常见焊接缺陷的成因及其防止方法

常见焊接缺陷的成因及其防止方法①形状缺陷──外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变；焊缝与母材非圆滑过渡。主要原因是操作不当，返修造成。危害是应力集中，削弱承载能力。②焊缝尺寸缺陷尺寸不符合施工图样或技术要求。主要原因是施工者操作不当危害：尺寸小了，承载截面小；尺寸大了，削弱了某些承受动载荷结构的疲劳强度。③咬边原因：⒈焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢。⒉电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。危害：母材金属的工作截面减小，咬边处应力集中。④弧坑由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。危害：⒈减少焊缝的截面积；⒉弧坑处反应不充分容易产生偏析或杂质集聚，因此在弧坑处往往有气孔、灰渣、裂纹等。⑤烧穿原因：⒈焊接电流过大；⒉对焊件加热过甚；⒊坡口对接间隙太大；⒋焊接速度慢，电弧停留时间长等。危害：⒈表面质量差⒉烧穿的下面常有气孔、夹渣、凹坑等缺陷。⑥焊瘤熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。原因：焊接参数选择不当坡口清理不干净，电弧热损失在氧化皮上，使母材未熔化。危害：表面是焊瘤下面往往是未熔合，未焊透；焊缝几何尺寸变化，应力集中，管内焊瘤减小管中介质的流通界面计。⑦气孔原因：⒈电弧保护不好，弧太长；⒉焊条或焊剂受潮，气体保护介质不纯；⒊坡口清理不干净。危害：从表面上看是减少了焊缝的工作截面；更危险的是和其他缺陷叠加造成贯穿性缺陷，破坏焊缝的致密性。连续气孔则是结构破坏的原因之一。⑧夹渣焊接熔渣残留在焊缝中。易产生在坡口边缘和每层焊道之间非圆滑过渡的部位，焊道形状突变，存在深沟的部位也易产生夹渣。原因：⒈熔池温度低（电流小），液态金属黏度大，焊接速度大，凝固时熔渣来不及浮出；⒉运条不当，熔渣和铁水分不清；⒊坡口形状不规则，坡口太窄，不利于熔渣上浮；⒋多层焊时熔渣清理不干净。危害：较气孔严重，因其几何形状不规则尖角、棱角对机体有割裂作用，应力集中是裂纹的起源。⑨未焊透当焊缝的熔透深度小于板厚时形成。单面焊时，焊缝熔透达不到钢板底部；双面焊时，两道焊缝熔深之和小于钢板厚度时形成。原因：⒈坡口角度小，间隙小，钝边太大；⒉电流小，速度快来不及熔化；⒊焊条偏离焊道中心。危害：工作面积减小，尖角易产生应力集中，引起裂纹。⑩未熔合熔焊时焊道与母材之间或焊道与焊道之间未能完全熔化结合的部分。原因：⒈电流小、速度快、热量不足；⒉坡口或焊道有氧化皮、熔渣等，一部分热量损失在熔化杂物上，剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属。⒊焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置，熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱的未熔化部分，容易产生未熔合。危害：因为间隙很小，可视为片状缺陷，类似于裂纹。易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。最后一种也是危害最大的一种焊接缺陷──焊接裂纹在焊接应力及其它致脆因素共同作用下，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。它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，易引起较高的应力集中，而且有延伸和扩展的趋势，所以是最危险的缺陷。裂纹形成的原因及防止措施⒈热裂纹形成及防止常见的热裂纹有两种：结晶裂纹、液化裂纹结晶裂纹是焊接熔池初次结晶过程中形成的裂纹，是焊缝金属沿初次结晶晶界的开裂。而液化裂纹是紧靠熔合线的母材晶界被局部重熔，在收缩力的作用下而产生的裂纹。焊接时，熔池在电弧热的作用下，被加热到相当高的温度，而受热膨胀，而母材却不能自由收缩，于是高温的熔池受到一定的压力。