焊接缺陷的種類(lèi)很多，按其在焊縫中所處的位置可分為外部缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類(lèi)。外部缺陷也叫外觀缺陷。

外部缺陷位于焊縫表面，借用肉眼或低倍放大鏡就能觀察到。

內(nèi)部缺陷位于焊縫的內(nèi)部，必須應(yīng)用破壞性檢驗(yàn)或?qū)ｉT(mén)無(wú)損檢驗(yàn)方法才能發(fā)現(xiàn)。

焊接缺陷的常見(jiàn)分類(lèi)方法如下：

二、焊縫尺寸不符合要求

1、現(xiàn)象

包括：焊縫外形高低不平、焊道寬窄不齊、焊縫余高過(guò)大或過(guò)小、焊縫寬度太寬或太窄、焊縫和母材之間的過(guò)渡不平滑等，如圖1所示。

2、原因分析

（1）焊縫坡口角度、寬度及組裝間隙不統(tǒng)一。

（2）焊條直徑選擇不當(dāng)，造成填充層過(guò)高，失去坡口輪廓線，使蓋面寬窄不一，焊縫過(guò)高，波紋粗劣。

（3）背面清根刨縫質(zhì)量差，焊道寬度不一。

（4）焊接電流過(guò)大或過(guò)小，運(yùn)條手法和角度不當(dāng)以及焊速不均勻。

3、危害性

尺寸過(guò)小的焊縫，會(huì)降低焊接接頭的強(qiáng)度；尺寸過(guò)大的焊縫，不僅浪費(fèi)焊接材料，也會(huì)增大焊接結(jié)構(gòu)的變形。焊縫金屬向母材的過(guò)渡處若不平滑，出現(xiàn)尖角，會(huì)造成應(yīng)力集中，降低焊接結(jié)構(gòu)的承載能力。

4、預(yù)防措施

（1）采用自動(dòng)和半自動(dòng)切割機(jī)或刨邊機(jī)加工坡口。

（2）焊縫組對(duì)間隙應(yīng)控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求值以內(nèi)，背面用碳弧氣刨清根后，采用砂輪修整刨槽及碳化層，使刨槽寬窄一致。

（3）選用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃笚l直徑，遵守焊接工藝，熟練掌握操作技術(shù)，保持焊速均勻；手工焊操作人員要熟練地掌握運(yùn)條速度和焊條角度，以獲得成形美觀的焊縫。

5、處理方法

對(duì)于焊縫余高過(guò)高，應(yīng)用砂輪修整，寬窄不一或高度不夠處，應(yīng)重新補(bǔ)焊，且補(bǔ)焊連接處應(yīng)圓滑過(guò)渡。

三、咬邊

1、現(xiàn)象

咬邊也稱“咬肉”，是電弧或火焰將焊縫邊緣的母材熔化后，沒(méi)有得到填充金屬的補(bǔ)充，而留下的凹陷或凹槽。

2、原因分析
（1）焊接電流過(guò)大，電弧過(guò)長(zhǎng)，運(yùn)條角度不當(dāng)及運(yùn)條操作不熟練。（2）焊接運(yùn)條時(shí)，坡口邊緣兩側(cè)停留時(shí)間過(guò)短，造成熔敷金屬與母材未熔合。（3）焊縫填充金屬過(guò)低，蓋面焊接焊肉過(guò)厚，電弧停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，焊縫區(qū)域溫度過(guò)高而造成咬肉。
3、危害性
咬邊是一種危險(xiǎn)的缺陷，它不但減小了基本金屬的有效工作截面，而且在咬邊處還會(huì)造成應(yīng)力集中。咬邊又是一種常見(jiàn)的缺陷，應(yīng)該特別引起注意。
4、預(yù)防措施
（1）選擇合理的焊接工藝參數(shù)。堿性焊條應(yīng)采用短弧焊接，保持運(yùn)條均勻，坡口邊緣運(yùn)條稍慢些，停留時(shí)間稍長(zhǎng)些，中間運(yùn)條稍快些。多道焊中，應(yīng)保持勻速焊接，應(yīng)注意運(yùn)條角度。
（2）焊條的填充金屬應(yīng)略低于焊道母材表面，這樣蓋面的焊道寬度輪廓清楚，外觀成型好。
5、處理方法
焊縫咬邊深度超標(biāo)部分，應(yīng)用砂輪打磨修整后補(bǔ)焊。對(duì)輕微咬邊處用砂輪修磨成平滑過(guò)渡。

