焊接工程中的质量缺陷：外部、内部缺陷及焊缝尺寸问题剖析

焊接中的八大缺陷总结分析

必须用破坏性试验或专门无损检测方法才能发现的内部气孔、夹渣、内部裂纹、未焊透、未溶合等，这些被称为内部缺陷。但常见的多是焊后不清理焊渣和飞溅物以及不清理的焊疤。

焊缝尺寸不符规范要求

现象：在检查焊缝时，焊缝的高度存在过大或过小的情况；焊缝的宽度有太宽或太窄的现象；焊缝和母材之间的过渡部位不平滑，表面粗糙；焊缝纵、横向不整齐；在角焊缝部位，焊缝的下凹量过大。

焊工操作熟练程度不足，运条方法不当，像运条速度过快或过慢，还有焊条角度不正确等情况。 埋弧自动焊过程，焊接工艺参数选择不当。

- 通过焊接工艺评定，挑选出合适的焊接工艺参数。焊工需持证上岗。经过培训的焊工具备一定的理论基础和操作技能。在焊接多层焊缝的表面最后一层焊缝时，在确保和底层熔合的前提下，应使用比各层间焊接电流小的电流，并选用小直径（φ2.0mm~3.0mm）的焊条进行覆面焊。运条速度需保持均匀，有节奏地向纵向推进，同时进行一定宽度的横向摆动，这样能使焊缝表面整齐美观。

咬边（咬肉）

现象：焊接时的电弧会使焊缝边缘熔出凹陷或沟槽。这些凹陷或沟槽没有得到熔化金属的补充，从而留下了缺口。过深的咬边会使焊接接头的强度减弱，并且会造成局部应力集中。在承载后，会在咬边处产生裂纹。

原因主要有以下几点：焊接电流过大；电弧过长；焊条角度掌握不合适；运条的速度不当；焊接终了时焊条留置长度太短。这些因素会导致咬边的形成。一般在立焊、横焊、仰焊时，咬边是一种常见的缺陷。

防治措施：焊接时，电流不能过大，电弧不能拉得过长或过短，要尽量使用短弧焊。要掌握合适的焊条角度以及熟练的运条手法，当焊条摆动到边缘时应放慢速度，让熔化的焊条金属填满边缘，而在中间时则要稍快一些。焊缝咬边的深度需小于 0.5mm，长度要小于焊缝全长的 10%，并且连续长度要小于 10mm。如果深度或产度超过了上述允差，就需要把缺陷处清理干净。接着，使用直径较小且牌号相同的焊条，将焊接电流稍微调大一些，比正常的要大一点，然后进行补焊，把缺陷处填满。

裂纹

在焊接过程或焊接之后，焊接区域内会出现金属破裂。这种破裂可能产生在焊缝内部，也可能产生在焊缝外部，还可能发生在热影响区。按产生的部位可分为纵向裂纹、横向裂纹，弧坑裂纹、根部裂纹等。同时，又可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。

原因：焊缝热影响区收缩后会产生较大的应力。母材中含有较多的淬硬组织，冷却之后容易产生裂纹。焊缝里有相当高的氢浓度，还有其他有害元素杂质等，这些因素容易导致产生冷裂纹和热裂纹。

选用材料必须符合设计图样的要求，要严格控制氢的来源，焊条使用前应进行烘干，并且要认真清理坡口的油污、水分等杂质。焊接时，要选择合理的焊接参数，将输入热量控制在 800 到 3000℃的冷却温度范围内，这样就能改善焊缝及热影响区的组织状态。如果焊接环境温度较低且材料较薄，除了提高操作环境温度之外，还应该在焊前进行预热。焊接结束后，要想办法进行保温缓冷和焊后热处理，以此来消除焊缝残余应力在冷却过程中产生的延迟性裂纹。

弧坑

现象：弧坑出现在焊缝收尾处，会产生下滑的情况。这种下滑现象不但会减弱焊缝的强度，而且在冷却过程中还会导致产生裂纹。

原因：一是在焊接终了时熄弧的时间太短；二是在焊薄板的时候使用的电流过大。

焊缝收尾时，焊条需做短时间停留或进行几次环形运条。不要突然停弧，这样能有足够金属填充熔池。焊接过程中要保证有适当电流。对于主要构件，可加引弧板，将弧坑引出到焊件外部。

夹渣

现象：在焊缝中，通过无损检测发现存在非金属夹杂物，这些夹杂物包括氧化物、氮化物、硫化物、磷化物等。它们形成了多种多样不规则的形状，其中常见的有锥形、针形等夹渣物。金属焊缝夹渣会带来不良影响，它会降低金属结构的塑性和韧性，还会使应力增加，从而导致冷脆性和热脆性容易产生裂纹，最终使构件遭到破坏。

