焊接缺陷及处理方法

焊接缺陷及处理方法,信息等级分类添加处,王润之2014-6-17,常见焊接缺陷,CO2焊是生产中最常用的一种焊接方式。在焊接过程中，由于焊接参数选择不当、施工条件、焊接操作手法等原因，焊缝质量常会出现各种缺陷，从而影响整车的焊接强度，造成整车质量下降。针对CO2焊主要缺陷进行成因分析，并对焊接操作做出要求，预防焊接缺陷的产生。,CO2焊常见的焊接缺陷有：,1、成型差,焊缝尺寸偏差,焊缝成形美观是焊接操作的一个基本要求。焊缝成形均匀、光滑的好处不仅是视觉上效果，焊缝内部的应力分布也较为均匀，因此成形好的焊缝力学性能也好，抗拉强度和疲劳强度都有很好的保证。,成形尺寸不均匀，强度不平衡，极易发生焊缝断裂；成形尺寸过大，造成应力集中，焊缝疲劳强度降低，在推土机多次运行振动后，同样容易发生断裂。,成形差的危害性,一般来说，焊缝成形差主要体现在以下几方面：焊缝尺寸偏差、焊缝塌陷或者出现焊瘤等。从焊缝外形上我们也能很容易的分辨出来，此类缺陷的特征有：焊缝宽窄不均，余高差较大，焊角尺寸不等，直线度未保证等。 焊缝尺寸偏差是生产中常出现的问题，我们常见到粗细不一、扭扭歪歪、忽高忽低的焊缝，就是上面说的几种缺陷特征的体现。 如果焊接基本功不够扎实，则很容易出现上述问题。焊接时要单手持枪，保证干伸长度，手不能发抖、沿着间隙中心平稳运枪是最基本的要求，任何焊工平时都应该加强平板平焊的基本功练习，保证手法的稳定性。 如果焊接规范参数选择不当、间隙坡口设计不当也会导致焊缝成形差，生产中时常可见异型管组对间隙过大，焊后成形效果也很差。,1、成型差,焊缝宽度不均匀,1、成型差,1、成型差,焊缝塌陷,焊缝塌陷是指焊缝无余高，低于母材平面以下的现象，焊接时行走速度过快或者工件组对间隙不均匀，焊后会出现焊缝塌陷。,焊接时运枪偏离焊缝中心线，导致熔化金属大部分偏在一侧母材上，形成焊偏缺陷。在台车方盒、机架方盒的焊接中常发生。,焊偏缺陷,以上两种缺陷同样影响焊缝强度，出现此类缺陷的焊缝极易发生断裂。,偏离焊接位置,解决措施：1. 加强焊工的基本功练习，提高规范操作的意识。焊接时尽量持枪手臂有一处支点，运枪平稳，沿着焊缝中心线匀速焊接，保证干伸长度和焊枪角度始终一致。2. 提高工件组对间隙的精度。如间隙过大，可以加工艺连接件或采用先断续点焊、再连续焊接的方式进行。,1、成型差,焊接时，焊缝中产生的有害气体会不断逸出，如果焊接速度较快就会在焊缝表面形成成串气孔；若焊接速度过快，也有部分气体来不及逸出，于是在焊缝内部形成深层气孔，需打磨或无损探伤后方可发现，因其肉眼无法观察，即使有缺陷也无从得知，因此深层气孔的危害性更大。,2、气孔,生产中出现气孔的情况,气孔的危害性,气孔的存在减小了焊缝的有效截面，降低接头的致密性，从而导致接头承载能力和疲劳强度的降低。,2、气孔,气孔的分类及形成机理,1.析出型气孔如N2、H2气孔；2.反应型气孔如CO、H2O气孔。FeO + C = CO+ Fe,2、气孔,气孔主要有三种：CO气孔、氢气孔和氮气孔，实际生产中的气孔多为氮气孔和氢气孔。1、氮气孔-其形态为密集个大，空气侵入焊接区引起。主要原因有：CO2气体流量过小；喷嘴被飞溅物堵塞；喷嘴与工件距离大；焊接场地有侧向风等。2、氢气孔-其形状为针状或点状，来源为水、油、锈、表面污物，不纯的CO2气体含有少量水分，漆、油污为碳氢化合物，铁锈中含有结晶水，在高温下分解出H2，形成氢气孔。3、CO气孔-其形状为针状或点状， 来源为CO2分解后脱氧不充分熔池中存在多余的CO。硅锰比例不协调，是产生CO气孔的主要原因。常见原因焊丝成分差，母材化学成分差。,2、气孔,气孔的产生多与气体保护效果不好有关，另外，焊接规范参数对气孔的产生也有很大的影响。1. 电弧电压。实践表明，U越高，空气进入CO2保护气层的可能性越大，导致焊缝中的含氮量增加。焊接冶金学证明，焊缝中N元素含量增加，即使不出现气孔，焊缝金属的塑性也将显著降低！ 电弧电压与干伸长关系密切，电弧电压高，干伸长大，造成保护不好，气孔缺陷增加。2. 焊接速度。速度的变化主要是影响了熔化金属的结晶速度。速度加快时，熔化金属的结晶也加快，那么焊缝中产生的气体就比较难于排出了，于是在焊缝内部就形成危害性极强的深层气孔！