操作方法，对手工电弧焊的运条和气焊，氩弧焊丝的送进应稳，准确，熟练地击穿尺寸适宜的熔孔，应把熔敷金属送至坡口根部。（4）用碱性低氢型焊条焊接16MN尺寸钢试板，在平焊接关时，应距离焊缝收尾弧？10～15MM的焊缝金属上引弧；便于使接头处得到预热。当焊到接头部位时，将焊条轻轻向下一压，听到击穿的声音之后再灭弧，这样可消除接头处的未焊透。如果将接头处铲成缓坡状，效果更好。

2、未熔合

（1）选择适宜的运条角度，焊接电弧偏弧时应及时更换焊条。（2）操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况，使之熔合良好。

（3）横焊操作时，掌握好上、下坡口面的击穿顺序和保持适宜的熔孔位置和尺寸大小，气焊和氩弧悍时，焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。

3、焊瘤

（1）选择适宜的钝边尺寸和装配间隙，控制熔孔大小并均匀一致，一般熔孔直径为0.8~1.25倍的焊条直径，平焊打底焊时不应出现可见的熔孔，否则背面会形成焊瘤。

（2）选择合理的焊接规范，击穿焊接电弧加热时间不可过长，操作应熟练自如，运条角度适当。

（3）气焊时焊丝角度、送丝速度及其摆动应适当，可利用气体火焰的压力来控制？水的溢出。

4、冷缩孔：

为防止冷缩孔的产生，主要应从操作工艺上采取措施，在更换焊条灭弧前应在原熔池上或池背面连续点弧二、三次，以填充满熔池，然后将电弧向坡口面一侧后拉，逐渐衰减灭弧，这样可稍微提高熔池及周围的温度，减缓冷却速度，从而防止冷缩孔产生。

5、气孔

（1）选择稍强的焊接规范，缩短灭弧停歇时间，灭弧后，当熔池尚未全部凝固时，就及时再引弧给送熔滴，击穿焊接。

（2）输送熔敷金属不要太多，使熔池的液态金属保持较薄，利于气体的逸出。（3）运条角度要适当，操作应熟练，不要将熔渣拖离熔池，要换焊条后采用划擦法引弧，用短弧焊接。

（4）气焊和氩弧焊操作时，焊丝和焊炬的角度应适当，摆劲正确，焊连保持均匀适宜。

6、夹渣

（1）选择适当的运条角度，操作应熟练，使熔渣和液态金属良好地分离。（2）遇到焊条药皮成块脱落时，必须停止焊接，查明原因并更换焊条。

（3）打底层焊道或中间层焊道成形成控制均匀，圆滑过渡，接头或焊瘤应该用电弧割掉或用手砂轮磨隙。

（4）选择合适的火焰能率或规范，注意保持适宜的焊丝和焊炬角度，焊丝作正确摆，搅拌熔池，使熔渣顺利地浮出溶池。

7、咬边

（1）选择适宜的焊接电源、运条角度、进行短弧操作。

（2）焊条摆动至坡口边缘，稍作稳弧停顿，操作应熟练、平稳。（3）气焊火焰能率要适当，焊炬和焊丝的角度及摆动要适宜。

8、背面凹陷

（1）保证装配尺寸符合要求，特别是间隙和纯边尺寸，操作要熟练、准确。（2）严格控制击穿时的电弧加热时间及运条角度，熔孔大小要适当，采用短弧施焊。

9、焊道背面成形不良,焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。

(1)严格控制击穿孔的尺寸大小，并使击穿焊接的速度均匀一致。

（2）严格控制电弧的穿透程度，掌握好电弧燃烧，加热时间使之均匀一致。

2015年10月13日

论文：

浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施

题目：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施

单位：河北唐山科技班干部进修学院

姓名：

孙春林

2015年10月13日

篇2：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

【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】

篇3：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

焊接缺陷的种类很多, 根据其在焊缝中的位置可分为表面焊接缺陷和内部焊接缺陷。常见的表面焊接缺陷有焊缝的尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑、烧穿、表面气孔、表面裂纹等, 常见的内部焊接缺有气孔、夹渣、裂纹、未熔合和未焊透等。影响焊接质量的因素有很多, 比如母材和焊接材料的质量、坡口表面的状况、焊接设备的质量、工艺参数、工艺规程、焊接技术的水平、天气状况等。如果未处理好其中任何一个影响因素, 都会产生焊接缺陷, 进而严重影响焊接质量。

2 外部焊接缺陷的危害和防治措施

2.1 外表面形状和尺寸不符合要求

外表面形状和尺寸不符合要求主要指焊缝宽窄不一、高低不平、焊波粗劣、余高不足或过高等。焊缝尺寸过小会降低焊接接头的强度;尺寸过大将增加结构的应力和变形, 导致应力集中, 且会增加焊接工作量。

外表面形状和尺寸不符合要求的危害为焊缝不美观、焊材与母材的结合不良、焊接接头的性能下降、接头的应力偏向或不均匀分布等。该缺陷产生的原因为焊件坡口角度有偏差、装配间隙不均匀、焊接参数不合理、运条速度过快或过慢、焊条的角度选择不当、工作操作不熟练等。该缺陷的防治措施有以下3种:①选择合适的坡口角度, 按标准要求焊件, 并保持间隙均匀;②编制合理的焊接工艺流程和焊接参数, 控制焊接变形和翘曲, 选择合理的焊接速度;③采用合适的运条手法和角度, 随时注意焊件的坡口变化, 以保证焊缝美观。

2.2 咬边

金属焊缝边缘母材上被电弧烧熔后形成的凹槽称为咬边。该缺陷会降低焊接接头的强度、减少接头的有效面积、易引发应力集中。该缺陷产生的原因为焊接参数不合理、操作工艺不正确和焊接技术较差等。该缺陷的防治措施为选择合适的焊接电流和运条手法, 随时控制焊条的角度和电弧长度, 并加强对工人的技能培训。

