在砂石系統的建安與運營過程中焊接環節必不可少，那么焊接缺陷都有哪些分類？它的產生原因、危害及防止措施都有哪些，我們來共同探討

一、焊接缺陷的分類

焊接缺陷可分為外部缺陷和內部缺陷兩種

1．外部缺陷

      1）外觀形狀和尺寸不符合要求；

      2）表面裂紋；

      3）表面氣孔；

      4）咬邊；

      5）凹陷；

      6）滿溢；

      7）焊瘤；

      8）弧坑；

      9）電弧擦傷；

      10）明冷縮孔；

      11）燒穿；

      12）過燒。

2．內部缺陷

      1）焊接裂紋：ａ.冷裂紋；ｂ.層狀撕裂；ｃ.熱裂紋；ｄ.再熱裂紋。

      2）氣孔；

      3）夾渣；

      4）未焊透；

      5）未熔合；

      6）夾鎢；

      7）夾珠。

二、各種焊接缺陷產生原因、危害及防止措施

1、外表面形狀和尺寸不符合要求

      表現：外表面形狀高低不平，焊縫成形不良，焊波粗劣，焊縫寬度不均勻，焊縫余高過高或過低，角焊縫焊腳單邊或下凹過大，母材錯邊，接頭的變形和翹曲超過了產品的允許范圍等。

      危害：焊縫成形不美觀，影響到焊材與母材的結合，削弱焊接接頭的強度性能，使接頭的應力產生偏向和不均勻分布，造成應力集中，影響焊接結構的安全使用。

      產生原因：焊件坡口角度不對，裝配間隙不勻，點固焊時未對正，焊接電流過大或過小，運條速度過快或過慢，焊條的角度選擇不合適或改變不當，埋弧焊焊接工藝選擇不正確等。

      防止措施：選擇合適的坡口角度，按標準要求點焊組裝焊件，并保持間隙均勻，編制合理的焊接工藝流程，控制變形和翹曲，正確選用焊接電流，合適地掌握焊接速度，采用恰當的運條手法和角度，隨時注意適應焊件的坡口變化，以保證焊縫外觀成形均勻一致。

2、焊接裂紋

      表現：在焊接應力及其他致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區的金屬原子結合力遭到破壞形成的新界面所產生的縫隙，具有尖銳的缺口和大小的長寬比特征。按形態可分為：縱向裂紋、橫向裂紋、弧坑裂紋、焊趾裂紋、焊根裂紋、熱影響區再熱裂紋等。

      危害：裂紋是所有的焊接缺陷里危害最嚴重的一種。它的存在是導致焊接結構失效的最直接的因素，特別是在鍋爐壓力容器的焊接接頭中，因為它的存在可能導致一場場災難性的事故的發生，裂紋最大的一個特征是具有擴展性，在一定的工作條件下會不斷的“生長”，直至斷裂。

產生原因及防止措施：

      （1）冷裂紋：是焊接頭冷卻到較低溫度下（對于鋼來說是Ms溫度以下）時產生的焊接裂紋，冷裂紋的起源多發生在具有缺口效應的焊接熱影響區或有物理化學不均勻的氫聚集的局部地帶，裂紋有時沿晶界擴展，也有時穿晶擴展。這是由于焊接接頭的金相組織和應力狀態及氫的含量決定的。(如焊層下冷裂紋、焊趾冷裂紋、焊根冷裂紋等)。

      產生機理：鋼產生冷裂紋的傾向主要決定于鋼的淬硬傾向，焊接接頭的含氫量及其分布，以及接頭所承受的拘束應力狀態。

產生原因：

      a.鋼種原淬硬傾向主要取決于化學成分、板厚、焊接工藝和冷卻條件等。鋼的淬硬傾向越大，越易產生冷裂紋。

      b.氫的作用，氫是引起超高強鋼焊接冷裂紋的重要因素之一，并且有延遲的特征。高強鋼焊接接頭的含氫量越高，則裂紋的敏感性越強。

      c.焊接接頭的應力狀態：高強度鋼焊接時產生延遲裂紋的傾向不僅取決于鋼的淬硬傾向和氫的作用，還決定于焊接接頭的應力狀態。焊接時主要存在的應力有：不均勻加熱及冷卻過程中所產生的熱應力、金屬相變時產生的組織應力、結構自身拘束條件等。

      d.焊接工藝的影響：線能量過大會引起近縫區晶粒粗大，降低接頭的抗裂性能；線能量過小，還會使熱影響區淬硬，也不利于氫的逸出而增大冷裂傾向。焊前預熱和焊后熱處理的溫度不合適，多層焊的焊層熔深不合適等。

