張新洪 焦春鵬 王廣智

(中國二冶集團(tuán)有限公司 鋼結(jié)構(gòu)公司，內(nèi)蒙古 包頭014010)

1 常見缺陷及預(yù)防措施

常見的焊接缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷、未焊滿、燒穿、氣孔、夾渣、裂紋、未焊透、未融合等，為了保證焊接質(zhì)量，焊接過程中做好焊接措施，避免和盡量減少焊接缺陷的產(chǎn)生，針對各種焊接缺陷，具體做法如下：

1.1 咬邊

咬邊是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽，它是由于電弧將焊縫邊緣的母材熔化后沒有得到熔敷金屬的充分補(bǔ)充所留下的缺口。產(chǎn)生咬邊的主要原因是電弧熱量太高，即電流太大，運(yùn)條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確，擺動(dòng)不合理，電弧過長，焊接次序不合理等都會(huì)造成咬邊。直流焊時(shí)電弧的磁偏吹也是產(chǎn)生咬邊的一個(gè)原因。某些焊接位置(立、橫、仰)會(huì)加劇咬邊。咬邊減小了母材的有效截面積，降低結(jié)構(gòu)的承載能力，同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中，發(fā)展為裂紋源。

預(yù)防措施：矯正操作姿勢，選用合理的規(guī)范，采用良好的運(yùn)條方式都會(huì)有利于消除咬邊。焊角焊縫時(shí)，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊。

1.2 焊瘤

焊瘤是焊縫中的液態(tài)金屬流到加熱不足未熔化的母材上或從焊縫根部溢出，冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。焊接規(guī)范過強(qiáng)、焊條熔化過快、焊條質(zhì)量欠佳(如偏芯)，焊接電源特性不穩(wěn)定及操作姿勢不當(dāng)?shù)榷既菀讕砗噶?。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷，易導(dǎo)致裂紋。同時(shí)，焊瘤改變了焊縫的實(shí)際尺寸，會(huì)帶來應(yīng)力集中。

預(yù)防措施：使焊縫處于平焊位置，正確選用規(guī)范，選用無偏芯焊條，合理操作。

1.3 凹陷

凹坑指焊縫表面或背面局部的低于母材的部分。凹坑多是由于收弧時(shí)焊條(焊絲)未作短時(shí)間停留造成的(此時(shí)的凹坑稱為弧坑)，仰立、橫焊時(shí)，常在焊縫背面根部產(chǎn)生內(nèi)凹。凹坑減小了焊縫的有效截面積，弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。

預(yù)防措施：選用有電流衰減系統(tǒng)的焊機(jī)，盡量選用平焊位置，選用合適的焊接規(guī)范，收弧時(shí)讓焊條在熔池內(nèi)短時(shí)間停留或環(huán)形擺動(dòng)，填滿弧坑。

1.4 未焊滿

未焊滿是指焊縫表面上連續(xù)的或斷續(xù)的溝槽。填充金屬不足是產(chǎn)生未焊滿的根本原因。規(guī)范太弱，焊條過細(xì)，運(yùn)條不當(dāng)?shù)葧?huì)導(dǎo)致未焊滿。未焊滿同樣削弱了焊縫，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時(shí)，由于規(guī)范太弱使冷卻速度增大，容易帶來氣孔、裂紋等。

預(yù)防措施：加大焊接電流，加焊蓋面焊縫。

1.5 燒穿

燒穿是指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺陷。焊接電流過大，速度太慢，電弧在焊縫處停留過久，都會(huì)產(chǎn)生燒穿缺陷。工件間隙太大，鈍邊太小也容易出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象。

預(yù)防措施：選用較小電流并配合合適的焊接速度，減小裝配間隙，在焊縫背面加設(shè)墊板或藥墊，使用脈沖焊，能有效地防止燒穿。

1.6 氣孔

氣孔是指焊接時(shí)，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應(yīng)生成的。

防止氣孔的措施：（1）清除焊條，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。（2）采用的焊條徹底烘干。（3）采用直流反接并用短電弧施焊。（4）焊前預(yù)熱，減緩冷卻速度。（5）用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊。

1.7 裂紋

材料在應(yīng)力或環(huán)境或兩者同時(shí)作用下產(chǎn)生的裂隙。

預(yù)防措施：（1）防止結(jié)晶裂紋的措施：①減小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量較低的材料焊接。②加入一定的合金元素，減小柱狀晶和偏析。如鋁、銳、鐵、鏡等可以細(xì)化晶粒。③采用熔深較淺的焊縫，改善散熱條件使低熔點(diǎn)物質(zhì)上浮在焊縫表面而不存在于焊縫中。④合理選用焊接規(guī)范，并采用預(yù)熱和后熱，減小冷卻速度。⑤采用合理的裝配次序，減小焊接應(yīng)力。（2）再熱裂紋的防止：①注意冶金元素的強(qiáng)化作用及其對再熱裂紋的影響。②合理預(yù)熱或采用后熱，控制冷卻速度。③降低殘余應(yīng)力避免應(yīng)力集中。④回火處理時(shí)盡量避開再熱裂紋的敏感溫度區(qū)或縮短在此溫度區(qū)內(nèi)的停留時(shí)間。（3）防止冷裂紋的措施：①采用低氫型堿性焊條，嚴(yán)格烘干，在100~150℃下保存，隨取隨用。②提高預(yù)熱溫度，采用后熱措施，并保證層間溫度不小于預(yù)熱溫度，選擇合理的焊接規(guī)范，避免焊縫中出現(xiàn)洋硬組織。③選用合理的焊接順序，減少焊接變形和焊接應(yīng)力。④焊后及時(shí)進(jìn)行消氫熱處理。

1.8 未焊透

未焊透指母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有融入接頭根部的現(xiàn)象。

預(yù)防措施：使用較大電流來焊接是防止未焊透的基本方法。另外，焊角焊縫時(shí)用交流代替直流以防止磁偏吹，合理設(shè)計(jì)坡口并加強(qiáng)清理，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的產(chǎn)生。

1.9 未熔合

未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結(jié)合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合，層間未熔合和根部未熔合三種。預(yù)防措施：采用較大的焊接電流，正確地進(jìn)行施焊操作，注意坡口部位的清潔。

2 焊后檢驗(yàn)

2.1 外觀檢測

當(dāng)構(gòu)件焊接完畢冷卻到工作環(huán)境溫度，一般用肉眼和量具檢驗(yàn)焊縫和母材的裂紋及缺陷，也可用放大鏡檢驗(yàn)。焊縫的焊波應(yīng)均勻，不得有裂紋、未熔合、夾渣、焊瘤、咬邊、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷。

2.2 超聲波探傷

構(gòu)件焊接完畢冷卻到環(huán)境溫度后進(jìn)行焊縫超聲檢測，超聲不合格進(jìn)行返修處理[2]。

3 結(jié)語

通過對焊接前施工現(xiàn)場環(huán)境的了解、焊前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作、選擇合理的焊接工藝、焊接過程控制及焊后的處理，全面的焊接質(zhì)量控制，使得焊縫一次合格率達(dá)到95%以上，創(chuàng)造優(yōu)良工程并為以后鋼結(jié)構(gòu)施工積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

［1］GB/T 5117-9 碳鋼焊條[S].

［2］GB11345-1989鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級[S].