焊接接头缺陷分析及预防的探讨Word文档下载推荐.doc

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1、外部缺陷 4

2、内部缺陷 4

三、焊接接头外部缺陷预防 5

1、焊接前的质量控制 5

2、焊接中的质量控制 6

3、现场材料和钢材的监督和管理 6

4、焊工技能资格管理 6

5、确定合格的焊接工艺流程 6

四、内部缺陷主要有哪些和如何防止 7

五、常见的焊接接头缺陷在施工操作时

应注意以下问题 7

六、结束语 10

摘要

控制焊接是安装工程中一项比较重要的工序，焊接过程中，由于种种因素的影响，容易产生各种类型的焊接缺陷。

焊接接头缺陷的存在会直接危及整个结构的质量。

因此，将焊接接头缺陷控制在允许范围内是每个焊接操作人员及工程管理人员应尽的责任。

关键词：

基本知识、焊接残余应力、延迟裂纹敏、金属氧化物、内部缺陷的预防

一、基本知识

1、焊接就是通过加热和加压的方法，使两个分离的物体之间借助于同部原子之间的扩散和结合作用，使其连接成一个整体的工艺过程。

（1）熔化焊：

是将焊件接头加热到熔化状态，一般都需加入填充金属，经冷却结晶后形成牢固的接头，使焊件成为一个整体。

根据热源的形式不同，熔化焊接方法分为电弧焊、电阻焊、电渣焊。

（2）压力焊：

是将两块金属的接头处加压，不论进行加热或不加热，在压力的作用下使之焊接起来。

（3）钎焊：

是利用比金属焊件熔点低的钎料与焊件一同加热，使钎料熔化后填满焊件连接处的间隙，待钎料凝固后，将两块焊件彼此连接起来。

2、焊条的选择：

根据国家标准规定，焊条分为九类：

低碳钢和低合金高强度钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。

（1）焊条由焊条芯和药皮两部分组成。

焊条芯起导电和填充焊缝金属的作用，为了保证焊缝质量，对焊芯金属的各合金元素的含量分别有一定限制，以保证焊缝的性能不低于焊件金属，焊条芯的钢材经过特殊冶炼。

焊条药皮主要作用是：

提高焊接电弧的稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用，保证焊缝金属的脱氧和加入合金元素，以提高焊缝金属的机械性能。

（2）根据焊条药皮熔化后的熔渣特性，又可分为酸性焊条和碱性焊条两类。

适用于一般低碳钢和强度较低的普通低合金刚的焊接。

碱性焊条又称低氢焊条，主要用于重要结构如压力容器、合金结构钢等的焊接。

3、焊接电流与电弧：

由直流电源产生的电弧叫直流电弧，焊接电弧包括阴极区、弧柱和阳极区三部分，这种把阳极接在焊件上，阴极连在焊条上，使电弧中的热量大部分集中在焊件上的连接形式叫做正接法，它可加快焊件的熔化速度，多用于厚的焊件。