当熔池开始冷却时，就以半融化的母材为晶核开始处结晶。最先结晶的是纯度较高的的合金。最后凝固的是低熔点共晶体。低熔点共晶物的多少取决于焊缝金属中C、S、L等元素的含量。当含量较少时，不足以在初生晶粒间形成连续的液态膜。焊接熔池的冷却速度极快，低熔点共晶物几乎与初析相同时完成结晶。因此连续冷却的金属熔池虽然受到收缩应力的作用也不至于产生晶间裂纹。当低熔点共晶体量较多时，情况就不同了，初次结晶的偏析程度较大，并在初次结晶的晶体之间形成晶间液膜，当熔池冷却收缩时，被液膜分割的晶体边界就会被拉开就形成了裂纹，这是主要原因，另有两个其它原因：一是焊缝金属所经受的应变增加速度大于低熔点共晶物凝固的速度；另外，初生晶体的张大方向和残留低熔共晶体的相对位置的影响。如果焊接熔池如图方式结晶，则低熔点共晶物会夹在正在长大的柱状晶体之间，或者在从两面相对增长的晶面之间。在这种情况下，使得正在结晶的焊缝金属很容易被收缩应力拉开而形成裂纹。如按左图所示方式结晶，则低熔共晶体被长大的晶体推向熔池表面，不可能嵌在柱状晶体之间，这种形状的焊缝就不易裂纹。可见，关键的措施就是：a应严格控制焊缝金属中C、S、P和其它易形成低熔点共晶体的合金成分的含量，这些元素和杂质的含量越低，焊缝金属的抗裂纹能力越大。当焊缝中C0.15%,S0.04%就可能有裂纹出现，如果母材中含碳量很高，就要控制焊接材料的成分，以使混合后的碳含量降下来。B改变焊缝横截面的形状也就改变了焊接熔池的结晶方向，使之有利于将低熔点共晶体推向不易产生裂纹的位置。液化裂纹产生的原因：焊接时紧靠熔合线的母材区域被加热到接近钢熔点的高温，此时母材晶体本身未发生熔化，而晶界的低熔点共晶物则已完全熔化。当焊接熔池冷却时，焊缝应变速度较高。如果这些低熔点共晶物未完全重新凝固之前，接合区就已受到较大应变，则在这些晶界上就会出现裂纹。晶间液层的熔点越低，凝固时间越长，则液化裂纹的倾向越大。液化裂纹的成因归于母材晶粒边界的低熔点共晶物，因此液化裂纹多产生于C、S、P杂质较高的母材与焊缝的熔合边界。可采取的措施：a对需用大规范埋弧焊的钢板进行筛选，采用S、P含量较低的钢板。B对于直边不开坡口的对接接头，加大接缝间隙至4_5mm,这样可在较小的焊接电流下完成全焊头的焊缝。C将对接焊缝开成V形坡口，采用低规范多道埋弧自动焊。以上工艺方法会降低焊接生产率，只是在无法更换材料时才用。根本办法还是选用含C、S、P较低的材料。含C0.2%以下，S，P在0.03%以下就不会再出现近缝区的液化裂纹。⒉冷裂纹形成及防止焊接接头的冷裂纹主要在屈服极限大于300MPa的低合金钢中产生。钢材的强度越高，焊接产生冷裂纹的可能性越大，在低碳钢的焊接接头中一般不出现冷裂纹。关于这种裂纹的形成机理可以如下解释：在不利的条件下焊接时，焊接熔池中溶解了较多的氢，焊缝金属快速冷却后，大部分氢快速过饱和溶剂与焊缝金属中。在焊接残余应力作用下，氢逐渐向产生应力与应变集中的热影响区扩散，并在某些微区聚集。而低合金钢热影响区又往往存在马氏体淬硬组织，他的塑性变形能力很低。当氢的浓度达到某一临界值时，变脆的金属即使是微小的应变也经受不起，而在残余应力的作用下就会开裂。危险的是这些开裂面会进一步扩展，而且在裂纹的端部会有氢凝聚导致新的开裂，最终发展成宏观裂纹。防止的措施a控制近缝区的冷却速度，使之不易形成淬硬组织；b将工件预热（降低冷却速度）；c建立低氢的焊接条件。冷裂纹是一种最危险的缺陷，具有延迟性。有的甚至在焊缝无损探伤后才形成，而造成不可弥补的漏检。⒊在热裂纹最常见的再热裂纹是焊后热处理过程中形成的裂纹，所以又叫“消除应力处理裂纹”。产生于具有沉淀硬化倾向的低合高强钢和奥氏体不锈钢中。其中Cr-Mo-V，Cr-Mo-V-B，Mn-Ni-Mo-V型等低合金钢对再热裂纹由最高的敏感性。措施选用对这种裂纹不敏感的材料制造压力容器。Mn钢、Mn-Mo钢、Mn-Ni-Mo钢一般无再热裂纹倾向。其次可适当的改变工艺条件。