焊接中八大缺陷的总结与分析

更新时间:2023-09-12    浏览次数:88

Summary and Analysis of Eight Defects in Welding

焊接工程中存在的质量缺陷主要包括以下几个方面:凡是肉眼或低倍放大镜能看到的、位于焊缝表面的缺陷,如咬边(咬伤)、焊头、电弧坑、表面气孔、夹渣、表面裂纹、焊缝位置不合理等,称为外部缺陷,而内部气孔、夹渣、内部裂纹、熔透不完全、熔合不完全等,必须通过破坏性检测或专门的无损检测方法才能发现。都称为内部缺陷。但常见的是焊后渣、飞溅不清理,焊痕不清理。


焊缝尺寸不符合规范要求

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现象:检查时焊缝高度过大或过小;或焊缝宽度太宽或太窄,焊缝与母材之间过渡不光滑,表面粗糙,焊缝纵向或横向不平整,角焊缝中的凹陷量过大。

原因:焊缝坡口加工平整度差,坡口角度不当或装配间隙尺寸不相等。焊接时电流过大,会造成焊条熔化过快,焊缝形成难以控制。如果电流过小,则会使焊条在电弧焊时“粘连”,造成不透焊或焊头。焊工操作不熟练,输送焊条的方法不当,如太快或太慢,焊条的角度不正确。埋弧焊自动焊接过程中,存在焊接工艺参数选择不当的问题。

预防措施:按照设计要求和焊接规范对焊缝坡口进行加工,尽量采用机械加工,使坡口角度及坡口边缘的直线度和坡口边缘的直线度符合要求,避免手工气割和手工铲割坡口。

在配对过程中,保证了焊缝间隙的均匀性,为保证焊接质量奠定了基础。通过焊接工艺鉴定,选择合适的焊接工艺参数。焊工必须经过认证,经过培训的焊工具有一定的理论基础和操作技能。

焊接面上的最后一层多层焊缝是要保证与底层熔接,焊接电流应小于各层之间的焊接电流,应采用直径较小(φ2.0mm~3.0mm)的焊条进行堆焊。要求输送速度均匀,并以有节奏的纵向推进,有一定宽度的水平摆动,可使焊缝表面整齐美观。

削弱

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现象:焊接时被电弧熔化的焊缝边缘的凹痕或凹槽没有被熔化的金属补充而留下缝隙。切边过深会削弱焊接接头的强度,引起局部应力集中,加载后切边处会出现裂纹。

原因:主要有焊接电流过大、电弧过长、电极角度控制不当、电极速度不当、焊接末端电极长度过短形成咬边等原因。一般来说,它是立焊、水平焊和架空焊中常见的缺陷。

焊接时,电流不宜过大,引弧不宜过长或过短,尽量采用短弧焊。掌握合适的电极角度和熟练的操作技巧。当电极摆动到边缘时,它应该稍微慢一点,使熔融的电极金属充满边缘,在中间,它应该稍微快一点。

焊缝凹边深度应小于0.5mm,长度应小于焊缝全长的10%,连续长度应小于10mm。一旦深度或成品率超过上述公差,应将缺陷清理干净,使用直径较小、牌号相同的焊条,焊接电流略大于正常,进行补焊填补。

裂纹

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现象:焊接过程中或焊接后在焊接区域发生金属断裂。它发生在焊缝内部或外部,也可能发生在热影响区。根据其产生的位置,可分为纵向裂缝、横向裂缝和弧形陨石坑。裂纹、根裂纹等,可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。

原因:焊缝热影响区收缩后应力较大。母材含有较多的硬化组织,冷却后易产生裂纹。焊缝中有相当高的氢浓度。而其他有害元素、杂质等,都容易产生冷热裂纹。

预防措施:主要从消除应力、正确使用焊接材料、完善操作工艺入手。注意焊接接头的坡口形式,以消除焊缝加热和冷却不均匀造成的裂纹。

例如,当不同厚度的钢板对焊时,厚钢板必须变薄。选用的材料必须符合设计图纸的要求,氢气的来源必须严格控制。焊条在使用前应干燥,并仔细清理槽内的油、水分和其他杂质。

焊接时,选择合理的焊接参数,控制800~3000℃冷却温度之间的输入热量,以改善焊缝结构和热影响区。在温度较低、材料较薄的焊接环境中,除提高操作环境温度外,还应在焊接前进行预热。焊接结束时,尽量保温缓冷并进行焊后热处理,以消除焊接在冷却过程中由于残余应力造成的延迟裂纹。

弧坑

现象:电弧坑是焊缝末端滑动的现象,不仅使焊缝强度减弱,而且在冷却过程中还会产生裂纹。

原因:主要原因是焊接结束时灭弧时间太短,或者焊接薄板时使用的电流太大。

预防措施:焊缝焊完后,使焊条停留较短时间或做多次循环运输,不要突然停弧,使有足够的金属填充熔池。焊接时,保证电流合适,可在主要部件上加引弧板,将弧坑引出焊件。

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现象:通过无损检测在焊缝中发现氧化物、氮化物、硫化物、磷化物等非金属夹杂物,形成各种不规则形状,如锥形、针状等渣夹杂物。金属焊缝中的夹渣会降低金属组织的塑性和韧性,并会使应力增大,从而产生冷热脆性裂纹,损坏构件。