四、焊瘤

1、現(xiàn)象

熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上形成金屬瘤。該處常伴有局部未熔合，有時(shí)也稱滿溢。習(xí)慣上，還常將焊縫金屬的多余疙瘩部分稱為焊瘤。

2、原因分析

（1）坡口邊緣污物未清理干凈；電流過(guò)大，熔池溫度過(guò)高，使液體金屬凝固較慢，在自重的作用下下墜而成；焊接速度太慢以及組對(duì)間隙太大等。

（2）運(yùn)條角度不當(dāng)，操作不熟練。焊速過(guò)慢也極易產(chǎn)生焊瘤。

3、危害性

焊瘤處應(yīng)力集中，還易伴生裂縫等缺陷；焊瘤也破壞了焊縫平整光滑的外形，管子內(nèi)部的焊瘸，除降低強(qiáng)度外，還減小管道的有效截面，造成堵塞觀象。

4、預(yù)防措施

（1）焊接前應(yīng)徹底清理坡口及其附近的臟物；組對(duì)間隙要合適；選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏骱瓦\(yùn)條角度，熟練掌握操作技術(shù)，保持焊速均勻。

（2）堿性焊條采用短弧焊接，極性反接。

5、處理方法

當(dāng)出現(xiàn)焊瘤時(shí)，若伴有未融合、氣孔、裂縫等缺陷時(shí)，應(yīng)徹底清除缺陷，然后再進(jìn)行補(bǔ)焊。對(duì)于焊縫金屬的多余部分，可采用砂輪打磨的方法修整焊縫外形。在打磨時(shí)應(yīng)注意觀察內(nèi)部是否伴有其它缺陷， 一旦發(fā)現(xiàn)伴生缺陷應(yīng)徹底清除。

五、弧坑

1、現(xiàn)象

弧坑是焊接時(shí)，由于斷弧和收弧不當(dāng)，在焊道末端形成的低洼部分，表面低凹深度大于0.5mm以上。

2、原因分析

焊縫熔池金屬未填足，熄弧過(guò)快或電流過(guò)大（薄板時(shí)）而造成。

3、危害性

弧坑低于基本金屬表面，降低了焊接接頭的承載能力，而且弧坑內(nèi)常伴有氣孔、夾渣、微裂紋等缺陷。4、預(yù)防措施

收弧過(guò)程中，焊條要在收弧處作短暫的停留或作回焊運(yùn)條，使電弧不要突然熄滅、使焊條金屬填滿熔池。

5、處理方法

采用砂輪打磨修整、補(bǔ)焊，堿性焊條宜采用回弧焊接，以免引弧產(chǎn)生氣孔。

六、飛濺

1、現(xiàn)象

手工焊接時(shí)，在焊縫及其兩側(cè)母材上產(chǎn)生一般性飛濺和嚴(yán)重性熔合飛濺。一般性飛濺是手工焊接常見(jiàn)的焊接質(zhì)量通?。坏a(chǎn)生嚴(yán)重性熔合性飛濺，其危害甚大，它會(huì)增加母材局部表面淬硬組織，易產(chǎn)生硬化發(fā)生脆裂及加速局部腐蝕性等缺陷。

2、原因分析

（1）堿性焊條使用極性不正確，電弧不穩(wěn)定而產(chǎn)生飛濺。

（2）接地電纜接頭不當(dāng)，產(chǎn)生嚴(yán)重磁偏吹，造成嚴(yán)重飛濺。

（4）焊條保管不當(dāng)，使其表面涂料變質(zhì)外，更嚴(yán)重的是受潮，使內(nèi)部含有大量氣體引起的；

（5）選擇電流過(guò)大，受潮的焊條內(nèi)部含有大量的水份，在髙溫熔解下，一部分水份被熔解在熔液中，在焊接電弧高溫作用下，便熔解在金屬的熔液氣體發(fā)生劇熱膨脹而脹裂，造成小粒熔液金屬小滴落到焊縫及其兩側(cè)母材上。當(dāng)溫度不高時(shí)，小粒熔液金屬冷卻成一般性飛濺，當(dāng)溫度較高時(shí)，熔合在焊縫及其兩側(cè)母材表面的受熱區(qū)域，稱為熔合性飛濺。

3、預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)焊條管理制度，使焊條不變質(zhì)、不受潮。在庫(kù)房的焊條應(yīng)放置在通風(fēng)良好、架空距地面高度不少于300~500毫米的高處；

