第一篇：焊接缺陷及預防措施

焊接缺陷及預防措施

王露露

（延安職業技術學院，陜西 延安 717100）

摘要：焊接缺陷的產生過程是十分復雜的，既有冶金的原因，也受到應力和變形的，缺陷對焊接結構承載能力有非常顯著影響，更為重要的是應力和變形與缺陷同時存在。焊接缺陷容易出現在焊縫及附近地區，而那些地方正是結構中拉伸殘余應力最大的地方。焊接缺陷是平面的或是立體的，平面類型的缺陷比立體類型的缺陷對應力增加的影響大的多，因而也危險的多。為此，在分析焊接缺陷對結構產生影響的基礎上，結合焊接實際提出了相應的預防措施。

關鍵詞：焊接缺陷；氣孔；裂紋；預防措施

焊接缺陷英文名welding defect，指焊接過程中在焊接接頭中產生的未焊透、未熔合、夾渣、氣孔、咬邊、焊瘤、燒穿、偏析、未填滿、焊接裂紋等金屬不連續、不致密或連接不良的現象。

一、外觀缺陷：

外觀缺陷(表面缺陷)是指不用借助于儀器,從工件表面可以發現的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等,有時還有表面氣孔和表面裂紋。單面焊的根部未焊透等。

二、內部缺陷

焊接的內部缺陷主要有氣孔、夾渣、裂紋、未熔合等現象。

（一）氣孔：

氣孔是指焊接時,熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出,殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的,也可能是焊接冶金過程中反應生成的。

(1)氣孔的分類氣孔從其形狀上分,有球狀氣孔、條蟲狀氣孔;從數量上可分為單個氣孔和群狀氣孔。群狀氣孔又有均勻分布氣孔,密集狀氣孔和鏈狀分布氣孔之分。按氣

前要適當清除工件和焊絲表面的油污及鐵銹，另一方面應盡可能使用含水分低的CO2氣體。CO2氣體中的水分常常是引起氫氣孔的主要原因。

另外，氫是以離子形態溶解于熔池的。直流反極性時，熔池為負極，它發射大量電子，使熔池表面的氫離子又復合為原子，因而減少了進入熔池的氫離子的數量。所以直流反極性時，焊縫中含氫量為正極性時的1/3～1/5，產生氫氣孔的傾向也比正極性時小。

3、氮氣孔

氮氣的來源：一是空氣侵入焊接區；二是CO2氣體不純。試驗表明：在短路過渡時CO2氣體中加入φ（N2）=3%的氮氣，射流過渡時CO2氣體中加入φ（N2）=4%的氮氣，仍不會產生氮氣孔。而正常氣體中含氮氣很少，φ（N2）≤1%。由上述可推斷，由于CO2氣體不純引起氮氣孔的可能性不大，焊縫中產生氮氣孔的主要原因是保護氣層遭到破壞，大量空氣侵入焊接區所致。

造成保護氣層失效的因素有：過小的CO2氣體流量；噴嘴被飛濺物部分堵塞；噴嘴與工件的距離過大，以及焊接場地有側向風等。因此，適當增加CO2保護氣體流量，保證氣路暢通和氣層的穩定、可靠，是防止焊縫中氮氣孔的關鍵。

另外，工藝因素對氣孔的產生也有影響。電弧電壓越高，空氣侵入的可能性越大，就越可能產生氣孔。焊接速度主要影響熔池的結晶速度。焊接速度慢，熔池結晶也慢，氣體容易逸出；焊接速度快，熔池結晶快，則氣體不易排出，易產生氣孔。

（二）裂紋：焊接件中最常見的一種嚴重缺陷。金屬的焊接性中包括了兩大類的問題：一類是焊接引起的材料性能變壞，使焊件失掉了材料原來特有的性能，如不銹鋼焊后失掉其耐蝕性等；另一類是在焊接接頭或其附近的母材內產生裂紋和氣孔等缺陷.裂紋影響焊接件的安全使用，是一種非常危險的工藝缺陷。焊接裂紋不僅發生于焊接過程中，有的還有一定潛伏期，有的則產生于焊后的再次加熱過程中。焊接裂紋根據其部位、尺寸、形成原因和機理的不同，可以有不同的分類方法。按裂紋形成的條件，可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂等四類。

熱裂紋多產生于接近固相線的高溫下，有沿晶界分布的特征；但有時也能在低于固相線的溫度下，沿“多邊形化邊界”形成。熱裂紋通常多產生于焊縫金屬內，但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬（母材）內。按其形成過程的特點，又可分為下述三種情況。

在嚴重應力集中的焊件根部和縫邊，以及過熱區。防止的措施包括：①降低焊縫中的含氫量，例如采用低氫焊條，嚴格烘干焊接材料等；②合理的預熱及后熱；③選用碳當量較低的原材料；④減小拘束應力，避免應力集中。

變形裂紋這種裂紋的形成不一定是因為氫含量偏高，在多層焊或角焊縫產生應變集中的情況下，由于拉伸應變超過了金屬塑性變形能力而產生。

（3）再熱裂紋

產生于某些低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金焊后的再次高溫加熱過程中。其主要原因一般認為當焊后再次加熱到 500～700℃時，在熱影響區的過熱區內,由于特殊碳化物析出引起的晶內二次強化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接應力松弛時的附加變形集中于晶界，而導致沿晶開裂。因此，這種裂紋具有晶間開裂的特征，并且都發生在有嚴重應力集中的熱影響區的粗晶區內。為了防止這種裂紋的產生，首先在設計時要選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從工藝上要盡量減少近縫區的內應力和應力集中問題。

