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焊接接头缺陷分析及防止探讨

姓名：吴强
单位：丹东黄海汽车有限责任企业
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邮编：118000
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日期：8月17日

目 录

摘要 2
一、基本知识 3
二、焊接接头缺陷分析 4
1、外部缺陷 4
2、内部缺陷 4
三、焊接接头外部缺陷防止 5
1、焊接前质量控制 5
2、焊接中质量控制 6
3、现场材料和钢材监督和管理 6
4、焊工技能资格管理 6
5、确定合格焊接工艺流程 6
四、内部缺陷重要有哪些和怎样防止 7
五、常见焊接接头缺陷在施工操作时
应注意如下问题 7
六、结束语 10

摘 要

控制焊接是安装工程中一项比较重要工序，焊接过程中，由于种种原因影响，轻易产生多种类型焊接缺陷。焊接接头缺陷存在会直接危及整个构造质量。因此，将焊接接头缺陷控制在容许范围内是每个焊接操作人员及工程管理人员应尽责任。

关键词：基本知识、焊接残存应力、延迟裂纹敏、金属氧化物、内部缺陷防止

焊接接头缺陷分析及防止探讨

姓名：吴强

一、基本知识
1、焊接就是通过加热和加压措施，使两个分离物体之间借助于同部原子之间扩散和结合作用，使其连接成一种整体工艺过程
（1）熔化焊：是将焊件接头加热到熔化状态，一般都需加入填充金属，经冷却结晶后形成牢固接头，使焊件成为一种整体。根据热源形式不一样，熔化焊接措施分为电弧焊、电阻焊、电渣焊。
（2）压力焊：是将两块金属接头处加压，不管进行加热或不加热，在压力作用下使之焊接起来。
（3）钎焊：是运用比金属焊件熔点低钎料与焊件一同加热，使钎料熔化后填满焊件连接处间隙，待钎料凝固后，将两块焊件彼此连接起来。
2、焊条选择：根据国标规定，焊条分为九类：低碳钢和低合金高强度钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条等。
（1）焊条由焊条芯和药皮两部分构成。焊条芯起导电和填充焊缝金属作用，为了保证焊缝质量，对焊芯金属各合金元素含量分别有一定限制，以保证焊缝性能不低于焊件金属，焊条芯钢材通过特殊冶炼。焊条药皮重要作用是：提高焊接电弧稳定性，防止空气对熔化金属有害作用，保证焊缝金属脱氧和加入合金元素，以提高焊缝金属机械性能。
（2）根据焊条药皮熔化后熔渣特性，又可分为酸性焊条和碱性焊条两类。合用于一般低碳钢和强度较低一般低合金刚焊接。碱性焊条又称低氢焊条，重要用于重要构造如压力容器、合金构造钢等焊接。
3、焊接电流与电弧：由直流电源产生电弧叫直流电弧，焊接电弧包括阴极区、弧柱和阳极区三部分，这种把阳极接在焊件上，阴极连在焊条上，使电弧中热量大部分集中在焊件上连接形式叫做正接法，它可加紧焊件熔化速度，多用于厚焊件。
二、焊接接头缺陷分析
常见焊接接头缺陷重要有外部缺陷、内部缺陷及焊接缺陷等。
1、外部缺陷：焊接接头外部缺陷一般用肉眼就能观测到，重要有焊瘤、咬边、凹坑、烧伤、余高局限性或过大、错边及弧坑处理不良等。
2、内部缺陷：焊接接头内热裂纹和冷裂纹。结晶裂纹是最常见热裂纹，在金属凝固过程中出现，重要出目前焊缝
