焊接缺陷分类

焊接缺陷分类：①从宏观上看，可分为裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔、及形状缺陷，又称焊缝金属表面缺陷或叫接头的几何尺寸缺陷，如咬边，焊瘤等。

在底片上还常见如机械损伤（磨痕），飞溅、腐蚀麻点等其他非焊接缺陷。

②从微观上看，可分为晶体空间和间隙原子的点缺陷，位错性的线缺陷，以及晶界的面缺陷。

微观缺陷是发展为宏观缺陷的隐患因素。

宏观六类缺陷的形态及产生机理①气孔：焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。

气孔可分为条虫状气孔、针孔、柱孔，按分布可分为密集气孔，链孔等。

气孔的生成有工艺因素，也有冶金因素。

工艺因素主要是焊接规范、电流种类、电弧长短和操作技巧。

冶金因素，是由于在凝固界面上排出的氮、氢、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。

②夹渣：焊后残留在焊缝中的溶渣，有点状和条状之分。

产生原因是熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。

它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。

③未熔合：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分；点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分，称之。

未熔合可分为坡口未熔合、焊道之间未熔合（包括层间未熔合）、焊缝根部未熔合。

按其间成分不同，可分为白色未熔合（纯气隙、不含夹渣）、黑色未熔合（含夹渣的）。

产生机理：a.电流太小或焊速过快（线能量不够）；b.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。

C.坡口有油污、锈蚀；d.焊件散热速度太快，或起焊处温度低；e.操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。

④未焊透：焊接时接头根部未完全熔透的现象，也就是焊件的间隙或钝边未被熔化而留下的间隙，或是母材金属之间没有熔化，焊缝熔敷金属没有进入接头的根部造成的缺陷。

产生原因：焊接电流太小，速度过快。

坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。

焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧）⑤裂纹（焊接裂纹）：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的新界面而产生缝隙，称为焊接裂纹。

它具有尖锐的缺口和大的长宽比特征。

按其方向可分为纵向裂纹、横向裂纹，辐射状（星状）裂纹。

按发生的部位可分为根部裂纹、弧坑裂纹，熔合区裂纹、焊趾裂纹及热响裂纹。

按产生的温度可分为热裂纹（如结晶裂纹、液化裂纹等）、冷裂纹（如氢致裂纹、层状撕裂等）以及再热裂纹。

产生机理：一是冶金因素，另一是力学因素。

冶金因素是由于焊缝产生不同程度的物理与化学状态的不均匀，如低熔共晶组成元素S、P、Si等发生偏析、富集导致的热裂纹。

此外，在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加，同时由于材料的淬硬倾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力学因素下，这些都是生成裂纹的冶金因素。

力学因素是由于快热快冷产生了不均匀的组织区域，由于热应变不均匀而导至不同区域产生不同的应力联系，造成焊接接头金属处于复杂的应力--应变状态。

内在的热应力、组织应力和外加的拘束应力，以及应力集中相叠加构成了导致接头金属开裂的力学条件。

⑥形状缺陷焊缝的形状缺陷是指焊缝表面形状可以反映出来的不良状态。

如咬边、焊瘤、烧穿、凹坑（内凹）、未焊满、塌漏等。

产生原因：主要是焊接参数选择不当，操作工艺不正确，焊接技能差造成。

焊接缺陷对焊接接头机械性能的影响①气孔：削弱焊缝的有效工作面积，破坏了焊缝金属的致密性和结构的连续性，它使焊缝的塑性降低可达40-50%并显著降低焊缝弯曲和冲击韧性以及疲劳强度，接头机械能明显不良。

②夹渣：呈棱角（夹渣的主要特征）的不规则夹渣，容易引起应力集中，是脆性断裂扩展的疲劳源，它同样也减小焊缝工作面积，破坏焊缝金属结构的连续性，明显降低接头的机械性能。

