第一篇：等离子弧焊接的材料、装配、工艺与缺陷形式

焊接资料

(1)母材凡氩弧焊可以焊接的资料均可用等离子弧焊接,如碳钢、耐热钢、蒙乃力<合金、可伐合金、钛合金、铜合金、铝合金以及镁合金等.除铝、镁及其合金外,其他资料均采用直流正接法焊接:铝、镁及其合金采用交流或直流反接法焊接金桥电焊条.直流正接等离子弧单道可焊资料厚度范围普通为0.3m6.4mm.交流变极性等离子弧单道可焊铝合金厚度可达12.7mm(小孔法).等离子弧焊接的冶金过程与氩弧焊相同,只是由等离子弧具有较小的弧柱直径,焊接时母材凝结量少,所以焊缝深宽比大、热影响区窄.每一种母材金属焊接时对预热、后热以及气体维护等工艺请求与氩弧焊相同.(2)填充金属与氩弧焊一样,等离子弧焊工艺能够运用填充金属.填充金属普通制成光焊丝或者光焊条.自动焊运用光焊丝作填充金属,手工焊则用光焊条作填充金属.填充金属的主要成分与被焊母材相同.(3)气体等离子焊枪有两层气体,即从喷嘴流出的离子气及从维护气罩流出的维护气.有时为了加强维护,还需运用维护拖罩及通气的反面垫板以扩展维护气的维护范围.对钨极应该是惰性的;以免钨极烧;护气对母材普通是惰性的,但假如类取决于被焊金属,可供选择的气体有:

1)Ar气Ar气用于焊接碳钢、高强度钢及活性金属,如钛、钽及锆合金.焊接这些金属所用的气体中,即便含有极小量的H,也可能招致焊缝产生气孔、裂纹或降低力学性能.2)Ar-H2混合气焊接奥氏体不锈钢、镍合金及铜镍合金时,允许运用Ar-H2混合气体.Ar气中填加H2气可进步电弧温度及电弧电场强度,可以更有效地将电弧热量传送给工件,在给定的电流条件下能够得到较高的焊接速度.同时,H2具有复原性,运用Ar-H2混合气体能够取得更光亮的焊缝外观.但H2含量过多焊缝易呈现气孔及裂纹,普通p(H2)限制在7.5%以下.但是,在小孔焊接工艺中,由于气体以充沛逸出,加p(H2)范围为5%一15%,工件越薄,允许H2的比例越大.如小孔法焊6.4mm不锈钢时,加p(H2)为5%;而停止3.8mm不锈钢管道高速焊时,允许加p(H2)达15%."运用Ar-H2混合气体作离.混合气体作离子气时,由于电弧温度较高,应降低喷嘴孔径的额定电流.3)Ar-He混合气He气也是m种惰性气体,当被焊工件不允许运用Ar-H2混合气时,可思索运用Ar-He混合气.在Ar-He混合气体中,p甲(He)超越40%以上电弧热量才干有明显的变化.p(He)超越75%时,其性能根本与纯He相同,通常在Ar气中参加p(He)=50%~75%停止钛、铝及其合金的小孔焊及在一切金属资料上熔敷焊道.4)He气采用纯He作离子气时,由于弧柱温度较高,会降低喷嘴的热负载,会降低喷嘴的运用寿命及承载电流的才能,另外He气密度较小,在合理的离子气流量下难以构成小孔.所以,纯He仅用于熔透法焊接,如焊接铜.5)Ar-C02混合气由于维护气体不与钨极接触,在小电流焊接低碳钢及低合金钢时,允许在维护气中添加适性气体,其流量在10~15L/min之内.如在Ar中加甲(C02)为25%作维护气焊接死心叠片.典型大电流焊接及小电流焊接条件下的气体选择分别见表1及表2.表1 大电流等离子弧焊接用气体选择

表2 小电流等离子弧焊接用气体选择

焊接工装

(1)接头方式用于等离子弧焊接的通用接头方式为:I形坡口、单面V形和U形坡口以及双面V形和U形坡口.这些坡口方式用于从一侧或两侧停止对接接头的单道焊或多道焊,除对接接头外,等离子弧焊也合适于焊接角焊缝和T形接头,而且具有良好的熔透性.厚度大于1.6mm但小于表3所列厚度值的工件,可不开坡口,采用小孔法单面一次焊成.关于厚度较大的工件,需求开坡口对接焊时,与钨极氩弧焊相比,可采用较大的钝边和较小的坡口角度.第一道焊缝采用小孔法焊接,填充焊道则采用熔透法完成.图1为两种焊接办法所需V形坡口几何外形的比拟.图1 等离子弧焊和钨极氩弧焊V形坡口外形的比照

hh钨极氩弧焊

mm等离子弧焊

焊件厚度假如在0.05~1.6mm之间,通常运用熔透法焊接.常用接头型式如图2所示.图2 薄板焊接接头方式

a)I形对接接头b)卷边对接接头 d)卷边角接接头 d)端接接头

tm板厚(0.025~1mm)hm卷边高度=(2~5)

表3 一次焊透的厚度(单位:mm)

(2)装配与夹紧小电流等离子弧焊对接头的装配请求和钨极氩弧焊相同.引弧处坡口边缘必需严密接触,间隙不应超越金属厚度的10%,难以坚持上述公差时必需添加填充金属.关于厚度不大于0.8mm的金属,焊接接头的装配和夹紧请求如表

