浅析常见的焊接接头缺陷种类和产生原因

1、浅析常见的焊接接头缺陷种类和产生原因金属焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先利用电能或其 他形式的能量产生高温使金属熔化，形成熔池，接着，熔融金属在熔 池中经过冶金反应后冷却，将两母材牢固地结合在一起。锅炉、压力 容器、压力管道和一些结构件都主要采用焊接连接。而焊接缺陷的存 在，破坏了焊接接头的性能，其危害性主要有以下几个方面：1 由于缺陷的存在，减少了焊缝的承载截面积，削弱了静力拉伸 强度，降低了焊接接头的力学性能，缩短产品的使用寿命。2由于缺陷形成缺口，破坏了焊缝的连续性，发生应力集中和脆 化现象，尤其是缺口尖端很容易产生裂纹并扩展开来，造成脆断，容 器和管道在压力作用下可能产生爆炸，

2、危害安全。3由于缺陷可能穿透筒壁，从而发生泄漏，影响致密性。焊接接 头缺陷对焊接件的危害，轻则，在很大程度上降低产品的力学性能和 缩短产品的使用寿命；重则，可能产生脆断，危及生命财产安全，给 国民经济带来巨大损失。所以，焊接缺陷对产品构件，尤其是锅炉、 压力容器、压力管道在使用中带来的隐患和危害是不能低估的。在这里，简要谈谈焊接接头缺陷的种类和主要的产乞原因，让大 家对焊接接头的缺陷有个初步的、较全面的了解。焊接缺陷可分为外 部缺陷与内部缺陷两大类。外部缺陷是用肉眼或简单测量方法就可检 查岀来的缺陷；内部缺陷是用眼和外部检查不出来的缺陷。一.外部缺陷焊缝接头外部缺陷主要有焊缝尺寸不合要求、焊瘤

3、、咬边、弧坑、 表面气孔、烧穿、表面裂纹、焊接变形等。（-）焊缝尺寸不合要求表现为焊缝表面高低不平，焊波粗劣；焊道宽度不均匀，焊缝时 宽时窄；焊缝的加强过高或过低；焊缝成形不良等。这些问题不仅使 焊缝成形难看，还会影响焊缝与母材的结合，造成应力集中或不能保 证接头强度，影响结构的安全使用。其产生的主要原因有：1. 焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀。2. 焊接电流过大或过小、焊接规范选用不当。3. 运条速度不均匀、焊条（或焊把）角度不当。（二）焊瘤在焊接过程中，熔化金属流敷在未熔化的母材上，或凝固在焊缝 上所形成的金属瘤称为焊瘤。焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成应力 集中，又影响焊缝外观。管道内的

4、焊瘤还会减小介质通过的有效截面, 甚至造成堵塞。其产生的主要原因有：1. 电弧过长、底层施焊电流过大。2. 立焊时电流过大、运条摆动不当。3. 焊件装配间隙过大。4. 焊接电源波动太大。5. 焊速太慢，运条不当，操作不熟练等。（三）咬边焊缝的边缘被电弧而造成的沟槽或凹陷称为咬边。这使母材有效 截面减少，因此不仅减弱了焊接接头强度，而且容易造成应力集中， 承载后可能在此处产生裂纹。特别重要的焊件不允许存在咬边。其产生的主要原因有：1. 电流过大，电弧过长、运条速度不当、电弧热量过高。2埋弧焊的电压过低、焊速过高。3焊条、焊丝的倾斜角度不正确。（四）弧坑在焊缝末端或焊缝接头处，低于母材表面的局部凹

5、坑称为弧坑。 它不仅使该处焊缝的强度严重减弱，而且弧坑内容产生气孔、夹渣或 微小裂纹。所以在熄弧时一定要填满弧坑，使焊缝高于母材。其产生的主要原因有：1. 焊接收弧时操作不当，熄弧时间过短。2. 自动焊时送丝与电源同时切断，没有先停丝再断电。（五）表面气孔它是由于焊缝液体金属中熔解的气体在冷却和结晶时向外析出 时而残留下来的，露在焊缝表面的空穴。表面气孔对强度、塑性有影 响，且破坏焊缝金属的连续性，降低了结构的密封性。其产生的主要原因参见“二、内部缺陷”中的“（五）气孔”。（六）烧穿在焊接过程中，熔化金属自坡口背面流岀形成穿孔的缺陷。烧穿 使该处焊缝强度显著减小，也影响外观，必须避免。其产生的