防止措施：

      a.選擇合適的焊接材料：如優質的低氫焊接材料和低氫的焊接方法。對重要的焊接結構，應采用超低氫、高韌性的焊接材料，焊條、焊劑使用前應按規定烘干。

      b.焊前仔細清除坡口周圍基體金屬表面和焊絲上的水、油、銹等污物，減少氫的來源，以降低焊縫中擴散氫的含量。

      c.采用低匹配的焊縫或“軟層焊接”的方法，對防止冷裂紋也是有效的。

      d.避免強力組裝、防止錯邊、角變形等引起的附加應力，對稱布置焊縫，避免焊縫密集，盡量采用對稱的坡口形式并力求填充金屬減少量，防止焊縫缺陷的產生。

      e.焊前預熱和焊后緩冷，這不僅可以改善焊接接頭的金相組織，降低熱影響區的硬度和脆性，而且可以加速焊縫中的氫向外擴散，此外還可以起到減小焊接殘余應力的作用。

      f.選擇合適的焊接規范。焊接速度太快，則冷卻速度相應的也快，易形成淬硬組織，若焊接速度太慢，又會導致熱影響區變寬，造成晶粒粗大。選擇合理的裝配工藝和焊接順序以及多層焊的焊層熔深。

      (2)層狀撕裂：大型厚壁結構在焊接過程中會沿鋼板的厚度方向產生較大的Z向拉伸應力，如果鋼中的較多的夾層，就會沿鋼板軋制方向出現一種臺階狀的裂紋，稱為層狀撕裂。

      產生原因：金屬材料的中含有較多的非金屬夾雜物，Z向拘束應力大，熱影響區的脆化等。

防止措施：選用具有抗層狀撕裂能力的鋼材，在接頭設計和焊接施工中采取措施降低Z向應力和應力集中。

      (3)熱裂紋：焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區產生的焊接裂紋。沿奧氏體晶界開裂，裂紋多貫穿于焊縫表面，斷口被氧化，呈氧化色。常有結晶裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋等。

產生原因：

      a.焊縫的化學元素的影響，主要是硫、磷的影響，易在鋼中形成低熔點共晶體，是一種脆硬組織，在應力的作用下引起結晶裂紋。其中的硫、磷等雜質可能來自材料本身，也有可能來自焊接材料中，也有可能來自焊接接頭的表面。

      b.凝固結晶組織形態也是形成熱裂紋的一種重要因素。晶粒越粗大，柱狀晶的方向越明顯，則產生結晶 裂紋的傾向就越大。也就是焊接線能量越大越易形成熱裂紋。

      c.力學因素對熱裂紋的影響：焊件的剛性很大，工藝因素不當，裝配工藝不當以及焊接缺陷等都會導致應力集中而加大焊縫的熱應力，在結晶時形成熱裂紋。

防止措施：

      a.控制焊縫金屬的化學成分，嚴格控制硫、磷的含量，適當提高含錳量，以改善焊縫組織，減少偏析，控制低熔點共晶體的產生。

      b.控制焊縫截面形狀，寬深比要稍大些，以避免焊縫中心的 偏析。

      c.對于剛性大的焊件，應選擇合適的焊接規范，合理的焊接次序和方向，以減少焊接應力。

      d.除奧氏體鋼等材料外，對于剛性大的焊件，采取焊前預熱和焊后緩冷的辦法，是防止產生熱裂紋的有效措施。

      e.采用堿性焊條，甚至提高焊條或焊劑的堿度，以降低焊縫中的雜質含量，改善偏析程度。

      (4)再熱裂紋：對于某些含有沉淀強化元素(如Cr、Mo、V、Nb等)的高強度鋼和高溫合金(包括低合金高強鋼、珠光體耐熱鋼、沉淀強化的高溫合金及某些奧氏體不銹鋼等)焊接后并無裂紋發生，但在熱處理過程中析出沉淀硬化相導致熱影響區粗晶區或焊縫區產生的裂紋。有些焊接結構即使焊后消除應力熱處理過程中不產生裂紋，而在500～600℃的溫度下長期運行中也會產生裂紋。這些裂紋統稱為再熱裂紋。

