一般常見的焊接缺陷可分為四類：

（1）焊縫尺寸不符合要求 ：如焊縫超高、超寬、過窄、高低差過大、焊縫過渡到母材不圓滑等。

（2）焊接表面缺陷：如咬邊、焊瘤、內(nèi)凹、滿溢、未焊透、表面氣孔、表面裂紋等。  

（3）焊縫內(nèi)部缺陷：如氣孔、夾渣、裂紋、未熔合、夾鎢、雙面焊的未焊透等。   

（4）焊接接頭性能不符合要求：因過熱、過燒等原因?qū)е潞附咏宇^的機(jī)械性能、抗腐蝕性能降低等。   

焊接缺陷知多點(diǎn)

（一）焊接變形

工件焊后一般都會產(chǎn)生變形，如果變形量超過允許值，就會影響使用。

焊接變形的幾個(gè)例子如圖2-19所示。

產(chǎn)生的主要原因是焊件不均勻地局部加熱和冷卻。

因?yàn)楹附訒r(shí)，焊件僅在局部區(qū)域被加熱到高溫，離焊縫愈近，溫度愈高，膨脹也愈大。

但是，加熱區(qū)域的金屬因受到周圍溫度較低的金屬阻止，卻不能自由膨脹；而冷卻時(shí)又由于周圍金屬的牽制不能自由地收縮。結(jié)果這部分加熱的金屬存在拉應(yīng)力，而其它部分的金屬則存在與之平衡的壓應(yīng)力。

當(dāng)這些應(yīng)力超過金屬的屈服極限時(shí)，將產(chǎn)生焊接變形；當(dāng)超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，則會出現(xiàn)裂縫。

（二）焊縫的外部缺陷

1.焊縫增強(qiáng)過高

如圖2-20所示,當(dāng)焊接坡口的角度開得太小或焊接電流過小時(shí)，均會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

焊件焊縫的危險(xiǎn)平面已從M-M平面過渡到熔合區(qū)的N-N平面，由于應(yīng)力集中易發(fā)生破壞。

因此，為提高壓力容器的疲勞壽命，要求將焊縫的增強(qiáng)高鏟平。   

2.焊縫過凹

如圖2-21所示，因焊縫工作截面的減小而使接頭處的強(qiáng)度降低。

3.焊縫咬邊

在工件上沿焊縫邊緣所形成的凹陷叫咬邊，如圖2-22所示。

它不僅減少了接頭工作截面，而且在咬邊處造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中。   

 4.焊瘤

熔化金屬流到溶池邊緣未溶化的工件上，堆積形成焊瘤，它與工件沒有熔合，見圖2-23。

焊瘤對靜載強(qiáng)度無影響，但會引起應(yīng)力集中，使動載強(qiáng)度降低。   

 5.燒穿

如圖2-24所示。燒穿是指部分熔化金屬從焊縫反面漏出，甚至燒穿成洞，它使接頭強(qiáng)度下降。

以上五種缺陷存在于焊縫的外表，肉眼就能發(fā)現(xiàn)，并可及時(shí)補(bǔ)焊。

如果操作熟練，一般是可以避免的。

（三）焊縫的內(nèi)部缺陷  

1.未焊透   

未焊透是指工件與焊縫金屬或焊縫層間局部未熔合的一種缺陷。

未焊透減弱了焊縫工作截面，造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，大大降低接頭強(qiáng)度，它往往成為焊縫開裂的根源。

 

2.夾渣

焊縫中夾有非金屬熔渣，即稱夾渣。

夾渣減少了焊縫工作截面，造成應(yīng)力集中，會降低焊縫強(qiáng)度和沖擊韌性。   

3.氣孔

焊縫金屬在高溫時(shí)，吸收了過多的氣體（如H2）或由于溶池內(nèi)部冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體（如CO），在溶池冷卻凝固時(shí)來不及排出，而在焊縫內(nèi)部或表面形成孔穴，即為氣孔。

氣孔的存在減少了焊縫有效工作截面，降低接頭的機(jī)械強(qiáng)度。若有穿透性或連續(xù)性氣孔存在，會嚴(yán)重影響焊件的密封性。   

4.裂紋

焊接過程中或焊接以后，在焊接接頭區(qū)域內(nèi)所出現(xiàn)的金屬局部破裂叫裂紋。

裂紋可能產(chǎn)生在焊縫上，也可能產(chǎn)生在焊縫兩側(cè)的熱影響區(qū)。

有時(shí)產(chǎn)生在金屬表面，有時(shí)產(chǎn)生在金屬內(nèi)部。通常按照裂紋產(chǎn)生的機(jī)理不同，可分為熱裂紋和冷裂紋兩類。

（1）熱裂紋

熱裂紋是在焊縫金屬中由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的，大多產(chǎn)生在焊縫金屬中。

其產(chǎn)生原因主要是焊縫中存在低熔點(diǎn)物質(zhì)（如FeS，熔點(diǎn)1193℃ ），它削弱了晶粒間的聯(lián)系，當(dāng)受到較大的焊接應(yīng)力作用時(shí)，就容易在晶粒之間引起破裂。

焊件及焊條內(nèi)含S、Cu等雜質(zhì)多時(shí)，就容易產(chǎn)生熱裂紋。   

熱裂紋有沿晶界分布的特征。當(dāng)裂紋貫穿表面與外界相通時(shí)，則具有明顯的氫化傾向。   

（2）冷裂紋

冷裂紋是在焊后冷卻過程中產(chǎn)生的，大多產(chǎn)生在基體金屬或基體金屬與焊縫交界的熔合線上。

其產(chǎn)生的主要原因是由于熱影響區(qū)或焊縫內(nèi)形成了淬火組織，在高應(yīng)力作用下，引起晶粒內(nèi)部的破裂，焊接含碳量較高或合金元素較多的易淬火鋼材時(shí)，最易產(chǎn)生冷裂紋。

