常见焊接缺陷及其防治.doc

常见焊接缺陷及其防治1、焊缝成形不良1）特征焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平。2）原因分析焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊口清理不干净；焊接电流过大或过小；焊接中运条（枪）速度过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度过大或过小；焊条（枪）施焊角度选择不当等。3）治理措施 对于焊缝成型差的焊缝，进行打磨、补焊。 达不到验收标准要求，成型太差的焊缝实行割口或换件重焊。 4）防治措施 焊件的坡口角度和装配间隙必须符合图纸设计或所执行标准的要求。 焊件坡口打磨清理干净，无锈、无垢、无脂等污物杂质，露出金属光泽。 提高焊接操作水平，熟悉焊接施工环境。 根据不同的焊接位置、焊接方法、不同的对口间隙等，按照焊接工艺卡和操作技能要求，选择合理的焊接电流参数、施焊速度和焊条（枪）的角度。 加强焊后自检和专检，发现问题及时处理。2、咬边1）特征靠焊缝边缘的母材上有凹陷或沟槽。2）原因分析焊接电流过大，焊条（丝）送进速度太慢；电弧过长，焊条（枪）角度不当，焊接次序不合理；直流焊时电弧的磁偏吹也可造成咬边；某些焊接位置(立、横、仰)也会加剧咬边。3）可能产生的危害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。 4）治理措施轻微的、浅的咬边可用机械方法修锉使其平滑过渡，严重的、深的咬边应进行补焊。5）防治措施 根据焊接项目、位置、焊接规范的要求，选择合适的电流参数及与之协调的焊条（丝）送进速度。 控制电弧长度，尽量使用短弧焊接。 掌握必要的运条（枪）方法和技巧。 加强质量标准的学习，提高焊工质量意识。 加强练习，提高防止咬边缺陷的操作技能。 焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。3、焊瘤1）特征熔化金属流淌到未熔化的母材上形成的堆积物。2）原因分析焊接规范过强、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。在立焊位置尤其容易产成焊瘤。3）可能产生的危害焊瘤常伴有未熔合、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。4）治理措施用铲、锉、磨等手工或机械的方法除去多余的堆积金属。5）防治措施 正确选用焊接规范，合理操作。 选用无偏芯焊条。 尽可能使焊缝处于平焊位置。4、凹坑1）特征焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。2）原因分析收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成弧坑，焊条吸潮，焊接区表面脏污太多，母材的硫、锰含量过高。3）可能产生的危害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。4）治理措施凹坑处有裂纹或缩孔的用机械方法打磨后补焊。5）防治措施 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。 焊条必须经规范的烘干才可使用。 使用低氢及碱性焊材。5、烧穿1）特征焊接过程中,熔深超过工件厚度,熔化金属自焊缝背面流出,形成穿孔性缺陷。2）原因分析焊接电流过大,速度太慢,电弧在焊缝处停留过久,母材过热，电弧过长，工件间隙太大、钝边太小都会出现烧穿现象。3）可能产生的危害完全破坏了焊缝,使接头丧失联接及承载能力。在锅炉压力容器产品上是不允许存在的缺陷。4）治理措施用机械方法清除烧穿孔洞边缘的残余金属，然后用补焊的方法将孔洞填平。