焊接缺陷及预防措施

2024-05-01

焊接缺陷及预防措施（共6篇）

篇1：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。

篇2：焊接缺陷及预防措施

1 轴线偏移 ○1、矫直钢筋端部；○2、正确安装夹具和钢筋；○3、避免过大的顶压力；○4、及时修理或更换夹具，

2 弯折 ○1、矫直钢筋端部；○2、注意安装和扶持上钢筋；○3、避免焊后过快卸夹具；○4、修理和更换夹具。 3 咬边 ○1、减少焊接电流；○2、缩短焊接时间；○3、注意上钳口的起点和止点，确保上钢筋顶压到位， 4 未焊合 ○1、增大焊接电流；○2、避免焊接时间过短；○3、检修夹具、确保上钢筋下送自如。 5 焊包不匀 ○1、钢筋端面力求平衡；○2、填装焊剂尽量均匀；○3、延长焊接时间，适当增加熔化量。 6 气孔 ○1、按规定要求烘熔焊剂；○2、清除钢筋焊接部位的铁锈。○3、确保接缝在焊剂中合适埋入深度。 7 烧伤 ○1、钢筋导电部位除净铁锈；○2、尽量夹紧钢筋。 8 焊包下淌 ○1、彻底封堵焊剂筒的漏孔；○2、避免焊后过快回收焊剂。

篇3：焊接缺陷及预防措施

一、气孔缺陷的类型及形成原因

在目前大多数的金属焊接过程中, 焊缝气孔是最为常见焊接缺陷之一。由于焊缝气孔成形的状态特征千差万别, 气孔缺陷的类型也不尽相同, 然而其形成原因却只有一种, 气泡残留于焊缝之中无法正常排出。正是因为焊缝中存在着大量的气孔, 所以管道设备的承重承压性能大幅度降低, 致使设备管道无法稳定运行, 危害生产安全。

(一) 气孔缺陷的类型

在焊接过程中, 施工人员的素质参差不齐, 再加上焊接材料和焊接环境也存在着一定的差异, 因此焊缝气孔的形态特征并不完全一样, 图1为焊缝气孔缺陷的纵截面SEM形貌。从图1可以看出有的气孔均匀分布, 有的孤立成孔, 有的为条形气孔, 有的是球形气孔, 这使得气孔缺陷的类型可以按照多种标准来进行划分。一般说来, 气孔缺陷的类型分为以下三种:第一, 按照气孔的形状可以将气孔缺陷分为条形气孔和球形气孔, 条形气孔细长窄平, 是气体在焊液中定向移动的产物;而球形气孔均匀圆润, 是气体四周等速扩散所形成的。第二, 根据气孔的分布情况可以将气孔划分为均匀集中分布和孤立离散分布, 焊缝里集中分布的气泡表面该区域内气泡的产生数量多, 而离散分布通常表现为气泡的体积大。第三, 根据焊缝中气孔的来源来分可以分为析出气孔和反应气孔, 析出型气孔是难溶的气体达到饱和之后从焊液中析出而形成, 主要是外来的氢气和氮气;而反应型气孔是金属在高温环境下反应生成的一氧化碳等气体。

(二) 气孔缺陷的产生原因

无论哪种类型的气孔, 其形成原因归根到底是气体在焊液凝固时来不及逸出, 从而残留在焊液中最终形成的气孔。气孔缺陷的形成可以分为气孔成核和稳定生长两个过程, 在焊接过程中, 当气体进入到焊液之中, 开始都会聚集成气孔核, 随着焊接过程的继续, 气孔核逐渐成长, 变成一个个独立的气泡开始往外溢出, 而此时金属焊液也开始逐渐冷却, 封锁了气泡的逸出途径, 从而最终将气泡留在焊缝之中, 最终形成气孔缺陷。总而言之, 气泡的逸出速率和金属焊液的凝固速率之间的相对快慢是决定焊接过程中是否会产生气孔缺陷的关键因素, 而这些通常和气泡自身的大小、金属焊液的粘度和密度息息相关。首先气泡自身尺寸越大, 则气泡的逸出速率就越大, 那么形成气孔缺陷的概率就越小;其次金属焊液的密度越大, 气泡所受的浮力越大, 则逸出速率也会随之增大, 所以焊接过程中重金属不易产生气孔缺陷, 而轻金属较易产生;最后金属焊液的粘度越大, 气泡逸出过程中所受阻力越大, 逸出速率越慢, 则越容易形成气孔缺陷。

