典型焊接缺陷分析徐平.docx
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典型焊接缺陷分析徐平
典型焊接缺陷分析-徐平
典型焊接缺陷分析-徐平
安徽机电职业技术学院
熔焊过程与缺陷控制
专业焊接技术及自动化
班级焊接3121
姓名徐平
学号29
1.外形缺陷............................................................................................................................9
2.气孔和夹渣..........................................................................................................................13
3.裂纹......................................................................................................................................14
4.未焊透..................................................................................................................................15
5.未熔合.................................................................................................................................15
6.其他缺陷.............................................................................................................................16
一、目的：
了解熔焊的整个过程，找到焊接过程中的缺陷，分析产生缺陷的类型及产生原因，最后加以控制。
二、内容：
任务一：
手工焊接方法操作与焊接缺陷分析
一、实验目的
1．了解直流手工电弧焊机结构及原理
2．掌握直流手工电弧焊机的操作要领
3、焊接缺陷产生与分析
二、设备简介
（一）.技术参数：
输人电源：
380v，50HZ
额定负载持续率：
60%
（2）实物图
l一焊缝2一熔池3一保护气体4一电弧5一熔滴6～焊条
7～焊钳8一焊机9一焊接电缆10一焊件
（3）
三、焊前准备
1、焊条：
使用前进行烘培，以防止氢气孔、飞溅。
2、将坡口及坡口两侧20~50mm区域内的铁锈、氧化皮、油污、水分清理干净。
油污、水分清理方法：
一般用氧-乙炔火焰烘烤
铁锈、氧化皮清理方法：
砂布、钢丝刷、砂轮机打磨。
四、焊接使用（实验步骤）
1．检查焊机是杏完整无损，焊机外壳所有紧同螺钉应紧固可靠。
2．在焊机启用前必须仔细检查所有的电气联接是否拧紧，防止因接触不良出现故障，输入电缆应夹紧在电缆固定装置内。
3．闭合电源开关，电源指示灯（绿色）亮，风扇转动。
4．焊接工作中不允许采用铁板搭接来代替焊接电缆，否则会因接触不良或压降过大使电弧不稳。
5．焊机和电缆接头处螺钉必须紧圆可靠，若接触不良或电缆接头氧化严重会引起接触不良，导致电缆和螺栓接头过热，甚至导致接线板烧坏，故电缆接头表面应保持清沽，不平处应修平。
6．焊机接通电源后，启动按钮合上，焊机主同路接触器吸合，冷却风扇转动，焊机有65V左右输出空载电压，表明焊机正常，可进行正常焊接。
7．焊接：
完成上述准备工作后可以进行焊接操作，在焊接过程中，根据具体情况再调节焊接规范，以达到最佳焊接效果
五、实验目的
检查焊接试板并归纳缺欠各类，分析缺陷产生原因。
六、实验记录：
表1
序号
板厚
焊条直径
间隙
焊接电流
电弧电压
焊缝余高
焊缝宽度
1
6
3.2
2~3
110
28
2~3
15
2
6
3.2
2~3
112
30
2~3
14
3
6
3.2
2~3
108
31
2~3
15
表2
序号
气孔数量
夹渣数量
焊接瘤数量
焊穿
未熔合
未焊透
裂纹数量
咬边
备注
1
3
5
2
1
5
1
0
2
无
2
4
6
1
0
4
1
0
3
无
3
4
5
1
1
6
1
1
1
无
思考：
通过实验回答焊接电流、电压、速度对焊缝成形的影响。
手工电弧焊所焊的焊缝
任务二：
二氧化碳半自动焊操作与焊接缺陷分析
一、实验目的
1．了解二氧化碳半自动焊机结构及原理
2．掌握二氧化碳半自动焊的操作过程
3、焊接缺陷产生与分析与解决
二、设备简介
（一）、技术参数
1.输入电源频率：
50HZ
2.额定负载持续率：
60%
3.额定电压范围：
24~27v
4.额定电流：
140A
5.气体流量：
15~20L/min
6.适用焊丝类型：
实芯
7.干伸长：
10~15焊丝直径
（二）、实物图