5）防治措施 选用较小电流并配合合适的焊接速度。 使用短弧焊。 减小装配间隙,加大钝边高度。 在焊缝背面加设垫板或药垫。 控制焊接热输入防止母材过热。 使用脉冲焊。6、未熔合1）特征未熔合主要是根部未熔合、层间未熔合两种。根部未熔合是打底过程中焊缝金属与母材金属以及焊接接头未熔合；层间未熔合是多层多道焊接过程中层与层间的焊缝金属未熔合。2）原因分析 焊接电流过小 焊接速度过快 焊条角度不对 产生了磁偏吹现象 焊接处于下坡焊位置,母材未熔化时已被铁水复盖 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3）可能产生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。4）治理措施对于根部未熔合可背面清根进行补焊，对于不能直接补焊的重要部件应当将焊缝去掉重新焊接。5）防止措施 适当加大焊接电流，提高焊接线能量。 焊接速度适当，不能过快。 熟练操作技能，焊条（枪）角度正确。 焊前坡口及其附近母材表面打磨干净。7、未焊透1）特征母材与焊缝金属之间未熔化而留下的空隙，常在单面焊根部和双面焊中间。2）原因分析 焊接电流小,熔深浅 坡口和间隙尺寸不合理,钝边太大 磁偏吹影响 焊条偏芯度太大 层间及焊根清理不良3）可能产生的危害未焊透减少了焊缝的有效截面积,使接头强度下降；引起应力集中；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。 4）治理措施对开敞性好的结构的单面未焊透，可在焊缝背面直接补焊。对于不能直接补焊的重要焊件，应铲去未焊透的焊缝重新焊接。5）防治措施 在不影响熔渣覆盖的前提下使用大电流，短弧操作，使焊条保持近于垂直的角度。 增大坡口角度，减小钝边量，加大坡口间隙。 降低焊接速度。 掌握正确的运条方法。8、夹杂物1）特征焊缝内部存在的金属或非金属夹杂。2）原因分析 焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等。 电弧过长、焊接角度及摆动不当、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。 钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电流大,钨极熔化脱落于熔池中。3）可能产生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。4）治理措施对于超标的少量夹杂物将缺陷打磨清除后补焊，若超标的夹杂物太多时应将焊缝割掉重新焊接。5）防止措施 加强焊件表面打磨，多层多道焊时层间药皮必须清理干净方可进行次层焊接。 选择合理的焊接电流和焊接速度。 加强焊工练习，提高焊接操作水平。9、气孔1）特征焊缝金属中充满气体的圆形空腔。常见的气孔有氢气孔、CO气孔及氮气孔。 氢气孔常出现在焊缝表面，气孔的断面呈螺钉状，在焊缝的表面上看呈喇叭口形，气孔的四周有光滑的内壁。个别情况下氢气孔也会出现在焊缝内部。 CO气孔常在焊接碳钢时出现在焊缝内部，气孔沿结晶方向分布，呈条虫状卧于焊缝内部。 氮气孔多在焊缝表面，多数情况是成堆出现，类似蜂窝。2）原因分析a）氢气孔高温时氢在熔滴、熔池金属中的溶解度很高，此时吸收了大量的氢气。当冷却时，氢在金属中的溶解度急剧下降，氢来不及逸出就会在焊缝中形成氢气孔。由于氢具有较大的扩散能力，在熔敷金属结晶时极力挣脱现成表面，上浮逸出，最终形成了喇叭口形的表面气孔，一些无法上浮到表面的就在焊缝内部形成了氢气孔。b）CO气孔 由于CO不溶于金属，在高温时冶金反应生成的CO会以气泡的形式从熔池中高速逸出，但当结晶速度大于气泡的逸出速度时，CO气泡就会留在焊缝内部形成条虫状的气孔。 CO2气体保护焊时，当焊丝的脱氧能力不足的情况下，在焊缝表面也可能出现CO气孔。 c)氮气孔氮气孔一般较少出现，主要是由于保护不好，使空气侵入熔池所致。