,特别说明 焊丝及工件表面的油污必须予以去除，这不仅是为了防止气孔产生，也可避免油污在送丝软管内造成堵塞，以及减少焊接时的烟雾等。,2、气孔,2、气孔,2、气孔,最严重的气孔缺陷蜂窝状气孔,蜂窝状气孔是气孔缺陷中最严重的一种，此类缺陷往往气孔成串相连，可谓惨不忍睹，焊接操作新手常出现此类问题。此类气孔产生原因：根本没有保护气体，喷嘴堵塞、气管漏气或者气阀门未打开等。,解决措施1. 焊前清理焊缝周围，去除油污、水分、铁锈、油漆。2. 选择合适的焊接规范参数。I和U要配合适当的，使母材熔化均匀，使焊接中产生的气体能够顺利排出。3. 操作者要及时清理喷嘴，保证保护气体流通顺畅。4. 检查瓶中气压、气体流量是否符合要求，气管是否有漏气、打折，场地风力是否过大。,其他产生气孔的原因及防止对策,2、气孔,封闭焊缝无排气孔,防止对策： 对接焊缝将倒角加大，中间不留空气隙。留出一部分焊缝不焊或等工件冷却后再补焊。（如图所示）,其他产生气孔的原因及防止对策,2、气孔,原因： 气体流量过大或过小,防止对策： 调整保护气体的流量，使之符合要求。,原因：在焊接时，若风速超过2m/秒，保护气体被吹走，形成氮气孔。,其他产生气孔的原因及防止对策,2、气孔,防止对策：在大风的情况下焊接，要关闭门窗。室内焊接场所要加屏风板。,原因：收弧时，焊枪移开过快产生弧坑气孔。,其他产生气孔的原因及防止对策,2、气孔,防止对策：收弧时填满弧坑后，切断电源，滞后送气。稍等片刻待熔池凝固后再移开焊枪。,3、咬边,在沿着焊趾的母材部位，烧熔形成凹陷或沟槽的现象叫咬边。注意是母材被融化。,咬边的危害性 减小焊缝的有效截面，在母材边缘形成尖锐缺口，造成应力高度集中，降低接头强度和承载能力。咬边形成尖锐缺口，造成应力集中，在工程机械中属于严重缺陷，尤其是在工作焊缝中。,3、咬边,3、咬边,咬边产生原因分析1. 平焊位大电流高速焊时，焊接线能量输入大，最容易出现咬边。2. 焊对接接头时，操作者的手不稳，使焊丝端头触到焊件边缘，导致母材迅速熔化，形成咬边，这是焊接生产时出现咬边的主要原因。（见图1）3. 腹板处于垂直位置的角焊，若一次焊接产生的焊脚过大或电压过高时，在腹板上也会产生咬边。（见前图2）4. 图3中也是常见的一种咬边，平板与角板对接时容易在角板的折弯处发生咬边。,3、咬边,咬边的原因：1、焊速过快。2、焊接电流过大。3、焊枪角度过大。4、焊接电压过高。5、工件表面氧化皮过厚未清理。,解决措施：1. 在保证正常焊接的前提下，尽量减小I和U。2. 工人要加强焊接基本功练习，焊接时沿着焊缝中心运枪，焊丝干伸长度保持适当，持枪的胳膊尽量有一处支点，保持焊接的稳定性。,4、烧穿,熔焊时熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔的现象叫烧穿。出现烧穿的有三种可能：焊接线能量过大；装配间隙或坡口尺寸过大，焊速过慢。,解决措施：1. 减小焊接线能量的输入。减小送丝速度和U，使熔化金属和热输入量减少；提高行走速度，保证适当熔深时，使熔化金属均匀分布到尽可能长的焊缝长度上。2. 减小组对间隙，控制在4mm以内。间隙大的要采用分道焊接，避免一次将缝隙添满。,4、烧穿,产生烧穿的原因：1、电流过大。2、速度过慢。3、坡口间隙过大。4、钝边过薄。,预防措施：电流不过大，提高焊工技能。,5、未焊透和未融合,焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化。,焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化。,一般根部叫未焊透，其它部位叫未熔合。,未焊透与未熔合的危害性 减小焊缝有效截面，降低接头强度、冲击韧性等。在反面受力的情况下，形成尖锐缺口，造成应力集中，在工程机械中属于严重缺陷，尤其是在工作焊缝中。,接头根部没有完全熔透,5、未焊透和未融合,产生的原因1. 焊接线能量不够，电流过小；2. 焊接姿势不正确，对接焊缝时焊丝未指向焊缝中心；3. 导电嘴椭圆；4. 焊接速度过快。5. 间隙或坡口不合适；,未焊透,5、未焊透和未融合,未融合,焊道之间、焊道与母材之间没有完全熔化,产生的原因1. 焊道有高点，影响电弧传导；2. 焊接线能量不够，电流过小；3. 