二、气孔缺陷的预防措施

从上述气孔缺陷产生的原因可以看出, 要想减少焊接过程中气孔缺陷的产生, 其预防措施必须提高气体逸出速率和金属焊液凝固速率之间的比值。

(一) 提供良好的焊接条件

良好的焊接条件是确保焊接工作顺利进行的重要前提, 也是焊缝质量符合相关标准的重要保障。首先, 在焊接之前要对所有材料进行防潮烘干, 金属表面的水分要用干抹布擦拭干净, 并用割刀烘烤干燥, 而且焊条要放在特定的烘箱中进行保温, 金属表面有氧化物要用砂轮打磨除锈;其次, 检查焊枪、焊条以及焊接电源能否正常工作, 控制好焊接过程中的各项工艺指标;最后, 增加焊接脉冲, 降低焊接过程中产生气泡的可能性, 为焊接工作提供良好的工作条件。

(二) 选择合适的焊接材料

不同金属的焊接工作要选用与之匹配的焊接材料, 这样能够促进金属表面同焊条之间的相互融合, 提高气泡的逸出速率, 降低焊接过程中的气孔缺陷。例如在进行电弧焊时应当优先选用碱性焊条, 因为碱性焊条受高温分解为二氧化碳作为焊接保护气, 稀释了焊接区域中气体氢的浓度, 降低了其在气体组分中的分压, 抑制其融入到焊液之中。与此同时, 二氧化碳作为一种活性气体, 能够融入到金属焊液之中, 降低其黏度和表面张力, 增强焊液活性, 从而使得气体能够更好地从焊液中逸出。

(三) 抑制外来气体的融入

焊液中的外来气体是来源于高温环境下金属表面发生化学变化之后所产生的, 要想抑制外来气体融入则要减少金属表面的化学反应。一般来说, 金属在高温环境下自身性质都比较稳定, 然而当表面附着大量油污、铁锈以及积水等杂质时, 金属表面就特别容易发生一些化学反应。例如铁锈的主要成分为Fe2O3·H2O, 在高温环境下能够释放出氢和氧, 一方面, 氧与钢表面的碳反应形成一氧化碳气孔缺陷, 另一方面, 氢在焊液中的溶解度极小, 特别容易形成氢气孔。

总而言之, 焊接过程中有多种因素能够导致焊缝产生气孔缺陷, 其根本原因是焊液中的气体逸出的速率低于金属焊液固化的速率, 从而导致气体残留于焊液之中, 形成气孔缺陷。因此, 在采取一定措施预防气孔缺陷时, 一定要从这一根本原因入手, 要么提高气体逸出速率, 要么降低金属固化速率, 从而使得气体能够全部离开焊液, 不会残留其中。

摘要：焊接作业在工业管道衔接、金属设备制造以及其他工业生产中有着十分广泛的应用, 其质量优劣直接影响着设备的性能。本文简要阐述了焊接过程中气孔缺陷的类型及形成原因, 并就如何消除该缺陷提出了一些参考性的方法和建议。

关键词：焊接,气孔缺陷,预防措施

参考文献

[1]谢丽初.ZK60镁合金CO2激光焊接产学研的组织与性能研究[D].湖南大学, 2010 (05) .