4、图3和图4所示.表4 厚度<0.8mm的薄板对接接头装配请求

①反面用Ar或He维护.②板厚小于0,25mm的对接接头引荐采用卷边焊缝.图4 厚度小于0.8mm的薄板对接接头

图5 厚度小于0.8mm的薄板端面接头装配请求

a)间隙 b)错边 c)夹紧间隔

图4给出了接头间隙和错边的允许偏向、压板间距以及垫板凹槽等的尺寸.允许偏向与板厚成比例,I形坡口对接接头允许的最大间隙为0.2t.图5给出了端接接头的装配和夹紧的允许偏向.端接接头的允许偏向比对接接头大得多.所以端接接头是金属箔片较便当的衔接接头.焊接如壁厚0.1~0.2mm的金属薄片时,焊口左近微小的热量动摇都可能使消融焊道别离,致使无法得到连续的焊缝.因而请求夹具在整个焊接过程中年工件严密接触,应用夹具对焊件的良好散热作用稳定焊缝成形以及降低焊接变形.如普通夹具压紧箔件效果不好,司思索运用气动琴键夹具或弹簧琴键夹具.图6是焊接lmm以下不锈钢对接接头的工装参数曲线.焊接夹具普通分为压板和带凹槽的垫板(图6).当采用熔透法焊接时,垫板与氩弧焊时相同,启齿凹槽的垫板用以支撑熔池,但采用小孔法焊接时,熔池是由外表张力支撑的,凝结的铁水不与垫板凹槽相接触.小孔法焊接用的典型垫板如图7所示,凹槽通常宽13mm,深19mm,这样的凹槽不只可以包容反面维护气,还为等离子射流提供一个穿出的空间.图6 小电流焊接不锈钢对接接头的工装参数曲线

虚线示例:T=板厚,0.5 mmC=压板间距,3.5 mmD=垫板槽宽,2.0 mmI=焊接电流,9A

图7 小孔法等离子弧焊接用的典型垫板

1m焊枪2m等离子射流3m工件4m反面维护气5m垫板

(3)焊枪定位与氩弧焊一样,等离子弧能够停止全位置焊接.由于等离子弧指向性强,弧柱直径小,所以请求焊接时焊枪可以更准确地对准焊缝,即严厉地限制焊枪喷嘴轴线沿焊缝中心线的横向摆动.等离子电弧对弧长不敏感,所以焊枪喷嘴至工件的间隔不像氩弧焊时请求那么严厉.焊接工艺

(1)熔透法能够选择手工及自动两种方式停止熔透法焊接.1)手工熔透法手工熔透法焊接的最佳电流范围是0.1~50A.当电流超越50A,运用于工氩弧焊更为经济.运用等离子弧焊设备的过程是先引燃维弧,开端焊接时再引燃主弧.如m段时间内需焊接多段焊缝或多个焊点,在完成一段焊缝或一个焊点时,能够只熄灭主弧,保管维弧.这样,在下m次焊接时,便能够便当地引燃主弧,而不像氩弧焊那样重复地运用高频引弧.而且,等离子弧长偏向+/-1mm对焊缝质量无影响,所以手工等离子弧特别合适焊接需求重复引燃主弧,而又无法准确控制弧长的焊接工艺,如焊接丝网.2)自动熔透法自动熔透法焊接工艺应用普遍,特别是焊接小型精细元件如医疗设备元件、光学仪器元件、精细仪器元件、丝材、膜盒或波纹管等.在许多焊接应用中,熔透法等离子弧应用微程序控制焊接参数.如控制起弧电流、电流上升、脉冲电流、电流衰减及引弧电流.由于高频引弧器仅用来引燃维弧,焊接时无需再用高频引弧器便能够顺利地在工件与电极之间树立起转移弧.因而,等离子弧设备工作时不会损坏四周其他的电子设备.这种特性使等离子弧设备能够在电子检测设备、机器人、计算机四周运用而无需对这些设备加以隔离或防护.熔透型等离子弧焊接工艺参数参考值见表5及6.(2)小孔法小孔法只能采用自动焊.小孔法焊接需求准确地控制起弧与-收弧、离子气流量、焊接电流、焊接速度等工艺参数.1)起弧与收弧板厚小于3mm时,能够直接在焊件上起弧及收弧.板厚大于3mm时,关于纵缝,能够采用引弧板及引出板,将小孔起始区及收尾区扫除在焊缝之外.环缝焊接时,须采用电流及离子气量递增的方式构成适宜的小孔构成区,而采用电流及离子气量递加的方式取得小孔收尾区.图8是小孔焊时电流及离子弧气流量斜率控制曲线.有的等离子弧设备装备了先进的流量控制器,能够在焊接过程中准确地控制离子气流量.表5熔透型等离子弧焊接工艺参数参考值

表6 微束等离子弧焊接不锈钢的焊接工艺参数参考值

注:1.维护气:95%Ar-5%H2、流量10L/min.2.反面维护气:Ar,流量5L/min.①离子气:Ar.②填充丝:310不锈钢,砂1.1mm.③填充丝:310不锈钢,p1.4mm.图8 厚板环缝小孔焊时焊接电流及离子气流量斜率控制曲线

