焊接缺陷(热、冷裂纹)共45页
常见的焊接缺陷及缺陷图片.docx
常见的焊接缺陷（1）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岀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，从某钢板对接焊缝X 射线照相底片单个气孔 密集气孔 琏状气孔（冷裂纹、缺議响区裂纹）而导致焊缝的强度降低。
V型坡口，手工电弧焊，未焊透某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，密集气孔（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）。
W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒对接电阻焊缝中的夹渣断口照片钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧焊，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。
常见的焊接缺陷缺陷图片
常见的焊接缺陷（1）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f冷裂纹r热影响区裂纹）或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸岀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，从根部未焊透中间未焊透坡面未焙合链狀气孔S间未焙合夹渣而导致焊缝的强度降低。
某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，未焊透某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，密集气孔（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）。
W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒对接电阻焊缝中的夹渣断口照片钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧焊，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。
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常见的焊接缺陷(1)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。
某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，未焊透某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，密集气孔（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）。
W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒对接电阻焊缝中的夹渣断口照片钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，钨极氩弧焊打底+手工电弧焊，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。
焊接裂纹_精品文档
3、防止结晶裂纹的措施
1）、冶金方面
①控制焊缝中有害杂质的含量， 限制S、P、C含量S、P<0.03-0.04 焊丝C<0.12% (低碳钢) 焊接高合金钢，焊丝超低碳焊丝 ②改善焊缝的一次结晶 细化晶粒，加入Mo、V、Ti、Nb、Zr、
Al
2)、工艺方面（减少拉应力）
应变率 , E ↑、
↑应变率 ↓
例如：强度为600MPa焊条研究
焊缝成分分析
焊缝 C
S
Ｐ Ｍn Si Cr Ni
成分
Ao 0.10 0.037 0.017 0.94 0.54 0.20 0.87
