§2-7 焊条电弧焊常见缺陷及预防措施概要

§2-7
2.2
焊条电弧焊常Βιβλιοθήκη 缺陷及预防措施夹杂和夹渣 夹杂：是残留在焊缝金属中由冶金反应产生的非金属夹杂物和氧化物。 夹渣：是指焊后熔渣残存在焊缝中的现象。夹渣有点状夹渣和条状夹渣。
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。
线状夹渣
单个夹渣
产生原因：层间清理不干净、焊速太快、电流太小、操 作不当、坡口设计加工不合适、焊材与母材化学成分匹 配不当 。 预防措施：合理选择工艺参数、层间熔渣清理干净、调 整合适的焊条角度和运条方法。选择脱渣性好的焊条
§2-7 3.3
焊条电弧焊常见缺陷及预防措施
再热裂纹
产生原因：发生在含V、Cr、Mo、B等合金元素的低合金高强度 钢、珠光体耐热钢及不锈钢中，经受一次焊接热循环后，再加 热到敏感区域（550—650 ℃范围内）而产生的。 主要是V、Mo、Cr碳化物，再次析出，造成晶内强化，使 滑移应变集中于原先的奥氏体晶界，当晶界的塑性应变能力不 足以承受松弛应力过程中的应变时，就会产生再热裂纹。 预防措施：在满足设计要求的前提下，选择强度等级低的焊条， 使焊缝强度低于母材。应力在焊缝中松弛，避免热影响区产生 裂纹；尽量减少焊接残余应力和应力集中；控制焊接热输入， 合理地选择热处理温度，尽可能地避开敏感区范围的温度。
焊缝外形尺寸经检验超出上述规定时，应进行修磨或按一定的工艺进行局部补焊 返修后应符合标准中规定，且补焊的焊缝应与原焊缝圆滑过度。
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焊条电弧焊常见缺陷及预防措施
1.2 咬边 是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或 沟槽。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。 （1）产生原因：电流过大、电弧过长、焊条角度不正 确、运条方法不当等。 （2）预防措施：选择合适的焊接电流和焊接速度，电 弧不能拉得太长，焊条角度要适当，运条方法要正确。
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焊条电弧焊常见缺陷及预防措施
1、焊缝形状缺陷的产生原因及预防措施
焊缝形状缺陷 1焊缝尺寸
2咬边
3未焊透
4未熔合
5焊瘤
6弧坑
焊缝形状缺陷主要有焊缝尺寸不符合要 求、咬边、未焊透、焊瘤、未熔合、烧穿、 弧坑、电弧擦伤、飞溅等
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1.1
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焊缝尺寸不符合要求
焊缝外形应均匀，焊道与焊道、焊道与与基本金属之间应平滑 过渡 (1).焊缝宽度（C）和余高（h）,见下表
在任意300mm连续焊缝长度内，焊缝边缘沿焊缝轴向的直线度 f值应符合下表值：
焊缝边缘直线度f值：≤3
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(3).焊缝表面的凹凸 焊缝表面凹凸，在焊缝任意25mm长度范围内焊缝余 高hmax-hmin的差值不得大于2mm。
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(4).焊缝的焊脚尺寸K值偏差 角焊缝的焊脚尺寸K 值由设计或有关技术文 件注明，但其焊脚尺寸 K值的偏差应符合以下 的规定。 当K＜12 时，尺寸偏差 +3，当K≥12时，尺寸 偏差+4。
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1.3 未焊透 未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有 进入接头根部的现象。 未焊透的危害之一是减少焊缝的有效截面积，使接 头强度下降。其次，未焊透引起的应力集中所造成的危 害，比强度下降的危害大得多。未焊透严重降低金属的 疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源，是造成焊逢破坏的 焊道 重要原因。 坡口根
未熔合俗称“假焊”
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1.5 焊瘤 是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。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， 可能造成流动物的堵塞。
焊缝最大宽度Cmax和最小 宽度Cmin的差值，在任意50mm 焊缝长度范围内不得大于4mm, 整个焊缝长度范围内不得大于 5mm。
焊缝宽度C/mm 焊接方法 焊缝形式 Cmin 气体保护焊 对接焊缝 b+4 Cmax b+8 平焊：0-3
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焊缝余高h/mm
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(2).焊缝直线度
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咬边
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咬边是靠 近焊缝的母材 上的表面缺陷。 这是由于在焊 接过程中母材 熔化后，没有 足够的填充材 料适当的填入 所引起的沉陷 而造成的。结 果是在母材上 形成线性坡口， 使母材可能具 有相对尖锐的 形状。由于是 表面缺陷，对 那些要承受疲 劳载荷的结构 有很大的危害。
产生的原因：焊接电流过大、焊接速度太慢、焊条角度不对，液 体金属凝固较慢，在自重的作用下都有可能形成焊瘤。 预防措施：选择合适的焊接工艺参数，严格控制熔孔的大小和采 用正确的操作方法。 12
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1.6 凹坑 指焊缝表面或背面局部低于母材部分，它减小了焊 缝的有限截面积，弧坑常有弧坑裂纹和弧坑缩孔。
高温低塑性裂纹
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Ms点附近或200～300℃以下温度区间
冷裂纹的一般特征
（1）产生温度:
（2）产生的钢种和部位: 发生在高碳钢、中碳钢、低合金、中合金高强钢，热影 响区合金元素多的超高强钢、Ti合金，发生在焊缝 （3）裂纹的走向：沿晶、穿晶 （4）产生时间:可焊后立即出现，也有的几小时，几天或更长 时间 延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它不是焊后出现， 因此危害性更大
与焊缝金 属未熔合