原因：焊缝的母材清理工作做得不干净，并且焊接电流过小，这就导致熔化金属凝固得过快，使得熔渣没有足够的时间浮出。焊接母材以及焊条的化学成分存在不纯的情况，比如在焊接时熔池内含有氧、氮、硫、磷、硅等多种成分，这样就容易形成非金属夹渣物。焊工在操作上不够熟练，运条的方法也不恰当，从而使得熔渣与铁水混在一起无法分离，进而阻碍了熔渣的上浮。焊口的坡口角度较小，焊条的药皮成块脱落且未被电弧熔化；在进行多层焊时，熔渣清理得不够干净，操作过程中没有及时将熔渣拨出，这些情况都是导致夹渣的原因。

5. 对于多层焊缝，必须认真清除每层焊缝的焊渣。采用酸性焊条时，熔渣需在熔池之后；使用碱性焊条焊立角缝时，不但要正确选择焊接电流，还要采用短弧焊接，并且运条要正确，让焊条适当摆动，这样能使熔渣浮出表面。采用焊前预热、焊接过程加热以及焊后保温的方式，让其缓慢冷却，以此来减少夹渣。

气孔

现象：在焊接过程中，熔化的焊缝金属会吸收气体。这些气体在冷却前无法及时从熔池中排出，从而残留在焊缝内部，形成孔穴。气孔可根据产生的部位分为内气孔和外气孔。按照分部情况及形状来看，气孔缺陷会使焊缝强度降低，还会产生应力集中，增加低温脆性和热裂倾向等。

原因：焊条自身质量低劣，且焊条受潮后未按规定要求进行烘干；焊条的药皮出现变质或剥落的情况；焊芯出现锈蚀等现象。母材在冶炼过程中存在残留的气体；焊条以及焊件上沾有铁锈、油污等杂质，在焊接过程中，由于高温气化而产生气体。焊工的操作技术不够熟练，或者视力较差，无法清晰分辨熔化的铁水和药皮，从而导致药皮中的气体与金属溶液混杂在一起。焊接电流过大会使焊条发红，进而降低保护效果；电弧长度过长；电源电压波动过大，会造成电弧不稳定燃烧等情况。

防治措施：要选用合格的焊条，不能使用药皮出现开裂、剥落、变质、偏心情况或者焊芯严重锈蚀的焊条，还需将焊口附近以及焊条表面的油污、锈斑等清理得干干净净。要选择适宜的电流大小，把焊接速度控制好。在焊前要对工件进行预热，当焊接结束或者中途停顿时，要让电弧缓慢撤离，这样有利于减慢熔池的冷却速度以及熔池内气体的排出，从而避免出现气孔缺陷。降低焊接操作地点的湿度，让操作环境的温度升高。在室外进行焊接时，倘若风速达到 8m/s ，或者正在降雨、有露、下雪等情况，就应该采取挡风、搭建雨棚等有效的措施，之后才可以进行焊接操作。

焊后不清理飞溅和焊渣

这种通病最为常见，它既不美观，危害性又很大。溶合性飞溅会使用材表面形成淬硬组织，容易产生硬化以及局部腐蚀等缺陷。

原因：焊材在保存过程中，中药皮受潮会导致变质，或者所选用的焊条与母材不匹配。焊接设备的选择不符合要求，交、直流焊接设备与焊材不匹配，焊接二次线极性接法不正确，施焊电流过大，焊缝坡口边缘有杂物及油垢污染，焊接环境不符合焊接要求等。操作者技术不熟练，没有按照规程进行操作和防护。

- 在冬雨季施工时，要搭建搭接防护棚，以保证施焊环境。在对有色金属和不锈钢进行施焊之前，能够在焊缝两侧的母材上涂抹防护涂料来起到保护作用。同时，还可以选择焊条、薄药皮焊条以及氩气保护等方式，以此来消除飞溅物并且减少熔渣。焊工在操作时需要及时清理焊渣并且做好防护。

弧疤

现象：焊条或焊把与焊件接触，这是由于操作不慎导致的；或者地线与工件接触不良，从而短时地引发了电弧；而在工件表面就留下了弧疤。

原因：电焊操作者粗心大意，未采取防护措施和对工具的维护。

焊工需时常检查使用的电焊把线和接地线的绝缘状况，若发现破损需立即包扎好。接地线的装设要做到牢固且可靠。焊接过程中不能在焊道外引弧。焊钳放置时要与母材隔开或者适当挂起。不进行焊接作业时要及时切断电源。一旦发现电弧擦伤，就必须用电动砂轮及时进行打磨。因为在不锈钢等有耐腐蚀性能要求的工件上，弧疤会成为腐蚀的起始点，从而会降低材料的性能。