A１ 0.09 0.015 0.014 1.25 0.44 0.19 0.83
注：A１ 焊缝中加入轻稀土１％
图2 焊缝冲击断口扫描形貌
b)、C
i)、C<0.1% C↑结晶温度区间↑,裂纹↑
ii)、C>0.16% Mn/S↑无效,加剧P有害作
用 裂↑
iii)、C>0.51% 初生相
初生相
S、P在小相中溶解度低，析
出S、P集富在晶界上，裂纹↑
c)、Mn
Mn具有脱S作用
其中Mn熔
点高，早期结晶星球状分布，抗裂↑
含碳量C<0.016% S↑裂↑但加入Mn↑裂↓
结 晶 裂 纹
2）、熔池各阶段产生结晶裂纹的 倾向
在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶物 被排挤在晶界，形成一种所谓的“液态薄膜” ，在焊接拉应力作用下，就可能在这薄弱地带 开裂，产生结晶裂纹。
产生结晶裂纹原因：①液态薄膜
②拉伸应力
液态薄膜—根本原因
拉伸应力—必要条件
以低碳钢焊接为例可把熔池的结晶分 为以下三个阶段
常见的焊接缺陷及缺陷图片
常见得焊接缺陷(1)常见得焊接缺陷（1）未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）得钝边未完全熔合在一起而留下得局部未熔合。
未焊透降低了焊接接头得机械强度，在未焊透得缺口与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（多道焊时得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，焊缝金属内得气体或外界侵入得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得空穴或孔隙，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，特别就是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生得气体、液态金属吸收得气体，或者焊条得焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至就是焊接环境中得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。
尽管气孔较之其它得缺陷其应力集中趋势没有那么大，但就是它破坏了焊缝金属得致密性，减少了焊缝金属得有效截面积，从而导致焊缝得强度降低。
某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，未焊透某钢板对接焊缝X射线照相底片V型坡口，手工电弧焊，密集气孔（4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时得冶金反应产物，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与条状，其外形通常就是不规则得，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，钨极崩落得碎屑留在焊缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。
W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒对接电阻焊缝中得夹渣断口照片钢板对接焊缝X射线照相底片型坡口，手工电弧焊，局部夹渣V．钢板对接焊缝X射线照相底片型坡口，手工电弧焊，两侧线状夹渣V钢板对接焊缝X射线照相底片手工电弧焊，夹钨型坡口，钨极氩弧焊打底+V（5）裂纹：焊缝裂纹就是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现得金属局部破裂得表现。
焊接缺陷的产生及防止一
焊接缺陷的产生及防止一、裂纹世界上焊接结构所出现的各种事故中，除极少数由于设计不当，选材不合理和运行操作上的问题之外，绝大多数是由裂纹而引起的脆性破坏，因此裂纹是一起焊接结构发生破坏事故的主要原因。
1.热裂纹特征：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产生的焊接裂纹叫热裂纹。