篇4：焊接接头缺陷分析及预防的探讨

1.焊接接头缺陷分析

1.1外部缺陷

焊接接头的外部缺陷一般用肉眼就能观察到，主要有焊瘤、咬边、凹坑、烧伤、余高不足或过大、错边及弧坑处理不良等。

1.2焊接内部缺陷

内部缺陷是指必须借助仪器设备测试才能判断出的缺陷，主要有未熔合、未焊透、气孔、夹渣及白点等。内部缺陷因肉眼观察不到，危害更大，要坚决杜绝。

1.3焊接缺陷

焊接缺陷指在焊接过程中或焊接完放置一段时间后，在焊接接头范围内产生的局部开裂现象，如焊接裂纹是常见的焊接缺陷。在建筑工程的钢材焊接中常出现的裂纹主要是热裂纹和冷裂纹。结晶裂纹是最常见的热裂纹，在金属凝固过程中出现，主要出现在焊缝中，少数出现在热影响区。结晶裂纹的产生是由于焊缝中含有较多的S,P等杂质，在焊缝金属凝固过程中形成了一此低熔点的结晶，然后在结晶界形成液态薄膜。这此液态薄膜成为焊缝中的薄弱环节，在焊接应力的作用下便开裂而形成结晶裂纹。在冷裂纹中最常见的是延迟裂纹。在低、中合金钢的热影响区或焊缝中，当焊接后一段时间间，可能出现各种l1态的延迟裂纹。有的出现在接头表面，有的出现在接头内部。焊缝延迟裂纹的出现，是由以下3种因素共同作用的结果。第一，母材淬硬现象：母材的碳当量越高其淬硬倾向越大，延迟裂纹敏感性就越大。另外，接头冷却速度对母材淬硬倾向也有较大影响，随着母材淬硬倾向的增加容易形成脆性马氏体。马氏体又会使热影响区最高硬度相应增加，从而使延迟裂纹敏感性增大。第二，扩散氢的含量：焊缝中含氢量越高,延迟裂纹敏感性越大。当接头中扩散氢含量高于其临界扩散氢含量时，便出现延迟裂纹。第三，焊接残余应力：焊接接头主要存在热应力、相变应力和约束应力。板厚度越大，约束越强，残余应力也越高。焊接残余应力是引起应力腐蚀断裂的原因之一。

2.焊接接头缺陷预防

焊接全过程包括原材料、焊接材料、施工人员的焊接技能、焊接前准备、焊接和焊接后热处理等工序。因此，要预防焊接缺陷、解决焊接过程中存在的問题、抓好焊接质量，就必须加强焊接前和焊接中每一道工序的质量管理。

2.1焊接前的质量控制

首先要把好原材料质量关。尽量选正规厂家生产的产品，检查钢厂提供的材料质量检验单，内容包括材料牌号、规格或尺寸、炉批号、检验编号、数量、重量、供货状态、力学性能、化学成分等，同时还要检查材料的表面是否有裂纹、分层及超出标准允许的凹坑和划伤以及钢印标记是否正确和齐全，并且按照国家标准进行取样，送检测部门检测。经检验合格后方能正式进入施工现场。为了保证材料的真实性，取样送检时应采取由建设方委托的该工程项目取样送检见证人专人负责。如果具有法律效应的检验结果不合格但已进入工地的钢材，应该由质量监督部门通知建设单位进行拆除和清场，坚决杜绝使用不合格钢材。另外，按照规定，建设方对工程质量负有法律责任，不能把一切责任推给施工方了事，必须委托具有专业知识的人员或监理工程师监督管理，不定期地对现场材料包括钢材进行抽检、送检测部门复验，以保证钢材的质量。其次是对焊接材料的管理。检查焊接材料是否为合格产品、贮存和烘焙制度是否执行、发放的焊接材料表面是否清洁无锈、焊条的药皮是否完好无霉变。第三是焊接区清洁管理。检查焊接区的清洁质量，不得留有水、油、铁锈和氧化膜等有害污物，这对防止外部缺陷(如凹坑、咬边等)的产生有重要作用，对防止气孔、夹浓之类内部缺陷的产生也有积极意义。第四是焊工技能资格管理。焊工的技能水平是保证焊接质量的决定性因素。焊工必须经过专业培训，具备有关基础知识和操作技能，并持有焊工考试合格证。第五是确定合格的焊接工艺流程。对不同的母材，应选择合格的焊接方法、可靠的焊接能量和适当的焊接材料。对不同直径或不同厚度的母材都应实行先试焊、后施焊的原则，以保证焊接接头优良、安全。