中，少数出目前热影响区。结晶裂纹产生是由于焊缝中具有较多S，P等杂质，在焊缝金属凝固过程中形成了某些低熔点结晶，然后在结晶界形成液态薄膜。因此液态薄膜成为焊缝中微弱环节，在焊接应力作用下便开裂而形成结晶裂纹。在冷裂纹中最常见是延迟裂纹。在低、中合金金刚热影响区或焊缝中，当焊接后一段时间后，也许出现多种形态延迟裂纹。有出目前接头表面，有出目前接头内部。焊缝延迟裂纹出现，是由如下三种原因共同作用成果。第一，母材淬硬现象：母材碳当量越高其淬硬倾向越大，延迟裂纹敏感性就越大。此外，接头冷却速度对母材淬硬倾向也有较大影响，伴随母材淬硬倾向增长轻易形成脆性马氏体。马氏体又会使热影响区最高硬度对应在增长，从而使延迟裂纹敏感性增大。第二，扩散氢含量：焊缝中含氢量越高，延迟裂纹敏感性越大。当接头中扩散氢含量高于其临界扩散氢含量时，便出现延迟裂纹。第三，焊接残存应力：焊接接头重要存在热应力、相变应力和约束应力。板厚度越大，约束越强，残存应力也越高。焊接残存应力是引起应力腐蚀断裂原因之一。
三、焊接接头外部缺陷防止焊接全过程包括原材料、焊接材料、施工人员焊接技能、焊接前准备、焊接和焊接后热处理等工序。因此，要防止焊接缺陷、处理焊接过程中存在问题、抓好焊接质量，就必须加强焊接前和焊接中每一道工序质量管理。
1、焊接前质量控制，首先要把好原材料质量关。尽量选正规厂家生产产品，检查钢厂提供材料质量检查单，内容包括材料牌号、规格或尺寸、炉批号、检查编号、数量、重量、供货状态、力学性能、化学成分等，同步还要检查材料表面与否有裂纹、分层及超过原则容许凹坑和划伤以及钢印标识与否对和齐全，并且按照国标进行取样，送检测部门检测。经检查合格后方能正式进入施工现场。为了保证材料真实性，取样送检时应采用由建设方委托该工程项目取样送检见证人专人负责。假如具有法律效应检查成果不合格但已进入工地钢材，应当由质量监督部门告知建设单位进行拆除和清场，坚决杜绝使用不合格钢材。
2、焊接中质量控制。焊接区清洁管理。检查焊接区清洁质量，不得留有水、油、锈和氧化膜等有害污物，这对防止外部缺陷（如凹坑、咬边等）产生有重要作用，对防止气孔、夹渣之类内部缺陷产生也有积极意义。
3、现场材料和钢材监督和管理。必须委托具有专业知识人员或监理工程师监督管理，不定期地对现场材料包括钢材进行抽检、送检测部门复验，以保证钢材质量。另一方面是对焊接材料管理。检查焊接材料与否为合格产品、贮存和烘焙制度与否执行、发放焊接材料表面与否清洁无锈、焊条药皮与否完好无霉变。
4、焊工技能资格管理。焊工技能水平是保证焊接质量决定性原因。焊工必须通过专业培训，具务有关基础知识和操作技能，并持有焊工考试合格证。
5、确定合格焊接工艺流程。对不一样母材，应选择合格焊接措施、可靠焊接能量和合适焊接材料。对不一样直径或不一样厚度母材都应实行先试焊、后施焊原则，以保证焊接接头优良、安全。焊接前质量控制和焊接中质量控制是保证最终焊接质量、防止废品和返工必要条件，是整个焊接质量控制过程中重要构成部分。焊接质量控制应实行焊工、焊接工程师和专职检查员三级管理责任制。焊工应对违反焊接工艺流程及操作不妥导致质量事故承担责任，焊接质量检查员应对漏检、误检导致质量事故承担责任。焊接过程中，要对施工过程进行监督和检查。
四、内部缺陷重要有哪些和如防止。内部缺陷是指必须借助仪器设备测试才能判断出缺陷，重要有未熔合、未焊透、气孔、夹渣及白点等。内部缺陷因肉眼观测不到，危害更大，要坚决杜绝。第一，确认焊接措施与否与规定一致，检查焊接设备与否完好和着装与否符合工艺流程规定。第二，根据焊接工艺规程复核焊接材料牌号与规格与否对，以防错用而导致焊接质量事故。第三，对焊接预热温度和预热方式进行严格控制和检查，焊接前预热是防止焊接裂纹产生重要措施。第四，对焊接环境进行监督。当焊接环境出现下列状况时应采用措施后才能进行焊接：温度低于0℃；相对湿度不小于90%；风速不小于10m/s或存在穿堂风以及雨、雪、雾气候露天操作。第五，对焊接后热处理实行监督和检查。焊接后热处理目是增进焊缝中扩散氢逸出，防止焊接裂纹产生，消除焊接残存应力和改善接产学研力学性能。焊工技术水平是影响焊接质量直接原因之一。防止措施是合适调小焊接电流，焊接时注意熔池大小，以便调整焊接电流或焊接速度。要做到思想上重视，详细操作上细心。