原因:焊缝母材未清理干净,焊接电流过小,导致熔融金属凝固过快,熔渣来不及出现。焊接母材和焊条的化学成分不纯。例如,如果焊接时熔池中有氧、氮、硫、磷、硅等成分,则容易形成非金属渣夹杂。

焊工技术不熟练,带钢运输方法不当,使炉渣与铁水混合在一起,无法分离,防止炉渣浮起。焊缝斜角角度小,电极涂层成片脱落,不被电弧熔化;在多层焊接过程中,焊渣未清理干净,操作过程中未及时清渣,均造成夹渣。

预防措施:选用焊接工艺性能良好的焊条,焊钢必须符合设计文件的要求。通过焊接工艺鉴定,选择合理的焊接工艺参数。

注意焊接坡口和边缘范围的清洁,电极坡口不宜过小;对于多层焊缝,必须仔细清除每层焊缝的焊渣。使用酸性电极时,炉渣必须在熔池后面;使用碱性电极焊接垂直角焊缝时,除正确选择焊接电流外,还需要进行短弧焊接。同时,必须对电极进行正确的搬运,使电极正确摆动。为了使炉渣上升到表面。

焊前预热、焊中加热、焊后保温,使其缓慢冷却,减少夹渣。

气孔

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现象:焊接过程中熔化的焊缝金属中吸收的气体来不及在冷却前从熔池中排出,留在焊缝中形成空腔。根据孔隙产生的位置,可分为内孔和外孔;根据气孔缺陷的划分和形状可知,焊缝中气孔的存在会降低焊缝的强度,还会引起应力集中,增加低温脆性、热裂倾向等。

原因:焊条本身劣质,受潮时焊条未按规定要求干燥;焊条镀层变质或剥落;焊芯腐蚀等。贱金属冶炼中有残余气体;焊条、焊件沾有铁锈、油污等杂质。在焊接过程中,由于高温气化产生气体。

焊工操作技能不熟练,或视力差,无法将铁水与镀层区分开来,使镀层中的气体与金属溶液混合。如果焊接电流过高,焊条会变红,保护效果降低;弧长过长;电源电压波动过大,导致烧弧不稳定。

预防措施:选用合格的焊条,不使用镀层开裂、剥落、变质、偏心或焊芯腐蚀严重的焊条,并清理焊缝附近和焊条表面的油渍和锈斑。如果电流大小合适,控制焊接速度。

焊接前对工件进行预热。焊接完毕或中途停止时,应缓慢退弧,有利于减缓熔池冷却速度和熔池内气体的排出,避免气孔缺陷的发生。降低焊接作业现场的湿度,提高作业环境的温度。

在室外焊接时,如风速8m/s、降雨、露、雪等,焊接作业前应采取挡风玻璃、雨棚等有效措施。

焊后飞溅物和焊渣未清理干净

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现象:这是最常见的常见问题,既不美观也不有害。熔溅会增加材料表面的硬化组织,容易产生硬化、局部腐蚀等缺陷。

原因:焊接材料在中药保存过程中受潮变质,或选用的焊条与基材不匹配。焊接设备选择不符合要求,交直流焊接设备不符合焊接耗材要求,二次焊接线路极性不正确,焊接电流大,焊槽边缘有杂物和油脂污染,焊接环境不符合焊接要求等。操作人员技术不熟练,未按规定操作和防护。

预防措施:根据焊接基材选择合适的焊接设备。焊条必须配备干燥和恒温设备,配备除湿机、空调,干燥室内距离地面和墙壁不小于300mm,并建立焊条的收发、使用和储存制度(特别是压力容器)。焊接接头的边缘要清理干净,去除湿气、油污、碎片和铁锈。在冬季和雨季,建造防护棚,保证焊接环境。在焊接有色金属和不锈钢之前,可在焊缝两侧的母材上涂上保护涂层作为保护。也可选用焊条、薄涂焊条和氩气保护,以消除飞溅,减少熔渣。焊机操作时需要及时清理焊渣并进行保护。

弧的伤疤

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现象:由于操作不慎,焊条或焊柄与焊件接触,或地线与工件接触不良,短时间内产生电弧,在工件表面留下电弧伤痕。

原因:焊接操作人员粗心,未采取保护措施和工具维护。

预防措施:焊工应经常检查所使用的焊接手柄线和接地线的绝缘情况,如发现有损坏应及时包扎。接地线安装牢固可靠。焊接时不要在焊头外起弧。焊钳应与母材隔离或适当悬挂。

不焊接时及时切断电源。如发现电弧划痕,必须及时用电动砂轮打磨。因为在不锈钢等要求耐腐蚀的工件上,弧痕会成为腐蚀的起点,降低材料的性能。



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