（2）為了避免焊接產(chǎn)生飛濺，露天場(chǎng)合焊接施工時(shí)，在雨、露、雪等焊接潮濕環(huán)境，不采取有效防護(hù)措施，不得進(jìn)行焊接；

（3）為了保證焊接環(huán)境，防止飛濺物產(chǎn)生，應(yīng)適當(dāng)提高溫度，消除濕度。具體作法如下：

1）控制焊接環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度，當(dāng)環(huán)境超標(biāo)時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，方可施焊；

2）焊前要清理坡口表面及其兩側(cè)不少于20mm范圍內(nèi)的水份、油污、鐵銹等；

3）焊接材料（焊條、焊劑等）應(yīng)有烘干和發(fā)放制度，焊條、焊劑的烘干溫度和時(shí)間應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行。

4）烘干后的焊條應(yīng)存放在100~150攝氏度的恒溫箱中；現(xiàn)場(chǎng)施焊的焊工應(yīng)具有良好的自動(dòng)式焊條保溫筒，焊條在保溫筒內(nèi)的時(shí)間不宜超過(guò)4小時(shí)，如超過(guò)時(shí)間應(yīng)重新烘干。

5）對(duì)不銹鋼及有色金屬母材的焊接，為防止產(chǎn)生飛濺的缺陷，焊接時(shí)除了保證焊條干燥外，并在焊縫兩側(cè)母材金屬表面涂刷防護(hù)涂料的保護(hù)措施或采用氬弧焊，可避免產(chǎn)生一般性或熔合性飛濺。

4、處理方法

對(duì)焊縫及其兩側(cè)母材表面產(chǎn)生一般性飛濺時(shí)，可用銼刀或手鏟等工具除掉即可，如果屬于熔合性飛濺時(shí)，可用砂輪打磨法徹底除掉，與焊縫母材相平（打磨深度不得超過(guò)0.5毫米）。

七、母材表面電弧擦傷（弧疤）

1、現(xiàn)象

電弧擦傷也叫弧疤或弧斑，多是由于偶然不慎使焊條或焊把與焊接工件接觸，或地線與工件接觸不良短暫地引起電孤，而在焊接工件表面留下的傷痕，形成許多小圓孔和凹坑。

2、原因分析

操作不慎，使焊條或焊把裸露部分與非焊接部位接觸，短暫地引起電弧，將母材表面擦傷，形成許多小圓孔和凹坑。

3、危害性

電弧擦傷處由于電弧的短暫引燃與急速熄滅，冷卻速度快，在易淬火鋼及低溫鋼的工件上，會(huì)形成脆性淬硬組織，可能成為脆性破壞的起源點(diǎn)。

在不銹鋼等有耐腐蝕性能要求的工件上，電弧擦傷會(huì)成腐蝕的起始點(diǎn)，降低材料的性能。

4、預(yù)防措施

（1）精心操作，避免帶電的焊條或焊把裸露部分與非焊接區(qū)域母材相碰引起電弧。

（2）不得在非焊接部位隨意引弧或試電流，引弧應(yīng)在引弧板上或在焊道破口內(nèi)進(jìn)行。

（3）地線與母材應(yīng)緊固良好。

5、處理方法

（1）對(duì)母材表面電弧擦傷磨除深度在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)時(shí)，應(yīng)用砂輪打磨平滑過(guò)渡。

（2）打磨深度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行焊接修補(bǔ)。

八、氣孔

1、現(xiàn)象

氣孔是焊接熔池中氣體在凝固時(shí)未能逸出，而殘留在焊縫中所形成的空穴。根據(jù)孔穴產(chǎn)生的部位，可分為外部氣孔和內(nèi)部氣孔；根據(jù)分布情況，氣孔又可分為單個(gè)氣孔、連續(xù)氣孔和密集氣孔等

2、原因分析

一切能導(dǎo)致焊接過(guò)程中產(chǎn)生大量氣體的因素，如環(huán)境大氣、溶解于母材、焊絲和焊條鋼芯中的氣體、焊條藥皮熔化時(shí)分解產(chǎn)生的氣體，焊絲和母材上的油污、水份、銹斑等臟物受熱分解后產(chǎn)生的氣體以及焊接冶金反應(yīng)生成的氣體等都是產(chǎn)生氣孔的原因。主要是焊接材料和焊接工藝方面原因。