（4）層狀撕裂

主要產生于厚板角焊時，見附圖。其特征為平行于鋼板表面，沿軋制方向呈階梯形發展。這種裂紋往往不限于熱影響區內，也可出現在遠離表面的母材中。其產生的主要原因是由于金屬中非金屬夾雜物的層狀分布，使鋼板沿板厚方向塑性低于沿軋制方向，另外由于厚板角焊時在板厚方向造成了很大的焊接應力，所以引起層狀撕裂。通常認為片狀硫化物夾雜危害最大，而層狀硅酸鹽和過量密集的氧化鋁夾雜物也有影響。防止這種缺陷，主要應在冶金過程中嚴格控制夾雜物的數量和分布狀態。另外，改進接頭設計和焊接工藝，也有一定的作用

裂紋的危害：

c.再熱裂紋為晶界開裂(沿晶開裂)。d.最易產生于沉淀強化的鋼種中。e.與焊接殘余應力有關。(2)再熱裂紋的產生機理

a.再熱裂紋的產生機理有多種解釋,其中模形開裂理論的解釋如下:近縫區金屬在高溫熱循環作用下,強化相碳化物(如碳化鐵、碳化饑、碳化鏡、碳化錯等)沉積在晶內的位錯區上,使晶內強化強度大大高于晶界強化,尤其是當強化相彌散分布在晶粒內時, 阻礙晶粒內部的局部調整,又會阻礙晶粒的整體變形,這樣,由于應力松弛而帶來的塑性變形就主要由晶界金屬來承擔,于是,晶界應力集中,就會產生裂紋,即所謂的模形開裂。

(3)再熱裂紋的防止a.注意冶金元素的強化作用及其對再熱裂紋的影響。b.合理預熱或采用后熱,控制冷卻速度。c.降低殘余應力避免應力集中。d.回火處理時盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區或縮短在此溫度區內的停留時間。

冷裂紋：

(1)冷裂紋的特征 a.產生于較低溫度,且產生于焊后一段時間以后,故又稱延遲裂紋。b.主要產生于熱影響區,也有發生在焊縫區的。c.冷裂紋可能是沿晶開裂,穿晶開裂或兩者混合出現。d.冷裂紋引起的構件破壞是典型的脆斷。

(2)冷裂紋產生機理a.瘁硬組織(馬氏體)減小了金屬的塑性儲備。b.接頭的殘余應力使焊縫受拉。c.接頭內有一定的含氫量。

含氫量和拉應力是冷裂紋(這里指氫致裂紋)產生的兩個重要因素。一般來說,金屬內部原子的排列并非完全有序的,而是有許多微觀缺陷。在拉應力的作用下,氫向高應力區(缺陷部位)擴散聚集。當氫聚集到一定濃度時,就會破壞金屬中原子的結合鍵,金屬內就出現一些微觀裂紋[3]。應力不斷作用,氫不斷地聚集,微觀裂紋不斷地擴展,直致發展為宏觀裂紋,最后斷裂。決定冷裂紋的產生與否,有一個臨界的含氫量和一個臨界的應力值o當接頭內氫的濃度小于臨界含氫量,或所受應力小于臨界應力時,將不會產生冷裂紋(即延遲時間無限長)。在所有的裂紋中,冷裂紋的危害性最大。

(3)防止冷裂紋的措施 a.采用低氫型堿性焊條,嚴格烘干,在100~150℃下保存,隨取隨用。b.提高預熱溫度,采用后熱措施,并保證層間溫度不小于預熱溫度,選擇合理的焊接規范,避免焊縫中出現洋硬組織c.選用合理的焊接順序,減少焊接變形和焊接應力d.焊后及時進行消氫熱處理。

第二篇：手工電弧焊常見焊接缺陷產生的原因及預防措施

手工電弧焊常見焊接缺陷產生的原因及預防措施

2012-2-2 14:19

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2012-2-2 16:22 滿意回答

一、缺陷名稱：氣孔（Blow Hole）

1、原因

（1）焊條不良或潮濕。

（2）焊件有水分、油污或銹。（3）焊接速度太快。（4）電流太強。

（5）電弧長度不適合。

（6）焊件厚度大，金屬冷卻過速。

2、解決方法

（1）選用適當的焊條并注意烘干。（2）焊接前清潔被焊部份。

（3）降低焊接速度，使內部氣體容易逸出。（4）使用廠商建議適當電流。（5）調整適當電弧長度。（6）施行適當的預熱工作。

二、缺陷名稱 咬邊（Undercut)

1、原因

（1）電流太強。（2）焊條不適合。（3）電弧過長。（4）操作方法不當。（5）母材不潔。（6）母材過熱。

2、解決方法

（1）使用較低電流。

（2）選用適當種類及大小之焊條。（3）保持適當的弧長。

（4）采用正確的角度，較慢的速度，較短的電弧及較窄的運行法。（5）清除母材油漬或銹。（6）使用直徑較小之焊條。

三：缺陷名稱：夾渣（Slag Inclusion)

1、原因

（1）前層焊渣未完全清除。（2）焊接電流太低。（3）焊接速度太慢。（4）焊條擺動過寬。

（5）焊縫組合及設計不良。

2、解決方法

（1）徹底清除前層焊渣。（2）采用較高電流。（3）提高焊接速度。（4）減少焊條擺動寬度。

（5）改正適當坡口角度及間隙。

四、缺陷名稱：未焊透（Incomplete Penetration)

1、原因

（1）焊條選用不當。（2）電流太低。

（3）焊接速度太快溫度上升不夠，又進行速度太慢電弧沖力被焊渣所阻擋，不能給予母材。

（4）焊縫設計及組合不正確。

2、解決方法

（1）選用較具滲透力的焊條。（2）使用適當電流。（3）改用適當焊接速度。

（4）增加開槽度數，增加間隙，并減少根深。

五：缺陷名稱：裂紋（Crack)

