管道焊接中的常见缺陷

管道焊接中的常见缺陷常见的焊接缺陷（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。 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔 （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）。 W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒对接电阻焊缝中的夹渣断口照片 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧焊，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。 焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化，有较大的冷收缩应力存在，而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力，更加上母材非焊接部位处于冷固态状况，与焊接部位存在很大的温差，从而产生热应力等等，这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限，材料将发生塑性变形，超过材料的强度极限则导致开裂。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度，并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点，成为结构断裂的起源。 裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。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。 对接焊缝上的纵向表面裂纹与外咬边的荧光磁粉检测显示照片（照片来源：日本EISHIN KAGAKU CO.,LTD）合金钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，气体保护焊-钨极氩弧焊，横裂纹厚度14mm低合金钢板对接焊缝X射线照相底片，X型坡口，自动焊，纵向裂缝（照片来源：焊缝射线照相典型缺陷图谱崔秀一 张泽丰 李伟 编著） （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。 其他的焊缝外部缺陷还有： 焊瘤：焊缝根部的局部突出，这是焊接时因液态金属下坠形成的金属瘤。焊瘤下常会有未焊透缺陷存在，这是必须注意的。 内凹或下陷：焊缝根部向上收缩低于母材下表面时称为内凹，焊缝盖面低于母材上表面时称为下陷。 溢流：焊缝的金属熔池过大，或者熔池位置不正确，使得熔化的金属外溢，外溢的金属又与母材熔合。 弧坑：电弧焊时在焊缝的末端（熄弧处）或焊条接续处（起弧处）低于焊道基体表面的凹坑，在这种凹坑中很容易产生气孔和微裂纹。 焊偏：在焊缝横截面上显示为焊道偏斜或扭曲。 加强高（也称为焊冠、盖面）过高：焊道盖面层高出母材表面很多，一般焊接工艺对于加强高的高度是有规定的，高出规定值后，加强高与母材的结合转角很容易成为应力集中处，对结构承载不利。 以上的外部缺陷多容易使焊件承载后产生应力集中点，或者减小了焊缝的有效截面积而使得焊缝强度降低，因此在焊接工艺上一般都有明确的规定，并且常常采用目视检查即可发现这些外部缺陷。 