2)离子气流量离子气流量增加,可使等离子流力和熔透才能增大,在其他条件不变时,为了构成小孔,必需要有足够的离子气流量,但是离子气流量过大也不好,会使小孔直径过大而不能保证焊缝成形,喷嘴孔径肯定后,离子气流量大藐视焊接电流和焊接速度而定,亦即离子气流量、焊接电流和焊接速度这三者之间m要有恰当的匹配.3)焊接电流焊接电流增加等离子弧穿透才能增加,和其他电弧焊办法一样,焊接电流总是依据板厚或熔透请求来选定的,电流过小,不能构成小孔,电流过大,又将因小孔直径过大而使熔池金属坠落.此外,电流过大还可能惹起双弧现象.为此,在喷嘴构造肯定后,为了取得稳定的小孔焊接过程,焊接电流只能被限定在某一个适宜的范围内,而且这个范围与离子气的流量有关.图9a为喷嘴构造、板厚和其他工艺参数给定时,用实验办法在8mm厚不锈钢板上测定的小孔型焊接电流和离子气流量的匹配关系.图中1为普通圆柱型喷嘴,2为收敛扩散型喷嘴,后者降低了喷嘴紧缩水平,因此扩展了电流范围,即在较高的电流mF也不会呈现双弧.由于电流上限的进步,因而采用这种喷嘴可进步工件厚度和焊接速度.图9 小孔型焊接工艺参数匹配

4)焊接速度焊接速度也是影响小孔效应的一个重要工艺参数.其他条件一定时,焊速增加,焊缝热输入减小,小孔直径亦随之减小,最后消逝.反之,假如焊速太低,母材过热,反面焊缝会呈现下陷以至熔池走漏等缺陷.焊接速度确实定,取决于离子气流量和焊接电流,这三个工艺参数互相匹配关系见图9b.由图可见,为了取得平滑r的小孔焊接焊缝,随着焊速的进步,必需同时进步焊接电流,假如焊接电流一定,增大离子气流量就要增大焊速,若焊速一定时,增加离子气流量应相应减小电流.5)喷嘴间隔间隔过大,熔透才能降低:间隔过小则形成喷嘴被飞溅物粘污.普通取3m8mm,和钨极氩弧焊相比,喷嘴间隔变化对焊接质量的影响不太敏感.6)维护气体流量维护气体流量应与离子气流量有一个恰当的比例,离子气流量不大而维护气体流.量太大时会招致气流的紊乱,将影响电弧稳定性和维护效果.小孔型焊接维护气体流量普通在15~30L/min范围内.常用四类金属(碳钢和低合金钢、不锈钢、钛合金、铜和黄铜)小孔型焊接的工艺参考值见表7.表7 小孔型等离子弧焊接工艺参数参考值

①碳钢和低合金焊接时喷嘴高度为1.2mm:焊接其它金属时.为4.8mm~采用多孔喷嘴;②预热到316~C~焊后加热至399~C:保温1h;③焊缝反面须用维护气体维护.④60.V形坡口,钝边高度4.8mm:⑤直径1.1mm的填充金属丝,送丝速度152cm/min.⑥请求采用维护焊缝反面的气体维护安装和带后拖的气体维护安装:⑦30.V形坡口,钝边高度9.5mm:⑧采用普通常用的凝结技术和石墨支撑衬垫.焊接缺陷

等离子弧焊常见特征缺陷有:咬边、气孔等.(1)咬边不加填充丝时最易呈现咬边,产生咬边的缘由为:

1)离子气流量过大,电流过大及焊速过高.2)焊枪向一侧倾斜.3)装配错边,坡口两侧边缘上下不平,则高位置一边咬边.4)电极与紧缩喷嘴不同心.5)采用多孔喷嘴时,两侧辅助孔位置偏斜.6)焊接磁性资料时,电缆衔接位置不当,招致磁偏吹,形成单边咬边.(2)气孔等离子弧焊的气孔常见于焊缝根部,惹起气孔的缘由是:

1)焊接速渡过高,在一定的焊接电流、电压下,焊接速渡过高会惹起气孔,小孔焊接时以至产生贯串焊缝方向的长气孔.2)其他条件一定,电弧电压过高.3)填充丝送进速度太快.4)起弧和收弧处工艺参数配合不当.文章来源：http://www.jinqiaochang.net/shownews.asp?id=455

第二篇：管子的装配工艺及焊接工艺要求

管子的装配工艺及焊接工艺要求

ⅠⅡ级管子的装配要求：

(1)对接管端要开V形破口，破口角度为30°角（正负差为0.5°）。(2)距管端破口内外壁30㎜内不得有锈、油、污、水等氧化物存在应清除。(3)焊缝间距应保证在2.5-3.5㎜之间。

(4)要保证管子对接的同心度，不得有错口现象出现。

(5)钉点焊接要由焊接专业人员采用氩弧焊进行焊接。对于装配达不到要求的工件，焊工应拒绝钉焊。

(6)钉点长度每点应大于20㎜，钉点4处，对于大口径管件，应多钉几处，6处或8处，并且保证质量，背面成形。钉完后，应用砂轮机把钉点的两端磨薄，便于焊接时，能有良好的接头。(7)钉位后的管子要交给船方检查合格后方可施焊。ⅠⅡ级管子的焊接要求

一、焊接（1）因为管子的焊接是为采用了氩弧焊打（封）底，二氧化碳气体保护焊封面的工艺要求（气体保护焊）。所以焊工要作好周围的防护工作，防止外界风力的侵入，影响焊接质量。注意：管件两端应用三防布，进行封堵，防止风从焊缝的背面侵入。