1、原因

（1）焊件含有過高的碳、錳等合金元素。（2）焊條品質不良或潮濕。（3）焊縫拘束應力過大。

（4）母條材質含硫過高不適于焊接。（5）施工準備不足。

（6）母材厚度較大，冷卻過速。（7）電流太強。

（8）首道焊道不足抵抗收縮應力。

2、解決方法

（1）使用低氫系焊條。

（2）使用適宜焊條，并注意干燥。

（3）改良結構設計，注意焊接順序，焊接后進行熱處理。（4）避免使用不良鋼材。

（5）焊接時需考慮預熱或后熱。（6）預熱母材，焊后緩冷。（7）使用適當電流。

（8）首道焊接之焊著金屬須充分抵抗收縮應力。

六：缺陷名稱：變形（Distortion）

1、原因

（1）焊接層數太多。（2）焊接順序不當。（3）施工準備不足。（4）母材冷卻過速。（5）母材過熱。（薄板）（6）焊縫設計不當。（7）焊著金屬過多。（8）拘束方式不確實。

2、解決方法

（1）使用直徑較大之焊條及較高電流。（2）改正焊接順序

（3）焊接前，使用夾具將焊件固定以免發生翹曲。（4）避免冷卻過速或預熱母材。（5）選用穿透力低之焊材。

（6）減少焊縫間隙，減少開槽度數。（7）注意焊接尺寸，不使焊道過大。（8）注意防止變形的固定措施。

七：其它焊接缺陷 搭疊（Overlap)

1、原因

（1）電流太低。

（2）焊接速度太慢。

2、解決方法

（1）使用適當的電流。（2）使用適合的速度。

焊道外觀形狀不良（Bad Appearance)

1、原因

（1）焊條不良。（2）操作方法不適。

（3）焊接電流過高，焊條直徑過粗。（4）焊件過熱。

（5）焊道內，熔填方法不良。

2、解決方法

（1）選用適當大小良好的干燥焊條。（2）采用均勻適當之速度及焊接順序。（3）選用適當電流及適當直徑的焊接。（4）降低電流。（5）多加練習。

（6）保持定長、熟練。凹痕（Pit)

1、原因

（1）使用焊條不當。（2）焊條潮濕。（3）母材冷卻過速。

（4）焊條不潔及焊件的偏析。（5）焊件含碳、錳成分過高。

2、解決方法

（1）使用適當焊條，如無法消除時用低氫型焊條。（2）使用干燥過的焊條。

（3）減低焊接速度，避免急冷，最好施以預熱或后熱。（4）使用良好低氫型焊條。（5）使用鹽基度較高焊條。偏?。ˋrc Blow)

1、原因

（1）在直流電焊時，焊件所生磁場不均，使電弧偏向。（2）接地線位置不佳。（3）焊槍拖曳角太大。（4）焊絲伸出長度太短。（5）電壓太高，電弧太長。（6）電流太大。（7）焊接速度太快。

2、解決方法

（1）?電弧偏向一方置一地線。? 正對偏向一方焊接。?采用短電弧。

?改正磁場使趨均一。?改用交流電焊

（2）調整接地線位置。（3）減小焊槍拖曳角。（4）增長焊絲伸出長度。（5）降低電壓及電弧。（6）調整使用適當電流。（7）焊接速度變慢。

燒穿

1、原因

（1）在有開槽焊接時，電流過大。（2）因開槽不良焊縫間隙太大。

2、解決方法

（1）降低電流。

（2）減少焊縫間隙。

焊淚

1、原因

（1）電流過大，焊接速度太慢。（2）電弧太短，焊道高。

（3）焊絲對準位置不適當。（角焊時）

2、解決方法

（1）選用正確電流及焊接速度。（2）提高電弧長度。

（3）焊絲不可離交點太遠。

火花飛濺過多

1、原因

（1）焊條不良。（2）電弧太長。

（3）電流太高或太低。（4）電弧電壓太高或太低。（5）焊機情況不良。

2、解決方法

（1）采用干燥合適之焊條。（2）使用較短之電弧。（3）使用適當之電流。（4）調整適當。

（5）依各種焊絲使用說明。

（6）盡可能保持垂直，避免過度傾斜。（7）注意倉庫保管條件。（8）修理，平日注意保養。

第三篇：淺談場站管道焊接缺陷產生的原因及預防措施

淺談場站管道焊接缺陷產生的原因及預防措施

【摘要】

場站管道焊接工作關乎后期石油運輸的質量，因此，必須要提高管道焊接的質量。本文將從以下幾個方面來具體分析當前場站管道焊接存在的缺陷，并提出了一些有效預防焊接缺陷的措施，以期能夠為場站管道焊接提供參考。

【關鍵詞】場站管道；焊接；缺陷；原因；對策

1、前言

在場站管道焊接的過程中，必須要防止焊接缺陷的出現，一旦出現焊接缺陷，就會直接影響管道的運輸能力，或者直接引發管道安全事故。因此，場站管道焊接要以預防為主，嚴格做好預防措施。

2、場站管道安裝過程中焊接的重要性

焊接技術在整個場站管道安裝中，起著重要保障作用，其技術是否合格，將直接關系著工業今后的投入使用。對于當前場站管道中出現的滲漏、泄漏事故，究其原因多數是由焊接質量不合格而引起的。由此可見，在管道的正常安裝使用中，焊接質量將直接影響著管道的安全性與可靠性。場站管道安裝中焊接的重要性主要體現在以下幾個方面:首先，面對當前工業發展規模的不斷擴大，已有的場站管道已無法滿足當前工業行業的發展需求，在擴大管道鋪設規模的過程中，焊接作為連接新舊管道的重要途徑，對管道今后的投入使用有著極其重要的作用。其次，在連接各個分段的場站管道時，焊接能夠憑借自身的優勢，將這些分段管道完整的聯系到一起，使其在原有的基礎上形成統一的整體，確保其今后的安全使用。最后，場站管道在應用中，所運輸的工業物質多為液體或氣體，若焊接處出現問題，將會造成液體或氣體的大量外漏，在給環境造成嚴重威脅的同時，還會造成嚴重的經濟損失。