（1）母材表面及坡口處有水、油污、銹等污物。

（2）焊條受潮、藥皮變質(zhì)或脫落，鋼蕊生銹。

（3）焊接電流過(guò)大，藥皮發(fā)紅、脫落造成保護(hù)失效，使空氣侵入。

（4）堿性焊條引弧時(shí)，母材和焊條頭部溫度較低，焊條產(chǎn)生的保護(hù)氣不足，熔池存在時(shí)間段，空氣侵入熔池易產(chǎn)生密集氣孔。

（5）運(yùn)條操作不當(dāng)，堿性焊條電弧過(guò)長(zhǎng)，焊速過(guò)快，熔池存在時(shí)間短，氣體來(lái)不及逸出。

（6）電弧產(chǎn)生偏吹。

3、危害性

存在于焊縫內(nèi)的氣孔，減小了金屬的有效截面，從而使焊接接頭的強(qiáng)度降低；氣孔的邊緣可能發(fā)生應(yīng)力集中，密集氣孔使焊縫組織疏松，使接頭的塑性降低；貫通性氣孔破壞了焊縫的致密性，造成滲漏。焊縫中的氫氣孔還有可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展。

4、預(yù)防措施

（1）應(yīng)將坡口及坡口附近15mm區(qū)域內(nèi)的油污、油漆、氧化物、水分等污物清理干凈。

（2）焊條應(yīng)嚴(yán)格按照焊條說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行焊條烘焙，不能以較低的烘干溫度、較長(zhǎng)的烘焙時(shí)間來(lái)代替，烘干后應(yīng)恒溫貯存，隨用隨取。用不完的焊條應(yīng)及時(shí)回收，重新烘焙，烘焙次數(shù)不得超過(guò)兩次，否則不能用于焊接。

（3）藥皮開(kāi)裂、剝落、變質(zhì)、偏心過(guò)度以及焊芯銹蝕的電焊條不能使用。

（4）堿性焊條宜采用長(zhǎng)弧回焊法引弧，長(zhǎng)弧起預(yù)熱作用，回焊可重熔引弧處，形成良好的保護(hù)氣氛，消除缺陷。

（5）焊接時(shí)應(yīng)避免風(fēng)吹雨淋等惡劣環(huán)境的影響。室外進(jìn)行氣體保護(hù)焊時(shí)要設(shè)置擋風(fēng)罩。焊接管子時(shí)，要注意管內(nèi)穿堂風(fēng)的影響。氣體保護(hù)焊時(shí)，要注意氣體的純度和含水量必須符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（6）選用適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)，堿性焊條極性應(yīng)采用直流反接，電弧發(fā)生偏吹時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整焊接角度。

5、處理方法

（1）任何焊接質(zhì)量缺陷在返修前都應(yīng)查明原因，返修工作應(yīng)由考試合格有相應(yīng)資格的焊工來(lái)承擔(dān)。

（2）焊縫表面缺陷，若深度不超過(guò)0.5mm時(shí)，只需用砂輪打磨處理，不需要補(bǔ)焊；若深度超過(guò)0.5mm時(shí)，則應(yīng)予補(bǔ)焊，補(bǔ)焊后應(yīng)磨光，磨光后的表面應(yīng)光滑平整，均勻過(guò)渡。焊縫內(nèi)部的超標(biāo)缺陷，應(yīng)根據(jù)探傷結(jié)果來(lái)確定缺陷部位，定好返修位置。