（2）焊工要对自己的设备、仪表，进行检查接线是否可靠，气管是否完整无损。及分流器、喷嘴、钨极夹是否完好，如有，修复后方可使用。

（3）调整好所用氩气的流量10L-15L／min,按工艺调节焊接电流，选择比配的 焊接材料。同时打开设备开关和检查开关排除气管内的空气，然后进行焊接。

二、焊中

（1）对于没有起弧电流及时间的氩弧焊机，焊前应先按一下开关，放一点氩气，排除喷嘴内的可能余留的空气。然后再回到工作上去引弧进行焊接。

（2）引弧要在破口的外壁边进行，然后移动到破口内，调整好角度进行焊接。收弧时也要把电弧移动到破口外壁边进行收弧。

（3）要保证管子背面不得有未焊透现象出现，背面透过的高度为0-3㎜。不得许有焊馏、气孔、夹渣、夹钨、裂纹等现象出现。

（4）采用氩弧焊（封底）打完底以后，应采用二氧化碳气体保护焊进行封面焊接。

① 按工艺要求调节好电流、电压，及气体流量15L-20L／min。② 检查设备及导电嘴、连接杆、喷嘴等易损坏的完好性，确定后，方可进行封面施焊。

③ 焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹、焊馏、咬肉，及粗糙的波纹出现。焊肉应圆滑过渡到母材，焊缝宽度不得超过破口两侧2㎜处，焊肉高度为0-3㎜。

三、焊后

（1）用二氧化碳气体保护焊封完面后，要用扁铲和钢刷清除焊缝周边的飞溅和药皮等物。同时，要求焊工作好自检的马克。

（2）填写好自检、自测表，24小时后进行X光探伤检测。目的是责任到人头。增强责任心，提高产品质量。

舾装工区

2007-11-14

第三篇：焊接缺陷

咬边是指沿着焊趾,在母材部分形成的凹陷或沟槽, 它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。产生咬边的主要原因是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确,摆动不合理,电弧过长,焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。

咬边减小了母材的有效截面积,降低结构的承载能力,同时还会造成应力集中,发展为裂纹源。

矫正操作姿势,选用合理的规范,采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时,要选择合适的角度，保持一定的电弧长度，另外用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。

焊瘤焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出,冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯),焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤

焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时,焊瘤改变了焊缝的实际尺寸,会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径,可能造成流动物堵塞。

防止焊瘤的措施:使焊缝处于平焊位置,正确选用规范,选用无偏芯焊条,合理操作。

气孔是指焊接时,熔池中的气体未在金属凝固前逸出,残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的,也可能是焊接冶金过程中反应生成的。

气孔的分类气孔从其形状上分,有球状气孔、条虫状气孔;从数量上可分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又有均匀分布气孔,密集状气孔和链状分布气孔之分。熔焊气孔多为氢气孔和一氧化碳气孔

产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等,焊条及焊剂未烘干会增加气孔量,因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体,增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小,熔池冷却速度大,不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。

气孔的危害气孔减少了焊缝的有效截面积,使焊缝疏松,从而降低了接头的强度,降低塑性,还会引起泄漏。气孔也是引起应力集中的因素。

防护措施：清除焊丝,工作坡口及其附近表面20至30mm范围内的油污、铁锈、水分和杂物；焊丝不应生锈，焊条焊剂要清洁，合理存放，防止受潮；采用短弧焊接，保持电弧稳定；若周围环境低时，要进行预热。

夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。

夹渣削弱了焊缝的有效断面，降低了焊缝的力学性能；夹渣还会引起应力集中，容易使焊接结构在承载时遭受破坏。点状夹渣的危害与气孔相似,带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中,尖端还会发展为裂纹源,危害较大。原因：焊前清理不干净；焊接电流太小，焊接速度过快，使熔渣残留来不及浮出,运条不当，熔渣和铁液分离不清，阻碍了熔渣上浮。

未焊透指母材金属未熔化,焊缝金属没有进人,接头根部的现象。未熔合是指焊缝金属与母材金属,或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。

危害：直接降低了接头的力学性能。未焊透处的缺口及端部是应力集中点，承载后，最易引起裂纹；严重的为熔合会使焊接结构根本无法承载。

产生原因：1.焊接电流太小，焊接速度太快，熔深不够；2.坡口角度太小、钝边太厚、间隙太窄；3.焊条直径选择不当、角度不对以及电弧磁偏吹、电弧热能散失或偏于一边；4焊件表面或前一道焊道表面有氧化皮或焊渣存在；5 焊接电流过大，焊条熔化太快，容易产生未熔合。

防护措施：正确选用坡口形式和装配间隙；正确选择焊接电流的大小；运条中随时注意调整焊条角度，使熔化金属之间及熔化金属与母材之间充分熔合，防止焊偏。

第四篇：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施剖析

浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施

——————河北唐山科技班干部进修学院

孙春林

随着焊接技术的发展和进步，焊接结构的应用越来越广泛，几乎渗透到国民经济的各个领域，如石油与化工设备、起重运输设备、宇宙运载工具、车辆与船舶制造、冶金、矿山、建筑结构及国防工业建设等。在我们身边的许多事物可以触及到焊接的领域，我们生活的环境里存在许多焊接的产物，所以焊接质量的重要性不言而喻。由于焊接结构的特殊性，复杂性和质量的重要性，决定了为确保焊接结构的完整性，可靠性，安全性和使用性，这些就确定了研究焊接缺陷及采取的工艺措施的重要性。

一、焊接缺陷定义

焊接过程中，在焊接接头上产生的金属不连续、不致密或链接不良的现象称为焊接缺陷。焊接缺陷的产生原因十分复杂，既有冶金因素，也有工艺因素，还有应力因素。有时环境因素影响也很大。因此，焊接缺陷各种类较多。焊接检测人员必须熟悉缺陷的种类、特征，才能及时发现缺陷，保证生产顺利进行。焊接缺陷基本上可以分为三类：