二、焊接接头缺陷分析

常见的焊接接头缺陷主要有外部缺陷、内部缺陷及焊接缺陷等。

1、外部缺陷：

焊接接头的外部缺陷一般用肉眼就能观察到，主要有焊瘤、咬边、凹坑、烧伤、余高不足或过大、错边及弧坑处理不良等。

2、内部缺陷：

焊接接头的内热裂纹和冷裂纹。

结晶裂纹是最常见的热裂纹，在金属凝固过程中出现，主要出现在焊缝

中，少数出现在热影响区。

结晶裂纹的产生是由于焊缝中含有较多的S，P等杂质，在焊缝金属凝固过程中形成了一些低熔点的结晶，然后在结晶界形成液态薄膜。

因此液态薄膜成为焊缝中的薄弱环节，在焊接应力的作用下便开裂而形成结晶裂纹。

在冷裂纹中最常见的是延迟裂纹。

在低、中合金金刚的热影响区或焊缝中，当焊接后一段时间后，可能出现各种形态的延迟裂纹。

有的出现在接头表面，有的出现在接头内部。

焊缝延迟裂纹的出现，是由以下三种因素共同作用的结果。

第一，母材淬硬现象：

母材的碳当量越高其淬硬倾向越大，延迟裂纹敏感性就越大。

另外，接头冷却速度对母材淬硬倾向也有较大影响，随着母材淬硬倾向的增加容易形成脆性马氏体。

马氏体又会使热影响区最高硬度相应在增加，从而使延迟裂纹敏感性增大。

第二，扩散氢的含量：

焊缝中含氢量越高，延迟裂纹敏感性越大。

当接头中扩散氢含量高于其临界扩散氢含量时，便出现延迟裂纹。

第三，焊接残余应力：

焊接接头主要存在热应力、相变应力和约束应力。

板厚度越大，约束越强，残余应力也越高。

焊接残余应力是引起应力腐蚀断裂的原因之一。

三、焊接接头外部缺陷预防焊接全过程包括原材料、焊接材料、施工人员的焊接技能、焊接前准备、焊接和焊接后热处理等工序。

因此，要预防焊接缺陷、解决焊接过程中存在的问题、抓好焊接质量，就必须加强焊接前和焊接中每一道工序的质量管理。

1、焊接前的质量控制，首先要把好原材料质量关。

尽量选正规厂家生产的产品，检查钢厂提供的材料质量检验单，内容包括材料牌号、规格或尺寸、炉批号、检验编号、数量、重量、供货状态、力学性能、化学成分等，同时还要检查材料的表面是否有裂纹、分层及超出标准允许的凹坑和划伤以及钢印标记是否正确和齐全，并且按照国家标准进行取样，送检测部门检测。