      產生原因：在熱處理溫度下，由于應力的松馳產生附加變形，同時在熱影響區的粗晶區析出沉淀硬化相(鉬、鉻、釩等的碳化物)造成回火強化，當塑性不足以適應附加變形時，就會產生再熱裂紋。

防止措施：

      a.控制基體金屬的化學成分(如鉬、釩、鉻的含量)，使再熱裂紋的敏感性減小。

      b.工藝方面改善粗晶區的組織，減少馬氏體組織，保證接頭具有一定的韌性。

      c.焊接接頭：減少應力集中并降低殘余應力，在保證強度條件下，盡量選用屈服強度低的焊接材料。

3、氣孔

      焊接時，因熔池中的氣泡在凝固時未能逸出，而在焊縫金屬內部(或表面)所形成的空穴，稱為氣孔。

危害：氣孔會減小焊縫的有效截面積，降低焊縫的機械性能，損壞了焊縫的致密性，特別是直徑不大，深度很深的圓柱形長氣孔(俗稱針孔)危害極大，嚴重者直接造成泄漏。

產生原因：

      a.焊條或焊劑受潮，或者未按要求烘干。焊條藥皮開裂、脫落、變質。

      b.基本金屬和焊條鋼芯的含碳量過高。焊條藥皮的脫氧能力差。

      c.焊件表面及坡口有水、油、銹等污物存在，這些污物在電弧高溫作用下，分解出來的一氧化碳、氫和水蒸氣等，進入熔池后往往形成一氧化碳氣孔和氫氣孔。

      d.焊接電流偏低或焊接速度過快，熔池存在的時間短，以致于氣體來不及從熔池金屬中逸出。

      e.電弧長度過長，使熔池失去了氣體的保護，空氣很容易侵入熔池，焊接電流過大，焊條發紅，藥皮脫落，而失去了保護作用，電弧偏吹，運條手法不穩等。

      f.埋弧焊時，使用過高的電弧電壓，網絡電壓波動過大。

防止措施：

      a.焊前一定要將焊條或焊劑按規定的溫度和時間進行烘干，并做到隨用隨取，或取出后放在焊條保溫桶中隨用隨??；

      b.應選取藥皮不得開裂、脫落、變質、偏心，含碳量低，脫氧能力強的焊條。焊絲表面應清潔，無油無銹。

      c.認真清理坡口及兩側，去除氧化物，油脂，水分等。

      d.當用堿性焊條施焊時，應保持較低的電弧長度，外界風大時應采取防風措施。

      e.選擇合適的焊接規范，縮短滅弧停歇時間。滅弧后，當熔池尚未全部凝固時，就及時再引弧給送熔滴，擊穿焊接。

      f.運條角度要適當，操作應熟練，不要將熔渣拖離熔池。

4、夾渣

      焊接后殘留在焊縫內部的非金屬夾雜物，稱為夾渣。立焊和仰焊比平焊容易產生夾渣。

      危害：減少焊縫的有效截面積，降低了焊縫的機械性能。

產生原因：

      a.焊接過程中，由于焊工工作欠認真，仔細，焊件過緣、焊層之間、焊道之間的熔渣未除干凈就繼續施焊，特別是堿性焊條，若熔渣未除干凈，更易產生夾渣。

       b.由于焊條藥皮受潮，藥皮開裂或變質，藥皮成塊脫落進入熔池，又未能充分熔化或反應不完全，使熔渣不能浮出熔池表面，造成夾渣。

      c.焊接時，焊接電流太小，熔化金屬和熔渣所得到的熱量不足，流動性差，再加上這時熔化金屬凝固速度快，使得熔渣來不及浮出。