1、尺寸上的缺陷：包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。

2、结构上的缺陷：包括气孔、夹渣、非金属夹渣物、融合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。

3、性质上的缺陷：包括力学性能和化学性质等不能满足焊件的使用要求的缺陷。力学的性能值的是抗拉强度、屈服点、伸长率、硬度、冲击吸收功、塑性、疲劳强度、弯曲角度等。化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。

二、常见的焊接缺陷

1、未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。

2、未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。

3、气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。

4、夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。

5、裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。

根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类： a.热裂纹（又称结晶裂纹）：产生于焊缝形成后的冷却结晶过程中，主要发生在晶界上，金相学中称为沿晶裂纹，其位置多在焊缝金属的中心和电弧焊的起弧与熄弧的弧坑处，呈纵向或横向辐射状，严重时能贯穿到表面和热影响区。热裂纹的成因与焊接时产生的偏析、冷热不均以及焊条（填充金属）或母材中的硫含量过高有关。

b.冷裂纹：焊接完成后冷却到低温或室温时出现的裂纹，或者焊接完成后经过一段时间才出现的裂纹（这种冷裂纹称为延迟裂纹，特别是诸如14MnMoVg、18MnMoNbg、14MnMoNbB等合金钢种容易产生此类延迟裂纹，也称之为延迟裂纹敏感性钢）。冷裂纹多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，其取向多与熔合线平行，但也有与焊道轴线呈纵向或横向的冷裂纹。冷裂纹多为穿晶裂纹（裂纹穿过晶界进入晶粒），其成因与焊道热影响区的低塑性组织承受不了冷却时体积变化及组织转变产生的应力而开裂，或者焊缝中的氢原子相互结合形成分子状态进入金属的细微孔隙中时将造成很大的压应力连同焊接应力的共同作用导致开裂（称为氢脆裂纹），以及焊条（填充金属）或母材中的磷含量过高等因素有关

c.再热裂纹：焊接完成后，如果在一定温度范围内对焊件再次加热（例如为消除焊接应力而采取的热处理或者其他加热过程，以及返修补焊等）时有可能产生的裂纹，多发生在焊结过热区，属于沿晶裂纹，其成因与显微组织变化产生的应变有关

6、偏析：在焊接时因金属熔化区域小、冷却快，容易造成焊缝金属化学成分分布不均匀，从而形成偏析缺陷，多为条状或线状并沿焊缝轴向分布。

7、咬边与烧穿：这类缺陷属于焊缝的外部缺陷。当母体金属熔化过度时造成的穿透（穿孔）即为烧穿。在母体与焊缝熔合线附近因为熔化过强也会造成熔敷金属与母体金属的过渡区形成凹陷，即是咬边。

根据咬边处于焊缝的上下面，可分为外咬边（在坡口开口大的一面）和内咬边（在坡口底部一面）。咬边也可以说是沿焊缝边缘低于母材表面的凹槽状缺陷。

三、常见缺陷产生原因

1、未焊透

（1）由于坡口角度小，钝边过大，装配间隙小或错口；所选用的焊条直径过大，使熔敷金属送不到根部。

（2）焊接电源小，远条角度不当或焊接电弧偏向坡口一侧；气焊时，火焰能率过小或焊速过快。

（3）由于操作不当，使熔敷金属未能送到预定位置，号者未能击穿形成尺寸一定的熔孔。

（4）用碱性低氢型焊条作打底焊时，在平焊接头部位也容易产生未焊透。主要是由于接头时熔池溢度低，或采用一点法以及操作不当引起的。

2、未熔合

（1）手工电弧焊时，由于运条角度不当或产生偏弧，电弧不能良好地加热坡口两侧金属，导致坡口面金属未能充分熔化。

（2）在焊接时由于上侧坡口金属熔化后产生下坠，影响下侧坡口面金属的加热熔化，造成“冷接”。

（3）横接操作时，在上、下坡口面击穿顺序不对，未能先击穿下坡口后击穿上坡口，或者在上、下坡口面上击穿熔孔位置未能错开一定的距离，使上坡口熔化金属下坠产生粘接，造成未熔合。

（4）气悍时火焰能率小，氩弧焊时电弧两侧坡口的加热不均，或者坡口面存在污物等。

3、焊瘤

（1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。

（2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。

4、冷缩孔：

（1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。

（2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。

5、气孔

（1）因熔池温度低，熔池存在时间短，气体未能在有效时间内逸出，这种情况主要与焊接规范等因素有关。（2）打底击穿焊时，熔敷金属给送的过多，使熔池液态金原较厚，灭弧停歇时间长，造成气体难以全部逸出。

（3）由于运条角度不适当，影响了电弧气氛的保护用用，或操作不熟练，不稳以及沿熔池前六坡口间隙方向灭弧都会导致产生气孔。

（4）碱性低氢型焊条的药皮比酸性的薄干燥温度又高，因此药皮较脆。采用撞击法引弧很容易将焊条引弧端药皮撞掉，使熔滴失去或减电弧气氛以及熔溢的保护作用，引起焊缝产生气孔，此外，在焊条引弧端的粘接处，也会产生密集的气孔。