形成于焊接过程中，温度在固相线上下大多数出现在焊缝中，少数在热影响区开裂断口处有氧化色彩显微镜下可见裂纹走向均为结晶开裂结晶裂纹形成原因：熔池金属冷却凝固过程是晶核生长和长大的过程，当熔池金属开始结晶时，总是从近熔合线处母材的晶粒表面开始形成晶核，并以柱状形状由熔池周边向焊缝中心长大。
先结晶的金属较纯而后结晶的金属含杂质比较多，并富集在晶界，这些杂质所形成的共晶都有较低的熔点，随着焊缝金属不断凝固结晶，低熔点共晶被不断长大的柱状晶排挤到他们相交的中间部位。
这里，低熔点共晶因其熔点较低热仍然以液态形势存在，我们称为“液态薄膜”。
这样，液态薄膜便成了焊缝中最薄弱区，当受到拉伸应变时即开裂。
当焊缝金属开始冷却凝固时会产生体积收缩，因受到焊缝周边的金属制约而对焊缝产生拉应力，只是由于晶粒刚形成生长，液态金属在各晶粒之间自由流动，拉伸应变造成的焊缝被及时填满。
随着结晶的继续，当熔池结晶到固液阶段，由于液态金属已经很少，即所谓的“液态薄膜” 时，拉伸应变产生的微小缝隙都已无法填充，只要很小的拉应力就会产生裂纹。
由此可知，结晶裂纹产生的原因是：焊缝中存在液态薄膜和焊缝凝固过程中受到拉伸应力共同作用的结果。
防止结晶裂纹的措施：材料：硫S磷P的含量一般小于0.03% - 0.04% 碳当量C，焊接材料的含碳量<钢板的含碳量，一般不超过0.12% 添加一些Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al等微量元素改善，提高抗裂性工艺：厚板对接焊时，采用小电流多层焊法2.冷裂纹特征：焊接接头冷却至较低温度时产生的焊接裂纹叫冷裂纹。
焊接冷却过程中，当温度在200-300C区间或更低温度时逐渐产生发生在有缺口效应的焊接热影响区（如咬边或成形不良的焊趾），少数在焊缝中宏观可见裂纹断口处有金属光泽，微观可见裂纹具有沿晶和穿晶走向的混合形态冷裂纹形成原因：淬硬组织，焊接接头的拘束应力，焊接接头的含氢量是冷裂纹形成的三个因素。
焊接冷裂纹
焊接冷裂纹1.1焊接裂纹的简介焊接裂纹是指金属在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区金属原子结合力遭到破坏所产生的缝隙。
在焊接生产中由于钢种和结构的类型不同，可能出现各种裂纹，焊接裂纹产生的条件和原因各有不同。
有些裂纹在焊后立即产生，有些在焊后延续一段时间才发生，有的在一定外界条件诱发下才产生；裂纹既出现在焊缝和热影响区表面，也产生在其内部。
焊接裂纹对焊接结构的危害有：①减少了焊接接头的工作截面，因而降低了焊接结构的承载能力②构成了严重的应力集中。
裂纹是片状缺陷，其边缘构成了非常尖锐的切口应力集中，既降低结构的疲劳强度，又容易引发结构的脆性破坏。
③造成泄漏。
由于盛装或输送有毒且可燃的气体或液体的各种焊接储罐和管道，若有穿透性裂纹，必然发生泄漏。
④表面裂纹能藏污纳垢，容易造成或加速结构的腐蚀。
⑤留下隐患，使结构变得不可靠。
由于延迟裂纹产生具有不定期性，微裂纹和内部裂纹易于漏检，这些都增加了焊接结构在使用中的潜在危险。
焊接裂纹是焊接结构最严重的工艺缺陷，直接影响产品质量，甚至引起突发事故，例如，焊接桥梁坍塌，大型海轮断裂，各种类型压力容器爆炸等恶性事故。
随着现代钢铁、石油化工、船舶和电力等工业的发展，在焊接结构方面都趋向大型化、大容量和高参数方向发展，有的在低温、深冷或腐蚀介质下工作，都广泛采用各种低合金高强钢材料，而这些金属材料通常对裂纹十分敏感。
因此，从焊接裂纹的微观形态、起源与扩展及影响因素等进行深入分析，对防止焊接裂纹和保证工程结构的质量稳定性是十分重要的。
1.2焊接裂纹分类焊接裂纹按产生的机理可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂和应力腐蚀裂纹等。
(1)热裂纹焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹，它的特征是沿原奥氏体晶界开裂。
根据所焊金属的材料不同，产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也不同。