2.3 焊瘤

在焊接过程中, 熔焊金属流淌至焊缝之外形成的金属瘤称为焊瘤。其危害为影响焊缝表面的美观、存在未焊透的部分、易造成应力集中。该缺陷产生的原因为熔池温度过高、熔池体积过大、液态金属因重力作用而出现的下垂。该缺陷的防治措施为严格控制熔池的温度, 制订合理的焊接标准, 并缩短击穿焊接电弧的加热时间。

2.4 烧穿

在焊接过程中, 熔化的金属从坡口背面流出形成的穿孔缺陷称为烧穿。该缺陷会导致焊接部位产生气孔、夹渣、凹坑等。该缺陷产生的原因为焊接电流过大、焊接速度过慢和焊接间隙大。该缺陷的防治措施为选择合适的焊接电流和坡口角度。

3 内部焊接缺陷的危害和防治措施

3.1 焊接裂纹

焊接裂纹是焊接过程中最常见的缺陷之一, 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四类。焊接裂纹是导致焊接结构失效的最直接的原因, 特别是在锅炉压力容器的焊接过程中, 该缺陷可能导致重大事故的发生。焊接裂纹的主要特征是具有扩展性, 在一定的工作条件下会不断“生长”, 直至断裂。该缺陷产生的原因有以下2点:①焊接过程中产生了较大的内应力, 且焊缝中有低熔点杂质, 当外界应力较大时, 就会从结合力较弱的低熔点杂质处断开, 形成热裂纹;②由于过热区和熔合区的塑性和韧性较差, 所以, 焊缝金属中含有较多的氢, 当结合应力较大时, 易产生冷裂纹。

3.2 气孔

焊接熔池在高温时会吸收大量的气体, 冷却后部分气体会残留在焊缝金属内, 进而形成气孔。气孔对焊缝的性能有较大的影响, 它不仅会使焊缝的有效工作截面缩小, 导致焊缝的机械性能下降, 还会降低焊缝的致密性, 进而引发泄漏。该缺陷产生的原因有以下2点:①焊条或焊剂受潮, 药皮开裂、脱落、变质, 焊丝和坡口质量较差等;②焊接工艺不合理。

该缺陷的防治措施为:烘干焊条或焊剂, 选择不会开裂、脱落、变质的药皮, 保证焊丝和坡口的质量, 并制订合理的焊接标准。

3.3 夹渣

焊接后残留在焊缝内部的非金属夹杂物, 称为夹渣。该缺陷会降低焊缝的塑性和韧性。该缺陷产生的原因包括坡口角度过小、熔渣未浮出、焊接电流过小、熔深过浅、未清理熔渣、接头处理不彻底、坡口处有锈或泥沙等。该缺陷的防治措施包括清理坡口、调节焊接电流、控制焊接速度、彻底清理熔渣和选择优质的焊条等。

3.4 未焊透

未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透的现象。该缺陷会缩小焊缝的有效面积, 使接头的强度下降, 且会成为裂纹源。该缺陷产生的原因为:焊接电流过小、焊接速度过快、坡口角度过小、根部钝边尺寸过大、焊条摆动角度不当、电弧过长、偏吹等。该缺陷的防治措施包括控制坡口尺寸、焊速、焊条直径和焊接角度, 并解决电弧偏吹问题、掌握正确的焊接操作方法。

4 结束语

焊接缺陷的产生过程十分复杂, 其影响因素也有很多。焊接缺陷对焊接结构的承载能力有非常重要的影响, 这就要求我们应保证焊接结构的安全性, 明确焊接缺陷对焊接结构造成的影响。而积极采取防治措施能确保焊接质量, 使焊接进度、质量、成本符合标准。

参考文献

[1]陈伯蠡.焊接工程缺欠分析与对策[M].北京:机械工业出版社, 1997.

篇4：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

关键词：奥氏体不锈钢；真空冶炼炉；焊接缺陷；产生原因 ；防治措施

引言

不锈钢是不锈耐酸钢的简称，按合金元素和显微组织不锈钢可分成五种类型：马氏体钢；铁素体钢、奥氏体钢、沉淀硬化钢；双相钢。其中奥氏体不锈钢是在铬含量为18%的铁素体型不锈钢中加入Ni、Mn、N等奥氏体形成元素而获得的钢种系列，它是目前工业上应用最广的不锈钢，被广泛应用于化工容器、食品工业和机械设备中，真空冶炼炉普遍采用奥氏体不锈钢作为炉体材料。

1.奥氏体不锈钢的焊接缺陷

1.1.晶间腐蚀

产生在晶粒之间的腐蚀，其导致晶粒间的结合力丧失，强度几乎完全消失，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂。

1.1.1.产生原因

根据贫铬理论，焊缝和热影响区在加热到450～850℃敏化温度（危险温度区）时，由于 Cr原子半径较大，扩散速度较小，过饱和的碳向奥氏体晶粒边界扩散，并与晶界的铬化合物在晶界形成Cr23C6，造成贫铬的晶界，不足以抵抗腐蚀的程度。

1.1.2. 防止措施

1.1.2.1.控制含碳量 采用低碳或超低碳（W（C）≤0.03%）不锈钢焊接焊材。。

1.1.2.2.添加稳定剂 在钢材和焊接材料中加入Ti、Nb等与C亲和力比Cr强的元素，能够与C结合成稳定碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢材和焊接材料都含有Ti、Nb，如1Cr18Ni9Ti、E347-15焊条、H0Cr19Ni9Ti焊丝等。