2.2焊接中的质量控制

焊接过程包括焊接、预热和焊接后热处理。焊接前的质量控制和焊接中的质量控制是保证最终焊接质量、预防废品和返工的必要条件，是整个焊接质量控制过程中的重要组成部分。焊接质量控制应实行焊工、焊接工氏和专职检查员3级管理责任制。焊工应对违反焊接工艺流程及操作不当造成的质量事故承担责任，焊接质量检查员应对漏检、误检造成的质量事故承担责任。焊接过程中，要对施工过程进行监督和检查。第一，确认焊接方法是否与规定一致，检查焊接设备是否完好和着装是否符合工艺流程规定。第二，根据焊接工艺规程复核焊接材料牌号与规格是否正确，以防错用而造成焊接质量事故。第三，对焊接预热温度和预热方式进行严格控制和检查，焊接前预热是防止焊接裂纹产生的重要措施。第四，对焊接环境进行监督。当焊接环境出现下列情况时应采取措施后才能进行焊接：温度低于0℃；相对湿度大于90%；风速大于10m/s或存在穿堂风以及雨、雪、雾气候的露天操作。第五，对焊接后热处理实施监督和检查。焊接后热处理的目的是促进焊缝中扩散氢的逸出，防止焊接裂纹产生，消除焊接残余应力和改养接头的力学性能。

焊工的技术水平是影响焊接质量的直接因素之一。要做到思想上重视，具体操作上细心。常见的焊接接头缺陷在施工操作时应注意以下问题：

第一，咬边。主要是由于焊接电流过大、电弧拉长或运条不稳引起的。咬边最大的危害是损伤了母材，使母材有效截面减小，也会引起应力集中。预防措施是焊接时调整好电流，电流不宜过大，且控制弧氏，尽量用短弧焊接，运条时手要稳，焊接速度不宜太快，应使熔化的焊缝金属填满焊接坡口边缘。

第二，焊瘤。主要是由于焊接电流过大或焊接速度过慢引起。它的危害是焊瘤处易应力集中且影响整个焊缝。

第三，弧坑。主要是由于断弧或熄弧引起。弧坑的存在减小了焊缝截面，降低了接头的有效强度，并且弧坑处常伴有弧坑裂纹，危害较大。预防措施是尽量减小短弧次数，每次熄弧前应稍微停留或做几次摆动运条，使有较多的焊条熔化填满弧坑处。

第四，气孔。产生气孔的因素较多，如焊条未按规定烘干、母材除锈不彻底、焊接电压不稳、弧氏过氏等。气孔的存在使焊缝截面减小，金属内部组织疏松，应力宜集中，也易诱发裂纹等更严重的缺陷。预防措施是在焊接前应按要求烘干焊条，清理坡口及母料表面的油污、锈迹；注意大气的变化，刮风、下雨要有遮挡措施；焊接时选择适当的电流及焊接速度。

第五，夹渣。夹渣一般是由于熔池冷却过程中非金属物质如焊条药皮中某些高熔点组分、金属氧化物等来不及浮出熔池表面而残留在焊缝金属中引起的。其危害是影响了焊缝金属的致密性及连贯性，易引起应力集中。预防措施是焊接前应严格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等，多层焊接时彻底清理前一道焊缝流下的熔浓。焊接时选择适当的焊接参数，运条稳定，注意观察熔池，防止焊缝金属冷却过快。