一般把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。
焊接中常见的缺陷
常见的焊接缺陷焊接接头的不完整性称为焊接缺欠，主要有焊接裂纹、孔穴，固体加杂，未熔合，未焊透、形状缺陷等。
这些缺欠减少焊缝截面积，降低承载能力，产生应力集中，引起裂纹；降低疲劳强度，易引起焊件破裂导致脆断。
其中危害最大的是焊接裂纹和未熔合。
中文名焊接缺陷外文名WELDING DEFECT 解释焊接接头的不完整分类焊接裂纹、未焊透危害焊接裂纹和未熔合目录1 焊前准备2 低温焊接3 缺陷分类4 缺陷预防▪形状缺欠▪尺寸缺欠▪咬边▪弧坑▪烧穿▪焊瘤▪气孔▪夹渣▪未焊透▪未熔合▪焊接裂纹5 焊缝等级焊前准备编辑构件边缘必须按规定进行准备，干净，无毛刺，无气割熔渣，无油脂或油漆，除了车间保护底漆。
接头必须干燥。
几种常见焊接缺憾点焊不应该太深，点焊位置应使其在施焊时能够重新溶合。
焊前，检验员必须确保所有焊点处于良好状态，焊前必须清除坏点焊和炸裂的点焊。
低温焊接编辑无论使用哪种焊接方式，在低温气候下焊接（低于+5℃），必须采取如下的防护措施，以避免低温焊接接头造成的不良效果（易脆、变硬而易裂，容易在焊接接头上产生诸如由于快速冷却和焊缝凝固造成的小眼和熔渣等缺欠）：a) 在不受坏天气（如风、潮湿和气流等）干扰的区域施焊;b) 干燥焊接接头以避免潮湿引起材料收缩；c) 焊接接头预热，以减缓焊后焊缝的冷却速度；d) 焊后对焊缝加盖防止焊缝的骤冷。
e) 焊接的最低温度为-10℃，采取所指的防护措施。
f) 需要时预热温度至少为50℃火焰进行缓慢、均匀的预热。
缺陷分类编辑1、外观缺陷：外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。
常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。
单面焊的根部未焊透等。
A、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。
焊接缺陷及焊接检验PPT课件
四 、未焊透和未熔合
• 1 未焊透 焊接时母材金属之间应该熔合 而未焊上的部分。 部位：单面焊的坡口根部、双面焊的坡口 钝边。 危害：较大的应力集中，在其末端产生裂 纹。
• 2 未熔合 焊缝金属与母材、焊缝金属与 焊道金属之间未完全熔化结合的部分。
• 用途：用于各种金属材料和非金属材料 构件表面开口缺陷的检验。
Inspection Tools
Measuring Weld Sizes
Fillet Weld Size - For equal leg fillet welds, the leg lengths of the largest isosceles right triangle that can be inscribed within the fillet weld cross section. For unequal leg fillet welds, the leg lengths of the largest right triangle that can be inscribed within the fillet weld cross section
超声波检测
• 超声波检测：是利用超声波在物体中的 传播、反射和衰减等物理特性来发现缺 陷的一种探伤方式。
• 声波（人类的听觉） • 次声波（地震、核武器） • 超声波（0.5~10MHz）（图 Example） • 探头 （45 平） • 耦合剂 （探头不接触工件表面）
渗透检测
• 渗透检测：利用带有荧光染料或红色染 料渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的 无损检验方法。
无损检验
• 射线检测 • 超声检测 • 磁粉检测 • 渗透检测 • 涡流检测
焊接常见缺陷(图示版)
②装配间隙不均匀 ③焊接电流过大或过小 ④焊条角度选择的不适当
⑤运条速度不均匀
减弱了焊接接头的强度，而且在咬边处容易引起应 力集中而产生裂纹。（①当钢材厚度小于10mm时， 咬边深度不得大于0.5mm②当钢材厚度超过20mm时，
咬边深度不得大于1.0mm）
平焊 角焊
①焊接电流过大 ②电弧过长 ③运条速度不适当 ①焊条角度不适当 ②电弧长度不适当