焊縫中熔入過多的氫，也會引起冷裂紋。   

裂紋是最危險(xiǎn)的一種缺陷，它除了減少承載截面之外，還會產(chǎn)生嚴(yán)重的應(yīng)力集中，在使用中裂紋會逐漸擴(kuò)大，最后可能導(dǎo)致構(gòu)件的破壞。

所以焊接結(jié)構(gòu)中一般不允許存在這種缺陷，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)須鏟去重焊。

焊接的檢驗(yàn)

對焊接接頭進(jìn)行必要的檢驗(yàn)是保證焊接質(zhì)量的重要措施。

因此，工件焊完后應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求對焊縫進(jìn)行相應(yīng)的檢驗(yàn)，凡不符合技術(shù)要求所允許的缺陷，需及時(shí)進(jìn)行返修。

焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)包括外觀檢查、無損探傷和機(jī)械性能試驗(yàn)三個(gè)方面。

這三者是互相補(bǔ)充的，而以無損探傷為主。

（一）外觀檢查

外觀檢查一般以肉眼觀察為主，有時(shí)用5－20倍的放大鏡進(jìn)行觀察。

通過外觀檢查，可發(fā)現(xiàn)焊縫表面缺陷，如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。

焊縫的外形尺寸還可采用焊口檢測器或樣板進(jìn)行測量。   

（二）無損探傷   

隱藏在焊縫內(nèi)部的夾渣、氣孔、裂紋等缺陷的檢驗(yàn)。

目前使用最普遍的是采用X射線檢驗(yàn)，還有超聲波探傷和磁力探傷。   

X射線檢驗(yàn)是利用X射線對焊縫照相,根據(jù)底片影像來判斷內(nèi)部有無缺陷、缺陷多少和類型。

再根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求評定焊縫是否合格。   

超聲波探傷的基本原理如圖2-25所示。

超聲波束由探頭發(fā)出，傳到金屬中，當(dāng)超聲波束傳到金屬與空氣界面時(shí)，它就折射而通過焊縫。如果焊縫中有缺陷，超聲波束就反射到探頭而被接受，這時(shí)熒光屏上就出現(xiàn)了反射波。根據(jù)這些反射波與正常波比較、鑒別，就可以確定缺陷的大小及位置。

超聲波探傷比X光照相簡便得多，因而得到廣泛應(yīng)用。但超聲波探傷往往只能憑操作經(jīng)驗(yàn)作出判斷，而且不能留下檢驗(yàn)根據(jù)。   對于離焊縫表面不深的內(nèi)部缺陷和表面極微小的裂紋，還可采用磁力探傷。   

（三）水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)  

對于要求密封性的受壓容器，須進(jìn)行水壓試驗(yàn)和（或）進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，以檢查焊縫的密封性和承壓能力。

其方法是向容器內(nèi)注入1.25－1.5 倍工作壓力的清水或等于工作壓力的氣體（多數(shù)用空氣），停留一定的時(shí)間，然后觀察容器內(nèi)的壓力下降情況，并在外部觀察有無滲漏現(xiàn)象，根據(jù)這些可評定焊縫是否合格。  

（四）焊接試板的機(jī)械性能試驗(yàn)  

無損探傷可以發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)在的缺陷，但不能說明焊縫熱影響區(qū)的金屬的機(jī)械性能如何，因此有時(shí)對焊接接頭要作拉力、沖擊、彎曲等試驗(yàn)。這些試驗(yàn)由試驗(yàn)板完成。所用試驗(yàn)板最好與圓筒縱縫一起焊成，以保證施工條件一致，然后將試板進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn)。

實(shí)際生產(chǎn)中，一般只對新鋼種的焊接接頭進(jìn)行這方面的試驗(yàn)。   

 

焊接缺陷與檢驗(yàn)（一）焊接缺陷  

在焊接生產(chǎn)過程中，由于設(shè)計(jì)、工藝、操作中的各種因素的影響，往往會產(chǎn)生各種焊接缺陷。

焊接缺陷不僅會影響焊縫的美觀，還有可能減小焊縫的有效承載面積，造成應(yīng)力集中引起斷裂，直接影響焊接結(jié)構(gòu)使用的可靠性。

表3-6列出了常見的焊接缺陷及其產(chǎn)生的原因。

焊接時(shí)，熔池中的過飽和H、N以及冶金反應(yīng)產(chǎn)生的CO，在熔池凝固時(shí)未能逸出，在焊縫中形成空穴，焊接材料不清潔，弧長太長，保護(hù)效果差，焊接規(guī)范不恰當(dāng)，冷速太快，焊前清理不當(dāng)

 

裂紋

 

熱裂紋：沿晶開裂，具有氧化色澤，多在焊縫上，焊后立即開裂；

冷裂紋，穿晶開裂，具有金屬色澤，多在熱影響區(qū)，有延時(shí)性，可發(fā)生在焊后任何時(shí)刻

熱裂紋：母材硫、磷含量過高，焊縫冷速太快，焊接應(yīng)力大，焊接材料選擇不當(dāng)；

冷裂紋：母材淬硬傾向大，焊接含氫量過高，焊接殘余應(yīng)力較大。