1.1.2.3. 采用双向组织 由焊丝或焊条向焊缝中熔入一定量的铁素体形成元素，如 Cr、Si、AL、 MO等，以使焊缝形成为奥氏体+铁素体的双相组织，因为Cr在铁素体内扩散速度比在奥氏体中快，因此Cr在铁素体内较快的向晶界扩散，减轻了奥氏体晶界的贫铬现象。一般控制焊缝金属中铁素体含量为5%～10%，如铁素体过多，会使焊缝变脆。

1.1.2.4.快速冷却 因为奥氏体不锈钢不会产生淬硬现象，所以在焊接过程中，可以设法增加焊接接头的冷却速度，如焊件下面用铜垫板或直接浇水冷却。在焊接工艺上，可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施，缩短焊接接头在危险温度区停留的时间，以免形成贫铬区。

1.1.2.5.进行固溶处理或均匀化热处理 焊后把焊接接头加热到1050～1100℃，使碳化物又重新溶解到奥氏体中，然后迅速冷却，形成稳定的单相奥氏体组织。另外，也可以进行850～900℃保温2h的均匀化热处理，此时奥氏体晶粒内部的Cr扩散到晶界，晶界处Cr量又重新达到了大于12%，这样就不会产生晶间腐蚀了。

1.2.热裂纹

奥氏体不锈钢在焊接时热裂纹是比较容易产生的缺陷，包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等，特别是含镍量较高的奥氏体不锈钢更容易产生。

1.2.1.产生原因

1.2.1.1.奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大，结晶时间较长，且单相奥氏体结晶方向性强，所以杂质偏析比较严重。

1.2.1.2.导热系数小，线膨胀系数大，焊接时会产生较大的焊接内应力（一般是焊缝和热影响区受拉应力）。

1.2.1.3.奥氏体不锈钢中的成分如C、S、P、Ni等，会在熔池中形成低熔点共晶。例如， S与Ni形成的Ni3S2熔点为645℃，而Ni- Ni3S2共晶体的熔点只有625℃。

1.2.2.防止措施

1.2.2.1.采用双相组织的焊缝 尽量使焊缝金属呈奥氏体和铁素体双相组织，铁素体的含量控制在3～5%以下，可扰乱奥氏体柱状晶的方向，细化晶粒。并且铁素体可以比奥氏体溶解更多的杂质，从而减少了低熔点共晶物在奥氏体晶界的偏析。

1.2.2.2.焊接工艺措施 在焊接工艺上尽量选用碱性药皮的优质焊条、采用小线能量，小电流、快速不摆动焊，收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等，可减小焊接应力和弧坑裂。

1.2.2.3.控制化学成分 严格限制焊缝中 S、P等杂质含量，以减少低熔点共晶。

1.3.应力腐蚀开裂

金属在应力和腐蚀性介质共同作用下，发生的腐蚀破坏。应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质，还有硫酸、硝酸、氢氧化物（碱）、海水、水蒸气、H2S水溶液、浓NaHCO3+NH3+NaCl水溶液等介质等。

1.3.1.产生原因

应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。

1.3.2.防止措施

1.3.2.1.合理制定成形加工和组装工艺 尽可能减小冷作变形度，避免强制组装，防止组装过程中造成各种伤痕。

1.3.2.2.合理选择焊材 焊缝与母材应有良好的匹配，不产生任何不良组织，如晶粒粗化及硬脆马氏体。

1.3.2.3.采取合适的焊接工艺 保证焊缝成形良好，不产生任何应力集中或点蚀的缺陷，例如，避免十字交叉焊缝，Y形坡口改为X形坡口、适当减小坡口角度、采用短焊焊道、采用小线能量。

1.3.2.4.消除应力处理 焊后热处理，如焊后完全退火或退火；在难以实施热处理时采用焊后锤击或喷丸等。

2.结 语

为了保障真空冶炼炉用奥氏体不锈钢的焊接质量，需要综合分析奥氏体不锈钢的焊接性能，根据具体产生的缺陷，分析其产生的原因，采取针对性的措施，以保证获得高质量的焊接接头。

参 考 文 献：

[1]张其枢，堵耀庭.不锈钢焊接[ M ] .北京：机械工业出版社.2004.

[2]张兰. 我国不锈钢焊接工艺研究现状及进展.山西冶金，2007（2）：1～5

[3]陈剑虹主编 焊接手册（第2卷）材料的焊接[M] 北京：机械工业出版社，2001.8.

[4]英若采主编 熔焊原理及金属材料焊接[M] 北京：机械工业出版社，2005.

篇5：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

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、焊接裂纹等金属部连续、不致密或连续不良的现象。焊接结构中一般都存在着缺陷, 在焊接结构中要获得无缺陷的焊接接头, 在技术上是相当困难的, 也是不经济的, 为了满足焊接结构的使用要求, 应该把缺陷限制在一定范围之内, 使其对焊接结构的运行不致产生危害。所以我们把焊接过程中焊接接头中产生的不符合标准要求的缺陷称为焊接缺陷。

2 焊接缺陷的分类

熔焊焊接缺陷一般分为以下六类:

第一类缺陷:裂纹;

第二类缺陷:孔穴 (主要为气孔) ;

第三类缺陷:固体夹杂 (主要是夹渣和夹钨) ;

第四类缺陷:未熔合和未焊透;

第五类缺陷:形状缺陷 (主要包括咬边、焊瘤、烧穿、错边、焊缝超高, 宽度不齐) ;

