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如何避免常見的焊接缺陷

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文章附圖

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。


如何避免焊接中常見的這些內部、外部缺陷呢?

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焊縫尺寸不符規范要求

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。


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原因:

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。


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。


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。


埋弧自動焊過程,焊接工藝參數選擇不當。


防治措施:

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。


通過焊接工藝評定,選擇合適的焊接工藝參數。


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。


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。

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咬邊(咬肉)


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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。


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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。


防治措施:

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。


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。


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。

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裂縫

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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。


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原因:

焊縫熱影響區收縮后產生大的應力。


母材含淬硬組織較多,冷卻后易生裂紋。


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。


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。


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。


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。


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。


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。

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弧 坑

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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。


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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。


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?;∫允褂凶銐虻慕饘偬畛淙鄢?。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。


夾渣


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。


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原因:

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。


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。


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。


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。


防治措施:

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。


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??;對多層焊縫要認真清除每層焊縫的焊渣。


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。


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。

氣孔


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。


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原因:

焊條本身低劣,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。


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。


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。


防治措施:

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。


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。


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。

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焊后不清理飛濺和焊渣


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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。


原因:

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。


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。


操作者技術不熟練,未按規程操作和防護。


防治措施:

根據焊接母材選擇合適的焊接設備。


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)。


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。


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。


焊工操作要求及時清理焊渣和防護。

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弧疤


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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。


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。


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。

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焊疤

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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。


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。


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。

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未焊透

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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。


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原因:

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。


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。


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。


防治措施:

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。


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。


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。


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。


轉自:焊接技術