经检验合格后方能正式进入施工现场。

为了保证材料的真实性，取样送检时应采取由建设方委托的该工程项目取样送检见证人专人负责。

如果具有法律效应的检验结果不合格但已进入工地的钢材，应该由质量监督部门通知建设单位进行拆除和清场，坚决杜绝使用不合格钢材。

2、焊接中的质量控制。

焊接区清洁管理。

检查焊接区的清洁质量，不得留有水、油、锈和氧化膜等有害污物，这对防止外部缺陷（如凹坑、咬边等）的产生有重要作用，对防止气孔、夹渣之类内部缺陷的产生也有积极意义。

3、现场材料和钢材的监督和管理。

必须委托具有专业知识的人员或监理工程师监督管理，不定期地对现场材料包括钢材进行抽检、送检测部门复验，以保证钢材的质量。

其次是对焊接材料的管理。

检查焊接材料是否为合格产品、贮存和烘焙制度是否执行、发放的焊接材料表面是否清洁无锈、焊条的药皮是否完好无霉变。

4、焊工技能资格管理。

焊工的技能水平是保证焊接质量的决定性因素。

焊工必须经过专业培训，具务有关基础知识和操作技能，并持有焊工考试合格证。

5、确定合格的焊接工艺流程。

对不同的母材，应选择合格的焊接方法、可靠的焊接能量和适当的焊接材料。

对不同直径或不同厚度的母材都应实行先试焊、后施焊的原则，以保证焊接接头优良、安全。

焊接前的质量控制和焊接中的质量控制是保证最终焊接质量、预防废品和返工的必要条件，是整个焊接质量控制过程中的重要组成部分。

焊接质量控制应实行焊工、焊接工程师和专职检查员三级管理责任制。

焊工应对违反焊接工艺流程及操作不当造成的质量事故承担责任，焊接质量检查员应对漏检、误检造成的质量事故承担责任。

焊接过程中，要对施工过程进行监督和检查。

四、内部缺陷主要有哪些和如防止。

内部缺陷是指必须借助仪器设备测试才能判断出的缺陷，主要有未熔合、未焊透、气孔、夹渣及白点等。

内部缺陷因肉眼观察不到，危害更大，要坚决杜绝。

第一，确认焊接方法是否与规定一致，检查焊接设备是否完好和着装是否符合工艺流程规定。

第二，根据焊接工艺规程复核焊接材料牌号与规格是否正确，以防错用而造成焊接质量事故。

第三，对焊接预热温度和预热方式进行严格控制和检查，焊接前预热是防止焊接裂纹产生的重要措施。

第四，对焊接环境进行监督。

当焊接环境出现下列情况时应采取措施后才能进行焊接：

温度低于0℃；

相对湿度大于90%；

风速大于10m/s或存在穿堂风以及雨、雪、雾气候的露天操作。

第五，对焊接后热处理实施监督和检查。

焊接后热处理的目的是促进焊缝中扩散氢的逸出，防止焊接裂纹产生，消除焊接残余应力和改善接产学研的力学性能。

焊工的技术水平是影响焊接质量的直接因素之一。

预防措施是适当调小焊接电流，焊接时注意熔池大小，以便调整焊接电流或焊接速度。

要做到思想上重视，具体操作上细心。

五、常见的焊接接头缺陷在施工操作时应注意以下问题：

1、咬边。

主要是由于焊接电流过大、电弧拉长或运条不稳引起的。

咬边最大的危害是损伤了母材，使母材有效截面减小，也会引起应力集中。

预防措施是焊接时调整好电流，电流不宜过大，且控制弧氏，尽量用短弧焊接，运条时手要稳，焊接速度不宜太快，应使熔化的焊缝金属填满焊接坡口边缘。

2、焊瘤。

主要是由于焊接电流过大或焊接速度过慢引起。

它的危害是焊瘤处易应力集中且影响整个焊缝焊接中的质量。

控制焊接过程包括焊接、预热和焊接后热处理。

3、弧坑。

主要是由于断弧或熄弧引起。

弧坑的存在减小了焊缝截面，降低了接头的有效强度，并且弧坑处常伴有弧坑裂纹，危害较大。

预防措施是尽量减小短弧次数，每次熄弧前应稍微停留或做几次摆动运条，使有效多的焊条熔化填满弧坑处。

4、气孔。

产生气也的因素较多，如焊条未按规定烘干、母材除锈不彻底、焊接电压不稳、弧氏过氏等。

气孔的存在使焊缝截面减小，金属内部组织疏松，应力宜集中，也易诱发裂纹等更严重的缺陷。

预防措施是在焊接前应按要求烘干焊条，清理坡口及母料表面的油污、锈迹；

注意大气的变化，刮风、下雨要有遮挡，措施焊接时选择适当的电流及焊接速度。

5、夹渣。

夹渣一般是由于熔池冷却过程中非金属物质如焊条药皮中某些高熔点组分、金属氧化物等来不及浮出熔池表面而残留在焊缝金属中引起的。

其危害是影响了焊缝金属的致密性及连贯性，易引起应力集中。

预防措施是焊接前应严格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等，多层焊接时彻底清理前一道焊缝留下的熔渣。

焊接时选择适当的焊接参数，做好焊前及焊层间的清理工作；

数量掌握操作技能；

尽量采用具有良好工艺性能的焊条。

6、烧穿。

焊接过程中，熔化金属自破口背面流出，形成穿孔的缺陷。

烧穿不仅影响焊缝外观，而且该处焊缝强度减弱，甚至使焊接接头失去了承载能力，所以烧穿是一种绝对不允许存在的缺陷。

烧穿的主要原因是由于电流过大，焊接速度过慢以及电弧在焊缝某处停留时间过长等引起焊件受热过大；

焊件间隙太大也容易产生烧穿。

防止烧穿的主要措施有正确选择焊接电流和焊接速度，减少熔池在每个部位的停留时间，严格控制焊件的装配间隙，并保持均匀一致。

7、应力和变形。

焊接时，金属材料经受了不均匀的加热和冷却，焊接熔池的温度越高，离熔池越远，温度越低，焊接接头周围的冷态金属使接头的膨胀和收缩受阻，加上局部组织的变化，从而导致焊接应力及变形的产生。

有以上的分析可知，在焊接接头内产生的不均匀塑性变形是产生焊接应力和变形的主要原因。

焊件中焊接应力和变形是紧密联系在一起，当焊件刚性较大，焊接过程中不能自由膨胀和收缩时，则焊接变形很小而焊接应力很大；

反之若焊件刚性较小，焊接过程中焊件能够比较自由地膨胀和收缩时，则焊接变形较大而焊接应力较小。

防止方法主要有以下两种方法：

其一，是采用合理的结构。

应尽量减小焊缝和接头的数量和尺寸，合理布置焊缝和接头，避免交叉焊缝和接头。

其二采用合理的工艺。

如反变形法，刚性固定法，散热发等。

六、结束语

通过对焊接接头缺陷分析我们可以知道焊接接头的缺陷，主要由外部缺陷和内部缺陷所组成。

在对焊接接头缺陷的剖析中，我们能更加深刻的了解这些缺陷的危害和形成原因，从而使我们能更好的来预防焊接接头的各种缺陷。

在各种缺陷面前还是控制质量的五大环节人、机、料、法、环。

在这五大环节中人是再在首位的，所以所有的缺陷我们知道了如何的预防，更要应用到实际操作中，来打造合格可靠的产品。

参考文献：

《焊条电弧焊基本技能》李晓霞

《机械工业技师考评培训教材编审委员会》编

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