第六类缺陷:其它缺陷 (包括电弧擦伤、飞溅、钨飞溅、层间错位、打磨过量, 凿痕、磨痕) 。

3 焊接缺陷对油气场站管线质量的危害

油气场站管线一般是在0.6MPa~25MPaa压力下长期输送油、水、气等介质, 所以对焊缝的强度和耐应力腐蚀性能有较高的要求, 而管道焊接中的缺陷减小了管道焊缝承载载荷的有效面积, 更主要是在缺陷周围产生了应力集中, 从而大大降低了管道的负载强度和耐应力腐蚀性能, 降低了焊缝的疲劳强度, 甚至会引起焊缝的脆断, 其中危害最大的是焊接裂纹和气孔。影响管道的长期运行安全。

4 油气场站管线焊接缺陷产生的原因及预防措施

油气场站管线的施工作业点相对比较固定, 场站建设也相对遍布比较广泛, 施工中可能会遇到多种地理环境, 对焊接有直接影响, 而且油气场站管线的焊接部分属于户外作业, 风、雨、温度、湿度等自然环境, 与焊接质量高低有着直接关系, 所以与工厂产品生产相比保证油气场站管线焊接质量的要求较高, 但是我们能找到施工现场产生缺陷的原因并采取相应的措施, 可以有效保证焊接质量。

4.1 电焊工对焊接质量的影响

电焊工是影响油气场站管线焊接质量的主要因素, 焊接缺陷的产生一般都与电焊工的焊接水平有着直接或间接的关系, 所以说选择合格、水平较高的电焊工是保证油气场站管线焊接质量最有效的措施, 因此从事油气场站管线焊接的电焊工一定要有对应的焊接资质, 并经过施工现场焊接考试并合格。

4.2 焊接裂纹产生的原因及预防措施

焊接裂纹是焊接接头局部金属原子结合力遭到破坏形成的新界面所产生的缝隙, 是焊接结构中最危险的缺陷。

焊接裂纹的产生首先是材料和焊接材料的原因, 或采用的焊接工艺不合适。

除去材料和焊接材料, 焊接工艺的原因, 油气场站管线焊接中产生裂纹的因素不外乎以下几个方面:

4.2.1 焊接过程中或焊后焊缝附近存在高约束力或外力

例如:管道碰头组对时强力组对;点焊完成后还用锤击或其它方式强力调整错边、间隙;弹性敷设时, 焊缝处在曲率中心;预制好的管线吊装时起吊点在焊缝上, 管线下沟过程中憋管下沟, 都会大大增加焊缝中的应力, 增加产生焊接裂纹的风险。所以管道焊接过程中应严格按规范施工, 禁止强力组对;焊接开始后不允许再调整错边间隙;弹性敷设时避免在曲率中心留焊口;吊装管线时起吊点应距焊口2~3m;禁止憋管下沟。

4.2.2 低温下进行焊接

环境气温很低时会使焊缝冷却速度过快, 增加金属的淬硬倾向, 尤其是气温低时

钢材表面含水量增大, 焊材又未按规范烘烤, 导致焊缝氢致裂纹倾向也增大, 产生焊接裂纹的可能性就会大大增加。所以冬季管道焊接施工中必须要制定完善的冬季施工技术措施, 且无论使用哪种焊接方式, 在低温气候下焊接 (低于+5℃) , 必须采取如下的防护措施, 以避免低温焊接接头造成的不良效果 (易脆、变硬而易裂, 容易在焊接接头上产生诸如由于快速冷却和焊缝凝固造成的小眼和熔渣等缺陷) :

在不受坏天气 (如风、潮湿和气流等) 干扰的区域施焊;

干燥焊接接头以避免潮湿引起材料收缩;

焊接接头预热, 以减缓焊后焊缝的冷却速度;

焊后对焊缝加盖防止焊缝的骤冷;

焊接的最低温度至少为-10℃, 采取所指的防护措施, 需要时预热温度至少为50℃, 火焰进行缓慢、均匀的预热

4.2.3 焊缝金属或母材经过多次加热冷却, 导致淬硬倾向增大

例如:焊缝经多次返修;母材同一部位经过多次切割;要求采用双边焊而采用单边焊, 导致起弧和收弧处经多次加热冷却, 都会大大降低金属的韧性, 提高金属的硬度, 导致淬硬倾向增大, 如果焊缝此时受到约束力或外力, 极易产生裂纹。所以焊缝同一部位的缺陷不能多次返修 (根据GB 50369—2006《油气场站管线工程施工及验收规范》规定焊缝根部缺陷只允许返修一次, 填充、盖面可以返修两次) ;割除焊缝或切割母材时切割点必须距原焊缝50mm以上;母材切割后重新打磨坡口时, 必须完全清除淬硬组织。

4.3 焊接气孔产生的原因及预防措施

焊接时, 熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。

油气场站管线焊接中产生气孔, 最常见的原因是焊条未按要求烘干或管材坡口及其内外侧附近的水分、油、锈等杂质未清除干净, 导致焊缝金属含氢量增大, 易产生氢气孔。还有一个原因是外部环境风速过大, 而未采取防风措施, 导致焊接电弧吹偏, 同时影响熔池中的气体逸出, 极易产生气孔, 尤其是气体保护焊 (如氩弧焊) , 风会削弱气体保护的效率, 所以对风更加敏感, 更容易产生气孔。所以在油气场站管线焊接中严格按要求对焊条, 焊丝进行烘烤, 使用时放在保温桶中;焊接之前清除干净管材坡口及其内外侧附近的水分、油、锈等杂质;外界风速过大时采取防风措施, 可以有效避免焊接气孔的产生。

同时还应指出的是焊接气孔的产生和电焊工的操作水平也有关系, 电焊工操作不当, 焊接速度过快, 焊接电弧过长都能增加产生气孔的倾向。

在冬季施工时, 由于温度较低, 熔池凝固速度变快, 特别是在冬秋季的早晨, 钢材表面经常有水或霜, 都大大增加了气孔出现的几率, 所以在温度较低或空气湿度较大时对母材预热, 还可以降低焊接气孔的产生的几率。

