焊接操作常见缺陷及措施

齐玉龙   靳润恒

摘要：焊接工艺作为目前各行各业普遍使用的制造方法应用越来越广泛。伴随着焊接制造的普及，焊接作业普遍面临的焊接缺陷也时常困扰我们，而且因其焊接作业的特殊性，焊接缺陷特别是内部缺陷有隐蔽性，但又会造成较大的安全隐患及经济损失，所以对焊接操作常见缺陷进行研究，并针对性提出管控措施。

关键词：焊接缺陷；措施

引言

焊接工程上存在的质量缺陷主要包括两个方面，肉眼或低倍放大镜能看到的且位于焊缝表面的缺陷，如咬边（咬肉）、弧坑、表面气孔、夹渣、表面裂纹、焊缝位置不合理等称为外部缺陷，而必须用破坏性试验或专门的无损检测方法才能发现的内部气孔、夹渣、内部裂纹、未焊透、未溶合等称为内部缺陷。下文主要从缺陷入手，对典型缺陷产生的现象原因，预防措施等进行论述。

1 焊缝尺寸不符规范要求

现象：焊缝的高度过大或过小；或焊缝的宽度太宽或太窄，以及焊缝和母材之间的过渡部位不平滑、表面粗糙、焊缝纵、横向不整齐，还有在角焊缝部位焊缝的下凹量过大。

原因：焊缝坡口加工的平直度较差，坡口的角度不当或装配间隙大小不均等而引起的。焊接中电流过大，使焊条熔化过快，控制焊缝成形困难，电流过小，在焊接引弧时会使焊条产生“粘合现象”，造成焊不透或焊瘤。焊工操作熟练程不够，运条方法不当，如过快或过慢，以及焊条角度不正确等。

防治措施：按设计要求和焊接规范的规定加工焊缝坡口，尽量选用机械加工以使坡口角度和坡口边缘的直线度和坡口边缘的直线度达到要求，避免用人工气割、手工铲削加工坡口。在组焊时，保证焊缝间隙的均匀一致，为保证焊接质量打下基础。通过焊接工艺评定，选择合适的焊接工艺参数。焊工要持证上岗，经过培训的焊工有一定的理论基础和操作技能。多层焊缝在焊接表面最后一层焊缝时，在保证和底层熔合的条件下，应采用比各层间焊接电流较小。运条速度要求均匀，有节奏地向纵向推进，并作一定宽度的横向摆动，可使焊缝表面整齐美观。

2 咬边（咬肉）

现象：焊接时的电弧将焊缝边缘熔出的凹陷或沟槽没有得到熔化金属的补充而留下缺口。过深的咬边会使焊接接头的强度减弱，造成局部应力集中，承载后会在咬边处产生裂纹。

原因：主要是焊接电流过大，电弧过长，焊条角度掌握不合适和运条的速度不当以及焊接终了留置长度太短等而形成咬边。一般在立焊、横焊、仰焊时是一种常见缺陷。

防治措施 ：焊接时电流不宜过大，电弧不要拉得过长或过短，尽量采用短弧焊。掌握合适的角度和熟练的运条手法，摆动到边缘时应稍慢，使熔化的焊材金属填满边缘，而在中间则要稍快些。一旦出现深度或产度超过上述允差，应将缺陷处清理干净，进行补焊填满。

3 裂纹

现象：在焊接过程或焊接之后，在焊接区域内出现金属破裂，它产生在焊缝内部或外部，也可能发生在热影响区，按其产生的部位可分为纵向裂纹、横向裂纹，弧坑裂纹、根部裂纹等，又可分热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。

原因：焊缝热影响区收缩后产生大的应力。母材含淬硬组织较多，冷却后易生裂纹。焊缝中有相当高的氢浓度。及其他有害元素杂质等，易产生冷、热裂纹。

防治措施：主要从消除应力和正确使用焊接材料以及完善的操作工艺入手解决。注意焊接接头坡口形式，消除焊缝不均匀受热和冷却因热应力而产生的裂纹。如不同厚度的钢板对焊时，对厚钢板就要做削薄处理。选用材料一定要符合设计图样的要求，严格控制氢的来源，焊条使用前应进行烘干，并认真清理坡口的油污、水分等杂质。焊接中，选择合理的焊接参数，使输入热量控制在800~3000℃的冷却温度之间，以改善焊缝及热影响区的组织状态。在焊接环境温度较低、材料较薄，除提高操作环境温度外，还应在焊前预热。焊接结束要设法保温缓冷和焊后热处理，以消除焊缝残余应力在冷却过程中产生的延迟性裂纹。