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，外部咬边 钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，内部咬边 注：本节中引用的钢板对接焊缝X射线照相底片除注明外来源于射线透照焊缝典型照片分析（韩继增韩一 编著） 焊接常见缺陷的预防措施摘要：焊接是大型安装工程建设中的一项关键工作，其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期。结合工程建造期间的施工管理经验，在人员、设备材料、标准文件和环境等方面加强焊接管理，有针对性地采取严格措施，可确保焊接质量优良，确保优质焊接工程的实现。 关键词：常规缺陷：影响要素；控制措施 1 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。2焊接常见缺陷 1）常见的类型：气孔、夹渣、未熔合、未焊透、错边、咬边、夹钨。 （2）生产的影响因素：人员_关键要素；母材和焊材_决定要素；焊接设备状况_重要要素；标准/规范的执行状况_施工管理要素；环境管理状况_施工管理要求。 （3）质量控制的流程如图1所示。 3各种缺陷的预防措施 3.1 气孔的控制 （1） 按国家标准要求，加强施工环境控制，现场建立合理的施工清洁区。 （2） 按焊接施工方案要求进行坡口清理，严格控制坡口两侧的清洁度。 （3） 加强焊工基本技能的培训，控制焊接电弧的合适长度。 （4） 严禁管内有穿堂风，采取端部封堵等措施。 （5） 加强现场通风条件，控制空气潮湿度小于等于90%。 （6） 采用低氢型焊条。 （7） 控制氩气纯度大于等于99.99%。 （8） 选择设备性能稳定的电焊机且标定合格。 （9） 按工艺评定要求，控制氩气流量，避免出现紊流。 3.2 夹渣的控制 （1） 加强焊工基本技能的培训，控制铁水与熔渣分离。 （2） 按焊接工艺数据单要求，控制焊接电流。 （3） 加强焊接过程的层道清理。 （4） 使用合适规格的焊条。 （5） 焊接接地线应该在工件中合理接地，控制电弧偏吹3.3 未熔合的控制 （1） 加强焊工基本技能的培训，消除根部未熔合缺陷产生。 （2） 注意层间修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。 （3） 严格按WPS要求，采用合理的焊接电流。 （4） 正确处理钨丝的打磨角度和焊接停留时间。 3.4 未焊透的控制 （1） 加强坡口质量检查，控制合理的钝边量。 （2） 加强装配质量检查，严把装配质量关，控制合理的错边量。 （3） 加强标准培训及伪缺陷在结构的模拟检验，避免内部缺陷的错判。 （4） 加强焊工基本技能的培训。 （5） 按焊接工艺数据单要求采用合理的焊接电流。 （6） 使用合适规格的焊材。 （7） 正确处理钨丝的打磨角度。 3.5 错边的控制 （1） 加强原材料的验收质量，控制两部件的壁厚差达到标准要求。 （2） 加强质量检验人员在现场对装配质量的检查，严把装配质量关，控制合理的错边量。 （3） 加强焊工自检工作，按要求进行点焊，达不到要求授权拒焊，确保装配质量。 4） 加强图纸的审查，避免设计在设备、阀门与管道尺寸接口存在问题3.6咬边的控制 1） 加强焊接标准和评定缺陷标准的学习，正确判断咬边的深度和长度。 （2） 加强焊工基本技能培训。 （3） 严格按焊接工艺数据单要求，正确选择焊接电流。 （4） 加强焊工的自检工作，正确处理咬边缺陷。 （3.7夹钨的控制 1） 加强焊工基本技能的培训。 （2） 正确处理钨丝的打磨角度。（3） 选择质量好的钨棒做电极。4 结论通过采用以上控制措施，焊接工程可以实现从施工管理、技术管理、质量管理的全方位控制，确保焊接质量优良，使进度、质量、成本相统一，确保优质焊接工程的实现。(end)管道返修焊接注意事项前言 P( l( ) d+ A4 S u A管道焊接是保证管道密性和强度的关键，是保证管道质量的关键，是保证管道安全运行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成焊缝断裂、渗漏，甚至引起难以估量的重大危害事故等。