（三）二氧化碳焊机保护设备情况
1.组成：
电源、运丝机、流量计。
2.电源：
平特性（电源状态调整）
3.电流与电压一定配合使用（意义：
调两个参数）
示意图
三、焊前准备
1、焊丝：
一般有防锈铜镀层。
使用前去除掉焊丝表面的油及其它污物，以防止氢气孔。
2、将坡口及坡口两侧20~50mm区域内的铁锈、氧化皮、油污、水分清理干净。
油污、水分清理方法：
一般用氧-乙炔火焰烘烤
铁锈、氧化皮清理方法：
砂布、钢丝刷、砂轮机打磨。
3.开坡口：
用氧乙炔切割。
•要注意送丝轮、导电嘴、是否与您所用的焊丝直径相匹配。
四、试机（判断焊机是否正常）
1．闭合电源开关，电源指示灯（绿色）亮，风扇转动。
2．闭合焊枪开关，主接触器吸合，同时气阀（送丝机上）动作、加热器加热、焊机输出端有输出电压，电压在42V~67V之间变化，送丝轮转动（慢送丝状态），调节电流调，转动速度有变化，但变化不人。
松开焊枪开关，送丝停止、输出电压停、气阀延时约1秒断开、主接触器仍吸合。
3．按下点动开关，主接触器吸合（在主接触器释放的情况下）、送丝轮转动（速度明显比慢送丝状态快），调节电流调节电位器，速度有变化，将“焊丝选择"开关分别置“实芯”、“药芯"位置，“焊丝直径”选择开关分别置“由1．2"、“φ1．0”、“φ0。
8”三种状态时，送丝速度各不相同、有变化。
五、焊接使用（实验步骤）
1．通电。
2.打开气瓶。
3．调流量（检气开关）
4．调节引弧与熄弧电流、电压。
5．调整焊接参数：
电流、电压、干伸长。
6．起弧
7.熄弧
8..运条a.角度（75度左右）b.有所摆动
六、实验目的
检查焊接试板并归纳缺欠各类，分析缺陷产生原因，及控制。
七、实验报告：
表1
序号
板厚
焊丝直径
间隙
焊接电流
电弧电压
气体流量
焊缝余高
焊缝宽度
1
6
1.2
2~3
148
26
18
1~2
14
2
6
1.2
2~3
148
26
18
1~2
13
3
6
1.2
2~3
148
26
18
1~2
15
表2
序号
气孔数量
夹渣数量
焊接瘤数量
焊穿
未熔合
未焊透
裂纹数量
咬边
1
3
3
1
0
5
1
0
2
2
4
5
0
1
3
1
1
3
3
3
2
0
0
4
1
0
2
思考：
通过实验回答焊接电流、电压、速度对焊缝成形的影响。
二氧化碳半自动焊所焊的焊缝
任务三：
埋弧自动焊操作与焊接缺陷分析
一、实验目的
1．了解埋弧自动焊机结构及原理
2．掌握埋弧自动焊的操作要领
3、焊接缺陷产生与分析
二、设备简介
（一）、技术参数：
1.输入电源：
380V，50HZ
2.输出电流：
375A
3.输出电压：
28V
4.额定负载持续率：
100%
5.适用焊丝直径：
2.0mm
6.送丝方式：
等速
（二）、实物图
三、焊前准备
1、焊丝：
一般有防锈铜镀层。
使用前去除掉焊丝表面的油及其它污物，以防止氢气孔。
2、焊剂：
使用前应按要求烘干。
酸性焊剂：
250︒C下烘干，保温1~2小时。
高氟焊剂：
必须在300︒C~400︒C下烘干，保温2小时。
烘干后应立即使用。
3、将坡口及坡口两侧20~50mm区域内的铁锈、氧化皮、油污、水分清理干净。
油污、水分清理方法：
一般用氧-乙炔火焰烘烤
铁锈、氧化皮清理方法：
砂布、钢丝刷、砂轮机打磨。
四、试机（判断焊机是否正常）
焊机操作控制面板如图所示。
。
+四、焊接使用（实验步骤）
通过试机后无异常。
该机可以进入实际焊接工作。
1．将“操作箱”内“等速"“等压"开关转换到您须要的工作方式。
（出厂时在“等速”方式）合上焊接小车离合器。
将“操作箱”上的“送丝"“特性”“行走"电位器旋钮至适当规范位置。
将导向结构调整到合适状态。
按焊接需要，将焊枪调整到平焊或角焊位置，装上合适的送丝轮、导电嘴和减速箱齿轮。
装入焊药和焊丝。
2．合上空气开关，打开“主控制箱”电源开关，指示灯亮，按“操作箱”上的点动按钮，焊丝从导电嘴送出后，焊丝距工件1-2mm，或在焊丝与工件之间用引弧棉引弧。
打开焊药开关，使焊药下漏到弧焊位置，保护电弧。
按“启动"按钮，引弧焊接。
进一步调整“特性”（等速调电压，等压时调电流）“行走”“送丝（等速调电流，等压时调电压）”电位器旋钮达到您所需要的满意的焊接规范。
即焊接电流、焊接电压、焊接速度三个参数调整即能正常焊接出合格美观的焊缝。
3．焊接结束时，按停止按钮，小车停止、送丝停上}=、关闭焊药开关，断开“控制箱"电源开关和电网总电源开关。
五、焊机使用注意事项：
•本机内部设有两种送丝方式：
1．等速送丝（出厂时该机已设定在等速送丝）；
2．等压送丝（变速式送丝方式）。
如须要的是第二种送丝方式，您可打开“操作箱”将等速．等压．开关转换到等压位置即可。
开关位置在“操作箱”内右上角。
（在此位置时您可将“送丝”旋钮认定为电弧电压旋钮来进行焊接规范的调节。
）一般情况下：
1．细丝焊接一般采用等速送丝方式，而粗丝焊接一般采用等压送丝方式。
细丝与粗丝在此处是相对于焊接母材厚度而言的。
2．在焊接过程中，能保持导电嘴与母材之间的距离不变化的工艺环境条件下，适用等速送丝。
而焊接过程中，母材与导电嘴之间的距离在工艺上不能保证不变（有少量变化的情况下）我们认为该情况适用等压送丝方式。