篇5：焊接缺陷及预防措施

在多层和高层建筑中，框架柱或剪力墙的竖向钢筋连接多采用电渣压力焊接连接，施工简单，操作方便，造价低。但是，在施工中受操作方法、电压、电流等诸多因素的影响，往往会造成焊接接头质量缺陷，例如轴线偏移，接头弯折，焊包有不匀，气孔夹渣，下淌等现象。而钢筋焊接规范规定：焊包应均匀，突出部分至少高出钢筋表面4mm；电极与钢筋接触处，无明显的烧伤缺陷；接头处的弯折角度不大于4°；接头处的轴线偏移不超过0.1d(d为钢筋直径)，同时不大于2mm。为了避免上述缺陷，我们采取了相应的

预防措施，效果较大。具体做法如下。1.上下钢筋轴线偏移

产生原因：焊接钢筋端部有扭曲变形现象或夹具安装不正确，没有夹好钢筋；夹具挤压力过大，造成钢筋错位；焊前晃动已夹好的钢筋，使上下钢筋错位；夹具本身已变形或扭曲。

预防措施：焊前应仔细检查钢筋端头，不顺直的部分应切除或矫正；安装夹具要正确，待上下钢筋同心后，上下夹钳才能同时均匀夹紧钢筋；夹好钢筋后严禁晃动钢筋，以免上下钢筋错位或夹具变形，扭曲；操作前先检查夹具是否变形及夹钳是否紧固，不能用的夹具，夹钳应及时更新或修理。2.接头处弯折

产生原因：焊接后夹具卸的过早，接头处熔融金属没有完全固化，接头的强度和刚度还都很小，不能支撑上部钢筋。焊接时未注意扶持上部钢筋，在焊接或卸夹具时，上部钢筋晃动而造成接头处弯折。

预防措施：一套电渣压力焊机应配置5-6套夹具，目的是保证接头焊接完毕后停歇30s以上再拆卸焊接夹具时增加一定强度和刚度，避免上部钢筋向下歪斜。另外，焊接时或卸夹具时应用手扶持好上部钢筋，以免上部钢筋晃动，造成接头弯折。3.焊包薄而大

产生原因：挤压过程中，挤压速度过快且压力过大，把熔融的金属液体过快地挤向四周。焊接电流过大或挤压过程的时间过长，使钢筋熔融的金属液过多，从而造成挤压后焊包薄而大。

预防措施：挤压时应逐渐下送钢筋，使上部钢筋把熔融的金属液体均匀地挤到钢筋周围，形成厚薄均匀，大小适中的焊包。因电渣压力焊的热效率较高，其焊接电流比闪光对焊的电流小一半，宜按钢筋的截面面积确定焊接电流(一般取0.8-0.9A/mm2)。如果电流过大，会造成钢筋熔化过快，金属溶液过多，所以要选好焊接电流。另外，焊接过程中要控制好时间参数。一般焊接直径16mm的钢筋，焊接时间为18S；钢筋直径每增加2mm，焊接时间相应延长2S，如果焊接时间太长，也会导致钢筋融化过量，造成焊包过大。4.接头结合不良，焊包过小或无包

产生原因：焊接前没能调整好夹头的起始点，使上部钢筋不能完全下送到位，与接头处不能完全结合；下部钢筋伸出钳口的长度过短，使熔融金属液体不能受到焊剂的正常依托；焊剂盒下部堵塞不严，使焊剂部分泄漏，金属液体流失；焊接时间短，焊接电流过小，顶压前过早断电，都会造成钢筋熔融量过小，使钢筋不能完全结合，有效排渣，从而不能形成正常的焊包。

预防措施：焊前应调整好夹头的起始点，保证上部钢筋能完全下送到位；安装夹具时，下部钢筋伸出钳口的长度不小于70mm，保证伸出焊剂盒底部不小于60mm，使熔融金属液体有足够的焊剂托裹，使上下钢筋能够正常结合；填装焊剂前焊剂盒底要用布堵塞严实，以免焊剂从缝隙泄露；焊前选好焊接电流，并控制好焊接时间，应在挤压过程开始的同时截断电流，保证钢筋能够足够熔化。5.焊包不匀，偏包或无包