氩弧焊时, 如果氩气纯度达不到要求, 或氩气瓶倒置, 使杂质混入氩气保护气中, 非常容易导致焊接气孔的产生, 所以氩弧焊时一定要用合格的氩气保护气, 使用时氩气瓶要避免倒置。焊前, 检验员必须确保所有焊点处于良好状态, 焊前必须清除坏点焊和炸裂的点焊。

4.4 夹杂产生的原因及预防措施

4.4.1 夹渣

焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。

与焊接裂纹与气孔相比, 油气场站管线焊接中出现夹渣的原因比较简单, 首先是各层焊接时层间清渣不彻底, 再一个原因就是电焊工操作不当, 焊接电流过大或过小容易导致熔池搅动不足, 易产生夹渣。构件边缘必须按规定进行准备, 干净, 无毛刺, 无气割熔渣, 无油脂或油漆, 除去期间保护底漆。此外, 点焊不应该太深, 点焊位置应使其在施焊时能够重新溶合。

4.4.2 夹钨

进行钨极氩弧焊时, 若钨极与熔池不慎接触, 使钨颗粒进入焊缝金属中, 造成夹钨。主要是电焊工操作不当造成的。

4.5 未熔合和未焊透产生的原因及预防措施

4.5.1 未熔合

在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分称为未熔合。

油气场站管线焊接中产生未熔合, 主要与电焊工操作不当有关, 电流过小或焊接速度过快都容易导致未熔合。还有一个原因就是坡口或焊道有氧化皮, 熔渣及氧化物等高熔点杂质, 影响焊缝金属与母材的熔合而产生未熔合。因此焊接前彻底清除管材坡口及其内外侧附近的水、油、锈、氧化物等杂质, 还可以减少未熔合的产生。

4.5.2 未焊透

焊接时, 母材金属之间应该熔合而未焊上的部分称为未焊透。

同未熔合一样, 油气场站管线焊接中产生未焊透也主要是电焊工的原因, 电流过小或焊接速度过快;焊条角度不对或运条方法不当;电弧太长或电弧偏吹都易产生未焊透。

组对间隙太小, 也容易产生未焊透。另外在焊接弯头时, 因为弯头的壁厚一般比直管的厚1~2mm, 如果不导出内坡口, 或内坡口不合适, 很容易产生未焊透。所以组焊时间隙不要留的过小, 焊接弯头时最好导出内坡口, 可以减少未焊透的产生。

4.6 咬边产生的原因及预防措施

沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。在焊接当中咬肉现象是经常出现, 不算大问题, 咬肉现象多半出现在立焊、横焊、角焊的焊缝边缘处。

咬边的产生主要是焊接参数选择不当, 或操作工艺不正确。在油气场站管线施工中焊接中产生咬边的主要是操作工艺不当, 在焊接过程中为了提高焊接效率, 往往采用大电流焊接, 如果掌握不好焊速, 极易产生咬边。尤其当管材的壁厚较小时, 这种倾向更明显。所以在管道焊接中要严格按焊接工艺评定中的参数选择焊接参数, 不能一味的加大焊接电流来提高焊接效率。

4.7 弧坑

主要是指焊缝熄弧处地低洼部分。产生的原因是:操作时熄弧太快, 未反复向熄弧处补充填充金属。

4.8 焊穿

主要是指熔化金属自坡口背面流出, 形成穿孔的缺陷。产生的原因是:

焊件装配不当, 如坡口尺寸不合要求, 间隙过大;焊接电流太大;焊接速度太慢。操作技术不佳。

4.9 产生焊接缺陷的其它原因

在油气场站管线焊接中产生焊接缺陷的因素中, 容易忽视的一个因素就是, 电焊工的焊接条件。例如电焊工焊接时没能配备完善的劳保, 电焊工下意识畏光、畏热, 影响了焊接水平的发挥;沟上组焊组焊时管线距地面未留够足够的焊接空间, 沟下连头或沟下组焊是, 操作坑太小, 造成电焊工焊接困难;陡坡段焊接时焊接难度增大, 都会使产生焊接缺陷的倾向增大。所以在现场施工中要尽量为电焊工提供较好的焊接条件和足够的操作空间, 在陡坡段施工中最好采用平地上预制管线, 再安装就位的施工措施, 都可以一定程度上减少焊接缺陷的产生。

5 结束语

以上分别讨论了油气场站管线焊接中各种焊接缺陷产生的原因和预防措施, 同时应当注意的是, 产生焊接缺陷往往不是单一的原因, 而经常是几种原因综合作用的结果, 例如焊接裂纹的产生往往是气温低, 母材又产生了淬硬组织而同时又受到大的应力;焊接气孔的产生经常是焊条不烘烤而气温又低或空气湿度大;所以在预防时应该综合考虑缺陷产生原因, 采取综合措施预防。

参考文献

[1]陈裕川, 焊接检验, 北京:机械工业出版社, 1992年

篇6：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

关键词: 焊接 质量控制 预防措施

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.08.004

工业管道是石油化工生产装置输送介质的特种承压设备,一旦发生质量安全事故.可能引起燃烧、爆炸或中毒等恶性事故。在历次装置大检修中,都有大量的工业管道安装工程,如工业管道更新、工艺改造,而管道与管道之间及管道与管件的连接方法主要是焊接。装置检修中工业管道的施工具有现场条件苛刻、环境条件恶劣、施工周期短等特点,这都不利于丁业管道焊接质量控制,因此保证二业管道的焊接质量要考虑各种因素,全面质量控制、全员质量管理才能保证业管道的焊接质量,保证在工业管道施工后装置安、稳、长、满、优运行