3、焊接熱影響區極其原理

焊接接頭是由焊縫、熔合區和熱影響區三個部分組成的焊接時。

焊接熱影響區：簡稱HAZ（heat affect zone）在焊接熱循環作用下，焊縫兩側處于固態的母材發生明顯的組織和性能變化的區域，稱為焊接熱影響區。

圖1 焊縫熱影像圖

3.1.過熱區（粗晶區）

溫度在固相線至1100℃之間，寬度約1～3mm。焊接時，該區域內奧氏體晶粒嚴重長大，冷卻后得到晶粒粗大的過熱組織，塑性和韌度明顯下降。

3.2.相變重結晶區（正火區或細晶區）

溫度在1100℃～Ac3之間，寬度約1.2～4.0mm。焊后空冷使該區內的金屬相當于進行了正火處理，故其組織為均勻而細小的鐵素體和珠光體，力學性能優于母材。

3.3.不完全重結晶區（也稱部分正火區）

加熱溫度在Ac3～Ac1之間。焊接時，只有部分組織轉變為奧氏體；冷卻后獲得細小的鐵素體和珠光體，其余部分仍為原始組織，因此晶粒大小不均勻，力學性能也較差。

3.4.再結晶區

如果母材焊前經過冷加工變形，溫度在Ac1～450℃之間，還有再結晶區。該區域金屬的力學性能變化不大，只是塑性有所增加。如果焊前未經冷塑性變形，則熱影響區中就沒有再結晶區。

4、焊縫常見質量缺陷及成因

焊接缺陷的種類很多，在不同的標準中也有不同的分類方法本文主要討論焊縫成型缺陷。常見焊縫缺陷有咬邊、夾渣、未熔合、未焊透、燒穿燒融、氣孔、內凹、裂紋等缺陷。

圖2 焊縫常見缺陷

4.1、咬邊

咬邊主要是由于在焊接過程中熔敷金屬未能蓋住母材的坡口，在焊道邊緣留下的低于母材的缺口。咬邊會對焊道力學性能產生嚴重的影響，產生應力集中，降低接頭強度。

產生原因：

4.1.1.電流太大，電弧過長，電弧力不集中導致熔池熔敷不到位。4.1.2.焊條或焊絲的傾斜角度不正確，出現偏吹等情況。4.1.3.手法不穩，擺動不到位。

4.2、夾渣

夾渣是指焊縫中存在的熔渣、鐵銹或其他物質。其在焊道根部、層間均有可能存在，最常見的就是層間夾渣。夾渣影響焊道的塑性，尤其是在焊道受拉應力時產生嚴重的應力集中。

產生原因：

4.2.1.多層焊時焊絲、焊條等產生的熔渣沒有清理干凈，導致熔渣埋入焊道。4.2.2.焊接電流較小，熔渣不能充分融化浮出熔池。

4.2.3.坡口太小，或上層焊道與坡口間形成了夾角，熔渣不能充分融化浮出熔池。

4.3、未熔合及未焊透

未熔合是指焊接時焊道與母材坡口、上層焊道與下層焊道之間沒有完全熔化結合形成的缺陷。未焊透一般是指的根部未熔合，未焊透對焊道的危害很大，它使焊道的有效截面積減少，同時由于屬于開口性缺陷，又能造成嚴重的應力集中。如果未焊透深度很深，還可以出現焊道沿未焊透處撕裂現象。

產生原因：

4.3.1.坡口加工不規范，角度太小，間隙不夠，鈍邊太厚。4.3.2.層間清理過度，造成坡口被打寬，形成溝槽等。4.3.3.手法不穩，電流較小，線能量輸入太小。

4.4、燒穿燒融

燒穿是指在焊接過程中，由于種種原因導致熔池熔穿前層焊道金屬，使熔化金屬自坡口背面流出，造成孔洞的缺陷。燒穿使焊縫有效截面積變小，在管道受內壓的情況下也會造成應力集中。

產生原因：

4.4.1.電流過大，熱輸入太大。4.4.2.停留時間過長，擺動太慢。4.4.3.電弧太長，電弧力太大。

4.4.4.層間清理打磨過度，導致前層焊道厚度太薄。

4.5、氣孔

氣孔一般是由于熔池中的氣體在熔化金屬凝固時沒有逸出所形成。其形式有條形氣孔、密集氣孔、球形氣孔、柱狀氣孔等。

產生原因：

4.5.1.焊材、坡口不清潔，有鐵銹油污等，焊材受潮。4.5.2.電源電壓不穩，電流不穩。4.5.3.焊接速度太大。

4.5.4.保護方式不合適，如氣保護焊時保護氣流量過大或過小。

4.6、裂紋

裂紋是焊接中危害性最大的一種缺陷。由于其均有延伸性，在焊道存在內應力的情況下裂紋會一直延伸擴展，直至焊道破壞為止。因此在長輸管道的施工中，裂紋缺陷是不允許存在的，通常也不允許返修，必須割口重焊。

產生原因：裂紋的形式也比較多樣，在焊道及熱影響區也都可能出現。按照裂紋的產生原因將裂紋分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂、應力腐蝕裂紋等。由于管道施工時各種焊接工藝都是經過了嚴格的工藝評定，母材都是經過嚴格檢驗，一般不存在由于工藝、材料原因導致裂紋的情況。在管道施工中裂紋產生基本都是由于工藝規程執行不到位、外部應力太大等情況造成。

5、預防焊接缺陷的有效措施

5.1、針對錯邊或是角變形的方法

在進行場站管道的組裝過程當中，錯邊以及角變形是不可能完全避免的。但是，一旦場站管道在進行組裝或者是在以后的使用當中出現了錯邊或者是角變形的問題，要想把這個情況消除也是十分困難的。唯一正確的預防方法就是在進行施工的時候嚴格執行相應的施工標準，把整個缺陷控制在可以進行調校的范圍之內。如果在施工的時候沒有把握好這一步，后續的錯邊或者是角變形就會產生強大的幾何應力，同時也能產生相應的附加彎曲的應力。