产生原因：焊接热输入太低、电弧指向偏斜、坡口侧壁有锈、 垢、油污等、层间清渣不彻底等。 预防措施：正确选择焊接工艺参数，认真操作，加强层间清 理等。 1/23/2019
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焊缝金属和熔 合面或焊道间 没有熔合；也 就是说，熔合 度低于规定范 围。由于未熔 合而呈线形并 且端部很尖锐， 所以未熔合是 值得注意的缺 陷。它存在于 焊接区域的很 多部位。
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3. 裂纹产生的原因及预防措施
裂纹： 焊缝中原子结合遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙称为裂纹。 按产生的时间分为：热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。
接 头 形 式 对 裂 纹 倾 向 的 影 响
焊缝表面 的裂纹
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星形（弧形裂纹）
纵向裂纹
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横向裂纹
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3.3 再热裂纹：焊后再加热,消除应力退火, 高温工作时 500—600℃过程中产生裂纹称再 热裂纹。
再热裂纹产生部位：
近缝区的粗晶区，止裂于细晶区，沿晶间开 裂，裂纹大部分晶间断裂，沿熔合线方向在奥氏 体粗晶粒边界发展
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再热裂纹
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1.7 焊穿 是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出， 形成穿孔的缺陷，它是压力容器产品上不允许存在的缺陷，它完全破坏了焊缝， 使接头丧失其连接承载能力。
截面图 焊 穿 X射线探伤照片视图
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2. 气孔、夹杂和夹渣的产生原因及预防措施 2.1 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。 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。气孔可分为氢气 孔、氮气孔、一氧化碳气孔，熔焊中常见的气孔是氢气孔、一氧化碳气孔。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。氢气孔还可能促成冷裂纹。
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延迟裂纹
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3.2
冷裂纹
产生原因：淬硬组织
焊接应力
氢
预防措施：选择低氢型焊条，减少氢的来 源，选择合理的焊接工艺参数和热输入， 减少焊缝的淬硬倾向；焊后立即进行消氢 处理，改善接头的组织和性能；采用降低
焊接应力的各种工艺措施。
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焊条电弧焊常见缺陷及预防措施
焊条电弧焊常见的焊接缺陷有焊缝形状缺陷、
裂纹、气孔、夹渣等
焊接缺陷会导致应力集中，降低承载能力，缩
短使用寿命，甚至造成材料脆断。 一般技术规程规定：裂纹、未焊透、未熔合和 表面夹渣等是不允许有的；咬边、内部夹渣和气 孔等缺陷不能超过一定的允许值；对于超标缺陷 必须进行彻底去除和焊补。
部未焊 透
之间 未焊 透
产生的原因：坡口角度或间隙过小、钝边过大，焊接工艺参数选用不当或装配不良， 焊工操作技术不良等。 预防措施：正确选择加工坡口尺寸、合理装配、保证间隙，选择合理的焊接电流和 焊接速度，提高焊工的操作技术水平。 9
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1.4 未熔合 未熔合是指焊道与母材之间，焊道与焊 道之间未完全熔化结合的部分。按其所在部位，未熔合 可分为坡口未熔合、层间未熔合和根部未熔合三种。未 熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合对承 载截面积的减小非常明显，应力集中也比较严重，其危 害性仅次于裂纹。 母材金属
凹坑
弧坑缩孔
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1.6 未焊满 是指焊缝表面上连续或断续的沟槽，它同样销弱了 焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大， 容易带来气孔、裂纹等。
未焊满，焊 缝低于母材
凹坑与未焊满的区别：凹坑是局部的坑槽，未焊满是连续或断续沟槽。 特别注意的是：未焊满、凹坑最容易出现在内胆的直缝中。
点状气孔
X射线探伤照片
链状气孔
CO气孔为条虫状，H2气孔为孤立圆形，N气孔为蜂窝状。
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密集气孔
焊 缝 截 断 面 的 气 孔
气孔是焊接金属在熔化状态吸收的气体在其凝固过程中来不及逸出所造成的 。
产生原因：焊件表面和坡口处有油、锈、水分等污物存在；焊条药皮受潮， 使用前没烘干；焊接电流太小或焊接速度太快，电弧过长或偏吹，熔池保护 效果不好，空气侵入熔池；焊接电流过大，焊条发红，药皮提前脱落，失去 保护作用，运条方法不当，如收弧动作太快，易产生缩孔，接头引弧动作不 17 正确，易产生密集气孔等。
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焊条电弧焊常见缺陷及预防措施
晶 间 裂 纹
HAZ液化裂纹
产生原因：低熔点共晶体 焊接应力 预防措施：严格控制焊材及母材中的S、P含量。 调节焊缝金属的化学成分、改善焊缝组织、细
化晶粒，提高塑性，减少或分散偏析程度；采
用低氢型碱性焊条，选择正确的工艺参数，采 用多层多道焊，采用引出板，填满弧坑。
3.1热裂纹分类
焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近 的高温区间所产生的焊接裂纹称为热裂纹。
① 结晶裂纹：在凝固的过程--结晶过程中产生 ② 高温液化裂纹：在高温下产生,钢材或多层焊的 层间金属含有低熔点化合物经重新溶化，在收缩 应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂 ③ 高温低塑性裂纹：产生温度低于固相线温度 ,存 在晶格缺陷(位错和空位),物理化学的不均匀性, 在应力作用下,缺陷聚集形成多边化边界,使强度 塑性下降,沿多边化边界开裂,多发生纯金属或单 相奥氏体合金焊缝。