焊缝中存在夹杂物（又称夹渣），是十分有害的，它不仅降低焊缝金属的塑性，增加低温脆性，同时也增加了产生裂纹的倾向和厚板结构层状撕裂。

焊缝中的金属夹渣（夹钨等）如同气孔一样，也会降低焊缝机械性能。

③未焊透：在焊缝中，未焊透会导致焊缝机械强度大大降低，易延伸为裂纹缺陷，导致构件破坏，尤其连续未焊透更是一种危险缺陷。

④未熔合：是一种类似于裂纹的极其危险的缺陷。

未熔合本身就是一种虚焊，在交变载荷工作状态下，应力集中，极易开裂，是最危险缺陷之一。

⑤裂纹：是焊缝中最危险的缺陷，大部分焊接构件的破坏由此产生。

⑥形状缺陷：主要是造成焊缝表面的不连续性，有的会造成应力集中，产生裂纹（如咬边），有的致使焊缝截面积减小（如凹坑、内凹坑等），有的缺陷是不允许的（如烧穿），因为烧穿能致使焊缝接头完全破坏，机械强度下降。

焊接缺陷成因及消除方法2007-04-26 18:14焊接缺陷是造成焊件无法达到母材性质的原因。

缺陷的形成随着使用的材料、接头方式或焊接方法而异，了解缺陷形成的原因有助于焊接工作者选用恰当的材料，决定最佳的接头设计和拟定合适的焊接方法与程序来提高焊件品质，防止不正常的焊件破裂。

焊接缺陷可以分为两大类：第一类是焊件使用时发生的缺陷。

这种缺陷通常指焊接热循环损伤到焊道或邻近的热影响区，造成焊件性质劣于母材。

当焊件使用时，破裂起始于这些缺陷存在的位置。

比较常见的缺陷有，碳钢或低合金钢的热影响区晶粒受热而成长，造成韧性显著下降。

析出硬化型材料的热影响区因过度时效而使强度降低。

冷作硬化型材料的热影响区，因冷作效用消失而使强度降低。

第二类焊接缺陷是制程缺陷。

这类缺陷发生于焊接进行中或紧接焊接完成后，常见的缺陷有裂纹、空孔、夹渣、凹陷、熔接不足或渗透不足等。

这类缺陷的存在很可能造成焊件无法使用。

这其中又以裂纹最为严重。

裂纹因发生的温度不同有如下几种：冷裂纹（氢裂纹）、焊后热处理裂纹（再热裂纹）、延性不足裂纹及热裂纹。

冷裂纹发生于碳钢或合金钢。

双相不锈钢也有冷裂纹的情况。

虽然冷裂纹发生的原因目前还没有完全了解，这种裂纹已大部分可以控制。

最有效的方法是减少氢含量、预热，控制热输入及利用焊后热处理。

只要材料和接头方式确定，目前已有简单的方法可以查出预热温度、热输入范围、焊后热处理的温度和时间来防止冷裂纹的发生。

焊后热处理裂纹发生于焊后应力消除热处理的加热过程中。

这种裂纹发生于镍基合金、不锈钢和少数合金钢。

把机械化焊接方法同精密焊接设备结合使用，防止坡口发生位移、避免焊接区在集中能量作用产生明显张应力。

扩大射束能源利用范围，制订合理的焊接后热处理规范，保证各种新型焊条的质量，以保证达到焊缝金属特定的物理性能，满足材料的可焊性。

设计制造高效、真空扩散焊接装置，以便焊接由各种材料制造的焊接结构，包括粉末冶金材料同金属的焊接；为了降低扩散焊接的电力消耗，提高焊接效率，需要对焊接构件通电流加热焊接区，为此要制订适当工艺，开发新设备和制造中间塞热的高电阻材料，以保证加热区的必需释热量；组织用来制造金属结构中间焊接件的双金属的生产，拓宽高强度（碳化硅、碳基等）纤维的应用范围，以强化和简化焊接结构。