焊接过程中造成的有碍焊件使用性能，使部件或产品不能满足最低验收标准或规程的称为焊接缺陷。国家标准局1986年发布的国家标准GB6417-86金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明，将焊接缺陷按性质分为6大类：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷、其他缺陷。按其在焊缝中的位置，大致可分为内部缺陷和外部缺陷两类。外部缺陷位于焊缝外表面，用肉眼或低倍放大镜就可以看到。如焊缝尺寸不符合要求，咬边、焊瘤、烧穿、严重飞溅、弧坑、电弧擦伤、表面气孔、表面裂纹等，内部缺陷位于焊缝的内部，如未焊透、内部气孔、内部裂纹、夹渣等。9 c) e- m5 G2 J6 a/ o( q2 R& P焊缝中缺陷的危害性是比较大的，缺陷的存在将减小焊缝有效工作断面，大大缩短使用寿命，并易引起严重的应力集中，是造成脆性断裂的根源。但实践表明，要想得到完全无缺陷的焊缝又是不可能的。下面简单介绍一下常见的焊缝缺陷的返修方法和具体要求，提高返修的一次合格率。产生的主要原因以及防止措施，减少和防止焊缝中缺陷的产生，焊出高标准的焊缝。1 p+ Q( H# T- w$ h; & 一、焊缝返修特点：: ( b8 K9 wU- 不同钢材受焊接热循环影响，其性能变化是不一样的。由于焊缝返修是在管线施工刚性拘束较大的情况下进行局部小区域的槽内焊接，应力大，冷缩快，易产生焊接缺陷。返修次数增加，会使返修部件产生过大的应力及粗大的金相组织，焊缝及热影响区硬度会增加，如操作不正确，还会出现裂纹现象，导致接头力学性能的下降。$ o+ w2 T2 j$ j/ G+ i二、返修的方法和具体要求3 1 Z8 t. o9 ? W: q1、 当发现焊接接头存在标准不允许缺陷时，应进行分析，找出原因，制定措施后方可返修。( T0 ; ? k b2、焊工在返修时必须持有返修合格证，由操作技能技术水平较高且经验较丰富的焊工进行施焊。$ B6 lt$ F. m$ C8 3、焊工应根据X光射线拍片结果，确定缺陷在焊道中的位置，检查拍片方向，并复验尺寸做好标记。同时要确认缺陷在焊道层次的位置（即根焊.热焊.填充焊.盖面焊）。$ ! y0 i+ rm4、返修长度：每处返修长度应大于50mm。相邻两返修处的距离小于50mm时，按一处缺陷进行返修。 Z1 ?6 X7 r; Z5、施焊环境：当施焊环境条件不符合焊接工艺规程要求时，应采取有效地防护措施（增加防风棚等），否则严禁施焊。0 o( P, 7 m/ N G2 G6、缺陷清除：在返修根焊时打磨的坡口形状要与施焊前原始坡口形式相同，根据缺陷的形状.点数.长度. 使用动力角向砂轮机去除缺陷，返修焊接前应仔细检查焊道以保证缺陷完全清除。必要时可采用无损检测方法确认缺陷完全清除。如果是根部缺陷，当打磨到离根部2mm时，应选用2mm的砂轮片打磨出根部间隙，在返修仰焊位置时，打磨根部产生的铁屑，都集中根部间隙周围，有经验的焊工，可用焊条弯一个勾清理铁屑和其它杂物，防止焊接根部凹陷，施焊前对焊口进行预热，返修的预热温度150度。 # E4 P) K. p. C H% r9 g. ) E7、在返修根焊时，根据间隙大小选择3.2和4.0焊条修补,如果返修打磨时间过长，冷却速度较快，很容易引起裂纹，须对返修位置重新加热，防止产生裂纹，间隙大时，可采用断弧焊，控制熔池温度过高容易引起塌陷，气孔，快收弧时采用连弧封口。, O3 q: f7 l( q: s8、起弧或收弧要求：严禁在坡口以外的管壁上起弧，相邻焊道的起弧或收弧应相互错开30mm以上。6 |; s; N1 o6 l- M9、在返修根焊时，经常容易出现焊接裂纹现象.主要原因可能是:- ) t; . j& f% _* n) R8 Ø 冷却速度，快清理打磨的时间长。