5.2、氣孔和夾渣

這一類問題屬于深埋的缺陷，在進行自檢的時候必須進行消除，同時還要進行重新焊接作業，否則在進行使用的時候必然會發生泄漏以及爆炸的情況。根據觀察統計，大多數的場站管道所有的氣孔以及夾渣沒有大幅度擴散的跡象。針對這樣的特點，為了對氣孔和夾渣進行克服，對于炭化的管道來說最好是進行氬弧焊作業打底。

圖3 標準焊縫

5.3、沒有焊透或者是沒有熔合

沒有焊透的情況主要是出現在兩種焊接手段（手工焊接和自動焊接）的交接面上。在進行處理的時候，如果出問題的地方在允許尺寸的范圍之內，可以免除返修的步驟；沒有熔合的情況一般來說會發生在焊縫部位金屬和破口的交界部位，這個時候最穩妥的方式就是進行補焊作業，以避免出現意外。焊接材料對整個場站管道的質量是起到決定性質作用的，因此應該選用合格的焊接材料進行填充，以保證質量。

5.4、裂紋

裂紋是管道問題當中最重要的問題，也是危害性最大的問題。一般來說我們的處理方法有以下方式：首先，所有的淺表裂紋都可以通過對其進行打磨的方式進行消除；其次，如果裂痕本身的大小長度遠遠超出了規定的允許長度則必須采取補焊的方式進行處理，使之消

除；最后，如果可以保證管道本身的使用安全，可以對一些細小的裂紋進行保留，以便對其發展規律進行研究，使其后續發展趨勢被觀察記錄到，獲得潛在危險的發展趨勢并加以預防。

6、提高焊接質量的控制對策

6.1、提高管道焊接工藝

6.1.1.選擇合適的坡口角度與裝配間隙；選擇合理的焊接電流，同時要求施工操作者對運條方式、焊條或者焊把的速度與角度等充分掌握，以滿足焊件裝配的間隙變化，確保焊接縫均勻。當焊角焊縫時，應注意保持正確的角度，避免焊縫尺寸不滿足要求。

6.1.2.引弧時，盡量拉長電弧，通過預熱的形式逐漸形成熔池；在收弧時，應將焊條在熔池中短暫停留，或者進行幾次環形運條處理，以保證足夠的焊條金屬將熔池填滿，以避免焊縫收尾的位置產生弧坑。

6.1.3.將坡口和焊層之間的熔渣認真清理干凈，并鏟平凹凸處，再進行焊接。適當加大焊接的電流，必要時則縮短電弧長度，并提高電弧停留時間。根據熔化的實際情況，適當調整焊條角度與運條方法，讓熔渣上浮到鐵水表面；正確選擇焊條金屬的母材與化學成分，以降低熔渣的熔點與粘度，避免產生夾渣缺陷。

6.1.4.在焊接前，做好準備工作。清除坡口兩側約20-30mm范圍內的焊件表面油污；在焊接前，將焊條根據說明書中規定的時間與溫度進行烘干，并選擇符合規定的焊接方式。如果使用堿性焊條施焊，應盡量控制電弧長度，在風大的情況下則采取防風手段；如果焊條產生焊心銹蝕，且藥皮開裂、變質、剝落、偏心時，都不能再使用，以避免氣孔的產生。

6.1.5.選擇合適的優質鏈條及焊接規范，合理安排焊接的次序與方向，減少焊接應力。另外，在焊接前還應對坡口周圍的水、銹、油等污物進行認真清除，避免產生裂紋。

6.2、加強先進設備的應用

在檢修裝置時，為了確保工業管道的焊接質量，提高施工單位的整改標準、改善不合格工序，質量檢查人員應使用數碼相機查出現場存在的低標準問題，并制成幻燈片在檢修會上重點通報，促進施工人員自我查找、自我反饋、自我整改，從根本上提高焊接質量。

6.3、采用高效焊接法

在全焊結構管道中，焊接工作強度也隨之加強，并且質量標準更高。但是通過多年來焊接工作者積累的豐富經驗，目前全焊結構管道已經獲得客觀技術的進步。在生產過程中，大直徑厚壁管的管道要求最為嚴格，主要運用將鋼板壓制成形的方式，確保管道正常發揮使用性能。

7、焊接工藝未來的重點和發展趨勢

7.1、新興工業的開展不時推進焊接技術的行進

焊接技術自創造至今已有百多年歷史，它簡直能夠滿足當前工業中一切重要產品消費制造的需求。但是新興工業的開展依然迫使焊接技術不時行進。微電子工業的開展促進微型銜接工藝的和設備的開展;又如陶瓷資料和復合資料的開展促進了真空釬焊、真空擴散焊。宇航技術的開展也將促進空間焊接技術的開展。

7.2、節能技術

節能是普遍關注的問題眾所周知，焊接耗費能量甚大，以焊條電弧焊為例，每臺約10KVA，埋弧焊機每臺90KVA，電阻焊機可高達上千KVA，不少新技術的呈現就是為了完成這一節能目的。在電阻點焊中，應用電子技術的開展，將交流點焊機改成次級整流點焊機，能夠進步焊機的功率要素，減少焊機容量，1000KVA的點焊機能夠降低至200KVA,而扔能到達同樣的焊接效果。近十年來，逆變焊機的呈現是另外一個勝利的例子，它能夠減少焊機的重量，進步焊機的功率因率的控制性能，已普遍應用于消費。

【結束語】

綜上所述，場站管道焊接缺陷出現的主要原因有兩個，一是操作人員的技術問題，二是施工工藝問題。因此，預防管道焊接裂縫主要從以上兩方面著手，嚴格控制焊接技術，采用更加先進的焊接工藝，這樣就可以有效避免出現焊接缺陷。

【參考文獻】

[1]張艷花.淺談大型工業廠房內場站管道的安裝工藝[J].科技情報開發與經濟.2010（14）.[2]段鴦鐘.焊接管道“先漏后斷”評定裂紋張開面積研究[J].天津大學：材料加工工程.2010.[3]張存威.大口徑管道法蘭連接安裝工藝探討[J].廣東建材.2008（12）.

