焊接缺陷的产生及防止

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1、第三单元焊接缺陷的产生及防止【学习目标】　通过本单元的学习，使学生明确焊接缺陷的种类、特征及危害；掌握常见焊接缺陷——气孔、结晶裂纹和冷裂纹的产生原因、影响因素及防止措施；对其他焊接缺陷的产生原因及防止措施有一定的了解。焊接缺陷的种类及特征焊接缺陷的类型1.焊接缺欠与焊接缺陷在焊接接头中存在的不连续性、不均匀性以及其他不健全的缺损，称为焊接缺欠。在焊接缺欠中，根据产品设计或工艺文件的要求，凡是不符合焊接产品使用性能要求的焊接缺欠称为焊接缺陷，即焊接过程中所形成的焊缝不足、不完善的地方也可以说是焊缝本身的缺损或损伤。焊接缺陷是焊接缺欠

2、中不可接受的、不合格的缺欠，必须经过返修合格后才能使用，否则此焊接产品就是废品。焊接缺欠是绝对的，是焊接接头中客观存在的某种间断或不完整，而焊接缺陷是相对的。同一类型、同一尺寸的焊接缺欠，出现在制造要求高的产品中，可能被认为是焊接缺陷，必须返修，但出现在制造要求低的产品中，可能认为是可接受的、合格的焊接缺欠，不需要返修。因此，判别焊接缺欠是否是焊接缺陷要根据产品相应的法规、标准和制造技术要求进行评定。在这些法规、标准和制造技术条件中，依据焊接产品使用性能，从焊接质量、可靠性和经济性之间的平衡综合考虑，规定什么焊接缺欠相对制造技术条件

3、的产品是可能接受的，什么焊接缺欠是对产品运行构成危险的、不可接受的焊接缺欠是对产品运行构成危险的、不可接受的焊接缺陷。例如：0.4mm深度的咬边，如果出现在“不允许有任何咬边存在”的高压容器焊接接头中，可判断为焊接缺陷；如果出现在技术条件规定“咬边深度不得超过0.5mm”的普通容器焊接接头中，则被认为是可以接受的焊接缺欠，而不是焊接缺陷。2.焊接缺陷的分类1)按照焊接缺陷的性质，金属熔焊接头常见的焊接缺陷共分为裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合与未焊透、形状缺陷和其他缺陷等。2)按焊接缺陷的可见性分为表面缺陷和内部缺陷。焊接缺陷位于焊缝外

4、表面的称为表面缺陷；位于焊缝内部的称为内部缺陷，见表3-1。常见焊接缺陷的特征及危害焊接缺陷的存在，不仅会降低焊接接头的使用性能，影响结构的安全使用，严重时还将导致脆性破坏，引起重大事故。有害程度较大的焊接缺陷有五种，按有害程度递减的顺序排列为：裂纹、未熔合和未焊透、咬边、夹渣、气孔。常见焊接缺陷的特征及危害见表3-3。合知识模块二　焊缝中的气孔与夹杂物气孔的分类与特征焊接时，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，称为气孔。焊缝中的气孔是常见的焊接冶金缺陷之一。气孔的危害性比裂纹小，但气孔的尺寸和数量超过一定范围时，就

5、是不允许存在的焊接缺陷。根据气孔的性质、数量、形状、位置等，可分为以下几种：1.根据产生气孔的气体种类分类。气孔分为氢气孔、一氧化碳气孔、氮气孔和水蒸气气孔等。(1)均布气孔　大量气孔比较均匀地分布在整个焊缝金属中(图3-1a)。均布气孔的产生是由于不合适的焊接操作技术或不恰当的气体保护、焊件表面污染或材料缺陷所致。(2)密集气孔　形状不规则的成群气孔呈区域化分布(图3-1b)。它是由于不正确的引弧或收弧引起的。电弧偏吹也可促使产生密集气体。(3)链状气孔　平行于焊缝轴线的成串气孔(图3-1c)。它主要是在污染的缺欠处由于气体的逸出

6、引起的。这种气孔可沿焊缝根部或焊道边界之间呈直线分布。(4)条状气孔　长度大于宽度且长度方向与焊缝轴线近似平行的非球形的长气孔(图3-1d)。3.根据气孔的形成位置分类根据气孔的形成位置可分为内部气孔(存在于焊缝内部的气孔)和表面气孔(暴露在焊缝表面的气孔)。对一条焊缝而言，按生成气孔的位置，又可分为引弧处气孔，焊道中气孔和弧坑气孔等。气孔产生的原因及影响因素1.气孔的产生过程及原因(1)形成气孔的气体来源　焊缝中形成气孔的气体来源于两个方面：一种是来自外部的溶解度有限的气体(如氢、氮)；另一种是熔池中的冶金反应产物(如一氧化碳、水

7、蒸气等)。在高温金属熔池的冷却过程中，熔池中的气体，由于溶解度降低而处于饱和状态，就会急剧向外逸出，来不及逸出的气体，被凝固的焊缝金属包围，就形成气孔。所以在焊接过程中促使焊缝形成气孔的气体有氢气、氮气和一氧化碳气体。氢气孔、氮气孔大多出现在焊缝表面；一氧化碳气孔多产生于焊缝内部并沿结晶方向分布。(2)焊缝中气孔的形成过程　气孔的形成，一般经历了四个过程：气体的吸收过程；气体的析出过程；气泡的长大过程；气泡的上浮过程，最后形成气孔，如图3-2所示。1)气体的吸收：在焊接过程中，熔池的周围存在着各种成分复杂的气体，这些气体的分子在电弧

8、高温作用下，很快被分解成原子状态，并被金属熔滴所吸附，不断地向液体熔池内部扩散和溶解。温度越高，金属中溶解气体的量越多。2)气体的析出：气体的析出是指气体从液体金属内析出并形成气泡。随着在焊接过程中熔池金属温度的降低，气体在液体金属中