张爱军
首钢长钢技工学校 046031
摘要：本文主要论述了气孔、夹渣、未焊透、未熔合、焊瘤、凹坑与弧坑六项焊接缺陷的特征、产生的原因、以及防治措施。
关键词：气孔、夹渣、未焊透、未熔合、焊瘤、凹坑与弧坑、焊接缺陷
在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象称为焊接缺陷。焊接缺陷的存在，将直接影响焊接结构的安全使用。常见的焊接缺陷有：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、未焊透、未熔合、下塌与烧穿、气孔、冷缩孔、夹渣、凹坑与弧坑、裂纹、夹钨。现就其中气孔、夹渣、未焊透、未熔合、焊瘤、凹坑与弧坑六项缺陷进行论述。
一、气孔
焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能及时逸出而残留下来所形成的空穴叫做气孔。产生气孔的气体主要有氢气、氮气和一氧化碳。气孔有球形、条虫状和针状等多种形状。气孔有时是单个分布的，有时是密集分布的，也有连续分布的。气孔有时在焊缝内部，有时暴露在焊缝外部。气孔的存在会削弱焊缝的有效断面，造成应力集中，降低焊缝金属的强度和塑性，尤其是冲击韧度和疲劳强度降低得更为显著。
气孔产生的原因 焊接时，高温的熔池内存在着各种气体，一部分是能溶解于液态金属中的氢气和氮气。氢和氮在液、固态焊缝金属中的溶解度差别很大，高温液态金属中的溶解度大，固态焊缝中的溶解度小。另一部分是冶金反应产生的不溶于液态金属的一氧化碳等。焊缝结晶时，由于溶解度突变，熔池中就有一部分超过固态溶解度的“多余的”氢、氧。这些“多余的”氢、氧与不溶解于熔池的一氧化碳就要从液体金属中析出形成气泡上浮，由于焊接熔池结晶速度快，气泡来不及逸出而残留在焊缝中形成了气孔。
氢气孔 焊接低碳钢和低合金钢时，氢气孔主要发生在焊缝的表面，断面为螺钉状，从焊缝的表面上看呈喇叭口型，气孔的内壁光滑。有时氢气孔也会出现在焊缝的内部，呈小圆球状。焊接铝、镁等有色金属时，氢气孔主要发生在焊缝的内部。
氮气孔 氮气孔大多发生在焊缝表面，且成堆出现，呈蜂窝状。一般发生氮气孔的机会较少，只有在熔池保护条件较差，较多的空气侵入熔池时才会发生。
一氧化碳气孔 焊接熔池中产生一氧化碳的途径有两个：一是碳被空气中的氧直接氧化而成；另一个是碳与熔池中FeO反应生成。一氧化碳气孔主要发生在碳钢的焊接中，这类气孔在多数情况下存在于焊缝的内部，气孔沿结晶方向分布，呈条虫状，表面光滑。
防止气孔的措施
1、焊前将焊丝和焊接坡口及其两侧20~30mm范围内的焊件表面清理干净。
2、焊条和焊剂按规定进行烘干，不得使用药皮开裂、剥落、变质、偏心或焊芯锈蚀的焊条。气体保护焊时，保护气体纯度应符合要求，并注意防风。
3、选择合适的焊接工艺参数。
4、碱性焊条施焊时应采用短弧焊，并采用直流反接。
5、若发现焊条偏心要及时调整焊条角度或更换焊条。
二、夹渣
夹渣是指焊后残留在焊缝中熔渣，夹渣削弱了焊缝的有效断面，降低了焊缝的力学性能，还会引起应力集中，易使焊接结构在承载时遭受破坏。
产生夹渣的原因 主要是由于焊件边缘及焊道、焊层之间清理不干净；焊接电流小，焊接速度大，使熔渣残留下来而来不及浮出；运条角度和运条方法不当，使熔渣和铁液分离不清，以致阻碍了熔渣上浮等。熔渣浮不出铁液的表面，使渣铁不能很好的分离，焊缝中就会形成夹渣现象。
防治措施
采用具有良好工艺性能的焊条；选择适当的工艺焊接参数；焊前、焊件要做好清理工作，清除残留的锈皮和熔渣；操作过程中注意熔渣的流动方向，调整焊条角度和运条方法，特别是在采用酸性焊条时，必须使熔渣在熔池的后面，若熔渣流到熔池的前面，就很容易产生夹渣等。