- n# O$ q9 a/ ?1 AjØ 根焊道的厚度薄,间隙大,钝边薄。% P; _6 w8 b: u$ h( H NØ 管子及返修位置预热温度不均匀。) m/ R# Q/ d8 k7 o! j, T% uØ 焊缝返修处，有较大的应力。0 B4 N- z9 f1 ?5 zØ 管口内，有泥，沙，水，打磨的铁屑等，要清理干净再焊接。- V% M; Y( ; U# _3 R; V: p10、E8045低氢下向焊，焊缝的每个接头位置是产生密集气孔和夹渣的多发区，施焊过程中应十分注意。6 F) Y8 N5 b9 ) d. I3 s# I119、焊接工艺参数选定，在返修根部焊道时，间隙略有增大，焊接电流适当减小，接头引弧处很容易产生夹渣、裂纹、焊工应引起注意。- p* z: g1 t4 l) ?( ?6 q12、在返修过程中，要注意时间、温差、气候和光线的影响，例如，在夜间返修，照明光线不好，小密集气孔，和未熔合是很难发现的，在温差较大时，管口内的气压与外界不一样，在返修时，容易造成往里吸气，向外吹气现象，以上在返修过程中，应十分注意，以免影响返修质量。6 HX- W$ y# Q* s$ t13、自动焊根焊的返修，我们知道自动焊有一个内焊道，宽度在7MM左右，从外面向里打磨时不可能根焊的正中间，要特别注意打磨的间隙，通过观察钝边厚度，和错边量来调整焊条的角度，确保根焊熔合良好。* h, M3 a5 o, i% l1 V14、返修管底与地面高度的要求，在500左右，操作空间要合适，以免影响焊工的操作。& q u+ I# S# _& j15、根据环境温度、管径、材质、壁厚选择合适的预热温度。; u6 L2 i* y3 ; u, Y16、严格按要求选择返修规定的焊条，以及焊条的烘干温度必须达到要求。! z8 P1 P+ v G( 3 o& f17、焊缝同一部位的返次数不得超过两次，发现有裂纹焊缝不容许返修，直接 进行切口处理。+ |% i7 z+ F# X/ l& w18、焊缝表面处理：焊接完成后，应清除焊缝表面熔渣、飞溅和其它污物。2 C% |) M q% , W0 b! w8 x$ H7 k- m19、焊缝余高处理：余高超高时，应打磨至要求的范围内，打磨余高应与母材圆滑过渡，且不得伤及母材。6 W% l* y: 7 Z# s( P) 20、返修完成后应重新进行外观检查和无损检测.5 kV% k8 t+ b/ b21、认真做到“三检”自检，专检，互检，确保返修的质量.焊接缺陷及其控制防治以及焊接质量检验1、防止因污染而引起脆化 工件上的油污是增碳的来源，少量的碳能固溶在钛中，使钛强度极限提高，塑性值下降。微量的铁和其他金属污染能引起严重后果。焊缝附近的铁在400C以上时铁渗透到钛部件中，会降低钛的抗腐蚀性，而且钛内部的铁起到供氢渗入的通道作用，钛表面的铁污染间接的引起钛材青翠，所以焊接时加强清理、保护、防止污染是至关重要的。2、线能量对焊接接头金相组织的影响 焊接时高温热影响区较宽，焊缝和近缝区易被加热至远高于相变的温度，高温停留时间长，时焊缝和高温热影响区晶粒明显长大，在焊接冷却条件中，相转变相时呈针状，粗大的晶粒和针状组织使接头脆性增加，塑性下降，所以焊接时应采用较小的线能量。3、焊接气孔的防止 板材、焊材、导气管表面不洁净或材料为碳质时，都是氢和碳的来源，以造成气孔。焊接时用较大线能量，由于焊缝中溶解氢向边缘扩散造成气孔主要分布在熔合线附近，且所焊板材较薄，散热条件差熔池高温保留时间长，给惰性气体保护熔池带来了困难。为此，应采用高纯度氩气，同时严格焊前清理。虽为薄板，但不开坡口的板端部也常是未清理或不易清理的污染源，此时熔池形状不如开坡口时有利于坡口逸出。另外，开坡口可以添加大量焊丝，一般情况下焊丝的纯净度较母材高，开坡口焊接时熔滴下落高度增加，可增加熔滴净化作用。所以应开坡口焊接，以消除端部的不利影响。此外还要求环境相对湿度90%，导气管选用增强塑料管。