1 工业管道焊接的缺陷及产生原因

1.1焊接中产生的缺陷

在工业管道安装工程中,焊接是安装的关键部位.焊缝的质量直接关系到管道运行的可靠性安全性,这就要求工业管道技术人员要掌握焊接专业知识,了解焊缝内部存在的各种缺陷,能够初步分析焊接缺陷产生的原因,制定消除缺陷的施丁方案 在丁业管道焊接安装过程中主要缺陷有:焊缝尺寸不合格、咬边、弧坑、焊馏、裂纹、未焊透、气孑L、夹渣、错边等 这些缺陷降低了T业管道的强度、应力集中比较大,长期运行易发展成裂纹,造成工业管道破坏。

1.2各种焊接缺陷产生的原因

各种缺陷产生的原因有:焊接工艺不合理、施焊人员焊接业务不熟练、焊接材料质量不合格等。

2 拟定对策与措施

根据管道焊接过程中产生焊接缺陷的原因,在检修过程中成质量攻关领导小组,由机动处组织施工单位质量管理人员和施工人员、车间看火员、车间设备管理人员共同参与,从焊接的源头人手,全过程监。

2.1与施工单位签定质量协议

在装置检修前,以工业管道检修维修作业规程、工业金属管道工程施工及验收规范(GB50235-97)、现场设备和工业管道焊接工程施工及验收规范(GB50236-98)等标准规范为基础,同施T单位签定"装置检修质量协议"。在质量协议中,根据装置检修的工作量及检修内容,要有针对性地规定从材料定货、下料切割、坡口加T到焊接过程所有施工过程中的控制指标、施工要求及验收标准。对因焊接质量造成装置停工或延期开工的,按管理制度的相关条款进行考核。"装置检修质量协议"签定后,下发到车间并对参与检修的所有人员进行培训,使每个人都明确了控制管道焊接质量的要点,使管道检修焊接的质量控制有据可依,改变以前盲目验收、标准不一、质量标准不高的缺点

2.2看火员的焊接质量控制

看火员是检修中唯一一直在检修现场的人员,他们经历了管道焊接的全过程,是控制管道焊接质量的关键人员。充分发挥这些人员的作用,可以大大提高管道焊接质量。为了充分发动看火人员,在装置检修中执行"看火员质量控制单"。每一处动火,必须给看火人员开一张"看火员质量控制单",施工完成后回收存档。"控制单" 由车间设备员进行填写,内容有管道的材质、焊接使用焊条的牌号、坡口坡度及间距、错边量、管道杂物清理及焊后焊缝表面等方面的质量检查要求。"控制单" 中的各项指标及要求力求简单、明确,使看火员根据"控制单" 中填写的要求就可检查焊接过程中的各项指标, 可以及时发现焊接中的缺陷,并通知现场施焊人员及车间设备管理人员,及时整改焊接中的不合格工序。

2.3利用先进设备查找缺陷

在装置检修中,为保证工业管道的焊接质量,促进施工单位整改低标准及不合格工序,质量检查员使数码相机将现场检查出的低标准工序进行拍照,并制作成幻灯片在检修会上演示,以督促施工人员自发查找焊接过程的低标准,自主地提高焊接质量。在装置检修中,拍到的焊接低标准包括坡加工尺寸和间隙、坡口周围打磨、焊条保存方法、焊后焊缝表面飞溅及弧坑、对接错边等不合格内容,并将此部分照片存档,作为以后检修前管道焊接质量检查培训的资料。通过这种方法极大地提高了施焊人员的质量意识,焊接过程中自发地加强每一道工序的质量管理。

2.4全员的焊接质量控制

管道焊接质量控制的关键点在施焊人员,施焊人员的资质、业务水平及责任心直接影响管道的焊接质量。其它人员的检查只是对施焊人员的一种督促方式,但这种督促是必要的,也是非常有效的。为保证管道焊接质量,质量检查小组应要求管道焊接过程中的所有人员均参与焊接质量管理控制。看火员按焊接质量要求随时检查焊接过程中的质量控制点,车间设备管理人员、机动处设备管理人员抽查焊接过程中各项指标的执行情况。对查出的问题,填写检修质量定期整改单反馈给施丁单位,限定期限整改,并进行复查施工单位也应成立质量检查小组,从材料出库、管道预制、坡口加工到施焊全过程进行控制,特别是焊接丁艺要严格执行。焊接工艺的制定既要充分考虑现场实际情况又要严格遵守标准:在装置检修过程中,施工单位质量检查人员与厂方质量检查人员定期进行联合检查,对查出来影响焊接质量的问题及时进行整改,并举一反二,针对易出现的同类问题提前做好预防措施。

3 效果

通过建立以 质量控制机制,充分调动了伞体人员的质量意识,在2008年装置检修中,管道焊接合格率比以前历次检修都高,未发生因管道焊接质量而影响开工的事故。几套装置检修中,管道探伤焊口数1667道,一次施焊质量合格率达到99.6%,这是有史以来检修合格率最高的一次:通过管道焊接质量控制机制的执行,使管道焊接逐步走向规范化、标准化,不断提高管道的焊接质量,保证装置大检修一次开车成功和开工后长周期安全运行。

参考文献:

1、刘展,张锋.压力管道安装M. 北京:学苑出版社,2001.

2、~lJ康勇,李东军.管道建设与焊接质量控制措施[J].管道技术与设备,2003(2 25-26.