②焊条药皮、焊剂受潮
气孔减少了焊缝的有效截面积，使焊缝疏松并且还 会引起泄漏；气孔也是引起应力集中的因素，有可
能导致裂纹产生。
裂纹在结构工作的过程中会扩大，甚至会使结构突 然断裂，是最危险的焊接缺陷。
③电弧长度过长 ④焊接电流偏低，或焊接速度过 快 ⑤基本金属或焊条钢芯的含碳量 过高 ⑥焊接电流过大以及电弧偏吹、 运条手法不稳
序号 缺陷名称
缺陷详解
焊缝外形尺寸 焊缝表面形状高低不平，焊波粗劣。焊缝
不符合要求
宽度不均匀，焊缝高低不平。
2
咬边
基本金属与焊接金属交界处的凹槽
3
烧穿
焊缝中形成的穿孔
4
弧坑
焊缝末端或焊缝接头处，低于基本金属表 面的凹坑称为弧坑
5
焊瘤
熔化金属流敷在未熔化的基本金属或凝固 的焊缝上所形成的金属瘤
6
夹渣
①焊接电流过大
②焊接速度过慢
影响焊缝外观，而且使该处焊缝的强度显著减弱。 ③焊件间隙过大
①熄弧过快 使该处焊缝的强度严重减弱或厚度不够，同时在弧 ②薄板焊接时使用的电流过大
坑内很容易产生气孔、夹渣或微小裂纹。
影响焊缝外表美观，而且焊瘤下面常有未焊透缺 陷，易造成应力集中。
对接头的性能影响比较大，由于夹渣多数呈不规则 的多边形，其尖角会引起很大的应力集中，导致裂
常见焊缝缺陷
四、夹渣
四、夹渣
夹渣产生的原因
1.多层焊时，焊缝边缘不整齐；焊层或焊道之间的高低 差较大，使死角熔渣清理不干净，特别是坡口侧壁咬边 较深时，熔渣嵌入咬边深处，更易产生夹渣。 2.焊条受潮未烘干或变质，导致焊接时，药皮成块脱落， 在熔池凝固较快时，来不及浮出，形成夹渣。 3.焊接电流过小，或焊速过快，使熔化金属冷却速度太 快，以致于熔渣来不及浮出焊缝金属表面。
三、气孔
三、气孔
气孔产生的原因
1.坡口处油、锈等脏物未清除干净，焊接时，油、锈 分解，及易形成氢气孔和CO气孔。 2.打底层采用断弧焊，因要不断熄弧、再引弧，电弧 忽高忽低，焊接保护效果不好，增加了氮气孔产生的 机会。 3.焊条药皮未烘干或烘干温度不够，焊芯生锈，氩弧 焊打底时，焊丝清理不干净。 4.手工焊时电流过大或电弧过长。 5.采用直流电源焊接时，极性不对。
四、夹渣
夹渣
夹渣是指在焊接过程中因来不及浮出而夹在焊 缝金属中的熔渣等非金属化合物。
焊缝中的夹渣几乎都是呈块状或条状残留在焊 缝中，且立、横、仰焊的试件明显高于平焊。
夹渣对焊接接头的影响较大。因为夹渣多数呈 不规则的多棱形，特别是两端尖细的条状夹渣，其 尖角处会引起很大的应力集中，往往从这里形成裂 纹。
四、夹渣
夹渣防止的措施
1.焊前严格检查所用的焊条药皮，如发现焊条药批疏松 或有大量粉末或变色，说明焊条药批变质，应停止使用。 2.仔细清理焊道表面和坡口侧壁的熔渣，多层焊时，每 层焊后应认真清理熔渣。 3.正确选择焊接电流和运条方式，运条时，在坡口边缘 应停留时间长一些，利用电弧吹力使边上尖角处的熔渣 浮出表面。 4.焊接时应保持熔池清晰，分清液态金属与熔渣。
三、气孔
气孔
气孔是指焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能 逸出，而残留下来形成的孔穴。
焊接缺陷及检验方法课件
焊接缺陷对产品质量的影响
强度下降
焊接缺陷会导致焊接接头 的强度下降，影响产品的
承载能力和使用寿命。
泄漏风险
焊接缺陷会导致产品的气 密性和水密性下降，增加
泄漏风险。
外观质量下降
焊接缺陷会影响产品的外 观质量，使产品表面不平
整、颜色不一致等。
02
常见焊接缺陷及其特征
裂纹
总结词
焊接裂纹是一种常见的焊接缺陷，表现为焊接接头中 出现的缝隙或开裂。
未熔合与未焊透
总结词
未熔合和未焊透是指焊接过程中，焊缝 金属与母材之间未能完全熔合或贯通的 现象。
VS
详细描述
未熔合指的是焊缝金属与母材之间存在明 显的分界线，没有实现完全的冶金结合； 未焊透则是指焊接过程中，焊缝金属未能 完全穿透母材，导致接头内部存在明显的 间隙。这两种缺陷都会严重影响焊接接头 的强度和可靠性，是焊接过程中需要避免 的严重缺陷。
焊接缺陷的分类
根据缺陷的性质和产生原因，焊接缺 陷可以分为裂纹、气孔、夹渣、未熔 合、未焊透等。
焊接缺陷产生的原因
材料因素
如母材和填充材料的化学成分、杂质含量 、力学性能等不符合要求。
工艺因素