      d.焊接時，焊條角度和運條方法不恰當，熔渣和鐵水分辨不清，把熔渣和熔化金屬混雜在一起。焊縫熔寬忽寬忽窄，熔寬與熔深之比過小，咬邊過深及焊層形狀不良等都夾渣。

      e.坡口設計、加工不當也導致焊縫夾渣。

      f.基體金屬和焊接材料的化學成分不當。如當熔池中含氧、氮、硫較多時，其產物(氧化物、氮化物、硫化物等)在熔化金屬凝固時，因速度較快來不及浮出，就會殘留在焊縫中形成夾渣。

防止措施：

      a.認真清除銹皮和焊層間的熔渣，將凸凹不平處鏟平，然后才能進行下一遍焊接。

      b.選用具有良好工藝性能的焊條，選擇合適的焊接電流，能改善熔渣上浮的條件，有利于防止夾渣的產生。遇到焊條藥皮成塊脫落時，必須停止焊接，查明原因并更換焊條。

      c.選擇適當的運條角度，操作應熟練，使熔渣和液態金屬良好地分離。

5、未焊透

      焊接時接頭根部未完全熔透的現象。對接焊縫也指焊縫未達到設計要求的現象。

      危害：明顯地減小了焊縫的有效截面積，降低了焊接接頭的機械性能，由于未焊透處存在缺口及“末端尖劈”，會造成嚴重的應力集中現象，故在承載后，極易在此處引起裂紋。

產生原因：

      a.坡口角度小，鈍邊過大，裝配間隙小或錯邊，所選用的焊條 直徑過大，使熔敷金屬送不到根部。

      b.焊接電流太小，焊接速度太快，由于電弧穿透力降低使得熔池變淺而造成。

      c.由于操作不當，使熔敷金屬未能送到預定位置，或由于電弧的磁偏吹使熱能散失，該地方電弧作用不到，或者單面焊雙面成形的擊穿焊由于電弧燃燒時間短或坡口根部未能形成一定尺寸的熔孔而造成未焊透。

防止措施：

      a.選擇合適的坡口角度，裝配間隙及鈍邊尺寸，并防止錯邊。

      b.選擇合適的焊接電流，焊條直徑，運條角度應適當。如果焊條藥皮厚度不均產生偏弧時，應及時更換。

      c.掌握正確的焊接操作方法，對手工電弧焊的運條和氬弧焊焊絲的送進應穩、準確。熟練地擊穿，尺寸適宜的熔孔，應把熔敷金屬送至坡口根部。

6、未熔合

      熔焊時，焊道與母材之間或焊道之間未能完全熔化熔化結合在一起的部分，稱為未熔合。也稱為“假焊”常見的未熔合部位有三處；坡口邊緣未熔合、焊縫金屬層間未熔合。

      危害：是一種比較危險的焊接缺陷，焊縫出現間斷和突變部位，使得焊接接頭的強度大大降低。未熔合部位還存在尖劈間隙，承載后應力集中嚴重，極易由此處產生裂紋。

產生原因：

      a.電流不穩定，電弧偏吹，使得偏離部位(如母材或上一道焊層)所得到的熱能不足以熔化基體金屬或上道焊層的熔敷金屬。

      b.在坡口或上一層焊縫的表面有油、銹等臟物，或存在熔渣及氧化物，阻礙了金屬的熔合。

      c.焊接電流過大，焊條熔化過快、坡口母材金屬或前一層焊縫金屬未能充分熔化，熔敷金屬卻已復蓋上去了，造成“假焊”。

      d.在橫焊時，由于上側坡口金屬熔化后產生下墜，影響下側坡口面金屬的加熱熔化，造成“冷接”。

      e.橫焊操作時在上、下坡口面擊穿順序不對，未能先擊穿下坡口后擊穿上坡口，或者在上、下坡口面上擊穿孔位置未能錯開一定距離，使上坡口熔化金屬下墜產生粘接，造成未熔合。