3）可能产生的危害气孔的产生会削弱焊缝的有效工作断面，产生应力集中显著降低焊缝的强度和韧性。少量的小气孔对焊缝的力学性能吴明显影响，但随其尺寸及数量的增加，焊缝的强度、塑性及韧性都将明显下降，对结构的动载强度有显著的影响。4）治理措施对少量的能挖除的气孔可挖除后补焊，对大量的或很难挖除的气孔应割口重新焊接。5）防止措施 低氢型焊条尽量采用短弧焊，并配合适当的摆动。 药皮焊条及焊剂的烘干应严格执行烘干程序。 焊前将坡口及附近的铁锈、氧化物、水、油污等打磨干净。 焊丝在使用前将其表面的油、氧化物等擦拭干净。 做好熔池的防护工作。10、裂纹1）概述裂纹是焊接中绝对不允许出现的缺陷，它会引起焊接结构发生破坏性事故，以延迟裂纹的危害性最大。2）分类热裂纹，再热裂纹，冷裂纹，层状撕裂，应力腐蚀裂纹。3）详述l 结晶裂纹（热裂纹） 产生部位在焊缝中产生，经常出现在焊缝中心。 断口特征有明显的氧化色彩。 产生钢种杂质较多的碳钢、低中合金钢、奥氏体钢、镍基合金及铝。 产生原因焊缝中S、P杂质含量高时，与铁形成低熔点的共晶物，该共晶物极易形成液态薄膜，也就是焊缝凝固过程中的薄弱晶界。焊接时由于不均匀的加热，焊接接头不可避免地要产生热应力，当焊缝金属承受的拉伸热应力大于液态薄膜的承受能力时，就会产生结晶裂纹。 防治措施采用S、P含量低的母材与焊材；采用碱性焊条或焊剂进行冶金脱硫、脱磷；尽可能采用小的焊接电流来防止产生中心线裂纹；实施焊前预热来降低接头的焊接应力；采用合理的焊接顺序、选择刚性小的焊接接头形式来改善接头的拘束条件。l 再热裂纹 产生时间焊后再次加热时，例如焊后热处理或长期在一定温度下工作时产生。 产生温度对于低合金钢、耐热钢来说，敏感的再热温度为500700。 产生部位均产生在热影响区的粗晶区，走向一般是沿熔合线。 产生钢种含有沉淀强化元素的高强钢、珠光体钢、奥氏体钢、镍基合金等。 产生原因当焊接接头再次加热的工程中，由于松弛应力而产生的实际塑性变量，大于粗晶取晶界的塑性变形能力时，就产生在热裂纹。 防治措施应用低强焊缝；焊前预热，焊后后热，一般预热温度为200450；改进接头形式，减小接头的刚性；焊后将焊缝打磨平滑；利用氩弧焊对焊缝表面进行一次重熔能减小焊接残余应力；选择消除应力回火的温度应避开在热裂纹敏感温度。l 层状撕裂 产生部位热影响区或其附近母材中。易发生在厚板结构和T形、十字形和角接接头中。 裂纹形态阶梯状。 断口特征木纹状。 产生钢种含杂质的低合金高强钢厚板结构。 产生原因轧制钢材的内部存在不同程度的分层夹杂物，使得金属材料在板厚方向的塑性变形能力降低，当焊接时产生的垂直于厚度方向的拉应力超过该方向的塑性变形能力时，就会产生层状撕裂。 防治措施母材选用抗层状撕裂的Z向钢；改进接头设计避免产生Z向应力；采用合适的焊接电流、预热温度及低氢焊材，防止产生冷裂纹以减少冷裂纹诱发的在热影响区中产生的层状撕裂。l 延迟裂纹（冷裂纹） 裂纹特征焊后不立即出现，而是延迟一段时间才出现。 产生部位主要产生在热影响区，当焊缝强度高时也可能产生在焊缝。在热影响区产生时常出现于焊根、焊趾和焊道下面。 产生钢种中、高碳钢，低、中合金钢，钛合金等。 产生原因焊接接头的含氢量、钢的淬硬倾向和接头承受的拘束应力是产生焊接延迟裂纹的三大要素。延迟裂纹之所以具有延迟特征，与氢的扩散聚集需要时间有关。由氢所诱发的裂纹从潜伏、萌生、扩展以至开裂都靠氢的扩散聚集来完成的，因此产生裂纹也需要时间。 防治措施选用低氢或超低氢的焊材；焊条、焊剂在使用前应严格烘干，随用随取；仔细清理焊丝和焊件，去油除锈；焊前预热和焊后缓冷；改善焊接接头，减少应力集中；采取及时焊后热处理以改善接头组织或消除焊接残余应力。l 应力腐蚀裂纹 产生部位焊缝、熔合区、热影响区、母材均可产生。 裂纹形貌从断面看，像枯干的树根。从表面看呈直线状、龟裂状、放射状和树枝状等多种形态。 断口特征脆性断口。 产生钢种碳钢、低合金钢、