如焊接参数、焊接顺序、焊接方法、坡口 形式等选择不当或操作失误。
环境因素
如温度、湿度、风速等环境条件影响焊接 质量。
材料选择与处理
01
02
03
母材与焊材匹配
选用与母材相匹配的焊接 材料，确保焊接接头的机 械性能和化学成分符合要 求。
材料预处理
对焊材进行除锈、除油、 干燥等预处理，以提高焊 接质量。
焊前加热
对某些材料进行焊前加热 ，以降低焊接难度，减少 缺陷的产生。
常见焊接缺陷分析介绍
夹渣
•夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。 •夹渣主要有：固体夹杂物、焊渣、氧化 夹杂物
•产生原因主要有： •1.各层焊渣、飞溅未清除。 •2.焊道表面存在铁锈、氧化皮等杂质。 •3.电流太小、运弧不当。
•防止措施主要有： •1.正确选择焊接参数，让熔渣能够浮出 熔池。 •2.正确、有规则地运弧，搅拌熔池，使 铁水与熔渣分离。 •3.及时清除各层焊渣及飞溅。
•高温液化裂纹 在焊接热循环峰值温度的作用下，在热影响区和多层焊的层间发生重熔，在应 力作用下产生的裂纹。 裂纹走向：沿晶界开裂 产生位置：热影响区、多层焊的层间
•多边化裂纹 已凝固的结晶前沿，在高温和应力的作用下，晶格缺陷发生移动和聚集，形成 二次边界，它在高温处低于塑性状态，在应力作用下产生的裂纹 裂纹走向：沿奥氏体晶界 产生位置：焊缝上，少量在热影响区
未填满（凹陷）
焊缝凹陷是指有效焊缝高度低于母材
•产生原因主要有： •1.焊接电流电压太大 •2.焊接速度太快。
•防止措施主要有： •正确使用焊接参数，选择合适 的焊接速度，注意观察熔池，使 填充金属填满焊缝。 •标准要求： h ≤0.05t(板厚),最大不超过 0.5mm
余高过大
定义：焊缝余高是指焊缝表面两焊趾连线上的那部分金属高度。
50D叉夹
咬边
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。
•产生原因一般有： •1.电流太大 •2.弧长太长 •3.焊接速度过快 •4.焊枪位置不当
•防止措施主要有： •1.根据焊接工艺选择正确的焊接电流。 •2.控制焊丝伸出长度不超过20mm。 •3.角接焊时，焊枪和两工件的夹角为45º （当两工件不等厚时，焊丝对准的位置应 偏向厚板，夹角为55º~80º）；沿焊接方向， 焊枪与垂直方向保持在10º~25º（前倾或后 倾），焊丝对着两工件的夹角处或离夹角 处1~2mm，匀速施焊。
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5）钛、锆、稀土：Ti、Zr、RE脱硫的效果比Mn好得多，有 良好的消除结晶裂纹作用，但它们也是强脱氧元素。
氧化稀土也有脱硫作用。 6）镍：Ni和S形成低熔点共晶（NiS2 645℃），易于引起结 晶裂纹。
0.05
P
2.8
0.25
合金因素对产生结晶裂纹的影响（5）
3）锰：Mn有脱硫作用，生成高 熔 点 MnS （ 1600℃ ） ， 生 产 的 MnS为球状。
随着钢中含碳量增加，Mn/S 也应提高。否则影响Mn的脱硫 效果。含碳量越高，S的危害越 大（图5－23 ）。
合金因素对产生结晶裂纹的影响（6）
（2）改善焊缝组织
加入细化晶粒元素（Ti、Mo、 V、Nb）细化晶粒。
对A体不锈钢焊接可采用A+δ 双相组织焊缝（δ~5％），以减少 结晶裂纹和提高焊缝抗晶间腐蚀 能力。
2 抗热裂的工艺措施
选用合理的焊接工艺，如焊接工艺参数、预热、接头型 式、焊接顺序等，目的是尽量减少焊缝的拉伸应力。
（1）焊接工艺参数
焊接热循环产生的拉伸应力引起应变为Δε，则单位温度变 化引起的应变是：
t
ttc
式中：t－温度；α－膨胀系数；ωc－冷速。
（1） 焊接工艺参数（1）
对于厚板
c
2Tc
T02
E
对于薄板 c 2cTEc/T022
式中Tc－某瞬间温度；T0－初始温度；E－焊接线能量；λ－导热系 数；C－比热容；e－密度。
相图的结晶温度区间越大（即液 态存在的时间越长），产生热裂纹的 可能性越大（图5－19）。
影响相图结晶温度区间大小与合 金的含量有关。
由于焊接是在非平衡条件下结晶， 结晶温度区间要偏离平衡条件下的结 晶温度区间，因此最大结晶裂纹可能 发生在低合金含量区（图5－19虚线）。