4、焊接裂纹的防止 钛材焊接时，主要产生冷裂纹，对热裂纹不敏感。氢时引起冷裂纹的主要因素，在高温熔池状态下，氢由焊缝向温度较低的热影响区扩散，使热影响区氢浓度增高，325C时发生共析转变，析出脆性化合物，引起塑性和韧性降低，析出同时引起体积膨胀，而产生较大体积赢利，最后形成裂纹。所以应尽量减少氢的来源。焊缝缺陷是造成锅炉、压力容器失效和事故的主要原因，因此，必须对焊缝缺陷的危害性有充分的认识。 （1）焊缝弧坑缺陷对焊接接头的强度和应力水平有不利的影响。焊瘤不仅影响了焊缝的外观，而且也掩盖了焊瘤处焊趾的质量情况，往往会在这个部位上出现未熔会缺陷。 （2）咬边是一种危险性较大的外观缺陷。它不但减少焊缝的承压面积，而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，造成应力集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。因此，对咬边有严格的限制。 （3）气孔、夹渣等体积性缺陷的危害性主要表现为降低焊接接头的承载能力。如果气孔穿透焊缝表面。介质积存在孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐蚀，孔穴逐渐变深、变大，以至腐蚀穿孔而泄漏。夹渣边缘如果有尖锐形状，还会在该处形成应力集中。 （4）未熔合和未焊透等缺陷的端部和缺口是应力集中的地方，在交变载荷作用下很可能生成裂纹。 （5）裂纹是最尖锐的一种缺口，它的缺口根部曲率半径接近于零。尖锐根部有明显的应力集中，当应力水平超过尖锐根部的强度极限时，裂纹就会扩展，以至贯穿整个截面而造成锅炉压力容器失效。特别是当焊接接头处于脆性状态时，裂纹的扩展速度极快，造成脆性破裂事故。裂纹还会加剧疲劳破坏和应力腐蚀破坏。 要保证焊接接头的质量，就应在焊接过程中采用有效措施，防止产生焊接缺陷。 （1）防止咬边的措施是电流大小要适当；运条要均匀；焊条角度要正确；焊接电弧要短些；埋弧自动焊的焊速要适当。 （2）防止产生气孔的措施是：不得使用药应开裂、剥落、变质、偏心或焊芯锈蚀的焊条；各种类型的焊条或焊剂都应按规定的温度和保温时间进行烘干；焊接坡口及其两侧应清理干净；正确地选择焊接工艺参数；碱性焊条施焊时，应短弧操作。 （3）防止产生夹渣的主要措施有：彻底清除渣壳和坡口边缘的氧化度及多层焊道间的焊渣；正确运条，有规律地搅动熔池，促使熔渣与铁水分离；适当减慢焊接速度，增加焊接电流，以改善熔渣浮出条件；选择适宜的坡口角度；调整焊条药皮或焊剂的化学成分，降低熔渣的熔点。焊接缺陷（一）焊接变形工件焊后一般都会产生变形，如果变形量超过允许值，就会影响使用。焊接变形的几个例子如图2-19所示。产生的主要原因是焊件不均匀地局部加热和冷却。因为焊接时，焊件仅在局部区域被加热到高温，离焊缝愈近，温度愈高，膨胀也愈大。但是，加热区域的金属因受到周围温度较低的金属阻止，却不能自由膨胀；而冷却时又由于周围金属的牵制不能自由地收缩。结果这部分加热的金属存在拉应力，而其它部分的金属则存在与之平衡的压应力。当这些应力超过金属的屈服极限时，将产生焊接变形；当超过金属的强度极限时，则会出现裂缝。（二）焊缝的外部缺陷1.焊缝增强过高 如图2-20所示,当焊接坡口的角度开得太小或焊接电流过小时，均会出现这种现象。焊件焊缝的危险平面已从M-M平面过渡到熔合区的N-N平面，由于应力集中易发生破坏，因此，为提高压力容器的疲劳寿命，要求将焊缝的增强高铲平。2.焊缝过凹 如图2-21所示，因焊缝工作截面的减小而使接头处的强度降低。 3.焊缝咬边 在工件上沿焊缝边缘所形成的凹陷叫咬边，如图2-22所示。它不仅减少了接头工作截面，而且在咬边处造成严重的应力集中。 4.焊瘤 熔化金属流到溶池边缘未溶化的工件上，堆积形成焊瘤，它与工件没有熔合，见图2-23。焊瘤对静载强度无影响，但会引起应力集中，使动载强度降低。 5.烧穿 如图2-24所示。