九、夾渣

1、現(xiàn)象
夾渣是焊后殘留在焊縫中的熔渣，有的夾在焊縫內(nèi)部，有的夾在表面溝槽內(nèi)。

2、原因分析
焊縫中夾渣的來(lái)源：
（1）外界帶入的夾渣：如母材中的夾渣混入到焊縫中；焊條藥皮中的高熔點(diǎn)組分以及坡口邊緣氧化物及渣殼等未清理干凈，焊接時(shí)滯留在熔化金屬中而造成夾渣；
（2）焊接過(guò)程中的冶金產(chǎn)物：焊接時(shí)進(jìn)行的一系列冶金反應(yīng)的生成物（氧化物、硫化物、氮化物等）在熔池金屬凝固時(shí)來(lái)不及浮到熔化金屬表面，而殘留在焊縫中，即形成夾渣。
形成夾渣的原因是坡口角度小，焊接電流過(guò)小，熔池粘度大等使熔渣不能及時(shí)浮出 ；焊條藥皮成塊脫落后未被電弧熔化；多層多道焊時(shí)熔渣清理不干凈；氣焊時(shí)火焰能率不夠，焊件清理不干凈，操作時(shí)未將熔渣及時(shí)撥出等均會(huì)引起焊縫夾渣。
焊縫中夾渣的外形很不規(guī)則，大小相差也極懸殊。一般質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)點(diǎn)狀?yuàn)A渣的大小均有限制；對(duì)于條狀?yuàn)A渣，則應(yīng)規(guī)定條狀?yuàn)A渣的長(zhǎng)度、條狀?yuàn)A渣總長(zhǎng)及條狀?yuàn)A渣間距的允許范圍。
3、危害性
焊縫中的夾渣，降低了接頭的承載能力，容易引起應(yīng)力集中；影響了焊縫金屬的致密性，還可能造成焊縫的滲漏，由于夾雜物與焊縫金屬的線膨脹系數(shù)相差懸殊，溫度劇烈變化時(shí)，有可能產(chǎn)生較大應(yīng)力而導(dǎo)致裂縫。
4、預(yù)防措施
（1）選擇合理的焊接電流,焊接時(shí)電弧不要壓得太死，應(yīng)利用電弧熱量下方。使熔池達(dá)到和吹力使焊渣順利地吹到旁邊和淌到一定溫度，防止焊縫金屬冷卻過(guò)快，以使熔渣充分浮出。
（2）焊接過(guò)程要始終保持清晰的熔池，鐵水與熔渣應(yīng)分得清楚，焊縫兩側(cè)電弧停留吋間長(zhǎng)些，便于兩側(cè)溝槽的焊渣熔浮出來(lái)。
（3）各焊層的熔渣應(yīng)清理干凈，并修磨使焊道平整。
（4）使用合格的焊接材料。
5、處理方法
（1）任何焊接質(zhì)量缺陷在返修前都應(yīng)查明原因，返修工作應(yīng)由考試合格有相應(yīng)資格的焊工來(lái)承擔(dān)。
（2）焊縫表面夾渣，若深度不超過(guò)0.5mm時(shí)，只需用砂輪打磨處理，不需要補(bǔ)焊；若深度超過(guò)0.5mm時(shí)，則應(yīng)予補(bǔ)焊，補(bǔ)焊后應(yīng)磨光，磨光后的表面應(yīng)光滑平整，均勻過(guò)渡。焊縫內(nèi)部的超標(biāo)夾渣，應(yīng)根據(jù)探傷結(jié)果來(lái)確定缺陷部位，定好返修位置。

十、未焊透

1、現(xiàn)象

未焊透是焊接時(shí)接頭根部未完全熔化而留下的間隙的現(xiàn)象

單面焊根部未焊透

雙面焊根部未焊透

2、危害性

未焊透降低了接頭的機(jī)械性能，同時(shí)由于未焊透部位的缺口及末端會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

3、原因分析

（1）焊接電流過(guò)小或焊接速度過(guò)快，造成熔深過(guò)淺。

（2）坡口角度過(guò)小，鈍邊過(guò)大，根部組對(duì)間隙太窄。

（3）焊條操作角度不當(dāng)，焊條偏吹，使電弧熱源散失或偏于一側(cè)，易造成另一側(cè)產(chǎn)生未熔透。

（4）雙面焊時(shí)背面清根不徹底，或氧化物、熔渣等阻礙了金屬間充分熔合等。

4、預(yù)防措施

（1）根據(jù)規(guī)范要求控制坡口尺寸及組對(duì)間隙，徹底清理焊根，保證根部焊透。

（2）遵守焊接工藝，選擇合理的焊接電流、運(yùn)條角度及焊接速度，并注意根部熔化鐵水，使用偏心焊條時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整焊接角度，使電弧處于正確方向。

（3）對(duì)于低合金鋼材質(zhì)，厚度大、導(dǎo)熱快的母材，焊前一定要預(yù)熱。

5、處理方法

在焊接質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中，雙面焊或加墊板的單面焊中是不允許未焊透缺陷存在的。對(duì)于不加墊板的單面焊，允許的未焊透缺陷與焊縫的重要程度有關(guān)，重要焊縫不允許單面未焊透。應(yīng)根據(jù)探傷結(jié)果來(lái)確定缺陷部位，定好返修位置。