在选择等速送丝方式或等压送丝方式时，请根据具体的实际工艺条件和焊接后的焊缝要求来决定。
●该机采用的慢送丝引弧焊接方式，焊接启动时电弧引燃后即要松开启动按钮，否则会因电弧拉得太长而熄弧或烧坏导电嘴。
●在进行角焊或内环焊时，焊车的前、后导向杆必须与工件的立板相接触。
进行平直焊时，焊车的前、后导向杆必须与辅助导向立板相接触。
否则焊接时将有可能偏离焊缝。
●在进行埋弧焊接时，焊接电源上的开关必须拨向“远控”位置。
六、实验目的
检查焊接试板并归纳缺欠各类，分析缺陷产生原因。
七、实验报告：
表1
序号
板厚
焊条直径
间隙
焊接电流
电弧电压
焊接速度
焊缝余高
焊缝宽度
1
10
2.0
1
375
28
30
3
15
2
10
2.0
1
375
28
30
3
15
3
10
2.0
1
375
28
30
3
15
表2
序号
气孔数量
夹渣数量
焊接瘤数量
焊穿
未熔合
未焊透
裂纹数量
咬边
1
0
0
0
0
0
1
1
1
2
1
0
0
0
0
0
0
1
3
0
0
0
0
0
0
0
1
思考：
通过实验回答焊接电流、电压、速度对焊缝成形的影响。
埋弧焊所焊的焊缝
三、熔焊过程中的常见缺欠种类归类分析
标准焊缝
1.外观缺陷：
外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器,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。
a.咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽,它是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。
b.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。
c.凹坑凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。
d.未焊满未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。
e.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。
f.成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。
g.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
2、气孔和夹渣
（1）气孔气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。
（2）夹渣夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。
3.裂纹
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。
（1）热裂纹:
产生于Ac3线附近的裂纹。
一般是焊接完毕即出现,又称结晶裂纹。
这种二裂纹主要发生在晶界,裂纹面上有氧化色彩,失去金属光泽。
（2）冷裂纹:
指在焊毕冷至马氏体转变温度M3点以下产生的裂纹,一般是在焊后一段时间（几小时,几天甚至更长）才出现,故又称延迟裂纹。
（3）层状撕裂主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物（MnS）、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。
在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。
（4）应力腐蚀裂纹:
在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。
除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。
4.未焊透
未焊透未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进人,接头根部的现象。
5.未熔合
未熔合未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。
按其所在部位,未熔合可分为坡口未熔合,层间未熔合根部未熔合三种。
6.其他缺陷
过热和过烧:
若焊接规范使用不当,热影响区长时间在高温下停留,会使晶粒变得粗大,即出现过热组织。
若温度进一步升高,停留时间加长,可能使晶界发生氧化或局部熔化,出现过烧组织。
白点:
在焊缝金属的拉断面上出现的象鱼目状的白色斑,即为自点F白点是由于氢聚集而造成的,危害极大。
四、常见的手工电弧焊焊接缺陷产生原因、纠正措施及返工处理
咬边
产生原因：
电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。
焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,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（立、横、仰）会加剧咬边。