6、主要原因有：1. 焊接电流过大。2. 焊接速度过慢。3. 焊件间隙过大。（七）表面裂纹它是焊接裂纹的一种，即焊接接头表面局部地区的结合遭受破坏 形成的。它具有尖锐的缺口和大的长宽比，在焊件工作中会扩大，甚 至可使结构突然断裂，是接头中最危险的缺陷，一般不允许存在。其 产生的主要原因参见“二、内部缺陷”中的“（一）裂纹”。（a）焊接变形这种缺陷表现为焊接结构的接头变形和翘曲超过了产品允许的 范围。常见的焊接变形有角变形、弯曲变形、波浪形变形和扭曲变形 等，其产生的主要原因是：焊接时对焊件进行了局部的不均匀加热， 温度分布不均匀，由热胀冷缩及工件的刚性约束造成复杂的内应力， 这是多种因素同时在作用

7、，导致了焊接结构的变形。二.内部缺陷焊缝接头内部缺陷有裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔等。（-）裂纹裂纹端部形状尖锐，应力集中严重，对承受交变和冲击载荷、静 拉力影响较大，是焊缝中最危险的缺陷。按其产生的原因可分冷裂纹、 热裂纹和再热裂纹等。冷裂纹指在200°c以下产生的裂纹，往往是在焊接完成后过一段 时间才出现，又叫延迟裂纹，它与氢有密切关系，其产生的主要原因 有：1. 焊接接头产生淬硬组织，性能脆化。2. 扩散氢含量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分子，氢 是诱发延迟裂纹的最活跃因素，故有人将延迟裂纹又称氢致裂纹。3. 焊接接头刚性大、存在较大的焊接拉应力。热裂纹指在产生于接近

8、固相线的高温下的裂纹（主要是凝固裂 纹），其产生的主要原因有：1 热导率和膨胀率不协调的影响。如奥氏体不锈钢的热导率不到 低碳钢的1/3,而线胀系数却大得多，造成焊接接头中产生较大的焊 接应力。2化学成份的影响。如奥氏体不锈钢中的成分中，碳、硫、磷、 镰等元素会在熔池中形成低熔点共晶物，其强度较低。如si与ni形 成的ni3s2熔点为645°c,而ni与ni3s2共晶的熔点只有625°co焊 接纯奥氏体钢、某些高鎳合金钢和有色金属时易出现热裂纹。3不锈钢的液固相距离较大，结晶时间较长，杂质偏析现象比较 严重。再热裂纹即消除应力退火裂纹。指在高强度钢的焊接区，由于焊后热处理或

9、在高温下使用，在热影响区产生的晶界裂纹，其产生的主要 原因有：1 消除应力退火的热处理条件不当。2合金成分的影响。如铅、钳、锐、觇、硼等元素具有增大再热裂 纹的倾向。3焊材、焊接规范选择不当。4结构设计不合理造成大的应力集中。（二）未熔合未熔合是焊道与母材之间或焊道之间未完全熔化结合的部分。其产生的主要原因有：1. 层道清渣不干净。2. 焊接电流太小。3. 焊条偏心。4. 焊条摆动幅度太窄。（三）未焊透焊接时接头的根部未完全熔透的现象称为未焊透。产生未焊透的 部位往往也存在夹渣，连续性的未焊透一种极危险的缺陷，在大部分 结构中是不允许存在的。其产生的主要原因有：1. 坡口设计不良，坡口角度太小

10、，钝边大、间隙小。2. 焊条、焊丝角度不正确。3. 电流过小、电压过低、焊速过快、电弧过长、有磁偏吹。4. 焊件有厚锈，未清除干净。5 埋弧自动焊时的焊偏。（四）夹渣焊后残留在焊缝中的熔渣称为夹渣。夹渣会降低焊缝的强度，在 某些结构中，在保证强度和致密性的条件下，也允许存在一定尺寸和 数量的夹渣。其产生的主要原因有：1. 焊件上留有厚锈，焊接接头边缘未清理干净。2. 多层焊时每层焊渣未清除干净。3. 焊条角度和运条方法不当。4. 焊条药皮的物理性能不当。5焊层形状不良、坡口角度设计不当。6 焊缝的熔宽与熔深之比过小、咬边过深。7电流过小，焊速过快，焊缝冷却速度过快，焊渣来不及浮起。（五）气孔它是由于焊缝液体金属中熔解的气体在冷却和结晶时来不及析 出而在焊缝金属内部或表面所形成的空穴。气孔可分为密集气孔、条 虫状气孔和针状气孔等。露在焊缝表面的气孔，称为表面气孔；隐藏 于焊缝金属内部的气孔，称为内部气孔。气孔对强度、塑性