（5）气焊或氢弧焊时，由于焊口清理不干净，有锈、油污质等，同时操作时，焊接速度过快，焊丝和焊炬的角度，以及摆动不适当等也会产生气孔。

6、夹渣

（1）手工电弧焊时，由于运条角度，或操作不当，使熔渣和熔池金属不能良好地分离。

（2）由于焊条药皮受潮；药皮开裂或变质，药皮或坡脱落进入熔池又未能充分熔化或反应不完全，使熔？不能浮出熔池表面，而造成夹渣。

（3）在中间焊层作填充焊时，由于前层焊道过渡不平调、高低、凹凸不均或焊道清渣不彻底，焊接时熔渣未能熔化浮出而形成层间夹渣。

（4）气焊时火焰能率太小或氩弧焊时规范不适当；以及焊丝焊炬角度不适当，焊丝摆动、搅拌熔池操作不当等。

7、咬边

（1）主要是焊接电流过大，电弧过长，远条角度不适当等。

（2）运条时，电弧在焊缝两侧停顿时间短，液态金属未能填满熔池，横焊时电弧在上坡口面停顿的时间过长，以及运条、操作不正确也会造成咬边。

（3）气焊时火焰能率过大，焊嘴倾斜角度不当，焊炬和焊丝摆动不适当等。

8、背面凹陷

（1）产生背面凹陷，一般在板状试件的仰、横焊位置和管状试件的仰焊、仰立焊位置焊接时产生，其主要原因有：

a.间隙过大，钝边偏小，熔池体积较大，液态金属因自重而产生下坠。b.条直径或焊接电流偏大，灭弧慢或连弧焊接，使熔池温度增高，冷却慢，导致熔池金属重力增加而使表面张力减小。

c.焊条角度不当，减弱了电弧对熔池金属的压力，或焊条未运送至坡口根部。

9、焊道背面成形不良,焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。（1）击穿两侧坡口面所形成的熔孔尺寸大小不均，或者击穿焊接速度不均匀。（2）击穿焊接时的电弧加热时间，电弧穿透过背面的多少控制不均匀等。

四、常见焊接缺陷防止措施

1、未焊透

（1）选择合适的坡口角度，装配间隙及钝边尺寸并防止错口。

（2）选择合适的焊接电源，焊条直径，运条角度应适当；气焊时选择合适的火焰能率。如果焊条药皮厚度不均产生偏弧时，应及时更换。

（3）掌握正确的焊接操作方法，对手工电弧焊的运条和气焊，氩弧焊丝的送进应稳，准确，熟练地击穿尺寸适宜的熔孔，应把熔敷金属送至坡口根部。（4）用碱性低氢型焊条焊接16MN尺寸钢试板，在平焊接关时，应距离焊缝收尾弧？10～15MM的焊缝金属上引弧；便于使接头处得到预热。当焊到接头部位时，将焊条轻轻向下一压，听到击穿的声音之后再灭弧，这样可消除接头处的未焊透。如果将接头处铲成缓坡状，效果更好。

2、未熔合

（1）选择适宜的运条角度，焊接电弧偏弧时应及时更换焊条。（2）操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况，使之熔合良好。

（3）横焊操作时，掌握好上、下坡口面的击穿顺序和保持适宜的熔孔位置和尺寸大小，气焊和氩弧悍时，焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。

3、焊瘤

（1）选择适宜的钝边尺寸和装配间隙，控制熔孔大小并均匀一致，一般熔孔直径为0.8~1.25倍的焊条直径，平焊打底焊时不应出现可见的熔孔，否则背面会形成焊瘤。

（2）选择合理的焊接规范，击穿焊接电弧加热时间不可过长，操作应熟练自如，运条角度适当。

（3）气焊时焊丝角度、送丝速度及其摆动应适当，可利用气体火焰的压力来控制？水的溢出。

4、冷缩孔：

为防止冷缩孔的产生，主要应从操作工艺上采取措施，在更换焊条灭弧前应在原熔池上或池背面连续点弧二、三次，以填充满熔池，然后将电弧向坡口面一侧后拉，逐渐衰减灭弧，这样可稍微提高熔池及周围的温度，减缓冷却速度，从而防止冷缩孔产生。

5、气孔

（1）选择稍强的焊接规范，缩短灭弧停歇时间，灭弧后，当熔池尚未全部凝固时，就及时再引弧给送熔滴，击穿焊接。

（2）输送熔敷金属不要太多，使熔池的液态金属保持较薄，利于气体的逸出。（3）运条角度要适当，操作应熟练，不要将熔渣拖离熔池，要换焊条后采用划擦法引弧，用短弧焊接。