篇7：石化管道焊接的工艺及缺陷控制

1 焊接前的准备

焊接技术人员在焊接前需要根据实际施工情况编制管道焊接作业指导书, 拟定相关技术措施, 确定好焊接方案, 做好焊接工艺评定以及填写焊工工艺卡。对于首次施焊的钢种、焊接材料或工艺方法, 都需要对焊接工艺进行评定, 保证施焊单位能焊出符合产品技术要求的焊接接头, 且需要评定施工单位制定的焊接工艺指导书是否适合。焊接工艺的评定需要在焊接实施前完成, 是以可靠钢材焊接性能的试验为参考。项目部根据焊接工艺评定的报告来制定工艺卡, 准确的指导焊接生产。

2 工艺分析

由于化工管道焊接对接头的性能要求, 所以一般采用氩弧焊打底, 电弧焊盖面的方法来确保焊接质量, 减少返修率。电弧焊作为做常用的一种焊接方法, 是利用焊条和工件之间产生的电弧熔化金属达到焊接的目的。手工电弧焊的适应性很强, 能广泛的应用于室内外的各种姿势的全位置焊接, 也是在化工管道焊接中的主要焊接方法。

2.1 打底

打底采用氩弧焊, 焊接前需要进行试焊, 在试板上进行试焊来确定氩气中是否还有杂质。在操作的过程中应做好风挡工作, 以免因刮风影响了焊缝质量。具体是焊接方法是由下往上进行焊接, 点焊的起点和收尾处用角磨机打磨出合适的斜口。必须保证整个底层焊缝是均匀焊透的, 不得出现焊穿现象。底部焊缝的焊条接头位置可采取适当的打磨, 不得出现焊缝底层焊肉下榻或顶部内陷。及时做好打底焊的检查后进行次层焊缝的焊接, 避免焊接缺陷的出现。

2.2 中层施焊

在中层施焊前主要是检查打底焊缝的质量, 清理熔渣和飞溅物, 对于发现的焊接隐患及时采取措施, 进行磨透清理缺陷后重焊, 特别是焊缝与母材的交接处一定要做好清理工作。中层焊缝的接头与底层焊缝的接头错开不得小于10mm, 一般情况下选用直径3.2mm的焊条, 如果管道壁厚超过9mm, 就需要选用三层焊缝, 中间层的焊缝的厚度应该为焊条直径的3倍到5倍, 采用直线型运条。焊接的过程中严禁在焊缝的焊接层表面起弧。在完成焊接后要及时的清理熔渣和飞溅, 然后进行焊缝的检查, 对于出现的缺陷经过打磨等处理后重新施焊。

2.3 盖面

根据焊缝的厚度选定合适的焊条直径。每次的起弧和收弧位置要合理安排, 都必须与中层焊缝的接头错开, 且不得在中层焊缝的表面起弧。盖面的焊接应该在外观上保证圆滑过渡, 表面完整。焊缝的总宽需要盖过坡口两侧2mm, 焊缝的加强高度为1.5mm到2.5m m, 焊缝的表面不得出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷。焊缝的咬边不得超过焊缝总长的10%。在整个焊接完成后需要对表面使用钢丝刷进行清理, 做好相应的防腐保温措施。

3 缺陷分析及控制

3.1 常见缺陷分析

在化工管道焊接过程中出现的焊接缺陷主要是两方面, 外部缺陷和内部缺陷。外部缺陷一般包括焊接尺寸、焊瘤、咬边、飞溅和弧坑等。内部缺陷主要是气孔、夹渣、裂纹、未焊透和未融合等。而对于高压的工作环境, 最严重的缺陷就是裂纹。

在焊接的过程中如果焊接电流过小且焊速较快等原因就会使得金属熔化的熔池比较小, 保留的时间较短, 钢水流动不畅就形成了焊缝宽度过窄。如果焊接电流过大, 快速熔化后的金属流就会因为加热不足而形成焊瘤。咬边主要是因为电弧热量过高加上焊条过快的运速和不当的角度造成, 过大的电流使得电弧将哈能边缘熔化后得不到补充而留下缺口。弧坑一般是在电流较大情况或者熄弧时间过短而造成, 常见于换热器管头焊缝和其他的分角焊缝。表面的飞溅的认为因素较多, 不安规定操作和使用有损的焊条多是此类缺陷的原因。

夹渣形成的原因是焊接前没有对表面进行清理造成的油污, 以及点焊过程中因电流小、运条速度快而导致的液态金属和熔渣没有完全分开, 熔渣不能及时的浮出形成凝固。一般在管道焊接中检测出的夹渣多为内部深埋的点状和条状夹渣。气孔形成的原因有许多, 主要是因为填充金属表面上的油污造成的, 其他原因如焊条使用前未经烘干处理、工作环境潮湿和熔池的冷却速度过快等。气孔的形成是因为焊接过程中氢气和一氧化碳的产生, 多出现在焊缝的近表面, 这也是造成后期裂纹出现的主要原因。

3.2 质量控制措施

石化管道焊接是一个复杂的过程, 缺陷的产生也涉及到操作者、设备、焊材、方法以及工作环境等多方面的因素。多方因素的交叉就会变得更为复杂, 这就需要在施工的过程中做好每个环节的质量控制, 最大限度的限制避免缺陷的产生。

焊接前的检查主要包括以下几个方面:

(1) 焊接工的资格审查, 看焊工的资格证书是否在有效期内, 一般的有效期为三年。

(2) 原材料检查, 焊条是否符合标准, 是否经过烘干处理。

(3) 技术文件检查, 工艺文件是否齐全, 焊接结构是否合理。

(4) 焊接设备检查, 设备型号确定, 试焊来确认电弧性能和稳定性, 选择合适的焊接电流、电压。以及相关的安全防护措施。

对焊接过程中出现的夹渣、未焊透等缺陷进行自检, 并及时采取措施消除;焊接过程中进行检验的能有效防止缺陷的形成, 出现缺陷后亦能及时采取措施消除。焊接后的检测又分为外观检测和内部缺陷检测。外观检测主要是直接观察, 焊道周边是否存在咬边、气孔、夹渣、裂纹等, 焊接件是否产生了较大的变形, 焊缝尺寸不符合要求。其次就是焊接检验尺检查焊缝的余高、凹陷、错边等。要求高的焊道需要进行探伤, 常用的有磁粉探伤、着色探伤和射线探伤等。