产生原因：钢筋端面不平整，在挤压时不能把熔融金属液体均匀向四周排挤，焊剂填装不均匀或焊剂内有杂质，不能形成均匀的渣池；电弧电压过高，产生偏弧现象，使钢筋的端面不均匀熔化，没有呈微凸形，钢筋熔液一侧偏少或偏多；焊接时间短，钢筋熔化完全，部分钢筋端面熔化量不够，焊剂盒堵塞不严，熔化金属流失，形成焊包不匀，偏包或无包现象。

预防措施：施焊前应注意检查钢筋端面是否平整，不平的应切除或矫正；安装焊剂盒时应保持钢筋居于焊剂盒中心，钢筋四周均匀填装焊剂，对回收的焊剂应除净杂质后再用；焊前选择好合适的的焊接参数，控制好焊机的电弧焊压，一般在进入电弧稳定燃烧过程时，电压为40-45V，当进入造渣过程时，电压为22-27V，掌握好焊接时间，使钢筋完全熔化；填装焊剂前，要把焊剂盒底部与钢筋之间的缝隙堵严，以免焊剂和金属熔液流失。6.焊包有气孔，夹渣

产生原因：焊剂受潮，焊接时从焊剂中排出的气体进入金属熔液形成气孔；挤压过程时间长，上部钢筋端面不能呈微凸形，端面上不能形成由液态向固态转化的薄层，挤压过程中不能顺利排渣；焊接过程结束时没有及时进行顶压，造成部分钢筋熔液固化，使焊渣不能排出；焊接部位埋入焊剂的深度不够，使焊渣不能通过焊剂顺利排出，并且金属液体与空气接触易形成气孔。

预防措施：焊接前应先把焊剂烘干，掌握好焊接断电和挤压时间，断电应与挤压同时开始，此时上部钢筋端面上形成一层介于固态和液态之间的薄层，通过挤压排出焊渣和其他杂质，填装焊剂时应把焊剂盒装满，以使焊接部位埋入焊剂深度满足要求(60mm)。7.焊包下淌

产生原因：焊剂盒底部缝隙堵塞不严，致使钢筋熔液顺缝流下，焊后回收焊剂过早，熔液还未完全固化形成焊包。

预防措施：装焊前应把焊剂盒底部缝隙堵严；每个接头焊完后应停歇20-30s(寒冷地区可适当延长)，待熔液稍冷后固化后再回收焊剂。8.钢筋(电极钳与钢筋接触处)烧伤

产生原因：电极钳没有夹紧钢筋，接触不良；电极钳与钢筋接触处已锈蚀或有泥污，导电不良。

预防措施：焊接前应检查电极前是否夹紧钢筋，发现没有夹紧的应夹紧；夹电极钳前应先把钢筋上的锈和泥污除净。

焊接操作人员必须经过严格的考核，取得有效的焊工上岗合格证并能熟练操作；焊接夹具应具有足够的刚度，在最大允许荷载下移动灵活，操作方便，所选焊剂要合格，一般应采用431型焊剂，因该焊剂含高锰，高古硅与低氟，除起隔绝，保温及稳定电弧作用外，还能起补充熔渣，脱氧及添加合金元素的作用，使焊缝金属合金化。

电渣压力焊接头取送样和拉伸试验情况记述

1、试件检验批划分

按照中华人民共和国行业标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18－2003）5.5.1条规定每不超过二层中的300头同牌号钢筋电渣压力焊接头，作为一个检验批，做一组（3根）抗拉试验。