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三、未焊透
未焊透是焊接时接头根部未完全熔透的现象，对于对接焊缝也指焊缝厚度未达到设计要求的现象，根据未焊透产生的部位，可分为根部未焊透，边缘未焊透、中间未焊透和层间未焊透等。
未焊透是一种比较严重的焊接缺陷，它使焊缝的强度降低，引起应力集中。因此重要的焊接接头不允许存在未焊透。
产生未焊透的原因 主要是由于焊接坡口钝边过大，坡口角度太小，装配间隙太小；焊接电流过小，焊接速度太快，使熔深浅，边缘未充分熔化；焊条角度不正确，电弧谝吹，使电弧热量偏于焊件一侧；层间或母材边缘的铁锈或氧化皮及油污等未清理干净。
防治措施
正选用破口形式及尺寸，保证装配间隙；认真操作，防止焊偏，注意调整焊条角度，使熔化金属与基本金属充分熔合。焊接电流、焊接速度要适宜。
四、未熔合
未熔合是指熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔合结合的部分。对于电阻点焊，母材与母材之间未完全熔化结合的部分，也称为未熔合。
未熔合直接降低了接头的力学性能，严重的未熔合会使焊接结构无法承载。
产生未熔合的原因 主要是焊接热输入太低；焊条、焊丝或焊炬火焰偏于坡口一侧，使母材或前一层焊缝金属未得到充分熔化就被填充金属覆盖；坡口及层间清理不干净；单面焊双面成形焊接时第一层的电弧燃烧时间短等。
防治措施
焊条、焊丝和焊炬的角度要合适，运条摆动应适当，要注意观察坡口两侧熔化情况；选用稍大的焊接电流和火焰能率，焊速不宜过快，使热量增加足以熔化母材或前一层焊缝金属；发生电弧偏吹应及时调整角度，使电弧对准熔池；加强坡口及层间清理。
五、焊瘤
焊瘤是焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。焊瘤不仅影响了焊缝的成形，而且在焊瘤的部位往往还存在夹渣和未焊透。
产生焊瘤的原因
主要是由于焊接电流过大，焊接速度过慢，引起熔池温度过高，液态金属凝固较慢，在自重作用下形成。操作不熟练和运条不当，也易产生焊瘤。仰焊易产生焊瘤。
防治措施
提高操作技术水平，选用正确的焊接电流，控制熔池的温度。使用碱性焊条时宜采用短弧焊接，运条方法要正确。
六、凹坑与弧坑
凹坑是焊后在焊缝表面或背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。弧坑是在焊缝收尾处产生的下陷部分，凹坑与弧坑使焊缝的有效断面减小，削弱了焊缝强度。对弧坑来说，由于杂质的集中，会导致产生弧坑和裂纹。
产生凹坑与弧坑的原因
主要是由于操作技能不熟练，电弧拉得过长；焊接表面焊缝时，焊接电流过大，焊条又未适当摆动，熄弧过快；过早进行表面焊缝焊接或中心偏移等会导致凹坑；埋弧焊时，导电嘴压得过低，造成导电嘴黏渣，也会使表面焊缝两侧凹陷等。
防治措施
提高焊工操作技能；采用短弧焊接；填满弧坑，如焊条电弧焊时，焊条在收尾处作短时间停留或作几次环形运条；使用收弧板；CO2气体保护焊时，选用有“火口处理（弧坑处理）”装置的焊机。
参考文献：《焊工工艺学》、 《焊工工艺与技能》、 《焊工工艺与技能训练》《焊工技能训练》
作者简介：张爱军，男，1969年生，大学本科，焊工技师，一级实习指导教师，首钢长钢技工学校老师，主要从事焊工专业教学。
论文作者:张爱军
论文发表刊物:《知识－力量》2017年10月上
论文发表时间:2018/1/3
标签：气孔论文; 熔池论文; 焊条论文; 氧化碳论文; 金属论文; 电弧论文; 焊工论文; 《知识－力量》2017年10月上论文;