十一、未熔合

1、現(xiàn)象
未熔合是指焊縫金屬和母材之間或焊道金屬和焊道金屬之間未完全熔化和結(jié)合的部分，它可以分為側(cè)壁未熔合、層間未熔合和焊縫根部未熔合側(cè)壁未融合

層間未熔合
根部未融合
2、危害性
未熔合減少了接頭承載的有效截面，降低了機(jī)械強(qiáng)度。
3、原因分析
（1）產(chǎn)生未熔合的原因是焊接線能量或火焰能率過(guò)小，即焊接電流過(guò)小或焊速過(guò)快，焊縫兩側(cè)運(yùn)條停頓時(shí)間過(guò)短或焊條角度偏于一側(cè)，使母材或?qū)娱g金屬未得到完全充分熔化，而被填充金屬覆蓋。
（2）母材坡口或前一焊道表面有氧化物或未清理凈的熔渣等臟物時(shí)，焊接溫度不夠未能將其熔化結(jié)合時(shí)，也會(huì)形成未熔合。
（3）起焊溫度低，焊速過(guò)快，易使焊縫始端未熔化。
4、預(yù)防措施
（1）選用合理的焊接工藝參數(shù)，運(yùn)條角度和速度應(yīng)適當(dāng)，坡口邊緣運(yùn)條稍慢，停留稍長(zhǎng)，使熱量足以熔化母材和前一層焊縫金屬。
（2）母材坡口內(nèi)氧化鐵及焊縫溝槽熔渣應(yīng)清理干凈平整。
（3）焊接中焊條有偏心時(shí)，應(yīng)調(diào)整角度，使電弧處于正確方向。
5、處理方法
焊縫中一般不允許未熔合缺陷存在，當(dāng)出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)探傷結(jié)果來(lái)確定缺陷部位，定好返修位置。

十二、裂紋

1、現(xiàn)象

在焊縫或近縫區(qū)，由于焊接的影響，材料的原子結(jié)合遭到破壞，形成新的界面而產(chǎn)生的縫隙稱為焊接裂縫，它具有缺口尖銳和長(zhǎng)寬比大的特征。

裂縫按其產(chǎn)生的部位可分為縱向裂縫、橫向裂縫、弧坑裂縫、根部裂縫、熔合區(qū)裂縫及熱影響區(qū)裂縫等，按其產(chǎn)生的溫度和時(shí)間，又可分為熱裂縫、冷裂縫和再熱裂縫。

2、危害性

裂縫是一種危害最大的缺陷，除了降低焊接接頭的承載能力，還因裂縫末端的尖銳缺口將引起嚴(yán)重的應(yīng)力集中，促使裂縫擴(kuò)展，最終會(huì)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)的破壞。通常，在焊接接頭中，裂縫是一種不允許存在的缺陷。一旦發(fā)現(xiàn)即應(yīng)徹底清除，進(jìn)行返修焊接。

3、原因分析及防治措施

由于裂縫的產(chǎn)生原因和形成機(jī)理的不同，下面就熱裂縫、冷裂縫和再熱裂縫三類(lèi)分別予以討論。

（1）熱裂縫

熱裂縫一般是指高溫下（從凝固溫度范圍附近至鐵碳平衡圖上的A3線以上溫度）所產(chǎn)生的裂紋，又稱高溫裂縫或結(jié)晶裂縫。

熱裂縫通常在焊縫內(nèi)產(chǎn)生，有時(shí)也可能出現(xiàn)在熱影響區(qū)

熱裂紋

焊縫中的縱向熱裂縫一般發(fā)生在焊道中心，與焊縫長(zhǎng)度方向相平行；縱向熱裂縫一般沿柱狀晶界發(fā)生，并與母材的晶粒界相聯(lián)，與橫縫長(zhǎng)度方向相垂直；根部裂縫發(fā)生在焊縫根部，弧坑裂縫大多數(shù)發(fā)生在弧坑中心的等軸晶區(qū)，有縱、橫和星狀等幾種類(lèi)型。熱影響區(qū)中的熱裂縫有橫向，也有縱向，但都沿晶粒邊界發(fā)生。

熱裂縫的微觀特征一般是沿晶粒邊界開(kāi)裂，故又稱晶間裂縫。當(dāng)裂縫貫穿表面與外界空氣相通時(shí)，熱裂縫表面會(huì)出現(xiàn)藍(lán)灰色等氧化色彩。有的焊縫表面的宏觀熱裂縫中充滿熔渣。