（4）气焊和氩弧焊操作时，焊丝和焊炬的角度应适当，摆劲正确，焊连保持均匀适宜。

6、夹渣

（1）选择适当的运条角度，操作应熟练，使熔渣和液态金属良好地分离。（2）遇到焊条药皮成块脱落时，必须停止焊接，查明原因并更换焊条。

（3）打底层焊道或中间层焊道成形成控制均匀，圆滑过渡，接头或焊瘤应该用电弧割掉或用手砂轮磨隙。

（4）选择合适的火焰能率或规范，注意保持适宜的焊丝和焊炬角度，焊丝作正确摆，搅拌熔池，使熔渣顺利地浮出溶池。

7、咬边

（1）选择适宜的焊接电源、运条角度、进行短弧操作。

（2）焊条摆动至坡口边缘，稍作稳弧停顿，操作应熟练、平稳。（3）气焊火焰能率要适当，焊炬和焊丝的角度及摆动要适宜。

8、背面凹陷

（1）保证装配尺寸符合要求，特别是间隙和纯边尺寸，操作要熟练、准确。（2）严格控制击穿时的电弧加热时间及运条角度，熔孔大小要适当，采用短弧施焊。

9、焊道背面成形不良,焊道背面除了可能产生凹陷外，还可能出现宽窄不匀、凹凸不平，甚至形成焊瘤或呈竹节形状等。

(1)严格控制击穿孔的尺寸大小，并使击穿焊接的速度均匀一致。

（2）严格控制电弧的穿透程度，掌握好电弧燃烧，加热时间使之均匀一致。

2015年10月13日

论文：

浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施

题目：浅谈焊接缺陷及采取的工艺措施

单位：河北唐山科技班干部进修学院

姓名：

孙春林

2015年10月13日

第五篇：焊接工艺

焊接工艺工程师是指从事开发、定制焊接工艺，指导工人作业，维护焊接设备，为焊接设备提供日常生产支持和保障的专业技术人员。

编辑本段工作内容：

负责制定骨架焊接、装配工艺流程、平面布局，编制焊接工艺文件；选择合理的焊接技术和设备，开发和制定具体的焊接工艺，满足产品技术的要求；

负责焊接设备的技术讨论、选型，提出工装夹具的制作技术要求，负责工装夹具的技术验收；

负责生产中焊接的技术支持、技术服务、进行质量跟踪；

配合相关部门，参与焊接工装的报价，做好焊接方面生产人员的岗位培训和指导；

针对生产过程中发生的和反馈的质量及工艺问题，及时进行分析和总结，不断提高和完善焊接工艺；

做好焊接工装及设备的维护保养

焊接工艺：

焊接工艺作业指导书

本指导书适用于手工电弧焊和自动焊方法完成的由普通碳素结构钢或普通低合金结构钢制造的焊接结构件。对本作业指导书未规定的要求，应在图样或技术条件中规定。

1.焊前准备 1.1材料

1.1.1焊接结构件所用材料的钢号、规格、尺寸应符合图样和产品技术条件的规定。

1.1.2钢材和焊接材料必须备有合格证书。对于无牌号、无合格证书的钢材和焊接材料必须补做试验，严禁使用牌号不明、未经技术检查部门验收的各种材料。

1.1.3用于焊接结构件的焊条、焊丝与焊剂，应与被接材料相适应，并符合焊条标准GB981-76的要求。

1.1.4焊条在使用前一般应烘干。酸性焊条视受潮情况在75~150°C烘干1~2小时；碱性低氢型结构钢焊条应在350~400°C烘干1~2小时。烘干的焊条应放在100~150°C保温箱（筒）内随用随取。低氢焊条在常温下超过4小时应重新烘干。

1.2钢材的矫正

1.2.1各种钢材在划线前其形状偏差不符合本规程第1.2.2、1.2.3条的规定者，应进行校正。

1.2.2钢材的最大波浪和局部凹凸不平差，用1m平尺检查时不得超过下列数值：板厚δ≤8mm时不大于2mm，δ＞8mm时不大于1.5mm，对于走台板不大于5mm。

1.2.3型钢变形的最大波浪和局部凹凸不平差，用1m平尺检查时不得超过1mm,最大弯曲值不得超过L/1000(L-可测的最大长度,以下同)。

1.2.4钢材的矫正，一般在冷态下用辊式矫正机或压力机进行。若在平台上用手锤矫正时，锤痕深度不超过以下规定：对钢板在平面上为0.5mm，在立面上为1mm；对型钢在平面上为1mm，在立面上为1.5mm。

1.2.5弯曲度较大的钢材在热态下矫正时应加热至900~1100°C（低合金钢用较低温度），矫正后的钢材表面凹凸伤痕及锤痕，按上一条规定。

1.3号料、切料及刨边

1.3.1制作样板及号料时，应考虑焊接结构件的收缩量及装配间

隙。1.3.2对于需要刨边或机械加工的钢材，号料时应按工艺文件及本作业指导书第1.3.5、1.3.6条的规定留刨边余量。

1.3.3剪切后剪切面与轧制面应垂直，其斜度允差不得大于1：10，边棱上的堆积物、毛刺和凹凸不平应铲除，毛刺高度不得大于0.5mm，刻痕不得大于1mm（剪后需机械加工者不在此限）。

1.3.4气割后的质量应达到如下指标：

a.在厚度方向的偏斜差，板厚δ≤24mm时不超过2mm，δ＞24mm时不超过

2.5mm；

b.表面不平度，δ≤24mm时不超过1mm，δ＞24mm时不超过1.5mm； c.局部咬边深度不超过3.5mm，咬边长度不超过200mm，且总计咬边长度不得超过切割长度的20%。

1.3.5焊缝坡口可刨出、铲出、砂轮磨出、炭弧刨或气体切割。坡口制出后应清除毛刺、裂纹、熔渣及不平。

1.4钢材的成型弯曲

1.4.1金属结构的主要计算构件，当弯曲应力与承载应力一致时（如起重机主梁下盖板），只有当弯曲半径大于下列数值时才允许冷弯：钢板R≥25δ；I字钢R≥25B或R≥25H，槽钢R≥45B或 R≥25H；钢钢R≥45B。

注：δ—钢板厚度，B—型钢的腿宽或边宽，H—型钢的高度，R—弯曲半径。1.4.2热弯时应加热至900~1100°C，弯曲完成时温度不低于700°C。对低合金钢应注意缓冷。

1.4.3管子的弯曲半径必须大于管子外径的3倍。

1.5钢材的拼接

1.5.1盖板和腹板的对接缝不可在同一断面上，必须相互错开200mm以上。1.5.2当腹板用整钢板不够时，拼接的宽度不应小于100mm。腹板的十字交叉焊缝只允许布置在受压区

1.5.3起重机主梁下盖板，在跨度中央左右各2.5m范围内一般不应有接缝，如必须拼接应采取45°斜拼缝。

1.6结构件的装配

1.6.1装配前必须将各焊接处及距焊接边缘20mm（自动焊30mm）范围内的铁锈（不包括轧制氧化皮）污垢、油腻、毛刺、涂料及熔渣等清除干净。焊接结构件接头型式、尺寸应符合GB985~986-88的规定。