4 弧坑

现象：弧坑是焊缝收尾处产生下滑现象，不但减弱焊缝强度，还会在冷却过程产生裂纹。

原因：主要是在焊接终了时熄弧时间过短，或在焊薄板时使用的电流过大。

防治措施：焊缝收尾时，使焊条做短时间的停留或做几次环形运条，不要突然停弧以使有足够的金属填充熔池。焊接时保证适当电流，主要构件可加引弧板把弧坑引出到焊件外。

5 夹渣

现象：焊缝中经无损检测发现有非金属夹杂物如氧化物、氮化物、硫化物、磷化物等，形成多种多样不规则形状，常见的有锥形、针形等夹渣物。金属焊缝夹渣会降低金属结构的塑、韧性，还会增加应力，导致冷、热脆性易产生裂纹，使构件被破坏。

原因：焊缝母材清理不干净，焊接电流过小，使熔化金属凝固过快，熔渣来不及浮出。焊接母材和焊材的化学成分不纯，如焊接时熔池内有氧、氮、硫、磷、硅等多种成分，则易形成非金属夹渣物。焊工操作不熟练，运条方法不当，使熔渣与铁水混在一起分离不开，阻碍熔渣上浮。焊口坡口角度小，焊条药皮成块脱落未被电弧熔化；多层焊时，熔渣清理不干净，操作时未将熔渣及时拨出都是造成夹渣的原因。

防治措施：通过焊接工艺评定选择合理的焊接工艺参数。注意焊接坡口及边缘范围的清理，坡口不宜过小；对多层焊缝要认真清除每层焊缝的焊渣。采用酸性焊条时，必须使熔渣在熔池的后面；在使用碱性焊条焊立角缝时，除了正确选择焊接电流外还需采用短弧焊接，同时运条要正确，使焊条适当摆动，以使熔渣浮出表面。采用焊前预热，焊接过程加热，并在焊后保温，使其缓慢冷却，以减少夹渣。

6 气孔

现象：在焊接过程熔化的焊缝金属中所吸收的气体在冷却前来不及从熔池中排出，而残留在焊缝内部形成孔穴。根据气孔产生的部位可分内、外气孔；按分部情况及形状的气孔缺陷，气孔在焊缝中的存在会减低焊缝强度，也产生应力集中，增加了低温脆性，热裂倾向等。

原因：焊条受潮未按规定要求烘干；焊条药皮变质或剥落；焊芯锈蚀等。母材冶炼中存在残留的气体；焊材及焊件上沾有铁锈、油污等杂质，在焊接过程中，因高温气化产生气体。焊工操作技术不熟练，或视力差对熔化铁水和药皮分辨不清，使药皮中的气体与金属溶液混杂在一起。电弧长度过长，电源电压波动过大，造成电弧不稳定燃烧等。

防治措施：选用合格的焊材，不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯严重锈蚀的焊条，应对焊口附近及焊材表面的油污、锈斑等清理干净。选择电流的大小要是适宜，控制好焊接速度。焊前将工件预热，焊接终了或中途停顿时，电弧要缓慢撤离，有利于减慢熔池冷却速度和熔池内气体的排出，避免出现气孔缺陷。减少焊接操作地点的湿度，提高操作环境的温度。在室外焊接时，如风速达8m/s 、降雨、露、雪等，应采取挡风、搭雨棚等有效措施后，方能焊接操作。

7 未焊透

现象：焊接中焊缝根部没有完全和母材熔合或母材和母材之间局部未焊透，这种缺陷称未焊透也称未熔合。它降低了接头的力学性能，同时会在此部位产生应力集中，产生裂纹。在焊接中任何焊缝不允许存在未焊透。

原因：未按规定加工坡口，钝边厚度过大，坡口的角度或组对的间隙过小。双面焊时，背面清根不彻底或坡口两侧及层间焊未清理干净，使氧化物、熔渣等阻碍金属间充分熔合。焊工操作技术不熟练，如选用焊接电流过大时，母材还未熔化，焊条已熔化，使母材与焊条熔敷金属未熔合在一起；当选用过小电流时；运条的速度过快会使母材与焊条的熔敷金属不能很好的熔合；在操作中焊条的角度不正确，熔化偏向一侧或焊接时偏吹现象，都会产生在电弧作用不到之处形成未焊透。

防治措施：按设计图样或规范标准规定的坡口尺寸进行加工和组对间隙。焊前要认真清理坡口附件的铁锈油污，特别是彻底清理焊缝坡口根部，对多层焊缝在焊接途中，要用角形砂轮打磨清理焊层之间的氧化物。合理的选择电流大小和焊接速度，随时注意焊条的正确角度。对厚度较厚或导热性较高、散热快的焊件，可在焊前对焊接部位预热或在焊接中加热，使母材金属与焊条金属达到熔合。

结束语

以上对常见焊接缺陷进行了分析，对预防措施进行了探讨，在实际焊接作业过程中，焊接缺陷出现往往并不是单一方面的原因，而是多方面原因综合形成的，面对出现的问题，需要综合分析，管控措施需要全面成体系，在试验评定的基础上，通过控制一定可以保证焊接作业质量。

参考文献

[1]张新洪, 焦春鹏, 王广智. 焊接中常见的缺陷及预防措施[J]. 科技视界, 2014.

[2]綦振宁. 浅析焊接中常见的缺陷及预防措施[J]. 科学与财富, 2017.