產(chǎn)生熱裂縫的原因是由于焊接熔池在結(jié)晶過(guò)程中存在著偏析現(xiàn)象，低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)在結(jié)晶過(guò)程中以液態(tài)間層存在形成偏析，凝固以后強(qiáng)度也較低，當(dāng)焊接應(yīng)力足夠大時(shí)，就會(huì)將液態(tài)間層或剛凝固不久的固態(tài)金屬拉開(kāi)形成裂縫。

此外，如果母材的晶界上也存在有低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)，則在加熱溫度超過(guò)其熔點(diǎn)的熱影響區(qū)，這些低熔點(diǎn)化合物將熔化而形成液態(tài)間層，當(dāng)焊接拉應(yīng)力足夠大時(shí)，也會(huì)被拉開(kāi)而形成熱影響區(qū)液化裂縫?？傊瑹崃芽p的產(chǎn)生是冶金因素和力學(xué)因素綜合作用的結(jié)果。

防止產(chǎn)生裂縫的措施，可以從冶金因素和力學(xué)因素兩個(gè)方面入手。具體來(lái)說(shuō)有：

1）限制母材及焊接材料（包括焊條、焊絲、焊劑和保護(hù)氣體）中易偏析元素及有害雜質(zhì)的含量。特別應(yīng)控制硫、磷等雜質(zhì)元素的含量和降低含碳量。

硫幾乎不溶于鋼，它與鐵生成低熔點(diǎn)的硫化鐵（FeS）。焊接時(shí)，硫化鐵的存在會(huì)導(dǎo)致焊縫熱裂和在熱影響區(qū)出現(xiàn)液化裂縫，使焊接性能變壞；同對(duì)硫以薄膜形式存在于晶界， 會(huì)使鋼的塑性和韌性下降。磷也會(huì)使鋼的塑性和韌性下降，提髙鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度，并使焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂縫。一般用于焊接的鋼材中硫含量應(yīng)不大于0.045%，磷含量應(yīng)不大于0.055%。有時(shí)還需要更嚴(yán)格的控制。

材料的焊接性能與含碳量密切相關(guān)。鋼材含碳量越髙，焊接性能變差。一般認(rèn)為，焊縫中碳含量控制在0.10 %以下，熱裂縫敏感性可大大降低。

2）調(diào)整焊縫金屬的化學(xué)成份，改善焊縫組織，細(xì)化焊縫晶粒，以提高其塑性，減少或分散偏析程度，控制低熔點(diǎn)共晶的有害影響。例如焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，采用奧氏體加鐵素體的雙相組織焊縫，可以提高其抗熱裂性能。而單相奧氏體組織的焊縫，則容易產(chǎn)生熱裂紋。

3）采用堿性焊條或焊劑，以降低焊縫中的雜質(zhì)含量，改善結(jié)晶時(shí)的偏析程度。

4）控制焊接規(guī)范，適當(dāng)提高焊縫的形狀系數(shù)，采用多層多道焊法，避免中心線偏析， 可防止中心線裂縫。

焊接時(shí)，單道焊縫截面上焊縫寬度與焊縫厚度的比值叫焊縫的形狀系數(shù)或焊縫成形系數(shù)。當(dāng)焊縫的形狀系數(shù)過(guò)小時(shí)，焊縫窄而深，低熔點(diǎn)雜質(zhì)會(huì)聚集在焊縫中心，產(chǎn)生熱裂縫的可能性大大增加，當(dāng)焊縫的形狀系數(shù)較大時(shí)，焊縫寬而淺，低熔點(diǎn)共晶和雜質(zhì)聚集在焊縫近表面區(qū)，大大降低了中心線裂縫的傾向

形狀系數(shù)對(duì)裂縫的影響

5）采取各種降低焊接應(yīng)力的工藝措施，如采用合理的焊接順序和方法、釆用較小的焊接線能量、整體預(yù)熱和錘擊法等。

6）收弧時(shí)填滿弧坑，可避免產(chǎn)生弧坑裂縫。

（2）冷裂縫

冷裂縫一般是指焊縫在冷卻過(guò)程中至A3溫度以下所產(chǎn)生裂縫。形成裂縫的溫度通常為300~200℃以下，在馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)，故稱冷裂縫。

