第2章 缺陷分析

（2）工艺缺陷的辨证分析
① 缺陷产生的绝对性 ——就是说，在实际生产中， 要获得没有任何缺陷的产品，在技术上是相当困 难的；要使成批生产的产品都没有任何缺陷，是 不经济的，甚至是不可能的。
② 缺陷评定标准的相对性 ——即“判废标准”的 相对性。就是说，不同的产品或同一产品，往往 因使用条件工况不同，对其质量要求也不同，因 而，对工艺缺陷的容限，即“判废标准”也不尽 相同 。
举例说明
• 比如：焊缝余高源自文库大，属于焊缝形状不良， 严重时可以修磨；必要时甚至可以磨平。 • 再如：铸件的表面砂眼，可以通过焊补来修 复。
• 特别指出，考虑到焊接接头组织和性能的恶 化，某些产品的焊接修复不允许超过2次！ 所以，应该注意制定严格的修复工艺，否则 就会造成经济损失！
2.1.2 工艺缺陷的分类 工艺缺陷种类繁多，产生原因也相当复 杂。为了便于分析和处理工艺缺陷、制定检 验工艺、方便技术交流，有必要对其进行分 类。 (1)按技术内涵大体分为： ①加工、装配缺陷 ——如焊件坡口角度、 装配间隙不均匀，错边量过大等； ②形状、尺寸缺陷 ——如工件变形、焊缝 宽窄不一致、焊缝余高过大、表面塌陷、满 溢、焊瘤等等；
3 凹坑
凹坑指焊缝表 面或背面局部 的低于母材的 部分。
1、凹坑多是由于收弧时 焊条（焊丝）未作短时间 停留造成的（此时的凹坑 称为弧坑）。 2、仰、立、横焊时，常 在焊缝背面根部产生内凹 。
③几何不连续型缺陷—— 如焊件中的 裂纹、孔洞、夹杂、未熔合、未焊透， 铸件中的缩孔、疏松、裂纹等等； ④组织、性能缺陷 ——如机械性能不 良、耐腐蚀性下降、过热组织、脆性组 织、偏析等等； ⑤其它工艺缺陷—— 如飞溅、表面划 伤、电弧擦伤、凿痕、磨痕等等。
（2）按工艺方法（工艺责任）分为： ①焊接缺陷——因实施焊接工艺而引起的 缺陷； ②铸造缺陷——因实施铸造工艺而引起的 缺陷； ③锻压缺陷——因实施锻造、冲压工艺而引 起的缺陷； ④热处理缺陷——因实施热处理工艺而引起 的缺陷；
2.1 工艺缺陷的概念及分类
2.1.1 工艺缺陷的概念 （1）什么是工艺缺陷？
在材料加工成型过程中，经常会出现某种或 某些不合乎质量要求的外观缺陷、性能缺陷、组 织缺陷和更为严重的内部几何不连续型缺陷（如 裂纹、孔洞、夹杂等）。我们把这些“冶金因素、 结构因素、工艺因素”导致的产品质量 不符合 相 关标准要求的各类缺陷统称为工艺缺陷。
序 缺陷名 称
2 焊瘤
定义
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 的金属瘤即为 焊瘤
产生原因
1、焊接规范过强、焊条 熔化过快、焊条质量欠佳 （如偏芯），焊接电源特 性不稳定及操作姿势不当 等都容易带来焊瘤。 2、在横、立、仰位置更 易形成焊瘤。
（4）按缺陷的埋藏深度分为： ①表面缺陷——如表面气孔、表面裂纹、 砂眼、咬边等； ②近表面缺陷——如皮下气孔、夹杂等； ③内部缺陷——如内部夹杂、气孔、缩孔、 裂纹、未熔合、未焊透等； (5)按缺陷的几何特征不同分为： ①体积型—— 如孔洞、夹杂等； ②面积型——如裂纹、未熔合、夹层等；
（6）按具体缺陷的位置特征又有不同的称 谓，例如： • 裂纹可分为：HAZ 裂纹、焊缝裂纹、火口 裂纹、焊趾裂纹、焊根裂纹等； • 未熔合可分为：坡口未熔合、层间未熔合、 根部未熔合。 （7）其它分类： ①按裂纹走向不同有：横向裂纹、纵向裂 纹、人字形裂纹、辐射形裂纹等称谓； ②按裂纹尺寸不同又有：宏观裂纹、微裂 纹等称谓。
③判废标准的制定原则：
一般地说，产品质量等级越高、失效后危害越 大，对缺陷控制也越严格。因此，必须注意贯彻和 参照有关标准，但也不能随意判废，即合于使用的 原则。
④工艺缺陷的修复：
轻微的缺陷，不影响使用，是可以容忍的； 严重的缺陷，不符合使用要求，则必须给予处理： 有些缺陷能够及时修复；而有些缺陷则可能无法修 复，产品就得判废！
危害
防止措施
1、焊瘤常伴有 1、使焊缝处于平焊 未熔合、夹渣缺 位置。 陷，易导致裂纹。2、正确选用规范， 2、焊瘤改变了 选用无偏芯焊条，合 焊缝的实际尺寸 理操作 ，会带来应力集 中。 3、管子内部的 焊瘤减少了内径 ，可能造成流动 物堵塞。 1、凹坑减小了 焊缝的有效截面 积。 2、弧坑常带有 弧坑裂纹和弧坑 缩孔。 1、选用有电流衰减 系统的焊机。 2、尽量选用平焊位 置。 3、选用合适的焊接 规范。 4、收弧时让焊条在 熔池内短时间停留或 环形摆动，填满弧坑 。
（3）按缺陷性质不同分为： ①裂纹——如冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、 层状撕裂、火口裂纹等； ②孔穴——如缩孔、气孔等； ③固体夹杂——如夹渣、夹钨等； ④未熔合——如坡口未熔合、层间未熔合； ⑤未焊透——如根部未焊透、中部未焊透； ⑥其它缺陷——未包含在以上5种缺陷中的缺 陷，如咬边、烧穿、焊瘤、电弧划伤等。
• ③按具体缺陷产生机理又有不同的分 类，例如： • 焊接接头中的裂纹因其产生机理不同 有： 热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕 裂等； • 焊件中的气孔又分为： 氢气孔、氮气孔、CO气孔等等。
2.1.3 钢焊缝中常见缺陷及产生原因
一、外观缺陷
序 缺陷 名称 1 咬边 定义 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 1、电弧热量太高，即 电流太大，运条速度 太小所造成的。 2、焊条与工件间角度 不正确，摆动不合理 ，电弧过长，焊接次 序不合理等都会造成 咬边。 3、直流焊时电弧的磁 偏吹也是产生咬边的 一个原因。 4、某些焊接位置（立 、横、仰）会加剧咬 边。 危害 1、咬边减少 了母材的有效 截面积，降低 结构的承载能 力。 2、造成应力 集中，发展为 裂纹源。 防止措施 1、矫正操作姿势， 选用合理的规范， 采用良好的运条 方式都会有利于 消除咬边。 2、焊角焊缝时用 交流代替直流焊 也能有效地防止 咬边。