焊接姿势不正确，对接焊缝时焊丝未指向焊缝中心；4. 导电嘴椭圆；5. 焊缝坡口一侧有油、锈等脏物，影响导电性能。,5、未焊透和未融合,“未焊透”与“烧穿” 是相对的，但危害性更大。此类缺陷的焊缝通常只与母材局部连接在一起，达不到原本设计的焊接接头的强度要求，很容易发生断裂！实际中，肉眼观察即可发现未焊透的缺陷，常说的“薄薄的焊了一层”就是此类问题。焊缝过窄、过矮都容易发生未焊透缺陷，就是因为焊接线能量输入不够，不但焊缝成形差，而且会出现其他“伴生”的缺陷。一般叫“虚焊”。 若工件热输入不够，则很容易发生未焊透的现象。,解决措施1. 提高焊接线能量的输入。提高送丝速度和电压，增加焊丝的熔化量和电弧热量；减小行走速度，使单位长度上的热输入量足够熔化两侧母材金属。2. 工人焊接时要左右摆枪或直线往复运枪，使熔化金属均匀添满整个间隙，如果发现母材没有完全熔透，则要进行焊接规范参数的调整。3. 平对接位焊时，工件组对时要留出2-3mm的间隙，如果工件较厚（厚度大于6mm）则加大间隙或考虑开坡口。,6、弧坑,焊接过程进行到收尾时，若焊接电流过大又收弧过快，就会在焊缝末端出现弧坑。此类缺陷很容易判断，操作者自己即可发现。,解决措施1. 选择合适的焊接规范参数，I、U不能过大。2. 收弧时要稍做停顿或画圈点焊或原地再补焊一枪，待留有足够填充金属后再收弧。3. 保证焊枪断电后，滞后送气保护，保证弧坑处高温金属不被氧化。,产生弧坑的原因：1、熄弧过快。2、薄板焊接时电流过大。3、收弧时没有填满弧坑。,7、夹渣,焊缝保护方式有3种气相、渣相和真空保护。CO2焊为气相保护，而不是手弧焊、埋弧焊的渣相保护，因此理论上，CO2焊不会出现夹渣。 但在CO2焊接时，焊缝表面会形成发亮的氧化膜，随着焊枪的前进，后续焊缝熔化时会将先前焊缝表面的氧化膜一同搅进熔池，如果焊接速度快，氧化膜来不及上浮焊缝就已经凝固，于是形成了夹渣。 同样的原因，工件表面如果有杂质或漆层，在焊接时也会被搅入焊缝金属中形成夹渣缺陷。,夹渣的危害性减小焊缝有效截面，降低接头强度、冲击韧性等。,7、夹渣,解决措施1. 每次焊前必须清理焊缝周围的杂质。若焊件上有油漆，起弧后应多烧一会，同时放慢焊接速度，使漆层烧损后再进行金属焊接，保证漆层不影响金属熔敷。2. 焊接电流过小。母材熔化时，液态金属停留时间应稍长一些，使电弧推力对焊缝进行搅拌，促使杂质浮出熔化金属而停留在焊缝表面。3. 多道焊时层间杂质没有清理干净或不清理。焊接过程中这些杂质熔化在熔池中，影响金属的流动，并在焊缝中出现夹渣现象。所以必须清渣彻底后再进行CO2焊接。,8、裂纹,在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，金属材料的原子结合遭到破坏，形成新界面而产生的缝隙称为裂纹。 裂纹是焊接接头中最危险的缺陷。 裂纹最易出现的地方： 1、搭焊点裂纹。 2、弧坑裂纹。 3、冷裂纹当材料的含碳量较高时（如45#，2H），焊前预热温度不够或不预热，当焊缝冷却受力后极易产生裂纹，我们称之为冷裂纹。,8、裂纹,着色探伤显示产生的裂纹,横向裂纹,9、错边、角变形,定位焊时焊件没有对正，存在平行偏差。,9、错边、角变形,板对接,管对接,10、焊接尺寸不符合要求,11、焊瘤与翻边,熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤，叫做焊瘤,焊缝余高角度（图中的）。对接焊时焊缝余高角度在120以上。,角焊时焊缝余高角度在30以上。,焊瘤的危害性1、焊缝截面突变，形成尖角，造成应力集中，降低接头的疲劳强度！2、焊缝处局部多有未熔合，表面上形成虚焊、假焊，严重影响焊缝的可靠性！,焊瘤是由填充金属过多引起的1、电流过大。2、速度太慢。,翻边产生的原因：1、在一定的电流条件下，焊接速度过慢。2、在一定的焊速和电流条件下，焊接电压过低。3、焊枪角度不正确。,11、焊瘤与翻边,余高太大，余高也是焊瘤的一种。余高h3mm,12、飞溅,飞溅产生的原因：1. 熔池脱氧不充分，产生过多的CO急剧膨胀形成飞溅。2. 焊接电流和焊接电压不匹配，或焊接电流过大，或焊接电压过高。3. 焊枪压得太低。,飞溅液的使用方法1、为了保护母材表面，焊前在焊缝两侧一定范围内涂防飞溅液。其防护原理是干燥后形成一