危害：
咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。
纠正措施：
矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。
焊角焊缝时,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。
返工处理：
将咬边部分打磨光滑,做到平滑过渡。
形状缺欠
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：
操作不当，返修造成。
危害：
应力集中，削弱承载能力。
纠正措施及返工处理：
将表面打磨光滑，将焊缝与母材圆滑过渡。
.
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。
纠正措施：
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。
返工处理：
将渣敲掉后，再在弧坑处熔化焊接。
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、凹坑等缺欠。
纠正措施：
选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。
返工处理：
将焊缝周围的母材熔化许多，产生足够的铁水将烧穿部分补起来。
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截面积。
纠正措施：
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。
返工处理：
用敲渣锤敲掉或用打磨机打磨。
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欠叠加造成贯穿性缺欠，破坏焊缝的致密性。
连续气孔则是结构破坏的原因之一。
纠正措施：
a.清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。
b.采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。
c.采用直流反接并用短电弧施焊。
d.焊前预热,减缓冷却速度。
e.用偏强的规范施焊。
返工处理：
进行热处理，让气体都扩散走。
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。
纠正措施：
夹渣产生的原因a.坡口尺寸不合理;b.坡口有污物;c.多层焊时,层间清渣不彻底;d.焊接线能量小;e.焊缝散热太快,液态金属凝固过快;f.焊条药皮,焊剂化学成分不合理,熔点过高；g.钨极惰性气体保护焊时,电源极性不当,电、流密度大,钨极熔化脱落于熔池中。
h.手工焊时,焊条摆动不良,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。
返工处理：
用碳弧气刨刨掉，重新焊。
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
纠正措施：
使用较大电流来焊接是防止未焊透的基本方法。
另外,焊角焊缝时,1用交流代替直流以防止磁偏吹,合理设计坡口并加强清理,用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。
返工处理：
割掉，重焊。
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，可视为片状缺欠，类似于裂纹。
易造成应力集中，是危险性较大的缺陷。
纠正措施：
采用较大的焊接电流,正确地进行施焊操作,注意坡口部位的清洁。
返工处理：
将渣敲掉，补焊。
焊接裂纹
危害最大的一种焊接缺陷
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。
纠正措施：
a.减小硫、磷等有害元素的含量,用含碳量较低的材料焊接。
b.加入一定的合金元素,减小柱状晶和偏析。
如铝、锐、铁、镜等可以细化晶粒。
c.采用熔深较浅的焊缝,改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面而不存在于焊缝中。
d.合理选用焊接规范,并采用预热和后热,减小冷却速度。
e.采用合理的装配次序,减小焊接应力。
返工处理：
割掉重焊，真不行报废。
小结
通过本次实训我熟悉了手工电弧焊和二氧化碳半自动焊的基本操作过程，使自己的动手焊接技术又有了一定的提高，也了解了埋弧焊的工作方法，感觉埋弧焊只要学会操作机器就可以焊出一个好的焊缝，对于我我还了解氧乙炔切割的操作过程，虽然有点吓人，但还是完成了任务。
在本周我更是还认识到了焊接中会出现的各种各样的缺陷,形成的原因以及应对这些缺陷的方法。
总的来说，在这一周内我收获很多。
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