防止措施：

      a.焊條或焊炬的傾斜角度要適當，并注意觀察坡口兩側母材金屬的熔化情況。

      b.選用稍大的焊接電流或火焰能率，以使基體金屬或前一道焊層金屬充分熔化。

      c.當焊條偏弧時，應及時調整焊條角度，或更換焊條，使電弧始終對準熔池。

      d.對坡口表面和前一層焊道的表面，應認真進行清理，使之露出金屬光澤后再施焊。

      e.橫焊操作時，掌握好上、下坡口面的擊穿順序和保持適宜的熔孔位置和尺寸大小。氣焊和氬弧焊時，焊絲的送進就熟練地從熔孔上坡口拖到下坡口。

7、咬邊

      在焊縫金屬與基體金屬交界處，沿焊趾的母材部位，金屬被電弧燒熔后形成的凹槽，稱為咬邊。

      危害：咬邊減少了基本金屬的有效截面，直接削弱了焊接接頭的強度，在咬邊外，容易引起應力集中，承載后可能在此處產生裂紋。

產生原因：

      a.焊接電流過大，電弧過長，運條角度不適當等。焊縫部位不平等。

      b.運條時，電弧在焊縫兩側停頓時間短，液態金屬未能填滿熔池。橫焊時在上坡口面停頓的時間過長，以及運條、操作不正確也會造成咬邊。

      c.埋弧焊時主要是焊接電流過大，焊接速度過快，焊絲角度不當造成的

防止措施：

      a.選擇適宜的焊接電流，運條角度，進行短弧操作。

      b.焊條擺動至坡口邊緣，稍作穩弧停頓，操作應熟練、平穩。

      c.埋弧焊的焊接工藝參數要選擇適當。

8、夾鎢

      在手工鎢極氬弧焊時，由于鎢極強烈發熱，鎢極端部熔化、蒸發，或因鎢極與焊件接觸，使鎢過渡到了焊縫中。

      危害：焊縫的機械性能，特別是韌性和塑性下降。

      防止措施：選用直徑大小適宜的鎢極，并配合適當的電流，使氬氣可靠地保護鎢極端部，以防止鎢極燒損，采用短弧操作，并應及時修磨鎢極端部。

9、夾珠

      如果焊接規范不合理，或焊工操作不當，會有金屬飛濺物或孤立的單個金屬熔滴飛出熔池，落到其它已經冷卻但尚未焊完的焊道上，這些飛濺物和熔滴不可能 與已冷卻的焊道自行熔合。而只是粘附在原焊縫表面，而且，這些金屬飛濺物和熔滴的表面上，也可能還復蓋有熔渣，如果在焊接下一層焊道就會被夾入焊縫中，形成“夾珠”。

      防止措施：選擇合適的焊接規范，提高焊工的焊接技術水平，嚴格執行焊接操作規程。在每一層焊道施焊前，仔細地清理原焊縫表面的熔渣、熔滴和飛濺物等雜物。適當加大焊接電流，減慢焊接速度，可使粘附在原焊縫表面的飛濺、熔滴等物熔化。