相图类型和结晶温度区的大小（2） 各种状态图对产生结晶裂纹倾向的规律（图5－20）。
（3）完全凝固阶段
完全凝固后金属有较好的强度和 塑性，既使有拉伸应力也难以产生裂 纹。
二、 结晶裂纹的影响因素
产生热裂纹必须具备冶金因素（成分、偏析…）和力的 因素（金属热物理性质、焊件拘束度、焊接工艺等）。 1 冶金因素对结晶裂纹的影响
影响因素有相图类型、化学成分、结晶组织形态。
（1） 相图类型和结晶温度区的大小（1）
第二节 焊接热裂纹
一、结晶裂纹的形成机理
有的结晶裂纹是沿焊缝中心纵向开裂，也有沿焊缝中的 树枝晶之间界面处发生和发展的结晶裂纹，有时也发生在焊 缝内部两个树枝状晶体之间，这说明在结晶过程中晶界是最 薄弱的部位。
结晶裂纹的形成机理（1）
由于先结晶的固相金属较纯， 后结晶的金属含杂质多，并富集在 晶界。这些杂质容易形成低的熔点 的共晶，最后被推向晶界，在晶粒 之间形成一个液态薄膜。如果此时 有拉伸应力存在就会产生裂纹（图516）。
第七章 焊接缺陷
第一节 概述 优质的焊接接头应具备两个条件：一是使用性能不低于 母材；二是没有技术条件中规定不允许存在的缺陷。 焊接过程中，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，叫做焊接缺陷。焊接缺陷的种类很多， 有些是因施焊中操作不当或焊接参数不正确所造成，如咬边、 焊穿、焊缝尺寸不足、末焊透等，有些是由于化学冶金、凝 固或固态相变过程的产物而造成的，如气孔、夹杂和裂纹等。 这些缺陷与母材、焊接材料的化学成分有密切关系，因此称 之为焊接冶金缺陷。 本部分内容重点介绍常见焊接冶金缺陷中的裂纹特征、 产生原因及防止措施。
合金因素对产生结晶裂纹的影响（7） (7)铜：铜易引起热裂纹，如黄铜钎焊20钢引起的裂纹。
（3）结晶组织对结晶裂纹的影响（1）
焊缝晶粒大小、形态和方向对抗裂性有很大影响。 晶粒越粗大、柱状晶方向越明显，产生结晶裂纹的倾向 就越大。所以细化晶粒有利于打破液膜的连续性，是减 小结晶裂纹的有效措施。
三、 防止结晶裂纹的措施
从冶金因素和工艺因素（减少应力）两方面着手。 1 冶金因素
（1）控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质含量
尽量减少低熔点共晶的数量。S、P的最大含量取决于被焊 金属，一般低碳钢、低合金钢S、P<0.05％，高合金钢<0.04％， 不锈钢<0.02％或更低。
对重要焊接构件应采用碱性焊条或焊剂，以进一步减小有 害杂质含量。
产生热裂纹的原因是晶间存在 液态薄膜和在凝固过程中存在拉伸 应力。
结晶裂纹的形成机理（2）
在整个结晶过程中，从液到固可分 为三个阶段： （1）液－固阶段（液多于固）
液态金属可在固态金属中自由流动， 此时既使有拉伸应力也不会产生裂纹。
结晶裂纹的形成机理（3）
（2）固－液阶段（固多于液）
随着固态金属量增加，剩余的液 态金属多为低熔点共晶，流动也发生 困难，这时若有拉伸应力产生的小裂 纹无法靠液态金属填充，成为一个 “裂纹源”。此阶段也叫“脆性温度 区”。
合金因素对产生结晶裂纹的影响（4）
2）碳：碳在δ相中的溶解度大于γ相（表5－4）， 所以含碳 <0.10（无包晶反应）的钢不易发生热裂。
碳是易偏析元素，并能加剧其它元素的有害作用（如S、P 等）。
表 5-4 硫 和 磷 的 溶 解 度
元
最 大 的 溶 解 度 (％ )
素
在δ 相Байду номын сангаас在γ 相
S
0.18
焊接工艺参数（2）
则对厚板 对薄板
et2TcT02
t
E
ett2C Ee/Tc2T03
由这二式可见，适当增加线能量E和提高预热温度，可降低 冷却速度，减少焊缝金属的应变，从而降低结晶裂纹倾向。
（2） 接头形式
焊接接头形式对接头的受力状态、 结晶条件和热的分布影响很大，因而 结晶裂纹倾向也不同（图5－26）。
（2）合金因素对产生结晶裂纹的影响（1）
对凝固温度范围的影响； a) 对形成低熔点相的影响（尤其是S、P）。
对产生结晶裂纹的影响比较大的合金是一些能形成低熔点 共晶的合金元素，熔点越低、数量越大，裂纹倾向越大。
合金因素对产生结晶裂纹的影响（2）
1） 硫、磷：S、P可扩大Fe的结晶区间（图5－21），并能与 Fe形成多种低熔点共晶。