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1、电弧焊焊接缺陷产生原因及防止措施电弧焊焊接缺陷产生原因及防止措施缺陷分类外观缺陷内部缺陷外观缺陷是指表面缺陷不用借助于仪器,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。咬边是指沿着焊趾是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金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是电弧热量太高,即电流太大即电流太大,运条速度太小所造成运条速度太小所造
2、成的。焊条与工件间角度不正确的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理摆动不合理,电弧过电弧过长长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧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。某些焊接位置的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰立、横、仰)会加剧咬边。会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载降低结构的承载能力能力,同时还会造成应力集中同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。发展为裂纹源。矫正操作姿势矫正操作姿势,选用合理的规范选用合理的规范,采用良好的运采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时条方式
3、都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,用交流焊用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。代替直流焊也能有效地防止咬边。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。凹坑凹坑 凹坑指焊缝表面或背面局部的低于
4、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。烧穿烧穿 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
5、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。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。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
6、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气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、有球状气孔、条虫状气孔条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。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群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分密集状气孔和链状分布气孔之分。按气孔内气体成分分类布气孔之分。按气孔内气体成分分类,有氢气孔、有氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔氮气孔、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。等。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔。(2)气孔
7、的形成机理常温固态金属中气体的溶解度只有高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温液态金属中气体溶解度的几十分之一至几百分之一,熔熔池金属在凝固过程中池金属在凝固过程中,有大量的气体要从金属中逸出来。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当凝固速度大于气体逸出速度时,就形成气孔。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、产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体焊条
8、药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大熔池冷却速度大,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。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气孔的危害气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝使焊缝疏松疏松,从而降低了接头的强度从而降低了接头的强度,降低塑性降低塑性,还会引起泄漏。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。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)防止气孔的措施防止气孔的措施a.清除焊丝清除焊丝,
9、工作坡口及其附近表工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。面的油污、铁锈、水分和杂物。b.采用碱性焊条、焊剂采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。并彻底烘干。c.采用直流反接并用短电弧施焊。采用直流反接并用短电弧施焊。d.焊前预焊前预热热,减缓冷却速度。减缓冷却速度。e.用偏强的规范施焊。用偏强的规范施焊。夹渣夹渣 夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。(1)夹渣的分类夹渣的分类a.金属夹渣金属夹渣:指钨、铜等金属颗粒残留指钨、铜等金属颗粒残留在焊缝之中在焊缝之中,习惯上称为夹钨、夹铜。习惯上称为夹钨、夹铜。b.非金属夹渣非金属夹渣:指未指未熔的焊条药皮或焊剂
10、、硫化物、氧化物、氮化物残留于焊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。冶金反应不完全缝之中。冶金反应不完全,脱渣性不好。脱渣性不好。(2)夹渣的分布与形状有单个点状夹渣夹渣的分布与形状有单个点状夹渣,条状夹渣条状夹渣,链链状夹渣和密集夹渣状夹渣和密集夹渣(3)夹渣产生的原因夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理坡口尺寸不合理;b.坡口有污物坡口有污物;c.多层焊时多层焊时,层间清渣不彻底层间清渣不彻底;d.焊接线能量小焊接线能量小;e.焊缝散焊缝散热太快热太快,液态金属凝固过快液态金属凝固过快;f.焊条药皮焊条药皮,焊剂化学成分不焊剂化学成分不合理合理,熔点过高；熔点过高；g.钨
11、极惰性气体保护焊时钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当电源极性不当,电、流密度大电、流密度大,钨极熔化脱落于熔池中。钨极熔化脱落于熔池中。h.手工焊时手工焊时,焊条焊条摆动不良摆动不良,不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以防止夹渣的产生。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夹渣的危害点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源尖端还会发展为裂纹源,危害危害较大。较大。气孔气孔夹渣夹渣氢气孔氢气孔常见的几种焊接缺陷常见的几种焊接缺陷裂纹 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。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。焊接裂纹焊接裂纹