铝及铝合金气焊时，常见的焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两大类。

外部缺陷位于焊缝的外表面，一般用肉眼或低倍放大镜即可以发现。

常见的外部缺陷包括焊缝尺寸不符合要求、表面气孔、裂纹、咬边、未焊满、焊瘤、烧穿等。

内部缺陷位于焊缝内部，需要用破坏性试验或无损探伤等方法才能发现，如内部气孔、裂纹、夹渣、未焊透、未熔合等。

一、焊缝尺寸不符合要求焊缝的尺寸与设计上规定的尺寸不符，或者焊缝成形不良。

出现高低、宽窄不一、焊波粗劣等现象。

焊缝尺寸不符合要求，不仅影响焊缝的美观，还会影响焊缝金属与母材的结合，造成应力集中，影响焊件的安全使用。

焊缝尺寸不符合要求的原因主要有：接头边缘加工不整齐、坡口角度或装配间隙不均匀：焊接工艺参数不正确，如火焰能率过大或过小、焊丝和焊嘴的倾角配合不当、气焊焊接速度不均匀；操作技术不当，如焊嘴或焊蝗横向摆动不—致等。

防止焊缝高低、宽窄不一、焊波粗劣的措施有：正确凋整火焰能率：将焊件接头边缘调整齐：气焊过程中焊嘴、焊终的横向摆动要一致；焊接速度要均匀且不要向熔池内填充过多的焊丝。

二、气孔焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来而形成的空穴称为气孔。

处于焊缝表面的气孔称为表面气孔，处于焊缝内部的气孔称为内部气孔。

产生气孔的原因有：焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢及氧化膜没有清除干净；乙炔或氧气的纯度太低；火焰性质选择不当；熔剂受潮或质量不好；焊炬摆幅快而大；焊蝗填充不均匀；焊接现场周围风力较大；焊接速度过快，火焰过早离开熔池；焊丝和母材的化学成分不匹配。

防止气孔产生的措施有：在焊前应将坡口及两侧20—30mm范围内的油、污、锈、垢及氧化膜清除干净；选用合格的乙炔和氧气，以保证纯度要求；选择中性焰、微碳化焰：填加焊丝要均匀，焊嘴的摆动不能过快和过大，注意加强火焰对熔池的保护；如有必要，须在焊接场地设置防风装置；根据实际情况，焊前对工件预热，焊接时选用合适的焊接速度，在焊接终了和焊接中途停顿时，应慢慢撤离焊接火焰，使熔池缓慢冷却，从而使气体充分从熔池中逸出，减少气孔的产生；注意要使焊担和母材合理匹配。

三、咬边由于焊接工艺参数选择不当，或操作技术不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。

咬边使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，并且咬边处引起应力集中，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。

根据JBl580—75规定：在铝及铝合金一般焊接产品中，咬边的连续长度应≤100mm，每条焊缝上咬边总长度(两侧之和)不得超过该焊缝长度的10%。

板厚≤10mm时，允许咬边深度≤0．5mm；板厚>10mm时，则为≤0．8mm。

然而对于承受载荷的重要的焊接构件，如高压容器、管道等，不允许存在咬边现象。

四、未焊透焊接时接头根部未能完全熔透的现象称为未焊透。

未焊透不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透的缺口及末端处形成应力集中，进—步产生裂纹。

在重要的焊缝中，若发现有未焊透缺陷，必须铲除，重新补焊。

产生未焊透的原因较多：焊接接头在气焊前未经清理干净，如存在油污、氧化物等；坡口角度过小、接头间隙太小或钝边过厚；焊嘴太小，火焰能率不够或焊接速度过快；焊件的散热速度过快，使得熔池存在的时间短，以致填充金属与母材之间不能充分地熔合；熔剂质量不好或选择不当。

防止未焊透应采取的措施：选择合理的坡口形式和装配间隙，并在焊前进行清理，彻底消除坡口两侧的氧化物和油污；根据板厚正确选用相应的焊嘴和焊丝直径在焊接时选择合理的火焰能率和焊接速度；对厚大的铝及铝合金焊件，要进行焊前预热和在焊接过程中加热焊件：选用合格的气焊熔剂。

五、未熔合焊接时，焊道与母材之间或焊道之间，未完全熔化结合的部分称为未熔合。

未熔合减小了焊缝有效工作截面，使焊接接头的承载能力F降。

在未熔合处还可以引起应力集中。