冷裂縫可以在焊接后立即出現(xiàn)，也可以在焊接以后的較長(zhǎng)時(shí)間才發(fā)生，故也稱為延遲裂縫。由于冷裂縫的產(chǎn)生與氫有關(guān)，也稱氫致裂縫。冷裂縫的產(chǎn)生具有延遲性質(zhì)，有可能造成預(yù)料不到的嚴(yán)重事故。因此，它具有更大的危險(xiǎn)性，必須充分重視。

低碳鋼和奧氏體不銹鋼焊接時(shí)，冷裂縫傾向較小。而在焊接低合金鋼、中碳鋼及高合金鋼等易淬火鋼種時(shí)，則容易發(fā)生冷裂縫。

焊縫和熱影響區(qū)均可能形成冷裂縫，如圖13所示。焊道下裂紋常平行于焊縫長(zhǎng)度方向并在熱影響區(qū)擴(kuò)展，不一定貫穿表面，有時(shí)呈連續(xù)狀大致平行于熔合區(qū)發(fā)展。焊趾裂縫發(fā)生在焊縫和母材截面不連續(xù)處或咬邊處等應(yīng)力集中部位，在熱影響區(qū)中擴(kuò)展。焊趾裂縫產(chǎn)生在焊根附近或根部未焊透等缺口部位。

冷裂縫的特征一般無(wú)分枝，通常為穿晶型（相對(duì)于原奧氏體晶粒），但在不易淬火鋼中存在混合組織時(shí)，有時(shí)也有晶間型。

形成冷裂縫的基本條件是：焊接接頭形成淬硬組織；擴(kuò)散氫的存在和濃集；存在著較大的焊接拉伸應(yīng)力。這三個(gè)條件相互影響，相互促進(jìn)。在不同情況下，三者中任何一個(gè)因素都可能導(dǎo)致冷裂紋的產(chǎn)生，其中擴(kuò)散氫是誘發(fā)冷裂縫的最活躍的因素。

防止冷裂縫的產(chǎn)生主要從降低擴(kuò)散氫含量，改善組織和降低焊接應(yīng)力等方面采取措施。主要有：

1）采用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中的擴(kuò)散氫含量。堿性焊條又稱低氫焊條，能降低焊縫金屬中的含氫量；

2）焊條和焊劑在使用之前應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的要求進(jìn)行烘干。此外，還應(yīng)仔細(xì)清理坡口和焊絲，去除油污、水份和銹斑等贓物，以減少氫的來(lái)源；

3）選擇合理的焊接規(guī)范和線能量，如焊前預(yù)熱、控制層間溫度、焊后緩冷等，改善焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)；

4）焊后及時(shí)進(jìn)行熱處理。一是進(jìn)行退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力，使淬火組織回火，改善其韌性；二是進(jìn)行消氫處理，使氫從焊接接頭中充分逸出；

5）提高鋼材質(zhì)量，減少鋼材中的層狀?yuàn)A雜物，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接工藝方面采取措施減小板厚方向上的焊接拉應(yīng)力，可防止層狀撕裂；

6）采取降低焊接應(yīng)力的各種工藝措施（詳見(jiàn)熱裂縫，防止措施）。

（3）再熱裂縫

再熱裂縫起源于焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，具有晶界斷裂的特征。裂縫大多發(fā)生在應(yīng)力集中部位。一般在焊縫區(qū)域再次受到加熱時(shí)形成，故稱再熱裂縫。

產(chǎn)生再熱裂縫的原因，一般認(rèn)為是在再加熱時(shí)，在第一次熱過(guò)程中過(guò)飽和固溶的碳化物（主要是釩、鉬的碳化物）再次析出，造成晶內(nèi)強(qiáng)化，使滑移應(yīng)變集中于原先的奧氏體晶界。當(dāng)晶界的塑性應(yīng)變能力不足以承受松弛應(yīng)力過(guò)程中所產(chǎn)生的應(yīng)變時(shí)，就形成再熱裂縫。

在焊接工藝上防止產(chǎn)生再熱裂縫的措施有：

1）減小殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，如提高預(yù)熱溫度、焊后緩冷、使焊縫與母材平滑過(guò)渡等；

2）在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，選擇適當(dāng)?shù)暮附硬牧?，使焊縫金屬的高溫強(qiáng)度稍低于母材，讓?xiě)?yīng)力在焊縫中松弛，可避免在熱影響區(qū)產(chǎn)生裂縫；

3）在保證室溫接頭強(qiáng)度的情況下，提高消除應(yīng)力退火溫度，致使析出比較粗大的碳化物粒子，以改善高溫延性。

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