五、常见焊接接头缺陷在施工操作时应注意如下问题：
1、咬边。重要是由于焊接电流过大、电弧拉长或运条不稳引起。咬边最大危害是损伤了母材，使母材有效截面减小，也会引起应力集中。防止措施是焊接时调整好电流，电流不适宜过大，且控制弧氏，尽量用短弧焊接，运条时手要稳，焊接速度不适宜太快，应使熔化焊缝金属填满焊接坡口边缘。
2、焊瘤。重要是由于焊接电流过大或焊接速度过慢引起。它危害是焊瘤处易应力集中且影响整个焊缝焊接中质量。控制焊接过程包括焊接、预热和焊接后热处理。
3、弧坑。重要是由于断弧或熄弧引起。弧坑存在减小了焊缝截面，减少了接头有效强度，并且弧坑处常伴有弧坑裂纹，危害较大。防止措施是尽量减小短弧次数，每次熄弧前应稍微停留或做几次摆动运条，使有效多焊条熔化填满弧坑处。
4、气孔。产生气也原因较多，如焊条未按规定烘干、母材除锈不彻底、焊接电压不稳、弧氏过氏等。气孔存在使焊缝截面减小，金属内部组织疏松，应力宜集中，也易诱发裂纹等更严重缺陷。防止措施是在焊接前应按规定烘干焊条，清理坡口及母料表面油污、锈迹；注意大气变化，刮风、下雨要有遮挡，措施焊接时选择合适电流及焊接速度。
5、夹渣。夹渣一般是由于熔池冷却过程中非金属物质如焊条药皮中某些高熔点组分、金属氧化物等来不及浮出熔池表面而残留在焊缝金属中引起。其危害是影响了焊缝金属致密性及连贯性，易引起应力集中。防止措施是焊接前应严格清理母材坡口及附近油污、氧化皮等，多层焊接时彻底清理前一道焊缝留下熔渣。焊接时选择合适焊接参数，做好焊前及焊层间清理工作；数量掌握操作技能；尽量采用品有良好工艺性能焊条。
6、烧穿。焊接过程中，熔化金属自破口背面流出，形成穿孔缺陷。烧穿不仅影响焊缝外观，并且该处焊缝强度减弱，甚至使焊接接头失去了承载能力，因此烧穿是一种绝对不容许存在缺陷。烧穿重要原因是由于电流过大，焊接速度过慢以及电弧在焊缝某处停留时间过长等引起焊件受热过大；焊件间隙太大也轻易产生烧穿。防止烧穿重要措施有对选择焊接电流和焊接速度，减少熔池在每个部位停留时间，严格控制焊件装配间隙，并保持均匀一致。
7、应力和变形。焊接时，金属材料经受了不均匀加热和冷却，焊接熔池温度越高，离熔池越远，温度越低，焊接接头周围冷态金属使接头膨胀和收缩受阻，加上局部组织变化，从而导致焊接应力及变形产生。有以上分析可知，在焊接接头内产生不均匀塑性变形是产生焊接应力和变形重要原因。焊件中焊接应力和变形是紧密联络在一起，当焊件刚性较大，焊接过程中不能自由膨胀和收缩时，则焊接变形很小而焊接应力很大；反之若焊件刚性较小，焊接过程中焊件可以比较自由地膨胀和收缩时，则焊接变形较大而焊接应力较小。防止措施重要有如下两种措施：其一，是采用合理构造。应尽量减小焊缝和接头数量和尺寸，合理布置焊缝和接头，防止交叉焊缝和接头。其二采用合理工艺。如反变形法，刚性固定法，散热发等。

六、结束语
通过对焊接接头缺陷分析我们可以懂得焊接接头缺陷，重要由外部缺陷和内部缺陷所构成。在对焊接接头缺陷剖析中，我们能愈加深刻理解这些缺陷危害和形成原因，从而使我们能更好来防止焊接接头多种缺陷。在多种缺陷面前还是控制质量五大环节人、机、料、法、环。在这五大环节中人是再在首位，因此所有缺陷我们懂得了怎样防止，更要应用到实际操作中，来打造合格可靠产品。

参照文献：
《焊条电弧焊基本技能》 李晓霞
《机械工业技师考核培训教材编审委员会》编