第四篇：焊接質量通病及預防措施

國家高速公路網G0613 云南省香格里拉至麗江高速公路第五項目部

目錄

焊接質量通病及預防措施

編制：

復核：

審核：

云南建工香麗高速公路土建施工第五項目部

焊接質量通病及預防

焊接工程上存在的質量通病是：凡是肉眼或低倍放大鏡能看到的且位于焊縫表面的缺陷，如咬邊（咬肉）、焊瘤、弧坑、表面氣孔、夾渣、表面裂紋、焊縫位置不合理等稱為外部缺陷；而必須用破壞性試驗或專門的無損檢測方法才能發現的內部氣孔、夾渣、內部裂紋、未焊透、未溶合等稱為內部缺陷。但常見的多是焊后不清理焊渣和飛濺物以及不清理的焊疤。

一、焊縫尺寸不符規范要求

1、現象：

焊縫在檢查中焊縫的高度過大或過??；或焊縫的寬度太寬或太窄，以及焊縫和母材之間的過渡部位不平滑、表面粗糙、焊縫縱、橫向不整齊，還有在角焊縫部位焊縫的下凹量過大。

2、原因：

a焊縫坡口加工的平直度較差，坡口的角度不當或裝配間隙大小不均等而引起的。

b焊接中電流過大，使焊條熔化過快，控制焊縫成形困難，電流過小，在焊接引弧時會使焊條產生“粘合現象”，造成焊不透或焊瘤。c焊工操作熟練程不夠，運條方法不當，如過快或過慢，以及焊條角度不正確。

d埋弧自動焊過程，焊接工藝參數選擇不當。

3、防治措施：

a按設計要求和焊接規范的規定加工焊縫坡口，盡量選用機械加工以使坡口角度和坡口邊緣的直線度和坡口邊緣的直線度達到要求，避免用人工氣割、手工鏟削加工坡口。在組對時，保證焊縫間隙的均勻一致，為保證焊接質量打下基礎。

b通過焊接工藝評定，選擇合適的焊接工藝參數。

c焊工要持證上崗，經過培訓的焊工有一定的理論基礎和操作技能。d多層焊縫在焊接表面最后一層焊縫是，在保證和底層熔合的條件下，應采用比各層間焊接電流較小，并用小直徑（φ2.0mm~3.0mm）的焊條覆面焊。運條速度要求均勻，有節奏地向縱向推進，并作一定寬度的橫向擺動，可使焊縫表面整齊美觀。

二、咬邊（咬肉）

1、現象：焊接時的電弧將焊縫邊緣熔出的凹陷或溝槽沒有得到熔化金屬的補充而留下缺口。過深的咬邊會使焊接接頭的強度減弱，造成局部應力集中，承載后會在咬邊處產生裂紋。

2、原因：主要是焊接電流過大，電弧過長，焊條角度掌握不合適和運條的速度不當以及焊接終了焊條留置長度太短等而形成咬邊。一般在立焊、橫焊、仰焊時是一種常見缺陷。

3、防治措施

a焊接時電流不宜過大，電弧不要拉得過長或過短，盡量采用短弧焊。

b掌握合適的焊條角度和熟練的運條手法，焊條擺動到邊緣時應稍慢，使熔化的焊條金屬填滿邊緣，而在中間則要稍快些。

c焊縫咬邊的深度應小于0.5mm，長度小于焊縫全長的10%，且連續長度小于10mm。一旦出現深度或產度超過上述允差，應將缺陷處清理干凈，采用直徑較小、牌號相同的焊條，焊接電流比正常的稍偏大，進行補焊填滿。

三、裂縫

1、現象：在焊接過程或焊接之后，在焊接區域內出現金屬破裂，它產生在焊縫內部或外部，也可能發生在熱影響區，按其產生的部位可分為縱向裂紋、橫向裂紋，弧坑裂紋、根部裂紋等又可分熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋。

2、原因

a焊縫熱影響區收縮后產生大的應力。b母材含淬硬組織較多，冷卻后易生裂紋。

c焊縫中有相當高的氫濃度。及其他有害元素雜質等，易產生冷、熱裂紋。

3、防治措施：主要從消除應力和正確使用焊接材料以及完善的操作工藝入手解決。

a注意焊接接頭坡口形式，消除焊縫不均勻受熱和冷卻因熱應力而產生的裂紋。如不同厚度的鋼板對焊時，對厚鋼板就要做削薄處理。

b選用材料一定要符合設計圖樣的要求，嚴格控制氫的來源，焊條使用前應進行烘干，并認真清理坡口的油污、水分等雜質。

c焊接中，選擇合理的焊接參數，使輸入熱量控制在800~3000℃的冷卻溫度之間，以改善焊縫及熱影響區的組織狀態。

d在焊接環境溫度較低、材料較薄，除提高操作環境溫度外，還應在焊前預熱。焊接結束要設法保溫緩冷和焊后熱處理，以消除焊縫殘余應力在冷卻過程中產生的延遲性裂紋。

四、弧坑

1、現象：弧坑是焊縫收尾處產生下滑現象，不但減弱焊縫強度，還會在冷卻過程產生裂紋。

1、原因：主要是在焊接終了時熄弧時間過短，或在焊薄板時使用的電流過大。

2、防治措施：焊縫收尾時，使焊條做短時間的停留或做幾次環形運條，不要突然停弧以使有足夠的金屬填充熔池。焊接時保證適當電流，主要構件可加引弧板把弧坑引出到焊件外。

四、夾渣

1、現象：焊縫中經無損檢測發現有非金屬夾雜物如氧化物、氮化物、硫化物、磷化物等，形成多種多樣不規則形狀，常見的有錐形、針形等夾渣物。金屬焊縫夾渣會降低金屬結構的塑、韌性，還會增加應力，導致冷、熱脆性易產生裂紋，使構件被破壞。