10、凹陷

      焊道中心部的金屬低于焊道邊緣和母材表面的現象稱為凹陷。

      危害：減小了基本金屬的有效截面，造成焊接接頭處所受的應力不均勻，直接削弱了焊接接頭的強度，并有應力集中傾向。

產生原因：

      a. 裝配間隙過大，鈍邊偏小，熔池體積較大，液態金屬因自重產生下墜。

      b.焊條直徑或焊接電流偏大，滅弧慢或連弧焊接使熔池溫度增高，冷卻慢，導致熔池金屬重力增加而使表面張力減小。

      c.運條角度不當，減弱了電弧對熔池金屬的壓力或焊條未運送到坡口根部。

防止措施：

      a.在進行單面焊雙面成形焊接時，要選擇合適的坡口鈍邊、角度、間隙。操作要熟練、準確。

      b.嚴格控制擊穿的電弧加熱時間及運條  角度，熔孔大小要適當，采用短弧施焊。

11、滿溢

      熔焊金屬流淌而出敷蓋在焊道兩側的母材金屬上，稱為滿溢。

      危害：滿溢的焊接接頭，在焊縫金屬與未熔母材金屬的交界處，存在一個猶如人工預制的裂口，承載后應力集中現象十分嚴重，極易擴展成裂紋。

      產生原因：主要是坡口邊緣的污物沒有清除干凈，焊接電流過大，焊條金屬熔化了，而母材金屬還沒有充分熔化，也容易產生滿溢。

      防止措施：采用合適的焊接 規范施焊，焊前要清理干凈坡口及附近的表面。

12、焊瘤

      在焊接過程中，液態金屬流淌到焊縫之外形成的金屬瘤，稱為焊瘤。

      危害：影響了焊縫表面的美觀，會造成應力集中現象，在焊瘤下面，常有未焊透缺陷存在，在焊瘤附近，容易造成表面夾渣，在管道內部的焊瘤，還會影響管內的有效截面積，甚至造成堵塞。

產生原因：

      a.由于鈍邊薄，間隙大，擊穿熔孔尺寸大。

      b.由于焊接電流過大，擊穿焊接時電弧燃燒、加熱時間長，造成熔池溫度增高。熔池體積增大中，液態金屬因自身重力作用下墜而形成的焊瘤。

      c.操作運條或送焊絲動作不熟練，焊條或焊絲與焊炬角度不適當。

      d.焊接速度過慢。

防止措施：

      a.選擇適宜的鈍邊尺寸和裝配間隙，控制熔孔大小并均勻一致。掌握電弧燃燒和熄滅的時間。

      b.選擇合理的焊接規范，擊穿焊接電弧加熱時間不可過長，操作應熟練自如，運條角度適當。

13、弧坑

      電弧焊時，由于斷弧或收弧不當，在焊縫末端(熄弧)處，形成低于母材金屬表面的凹坑，稱為弧坑。

危害：焊縫該處的強度大削弱，易在弧坑處引發其它微裂紋、氣孔等缺陷，該處易引起應力集中。

產生原因：熄弧時間過短，或焊接突然中斷，薄板焊接時，焊接電流過大，埋弧焊時，沒有分兩步按下“停止”按鈕。

      防止措施：焊縫結尾應在收弧處作短時間停留或作幾次環形運條，以便繼續填加一定量的熔化金屬。埋弧焊時，應分兩次按“停止”按鈕(先停止送絲，后切斷電源)，重要的結構應設置引弧板和熄弧板。

14、電弧擦傷

      電弧焊時，在坡口外母材上引弧或打弧產生的局部損傷(弧痕)，稱為電弧擦傷。

      危害：電弧擦傷處，由于冷卻速度快，容易造成表面脆化，可能 成為引起焊件脆斷的原因。

      防止措施：要保證焊接二次線路完好，焊工操作應熟練準確。

15、明冷縮孔

      熔化金屬在凝固過程中收縮而產生的孔穴，稱為冷縮孔。

      產生原因：施焊時滅弧快，由于母材金屬的熱傳導作用，熔池中靠近坡口兩側熔化金屬快速冷卻、凝固，而熔池中部冷卻較慢。從而產生一種“橫向冷卻收縮”現象。

      防止措施：應注意在熄地不要太突然或太快，更換焊條時，要填滿熔池然后滅弧，還可采用兩點擊穿法施焊，以防止冷卻速度過快。

16、燒穿

      焊接過程中，在焊縫的某處或多處形成的穿孔稱為燒穿。

      產生原因：焊接電流過大，焊接速度過慢，坡口間隙過大，都可能產生燒穿。

      防止措施：選擇合適的焊接電流，選擇合適的坡口角度和裝配間隙。

17、過燒

      焊縫金屬在焊接過程中受熱時間過長，造成晶粒粗大，金屬變脆，晶粒邊界被激烈氧化，焊縫“發渣”，金屬表面變黑并起氧化皮，這種現象稱為過燒。

      產生原因：焊接速度太慢，焊炬在某處的停留時間太長。焊工操作手法欠熟練。

      防止措施：焊接速度放快一些，焊炬停留時間盡量均衡。