2、填写见证送样单

送样前应填写见证送样单（1式5份），随试样一起送到试验室，加盖“有见证取样”菱形章，试验室留1份、监理单位取走1份、施工单位取回3份。见证送样单主要内容：工程名称、委托单位、取样部位、样品名称、取样数量、取样地点、取样日期、见证、材料名称、焊接日期、送样日期、钢筋生产单位、代表接头数量。见证人签名，证号，取样人签名，证号。常规试验可不填写见证送样单。委托单：委托单位、工程名称、品种栏填“电渣压力焊”、变筋填“25～20”，数量300头，焊工姓名、证号。见证人签名，证号。取样人签名，证号。以上这些是现阶段银川地区的通常做法。

3、试验液压拉力机平稳加载到钢筋母材颈缩，读取对应荷载值，量测颈缩长度。如右图所示，某工程项目一组试件系25～20，3根见证试件2005-3-30加载到开始颈缩的荷载分别为177 kN、178 kN和179kN,且颈缩区域距接头70～170mm。母材发生颈缩了，接头仍无恙，这说明接头强度高于母材强度，结论：合格。这3个接头母材的颈缩前强度分别为563、567和570N/mm。

不同直径合格荷载参见下表：

直径（mm）10 12 14 16 18 20 22 25 28 荷载（kN）43.19 62.20 84.67 110.58 139.96 172.79 209.07 269.98 338.66

4、不同直径钢筋焊接的直径差

篇6：浅析焊接加工中的缺陷及改善措施

摘要：文章通过分析在焊接加工中常见的缺陷，针对缺陷的不同提出相应的改善措施已达到改善焊接加工产品性能的目的。关键词：焊接加工；缺陷；改善措施

一．概述

根据大型安装工程建设的施工经验，焊接是安装建造期间的一项关键工作，其进度直接影响到计划的工期，其质量的好坏直接影响到工程的安全运行和使用寿命，其效率的高低直接影响工程的建造周期和建造成本。如何保证焊接质量和提高焊接效率、减少返修率、降低施焊成本，是工程的建设领域施工控制的关键措施。在未来各项工程的建设中，如何提高焊接质量，避免常规缺陷的产生；如何制定预防措施，对焊接技术工作者是一项必须面对的课题。

安装工程的焊接应在焊接质量和工期上都满足要求，但是安装工程往往受施工场地和空间条件限制，通常以传统工艺为主，如所氩弧焊(TIG)或氩-电联合焊接(TIG+SMAW)时，由于受人员、设备、材料、标准文件、环境等多方面的因素影响，会导致如：气孔、未熔合、夹渣、未焊透、错边、咬边、夹钨等焊接缺陷的产生。为了避免焊接觉缺陷的产生，满足对质量的更高要求，在此结合工程建造期间的施工管理经验，拟在人员、设备、材料、标准文件和环境等多方面加强焊接管理，有针对性采取严格控制措施，可以在工艺管道预制、仪表测量管、压力容器、大型储罐、支吊架、钢结构焊接等方面进行质量控制与预防，不但可以保证焊接质量，而且可以避免焊接通病的出现，达到进一步提高焊接效率，加快施工进度的要求；还可以减少返修数量，降低焊接成本，获得良好的焊接质量，改善现场的施工条件，更好地使用焊接资源，具有一定的参考价值。二．常见缺陷及改善措施

1、外观缺陷：

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。

(2)气孔的形成机理常温固态金属中气体的溶解度只有高温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。

(3)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。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。

(4)气孔的危害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。气孔也是引起应力集中的因素。氢气孔还可能促成冷裂纹。(5)防止气孔的措施a.清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。b.采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。c.采用直流反接并用短电弧施焊。d.焊前预热,减缓冷却速度。e.用偏强的规范施焊。

B、夹渣夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。

（1）.夹渣的分类a.金属夹渣:指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝之中,习惯上称为夹钨、夹铜。b.非金属夹渣:指未熔的焊条药皮或焊剂、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊缝之中。冶金反应不完全,脱渣性不好。

(2)夹渣的分布与形状有单个点状夹渣,条状夹渣,链状夹渣和密集夹渣

(3)夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高；g.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。h.手工焊时,焊条摆动不良,不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。