烧穿是指部分熔化金属从焊缝反面漏出，甚至烧穿成洞，它使接头强度下降.（三）焊缝的内部缺陷1.未焊透 未焊透是指工件与焊缝金属或焊缝层间局部未熔合的一种缺陷。未焊透减弱了焊缝工作截面，造成严重的应力集中，大大降低接头强度，它往往成为焊缝开裂的根源。2.夹渣 焊缝中夹有非金属熔渣，即称夹渣。夹渣减少了焊缝工作截面，造成应力集中，会降低焊缝强度和冲击韧性。3.气孔 焊缝金属在高温时，吸收了过多的气体（如H2）或由于溶池内部冶金反应产生的气体（如CO），在溶池冷却凝固时来不及排出，而在焊缝内部或表面形成孔穴，即为气孔。气孔的存在减少了焊缝有效工作截面，降低接头的机械强度。若有穿透性或连续性气孔存在，会严重影响焊件的密封性。4.裂纹 焊接过程中或焊接以后，在焊接接头区域内所出现的金属局部破裂叫裂纹。裂纹可能产生在焊缝上，也可能产生在焊缝两侧的热影响区。有时产生在金属表面，有时产生在金属内部。通常按照裂纹产生的机理不同，可分为热裂纹和冷裂纹两类。（1）热裂纹 热裂纹是在焊缝金属中由液态到固态的结晶过程中产生的，大多产生在焊缝金属中。其产生原因主要是焊缝中存在低熔点物质（如FeS，熔点1193 ），它削弱了晶粒间的联系，当受到较大的焊接应力作用时，就容易在晶粒之间引起破裂。焊件及焊条内含S、Cu等杂质多时，就容易产生热裂纹。热裂纹有沿晶界分布的特征。当裂纹贯穿表面与外界相通时，则具有明显的氢化倾向。（2）冷裂纹 冷裂纹是在焊后冷却过程中产生的，大多产生在基体金属或基体金属与焊缝交界的熔合线上。其产生的主要原因是由于热影响区或焊缝内形成了淬火组织，在高应力作用下，引起晶粒内部的破裂，焊接含碳量较高或合金元素较多的易淬火钢材时，最易产生冷裂纹。焊缝中熔入过多的氢，也会引起冷裂纹。裂纹是最危险的一种缺陷，它除了减少承载截面之外，还会产生严重的应力集中，在使用中裂纹会逐渐扩大，最后可能导致构件的破坏。所以焊接结构中一般不允许存在这种缺陷，一经发现须铲去重焊。焊接的检验对焊接接头进行必要的检验是保证焊接质量的重要措施。因此，工件焊完后应根据产品技术要求对焊缝进行相应的检验，凡不符合技术要求所允许的缺陷，需及时进行返修。焊接质量的检验包括外观检查、无损探伤和机械性能试验三个方面。这三者是互相补充的，而以无损探伤为主。（一）外观检查外观检查一般以肉眼观察为主，有时用520倍的放大镜进行观察。通过外观检查，可发现焊缝表面缺陷，如咬边、焊瘤、表面裂纹、气孔、夹渣及焊穿等。焊缝的外形尺寸还可采用焊口检测器或样板进行测量。（二）无损探伤隐藏在焊缝内部的夹渣、气孔、裂纹等缺陷的检验。目前使用最普遍的是采用X射线检验，还有超声波探伤和磁力探伤。X射线检验是利用X射线对焊缝照相,根据底片影像来判断内部有无缺陷、缺陷多少和类型。再根据产品技术要求评定焊缝是否合格。超声波探伤的基本原理如图2-25所示。超声波束由探头发出，传到金属中，当超声波束传到金属与空气界面时，它就折射而通过焊缝。如果焊缝中有缺陷，超声波束就反射到探头而被接受，这时荧光屏上就出现了反射波。根据这些反射波与正常波比较、鉴别，就可以确定缺陷的大小及位置。超声波探伤比X光照相简便得多，因而得到广泛应用。但超声波探伤往往只能凭操作经验作出判断，而且不能留下检验根据。对于离焊缝表面不深的内部缺陷和表面极微小的裂纹，还可采用磁力探伤。（三）水压试验和气压试验对于要求密封性的受压容器，须进行水压试验和（或）进行气压试验，以检查焊缝的密封性和承压能力。其方法是向容器内注入1.251.5 倍工作压力的清水或等于工作压力的气体（多数用空气），停留一定的时间，然后观察容器内的压力下降情况，并在外部观察有无渗漏现象，根据这些可评定焊缝是否合格。（四）焊接试板的机械性能试验无损探伤可以发现焊缝内在的缺陷，但不能说明焊缝热影响区的金属的机械性能如何，因此有时对焊接接头要作拉力、冲击、弯曲等试验。这些试验由试验板完成。所用试验板最好与圆筒纵缝一起焊成，