2、原因: a焊縫母材清理不干凈，焊接電流過小，使熔化金屬凝固過快，熔渣來不及浮出。

b焊接母材和焊條的化學成分不純，如焊接時熔池內有氧、氮、硫、磷、硅等多種成分，則易形成非金屬夾渣物。

c焊工操作不熟練，運條方法不當，使熔渣與鐵水混在一起分離不開，阻礙熔渣上浮。d焊口坡口角度小，焊條藥皮成塊脫落未被電弧熔化；多層焊時，熔渣清理不干凈，操作時未將熔渣及時撥出都是造成夾渣的原因。

3、防治措施

a采用只有良好焊接工藝性能的焊條，所焊鋼材必須符合設計文件要求。b通過焊接工藝評定選擇合理的焊接工藝參數。注意焊接坡口及邊緣范圍的清理，焊條坡口不宜過小；對多層焊縫要認真清除每層焊縫的焊渣。c采用酸性焊條時，必須使熔渣在熔池的后面；在使用堿性焊條焊立角縫時，除了正確選擇焊接電流外還需采用短弧焊接，同時運條要正確，使焊條適當擺動，以使熔渣浮出表面。

d采用焊前預熱，焊接過程加熱，并在焊后保溫，使其緩慢冷卻，以減少夾渣。

五、氣孔

1、現象：在焊接過程熔化的焊縫金屬中所吸收的氣體在冷卻前來不及從熔池中排出，而殘留在焊縫內部形成孔穴。根據氣孔產生的部位可分內、外氣孔；按分部情況及形狀的氣孔缺陷，氣孔在焊縫中的存在會減低焊縫強度，也產生應力集中，增加了低溫脆性，熱裂傾向等。

2、原因

a焊條本身之狼低劣，焊條受潮未按規定要求烘干；焊條藥皮變質或剝落；焊芯銹蝕等。

b母材冶煉中存在殘留的氣體；焊條及焊件上沾有鐵銹、油污等雜質，在焊接過程中，因高溫氣化產生氣體。

c焊工操作技術不熟練，或視力差對熔化鐵水和藥皮分辨不清，使藥皮中的氣體與金屬溶液混雜在一起。焊接電流過大使焊條發紅二降低保護效果；電弧長度過長；電源電壓波動過大，造成電弧不穩定燃燒等。

3、防治措施

a選用合格的焊條，不得使用藥皮開裂、剝落、變質、偏心或焊芯嚴重銹蝕的焊條，應對焊口附近及焊條表面的油污、銹斑等清理干凈。b選擇電流的大小要是適宜，控制好焊接速度。焊前將工件預熱，焊接終了或中途停頓時，電弧要緩慢撤離，有利于減慢熔池冷卻速度和熔池內氣體的排出，避免出現氣孔缺陷。

c減少焊接操作地點的濕度，提高操作環境的溫度。在室外焊接時，如風速達8m/s、降雨、露、雪等，應采取擋風、搭雨棚等有效措施后，方能焊接操作。

六、焊后不清理飛濺和焊渣

1、現象：這是最常見的一種通病，既不美觀、危害性還很大。溶合性飛濺會增加用材表面的淬硬組織，易產生硬化及局部腐蝕等缺陷。

2、原因

a焊材在保存中藥皮受潮變質，或所選用的焊條與母材不相匹配。b焊接設備選擇不符合要求，交、直流焊接設備與焊材不符合，焊接二次線極性接法不正確、施焊電流大、焊縫坡口邊緣有雜物及油垢污染、焊接環境不符合焊接要求等。

c操作者技術不熟練，未按規程操作和防護。

3、防治措施

a根據焊接母材選擇合適的焊接設備。b焊條要有干燥恒溫設備，在干燥室有去濕機、空調機、距地、墻不小于300mm，建立焊條收發、使用、保管等制度（特別是對壓力容器）。c焊口邊緣進行清理排出水分、油污及雜物銹蝕。冬雨季施工搭接防護棚保證施焊環境。

d對有色金屬和不銹鋼施焊前，可在焊縫兩側線母材上涂以防護涂料做為保護。還可選擇焊條和薄藥皮焊條及氬氣保護等方法，消除飛濺物和減少熔渣。

e焊工操作要求及時清理焊渣和防護。

七、弧疤

1、現象：由于操作不慎使焊條或焊把與焊件接觸，或地線與工件接觸不良短時地引起電弧，而在工件表面留下弧疤。

2、原因：電焊操作者粗心大意，未采取防護措施和對工具的維護。

3、防治措施：焊工要經常對使用的電焊把線和接地線的絕緣情況進行檢查，發現破損要及時包扎好。裝設接地線要牢固可靠。焊接時不要在焊道外引弧。焊鉗放置要與母材隔離或適當掛起。不焊時及時切斷電源。發現電弧擦傷，必須用電砂輪及時打磨。因為在不銹鋼等有耐腐蝕性能要求的工件上，弧疤會成為腐蝕的起始點，降低材料的性能。

八、焊疤

1、現象：焊后不清理焊疤，影響設備宏觀質量，處理不當還造成表面裂紋。

2、原因：非標設備在制作安裝過程中，定位電焊工裝卡具在完工拆除時所造成。

3、防治措施：組裝過程中使用的吊具卡具，在拆除后用砂輪打磨與母材平齊，不可用大錘硬性打掉卡具，以免損傷母材，對電焊時超深度的弧坑、劃痕等均應補焊，并用砂輪打磨與母材齊平，只要在操作時注意，是可以消除這一缺陷的。