焊接质量的保证需要从多方面着手, 以上主要是通过工艺评定以及缺陷的分析入手, 探讨提高焊接质量的具体措施。同时还需要从管理入手, 提高现场管理质量, 提高施工人员的技术水平, 获得优质的焊接接头, 保证工程的质量和寿命。

参考文献

[1]王凯.简述控制压力容器的焊接质量[J]商品与质量:学术观察2012.6[1]王凯.简述控制压力容器的焊接质量[J]商品与质量:学术观察2012.6

篇8：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

【 关键词】工业管道；管道安装；管道焊接；焊接缺陷；缺陷预防

一.引言

工业管道安装过程中，焊接技术是工业管道连接的重要保障。工业管道经常出现渗漏及泄露事故，究其原因多半都是焊接质量不合格造成的。

二.工业管道安装过程中焊接的重要性

在整个工业管道安装中，焊接技术作为工业管道连接的重要保障，其技术是否合格，将直接关系着工业今后的投入使用。针对当前工业管道中出现的渗漏、泄露事故，深究其原因不难发现，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。针对工业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，已有的工业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，在连接各个分段的工业管道时，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，工业管道在应用中，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。

三.工业管道安装过程中的焊接缺陷

1.焊接裂纹

裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，它主要包括结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹等几种形式。裂纹主要在焊接应力和其他相关因素的共同作用下，金属材料中原子结合被破坏，产生新界面的缝隙。由于其有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道被破坏。裂缝是工业管道安装中，焊接接头中危害最大的缺陷，所以，在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，不仅难于返修，而且会给管道运行带来直接影响，必须割口重焊，因此必须引起足够的重视。

2.未熔合

未熔合是指未能完全熔化结合，它包括两部分：焊道与母材之间或焊道与焊道之间。其主要发生在管道时钟1点钟和11点钟的接头位置及管道底部6点钟仰焊位置。未熔合可分为根部未熔合、层间未熔合、坡口未熔合三种。根部未熔合主要是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊缝接头未熔合、层间未熔合主要是施焊过程中层与层间的焊缝金属未熔合。坡口未熔合是焊缝金属与母材坡口之间的未熔合，其中根部未熔合出现的几率较大。未熔合易造成应力集中，危害性仅次于焊接裂纹。因此，未熔合缺陷在焊缝中是不允许存在的。

3.咬边

所谓咬边就是通常所说的焊道咬肉，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。浅短的咬边可以不作处理，但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，咬边将减少母材的有效截面积，在咬边处引起应力集中，降低接头强度，特别是低合金高强钢的焊接，另外咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。这都严重影响了管道输送的安全度。

4.气孔

气孔主要是在焊接时，由于熔池金属中的气体没有在熔池凝固之前及时逸出，而残留在焊缝金属的内部或者表面，形成孔穴。气孔的大小、形状、数量等均与母材材质、焊接位置、焊条性质、焊工操作技术等有关。对于形成气孔的气体，一些是原本溶解在母材与焊条钢芯中的气体；一些则是在药皮熔化过程中产生的气体，也有些来自母材上的油垢、锈迹等受热后分解产生。

四.防范焊接缺陷的預防措施

1.提高管道焊接工艺

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。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。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。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。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。

2. 使用先进的焊接设备

在保证工业管道焊接质量的过程中，使用先进的焊接设备，除了能提高焊接质量外，还能科学的缩短焊接时间，为整个工业管道今后的投入使用奠定基础。这就要求相关部门能够加大焊接设备的投资力度，在现有的基础上，不断更新焊接设备； 同时在条件允许的前提下，尽量引进国外先进的焊接设备，在避免焊接缺陷的同时，还能减少不必要的成本浪费。

3.加强焊接的全过程控制

在整个焊接活动中，焊接施工人员作为焊接活动的实施者，其焊接技术是否合格，将直接关系中管道的焊接质量，同时也关系着管道今后的投入使用。加强焊接全过程的控制，除了对焊接技术进行管理外，还需要对焊接工作人员进行相应的培训，确保其焊接技术在符合国家相关标准的前提下，避免焊接缺陷的出现。一般来讲，在影响焊接质量的过程中，除了施工人员的技术水平外，还包括施工人员的资历、责任心、工作态度等主观因素，而其他监督人员所其的作用是确保施工秩序的顺利进行，对焊接质量没有太大影响。而在避免焊接缺陷的过程中，首先应加强对焊接人员的技术培训，使其能够在实际工作中端正自己的工作态度，使用正确的施工技术进行施工，确保整个焊接活动的顺利进行。其次，加大对焊接施工的检测力度，针对焊接施工中查出的问题，应及时上报总部，并填写检修质量定期整改报告，令其限期整改。最后，在避免管道焊接对管道安装的影响，需要在看着焊接工作时，从施工现场的实际状况出发，除了严格遵守相应的规章制度外，还应加强与施工管理人员的配合，定期对管道焊接质量进行检查，以便在出现问题时，能及时的采取措施进行完善，避免问题的进一步扩大。

五.结束语

工业管道安装过程中的焊接缺陷对管道运营造成安全隐患，施工过程中必须要提前采取预防措施，加强焊接质量管控，保障管道焊接质量。

参考文献：

[1]张永利，郑新兵.工业管道安装过程中的焊接缺陷及预防措施[J].石油和化工设备，2009，12（12）：41-43.

[2]李利兵.工业管道安装中的焊接缺陷及预防措施[J].科技展望，2010，（7）：7.

[3]李军红.大口径天然气管道安装焊接施工技术[J].山西建筑，2009，35（35）：121-122.