焊接缺陷控制

➢ 热裂纹产生原因。 焊缝金属的晶界上存在低熔点共晶体（含硫、磷、铜 等杂质）。 接头中存在拉应力。
➢ 防止措施
选用适宜的焊接材料，严格控制有害杂质碳、硫、磷的含 量。Fe和FeS易形成低熔点共晶，其熔点为988℃，很容 易产生热裂纹。
严格控制焊缝截面形状，避免突高，扁平圆弧过渡。
缩小结晶温度范围，改善焊缝组织，细化焊缝晶粒，提高 塑性减少偏析。
➢ 防止冷裂纹的措施
选用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中氢的含量，提高焊 缝金属塑性。
焊条焊剂要烘干，焊缝坡口及附近母材要去油、水、除锈， 减少氢的来源。
工件焊前预热，焊后缓冷（大部分材料的温度可查 表），可降低焊后冷却速度，避免产生淬硬组织， 并可减少焊接残余应力。
采取减小焊接应力的工艺措施，如对称焊，小线能 量的多层多道焊等，焊后进行清除应力的退火处理。
焊后立即进行去氢（后热）处理，加热到250℃，保 温2～6h，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面。
焊后热处理裂纹
➢ 热裂纹的特征及原因 焊接完成后，在一定温度范围内对焊件再次加热。 多发生在焊接过热区，属于沿晶裂纹，裂纹生成时产 生很少或无变形。 发生于镍基合金、不锈钢和少数合金钢，钢中Cr、 Mo、V、Nb、Ti等元素会促使形成再热裂纹。 裂纹起源于未焊透根部、焊趾及咬边等应力集中处。
确定合理的焊接工艺参数，减缓焊缝的冷却速度，以减小 焊接应力。如采用小线能量，焊前预热，合理的焊缝布置 等。
冷裂纹
➢ 冷裂纹的特征 多出现在焊道与母材熔合线附近的热影响区中，多为穿 晶裂纹。 冷裂纹无氧化色彩。 冷裂纹发生于碳钢或合金钢，高的含碳量和合金含量。 冷裂纹具有延迟性质，主要是延迟裂纹。
➢预防措施 清除焊道上的杂质、污物，尤其是焊接坡口要保持清洁干燥，
控制铁水与熔渣分离。 按焊接工艺数据要求，选用合适的焊接电流和焊接速度，运
条摆动要适当。 多层焊时,加强焊接过程的层道清理，仔细观察坡口两侧熔
化情况,每一层都要认真清理焊渣。 使用合适规格的焊条、选用适宜的坡口形式及尺寸。 提高焊工的操作技术水平。
（3）焊接裂纹
➢定义 在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊接接头
中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成新界面产 生的裂缝。
➢ 焊接裂纹的一般原因 与母材的化学成分、结晶组织、冶炼方法等有关。如钢 的含碳量越高或合金量越高，钢材的硬度就越高，通常 越容易在焊接时产生裂纹。 焊接时冷却速度高容易产生裂纹。所以焊接时应避开风 口和避免被雨水淋湿。在焊接中，高碳钢或合金钢时， 要根据母材的成分或特性，有的要采取加热保温措施后 方可施焊。
焊条内含硫、磷、碳高时焊缝容易产生裂纹。硫磷是有害 元素,含硫高焊缝有热脆性，含磷高焊缝有冷脆性，焊条 含硫磷量都必须在0.0035以下。 被焊结构刚性大、构件的焊接顺序不当也容易产生裂纹。 当顺序安排不当时会形成焊接收缩受阻，妨碍焊缝的自由 收缩，以致产生较大的收缩应力而产生焊缝裂纹。 焊接时周围的环境温度低，或在风口散热条件过好造成散 热过快也会引起裂纹。
➢ 防止措施 合理的预热与焊后热处理规范。 控制材料成分，应用低强度焊缝 使焊缝强度低于母材以 增高其塑性变形能力。 缓和应力状态，减少拘束、应力集中，减少残余应力。
➢ 冷裂纹产生原因 焊接接头(焊缝和热影响区及熔合区)的淬火倾向严重，产 生淬火组织，导致接头性能脆化。
焊接接头含氢量较高，并聚集在焊接缺陷处形成大量氢分 子，造成非常大的局部压力，使接头脆化；磷含量过高同 样产生冷裂纹。 存在较大的拉应力。因氢的扩散需要时间，所以冷裂纹在 焊后需延迟一段时间才出现。由于是氢所诱发的，也叫氢 致裂纹。
泰坦尼克号的沉没
在当时的炼钢技术并不十分成熟，炼出的钢铁在现代的标准根本不能造船。 泰坦尼克号上所使用的钢板含有许多化学杂质硫化锌，加上长期浸泡在冰
冷的海水中，使得钢板更加脆弱。
定义：焊接缺陷是焊接过程中在焊接接头产生的金属 不连续、不致密或连接不良的现象
外部缺陷
焊瘤、咬边、烧穿、未焊 透、夹渣、表面气孔、焊
➢气孔分类 焊缝气孔有三种：氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔。
氢气孔： 高温时，氢在液体中的溶解度很大，大量的氢溶入 焊缝熔池中，而焊缝熔池在热源离开后快速冷却，氢的溶解度 急速下降，析出氢气，产生氢气孔。
一氧化碳气孔：当熔池氧化严重时，熔池存在较多的FeO，在 熔池温度下降时，将发生如下反应：
FeO+C = Fe+CO↑ 此时，若熔池已开始结晶，则CO将来不及逸出，便产生CO 气孔。
➢8-3 焊接缺陷的控制
1、焊接缺陷的定义。 2、焊接缺陷的分、类产生原因
及防止措施。
焊 实
1318
班
• 常见的焊接缺陷有哪些? • 你知道产生原因及防止措施吗？
➢小知识
• 泰坦尼克号共耗资7500万英镑，吨位46328吨，长882.9
英尺（1 英尺 = 0.3048 米），宽92.5英尺，从龙骨到四个大烟 囱的顶端有175英尺，高度相当于11层楼。
焊
（肉眼看得见） 接裂纹 以及焊缝形状和尺
接
寸不符合要求
缺
陷
内部缺陷
（肉眼看不见）
未焊透、夹渣、内部气孔、 焊接裂纹等
1、外部缺陷
位于焊缝外表面，用目测或低倍放大镜可以看到的缺陷
2、内部缺陷
位于焊缝内部缺陷，用破坏性试验或无损探伤的方法 可以发现。
（1）气孔
➢定义 焊接时，熔池中的气体在 金属凝固时未能逸出而 形成的空穴。
熔池氧化愈严重，含碳量愈高，越易产生CO气孔。 氮气孔：熔池保护不好时，空气中的
氮溶入熔池而产生。
（2）夹渣 焊后焊缝中残留焊渣
➢夹渣与夹杂的一般原因 坡口角度或焊接电流太小。 焊件边缘有氧割或碳弧气刨熔渣，边缘清理不净，有残留
氧化物铁皮和碳化物等。 酸性焊条时,由于电流小或运条不当形成糊渣。 碱性焊条时,由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。
➢分类 热裂纹、冷裂纹（氢致裂纹）、焊后热处理裂纹（再热
裂纹）及延性不足裂纹、层状撕源自文库及应力腐蚀裂纹等 。
①热裂纹（又称结晶裂纹）
➢ 热裂纹的特征 热裂纹可发生在焊缝区或热影响区,沿焊缝长度方向 分布。
热裂纹的微观特征是沿晶界开裂，所以又称晶间裂 纹。因热裂纹在高温下形成，所以有氧化色彩。 焊后立即可见。