九、未焊透

1、現象：焊接中焊縫根部沒有完全和母材熔合或母材和母材之間局部未焊透，這種缺陷稱未焊透也稱未熔合。它降低了接頭的力學性能，同時會在此部位產生應力集中，產生裂紋。在焊接中任何焊縫不允許存在未焊透。

2、原因

a未按規定加工坡口，鈍邊厚度過大，坡口的角度或組對的間隙過小 b雙面焊時，背面清根不徹底或坡口兩側及層間焊未清理干凈，使氧化物、熔渣等阻礙金屬間充分熔合。

c焊工操作技術不熟練，如選用焊接電流過大時，母材還未熔化，焊條已熔化，使母材與焊條熔敷金屬未熔合在一起；當選用過小電流時；運條的速度過快會使母材與焊條的熔敷金屬不能很好的熔合；在操作中焊條的角度不正確，熔化偏向一側或焊接時偏吹現象，都會產生在電弧作用不到之處形成未焊透。

3、防治措施

a按設計圖樣或規范標準規定的坡口尺寸進行加工和組對間隙。b焊前要認真清理坡口附件的鐵銹油污，特別是徹底清理焊縫坡口根部，對多層焊縫在焊接途中，要用角形砂輪打磨清理焊層之間的氧化物。c合理的選擇電流大小和焊接速度，隨時注意焊條的正確角度。d對厚度較厚或導熱性較高、散熱快的焊件，可在焊前對焊接部位預熱或在焊接中加熱，使母材金屬與焊條金屬達到熔合。

香麗高速公路土建第五項目部

2016年6月8日

第五篇：焊接缺陷及防止措施

本文源自：中國無損檢測論壇http://bbs.ndtcn.org

1、外觀缺陷：外觀缺陷(表面缺陷)是指不用借助于儀器,從工件表面可以發現的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等,有時還有表面氣孔和表面裂紋。單面焊的根部未焊透等。

A、咬邊是指沿著焊趾,在母材部分形成的凹陷或溝槽, 它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口。產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高,即電流太大,運條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確,擺動不合理,電弧過長,焊接次序不合理等都會造成咬邊。直流焊時電弧的磁偏吹也是產生咬邊的一個原因。某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。

咬邊減小了母材的有效截面積,降低結構的承載能力,同時還會造成應力集中,發展為裂紋源。

矯正操作姿勢,選用合理的規范,采用良好的運條方式都會有利于消除咬邊。焊角焊縫時,用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。B、焊瘤焊縫中的液態金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出,冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。焊接規范過強、焊條熔化過快、焊條質量欠佳(如偏芯),焊接電源特性不穩定及操作姿勢不當等都容易帶來焊瘤。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。

焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷,易導致裂紋。同時,焊瘤改變了焊縫的實際尺寸,會帶來應力集中。管子內部的焊瘤減小了它的內徑,可能造成流動物堵塞。

防止焊瘤的措施:使焊縫處于平焊位置,正確選用規范,選用無偏芯焊條,合理操作。C、凹坑

凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。

凹坑多是由于收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成的(此時的凹坑稱為弧坑),仰立、橫焊時,常在焊縫背面根部產生內凹。

凹坑減小了焊縫的有效截面積,弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。

防止凹坑的措施:選用有電流衰減系統的焊機,盡量選用平焊位置,選用合適的焊接規范,收弧時讓焊條在熔池內短時間停留或環形擺動,填滿弧坑。D、未焊滿

未焊滿是指焊縫表面上連續的或斷續的溝槽。填充金屬不足是產生未焊滿的根本原因。規范太弱,焊條過細,運條不當等會導致未焊滿。

未焊滿同樣削弱了焊縫,容易產生應力集中,同時,由于規范太弱使冷卻速度增大,容易帶來氣孔、裂紋等。

防止未焊滿的措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。E、燒穿

燒穿是指焊接過程中,熔深超過工件厚度,熔化金屬自焊縫背面流出,形成穿孔性缺。

焊接電流過大,速度太慢,電弧在焊縫處停留過久,都會產生燒穿缺陷。工件間隙太大,鈍邊太小也容易出現燒穿現象。

燒穿是鍋爐壓力容器產品上不允許存在的缺陷,它完全破壞了焊縫,使接頭喪失其聯接飛及承載能力。

選用較小電流并配合合適的焊接速度,減小裝配間隙,在焊縫背面加設墊板或藥墊,使用脈沖焊,能有效地防止燒穿。F、其他表面缺陷:(1)成形不良

指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。有焊縫超高,表面不光滑,以及焊縫過寬,焊縫向母材過渡不圓滑等。

（2）錯邊指兩個工件在厚度方向上錯開一定位置，它既可視作焊縫表面缺陷,又可視作裝配成形缺陷。(3)塌陷

單面焊時由于輸入熱量過大,熔化金屬過多而使液態金屬向焊縫背面塌落, 成形后焊縫背面突起,正面下塌。

(4)表面氣孔及弧坑縮孔。

(5)各種焊接變形如角變形、扭曲、波浪變形等都屬于焊接缺陷O角變形也屬于裝配成形缺陷。

2、氣孔和夾渣 A、氣孔

氣孔是指焊接時,熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出,殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的,也可能是焊接冶金過程中反應生成的。

(1)氣孔的分類氣孔從其形狀上分,有球狀氣孔、條蟲狀氣孔;從數量上可分為單個氣孔和群狀氣孔。群狀氣孔又有均勻分布氣孔,密集狀氣孔和鏈狀分布氣孔之分。按氣孔內氣體成分分類,有氫氣孔、氮氣孔、二氧化碳氣孔、一氧化碳氣孔、氧氣孔等。熔焊氣孔多為氫氣孔和一氧化碳氣孔。

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