(4)夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源,危害较大。

3、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。

A、.裂纹的分类

根据裂纹尺寸大小,分为三类:(1)宏观裂纹:肉眼可见的裂纹。(2)微观裂纹:在显微镜下才能发现。(3)超显微裂纹:在高倍数显微镜下才能发现,一般指晶间裂纹和晶内裂纹。

从产生温度上看,裂纹分为两类:

(1)热裂纹:产生于Ac3线附近的裂纹。一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。

(2)冷裂纹:指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间(几小时,几天甚至更长)才出现,故又称延迟裂纹。

按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为:(1)再热裂纹:接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。

B、裂纹的危害

裂纹,尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除极少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。

C、.热裂纹(结晶裂纹)

(1)结晶裂纹的形成机理热裂纹发生于焊缝金属凝固末期,敏感温度区大致在固相线附近的高温区,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。

(2)影响结晶裂纹的因素

a合金元素和杂质的影响碳元素以及硫、磷等杂质元素的增加,会扩大敏感温度区,使结晶裂纹的产生机会增多。

b.冷却速度的影响冷却速度增大,一是使结晶偏析加重,二是使结晶温度区间增大,两者都会增加结晶裂纹的出现机会； c.结晶应力与拘束应力的影响在脆性温度区内,金属的强度极低,焊接应力又使这飞部分金属受拉,当拉应力达到一定程度时,就会出现结晶裂纹。

(3)防止结晶裂纹的措施a.减小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量较低的材料焊接。b.加入一定的合金元素,减小柱状晶和偏析。如铝、锐、铁、镜等可以细化晶粒。,c.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。d.合理选用焊接规范,并采用预热和后热,减小冷却速度。e.采用合理的装配次序,减小焊接应力。

D、.再热裂纹

(1)再热裂纹的特征

a.再热裂纹产生于焊接热影响区的过热粗晶区。产生于焊后热处理等再次加热的过程中。

b.再热裂纹的产生温度:碳钢与合金钢550~650℃奥氏体不锈钢约300℃

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

E、.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。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。

4、未焊透

未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进人,接头根部的现象。

A、产生未焊透的原因(1)焊接电流小,熔深浅。(2)坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大。(3)磁偏吹影响。(4)焊条偏芯度太大(5)层间及焊根清理不良。

B、.未焊透的危害

未焊透的危害之一是减少了焊缝的有效截面积,使接头强度下降。其次,未焊透焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。未焊透引起的应力集中所造成的危害,比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源,是造成焊缝破坏的重要原因。

C、.未焊透的防止

使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。另外,焊角焊缝时,1用交流代替直流以防止磁偏吹,合理设计坡口并加强清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。

5、未熔合

未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。按其所在部位,未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合根部未熔合三种。

A、.产生未熔合缺陷的原因

(1)焊接电流过小;(2)焊接速度过快;(3)焊条角度不对;(4)产生了弧偏吹现象;旺,(5)焊接处于下坡焊位置,母材未熔化时已被铁水复盖;(6)母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。

B、未熔合的危害

未熔合是一种面积型缺陷,坡口未熔合和根部未熔合对承载截面积的减小都非常明显,应力集中也比较严重,其危害性仅次于裂纹。

C、.未熔合的防止采用较大的焊接电流,正确地进行施焊操作,注意坡口部位的清洁。

6、其他缺陷

(1)焊缝化学成分或组织成分不符合要求: 焊材与母材匹配不当,或焊接过程中元素烧损等原因,容易使焊缝金属的化学成份发生变化,或造成焊缝组织不符合要求。这可能带来焊缝的力学性能的下降,还会影响接头的耐蚀性能。

(2)过热和过烧: 若焊接规范使用不当,热影响区长时间在高温下停留,会使晶粒变得粗大,即出现过热组织。若温度进一步升高,停留时间加长,可能使晶界发生氧化或局部熔化,出现过烧组织。过热可通过热处理来消除,而过烧是不可逆转的缺陷。