1.6.2对重要构件禁止在非焊区内引弧。

1.6.3装配时的临时点焊若是以后焊缝的一部分，则所用焊条及其要求应和正式焊缝一样。

1.6.4各连接件互相接触的表面及焊后难以涂漆的表面（如桁架杆件、桁架的节点、接头、加筋板、开式箱形梁及任何焊后难以涂刷或无法涂刷的地方），在未焊前必须涂上底漆。

1.7焊接材料的选用

1.7.1采用Q235等材质的构件时，选用E43电焊条。

1.7.2采用16Mn等低合金材质制作时，选用E50电焊条。埋弧焊用H08A焊丝，焊剂431。

1.7.3 CO2气体保护焊，用H08Mn2SiA。2.焊接

2.1重要构件的焊接必须持证焊工担任。

2.2在露天焊接时，下雨、大雾及钢材潮湿时不得焊接。焊接重要构件时，环境温度应在-10°C以上，低于此温度时应采取预热措施，预热温度为100~150°C。

2.3焊接的顺序应保证使焊接构件的收缩应力和变形趋于最小。

2.4间断焊缝的长度偏差不得超过-5%和+10%；节距的偏差不得超过-20%和+5%。

2.5重要对接焊缝的首尾应加与母材等厚、相同坡口的工艺板，引弧与灭弧均应在工艺板上进行，以免产生未焊透及火口等缺陷。

2.6焊接后必须及时将熔渣、焊瘤及飞溅清除干净。多层焊时，只有将前层的熔渣、焊瘤、飞溅、清除后才进行下一次焊接。

2.7对低合金结构钢应在下列条件下施行预热（预热温度为100~150°C）：板厚δ≤16mm时在-10°C以下；16＜δ≤24mm时在-5°C以下；24＜δ≤40mm时在-0°C以下；δ＞40mm时均预热。

2.8对低合金结构钢采用自动焊时，焊后为保证缓冷，焊药不急于回收。3.焊接变形的矫正

3.1焊接变形的矫正，热态下不准在300~500°C时进行机械矫正和锤击，以免产行脆裂。

3.2用气体火焰局部加热矫正时应注意下列各点：

a.对重要构件，禁止在同一部位重复加热，以免引起钢材金属组织和机械性能的变化；

b.不允许在同一断面造成拉、压双向应力的反复矫正； c.对重要构件禁止浇水冷却；

d.需要经过热处理的构件，应在热处理前矫正，以便一并消除内应

力。3.3用气体火焰局部加热矫正时，其加热温度可在700~850°C之间，对低合金钢不宜超过900°C。

3.4对设计或工艺上有要求的结构件，焊后应进行消除内应力处理。4.焊接质量检查

4.1焊接接头型式与尺寸应符合有关图样及标准的规定。

4.2所有焊缝都应进行外部检查，以判断有无下列不允许存在的缺陷：烧穿、裂纹、鳞状高度不均匀、焊缝间断、露出弧坑及深度超过0.5mm、长度超过焊缝长度15%的咬边。

4.3重要的对接焊缝(如起重机主梁受拉区的盖板、腹板)应进行无损探伤，射线探伤时应不低于GB3323中规定的Ⅱ级，超声波探伤时应不低于JB1152中规定的Ⅰ级。

4.4 X射线拍片检查的部位由技术检查部门指定，如拍照发现有不允许的缺陷，应在缺陷的延伸方向或可疑方向作补充拍照，补充拍照后仍有怀疑时，则该焊缝应全部拍照。

4.5对于无法用超声波及X射线等方法进行无损探伤的重要焊缝，或技术检查部门发现其他现象认为需要钻孔检查者，则应进行钻孔检查。钻孔直径必须露出整个焊缝的横断面（包括每边1~1.5mm的构件金属），钻孔数量按表2规定：

焊缝长度（m）≤1 ＞1~5 ＞5~10 ＞10

钻孔个数1235

4.6钻孔检查后，必须将带有缺陷的整段焊缝完全清除后再重新焊补。焊补后重新钻孔检查，但钻孔数应比原规定增加一倍。检查合格后钻孔处应焊补填满。

4.7严格按照设计图02-53-4-22之设计说明执行。4.8无损检验

4.8.1钢梁构件的焊缝应在焊接完成24小时后进行无损检测。除非经监理和设计人员同意，否则主要零部件的焊缝应在校正后进行无损检测。

4.8.2无损检测的仪器应定期计量标定合格，从事无损检测的人员应持有相应的资格证书。工厂的加工工艺中应有相应的无损探伤工艺及安排。无损探伤时，应有监理参加共同检查。所有检查处必须作好原始数据记录。

4.8.3主要受力焊缝如桥面板、底板的纵横向拼接焊缝、拱肋底拼接焊缝，要求超声波探伤抽查为100%，另抽10%进行X射线探伤。

4.8.4总段内纵向U肋、“I”肋的对接缝，超声波探伤抽查为25%。磁粉探伤检查为100%。

4.8.5总段环形对接焊缝，均需100%超声波检查，100%磁粉检查。4.8.6总段内的角接焊缝，应进行100%磁粉检查。

4.8.7工地环形大接头对接焊缝，应进行100%超声波探伤，100%磁粉探伤。对无可避免的“十”字正交接缝处，用X光射线检查（一张片子），角接焊缝100%磁粉探伤。通长纵肋的对接焊缝应100%超声波检查及100%磁粉检查。