缺陷产生原因气孔①CO2气体不纯或供气不足②焊时卷入空气③预热器不起作用④风大、保护不完全⑤喷嘴被飞溅物堵塞、不通畅⑥喷嘴与工件的距离过大⑦焊接区表面被污染、油、锈、水分未清除⑧电弧过长、电弧电压过高⑨焊丝焊硅，锰量不足咬边①电弧太长，弧压过高②焊接速度过快③焊接电流太大④焊丝位置不当，没对中⑤焊丝摆动不当未焊透①焊接电流太小，送丝不均匀②电弧电压过低或过高③焊接速度过快或过慢(在坡口内)④坡口角度小，间隙过小⑤焊丝位置不当，对中差焊缝成形不良①工艺参数不合适②焊丝位置不当，对中差③送丝滚轮的中心偏移④焊丝矫直机构调整不当⑤导电嘴松动梨形裂缝①焊接电流太大②坡口过窄③电弧电压过低④焊丝位置不当，对中差电弧不稳定①导电嘴松动、或已磨损，或直径过大(与焊丝比)②焊丝盘转动不均匀，送丝滚轮的沟槽已经磨损，加压滚轮紧固不良，导丝管阻力大等。③焊接电流过低，电弧电压波动④焊丝干伸长过大⑤焊件上有锈、油漆和油污⑥地线放的位置不当飞溅①短路过渡时电感量不适当，过大或过小②焊接电流和电弧电压配合不当③焊丝和焊件清理不良二氧化碳气体保护焊气孔问题1、CO2气体保护焊的气孔主要是由母材焊接表面的清洁度（油、氧化物）等造成的。2、还有就是气体的纯度3、也有可能是气体中的水分太多，看看你的气体的纯度也有可能是CO气孔，主要是密集型，柱状的4、这是因为，用于保护焊接区域不受空气侵害的CO2气体大都是酿酒厂或酒精厂的副产品，不可避免地含有或多或少的水分或其它含氢物质，同时混合气体中的氩气也常含有水分。如果保护气体中的水分和其它含氢物质的总含量超过一定限度，那么焊缝金属中氢气孔的产生将是必然的。但是，如果保护气体中的水分和其它含氢物质的含量按相关标准要求被控制在一定的范围内，那么CO2气体保护焊和富氩混合气体（80%Ar+20%CO2）保护焊焊缝金属中一般不会产生很多的氢气孔。这是因为CO2气体在电弧高温下将发生分解反应（CO2=CO+O），分解出来的原子态氧具有较强的氧化性，与气相中的[H]反应生成不溶于液体金属的OH，从而有效地阻止焊缝中氢气孔的产生。而使用纯CO2气体保护则会产生CO气孔。二氧化碳气体保护焊焊接时会发生如下反应：Fe＋CO2FeO＋COFeO＋C＝Fe＋CO这个反应是在熔池内部进行的。由于金属对一氧化碳的溶解度很低所以生成的一氧化碳要从熔池中跑出来。若熔池金属结晶完了时，还有一部分一氧化碳没有排出，则在焊缝中就形成气孔。再有就是CO2气在3500℃的高温电弧下发生分解反应：2CO2＝2CO＋O2O2＝2O这个反应是吸热的，因此二氧化碳气流的冷却作用比较显著，使熔池金属冷却的特别快，加上焊缝成型窄而深，使气体排出条件恶化，所以产生气孔。当二氧化碳气体纯度不够、由于长时间工作导电嘴和导流罩上会积累一些飞溅颗粒，如果清理不及时也会阻碍气体的正常喷出，破坏气流罩的正常保护，加上人为的拉长电弧，致使保护气流产生飘移、流散，使得外界空气进入电弧区。这样产生其他气孔的机遇也比较大。如：氮气孔、氢气孔。总之焊道产生气孔的原因如下：(1)焊丝和被焊金属坡口表面上的铁锈、油污或其它杂质。(2)人为的拉长电弧，焊接区域没有得到充分的保护。(3)焊接参数或焊接材料选择不当。(4)保护气体纯度不够。(5)气体加热器不能正常工作。解决方法(1)合理的使用焊接参数。在不违反焊接工艺的情况下，焊接电流的大小我认为因人而定，根据个人的使用习惯而调整，不要别人用多大的规范你也用同样的规范。(2)使用合格的焊接材料及保护气体。(3)彻底清除焊丝和被焊金属表面上的水、锈、油污和其它杂质。(4)使用二氧化碳气体保护焊、富氩气体保护焊时，要调整好焊枪与焊件的距离和角度使得焊接熔池得到充分的保护。一定确保气体加热器的完好率。(5)气保焊焊枪的导流罩必须够长，太短以后保护气体在流动过程中不能形成很好的保护罩。不知以上的回答对你的工作有没有帮助。5、还要注意周围空气的流动,最好周围的风速不要超过1.5m/sCO2焊产生飞溅的原因有哪些？在CO2焊中，大部分焊丝熔化金属可过渡到熔池，有一部分焊丝熔化金属飞向熔池之外，飞到熔池之外的金属称为飞溅。特别是粗焊丝CO2气体保护焊大参数焊接时，飞溅更为严重，飞溅率可达20%以上，这时就不可能进行正常焊接工作了。飞溅是有害的，它不但降低焊接生产率，影响焊接质量，而且使劳动条件变差。由于焊接参数的不同，CO2焊具有不同的熔滴过渡形式，从而导致不同性质的飞溅。其中，可分为熔滴自由过渡时的飞溅和短路过渡时的飞溅。（1）熔滴自由过渡时的飞溅熔滴自由过