手工电弧焊的表面缺陷以及预防手段

摘要：手工焊条电弧焊在施工焊接过程中，由于各种因素影响焊接接头中会产生一些影响焊接质量的缺陷，尤其是一些表面缺陷更易出现，能否通过焊接材料、焊接工艺及及操作技术水平的改进，来预防焊接接头产生的这些缺陷就显得尤为重要。

关键词：焊接表面缺陷焊接技术 预防措施

中图分类号：K826文献标识码： A

一 、手工电弧焊的表面缺陷及防止措施

施工焊接过程,由于种种因素的影响焊接接头中会产生一些影响焊接质量的缺陷,尤其在手工电弧焊中更为突出。因此,了解焊接接头这些缺陷的形状尺寸、性质因素、焊接方法、焊接材料、焊接工艺及操作技术水平的不同而变化很大，根据其特征一般把常见焊接缺陷分为裂纹、气孔、夹渣、未熔合和未焊透、形状缺陷和其它缺陷等。

（一）夹渣及防止措施

焊后残留在焊缝金属中的熔渣叫夹渣,属于焊缝内部缺陷范畴。它的存在削减了焊缝的截面积,在受力焊缝中降低了焊缝强度和致密性

1.产生夹渣的原因:

焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣。

坡口角度或者焊接电流太小。

熔渣黏度太大。

焊前坡口及两侧油污、氧化物太多,清理不彻底。

多层多道焊,前道焊缝的熔渣未除干净。

焊接速度太快,导致焊缝冷却速度过快熔渣来不及浮到焊缝表面。

焊缝接头时,未先将接头处熔渣敲掉或加热不够,造成接头处夹渣

收弧速度太快,未将弧坑填满,熔渣来不及浮上来,造成弧坑夹渣。

运条方法不正确,使熔池中的熔化金属与熔渣分不清。

2．防止夹渣的措施

提高焊接操作技术,焊接过程中始终要保持熔池清晰、熔渣与液态金属良好分离。正确选取坡口尺寸，彻底清理坡口及两侧的油污、氧化物等。按焊接工艺规程正确选择焊接规范。选用焊接工艺性好、符合标准要求的焊条。接头时要先清渣且充分加热,收弧时要填满弧坑、将渣排出。多层焊时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣。【5】

（二）气孔及防止措施

在焊接过程中,熔池金属中的气体在金属冷却之前未能来得及逸出而残留在焊缝金属的内部或表面所形成的孔穴称为气孔。气孔种类繁多,按其形状及分布可分为球形气孔、均布气孔、局部密集气孔、链状气孔、条形气孔、虫形气孔、皮下气孔、缩孔、表面气孔等。

1.防止气孔的措施

控制气体来源。焊条防潮和烘干。加强对焊件表面的清理工作，焊件表面的油污、氧化膜等都会在焊接过程中，向熔滴、熔池提供氢气和氧气。铁锈不仅提供水分，而且是氢气的来源。含水分的铁锈，比不含水分的氧化铁皮更易产生气孔。所以，焊前必须清理干净。

加强防护。如起弧时焊条的抗锈能力较差，氧化铁型焊条抗锈能力较好。若除锈工作量很大，很难彻底清除，在不影响强度和韧性前提下，采用抗锈能力好的焊条，不易产生气孔。

选择低氢焊接方法。不论是酸性焊条还是碱性焊条，均推荐采用直流反接法进行焊接。这是经生产实践证明，防止气孔的有效方法。

正确选用焊条。焊条应符合国家标准，要有质量保证书。不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围。特别重要的焊件或对焊条有怀疑时，应进行复检。要根据生产的实际情况，选用抗绣能力较强的焊条。如低氢型焊条的抗绣能力较差，氧化铁型焊条抗绣能力较好。若除锈工作量很大，很难彻底清除，在不影响强度和韧性前提下，采用抗绣能力好的焊条，不易产生气孔。

严格按焊接工艺规程调节焊接规范。焊接线能量的大小，对产生气孔有很大的关系，电流过大，易产生气孔。另外，向下立焊比向上立焊易产生气孔，长弧焊比短弧焊易产生气孔。给电弧加脉冲能减少气孔的产生。【6】

（三）焊缝成形表面缺陷及防止措施

表面缺陷指咬边、背面内凹、焊瘤、弧坑、电弧、擦伤、焊缝尺寸不符合要求等。对已经叙述过的表面气孔、表面裂纹、表面夹渣等不再赘述。

1.咬边

在焊接过程中，焊缝边缘母材被电弧烧熔而出现的凹槽叫咬边，如图3所示。咬边多出现在立焊、横焊、仰焊、平角焊等焊缝中。咬边具有很大的危害性，会造成应力集中，尤其是在脉动载荷下，往往是裂纹的萌发处，如焊趾裂纹等，造成严重事故。

造成咬边的原因。使用了过大的焊接电流、电孤太长、焊条角度不对、运条不正确，如在坡口两侧停留时间太短或时间太长、电弧偏吹等因素都会造成咬边。

防止产生咬边的措施。正确选用焊接规范，不要使用过大的焊接电流，要采用短弧焊，坡口两边运条稍慢、焊缝中间稍快，焊条角度要正确。

2.背面内凹

背面内凹根部焊缝低于母材表面的现象称为背面内凹。这种缺陷多发生在单面焊双面成形，尤其是焊条电弧焊仰焊易产生内凹。内凹减少了焊缝横截面积，降低了焊接接头的承载能力。

（1）产生背面内凹的原因。在仰焊时，背面形成熔池过大，铁水在高温时表面张力小，液体金属因自重而下沉形成背面内凹。

（2）防止措施。焊接坡口和间隙不宜过大。电流大小要适中，尤其要控制好熔池温度。电弧要托住熔池，电弧要压短些。随时调节好熔池的形状和大小。两侧要熔合好，电弧要稳定，中间运条要迅速均匀。

3.焊瘤

除正常焊缝外，多余的焊着金属称为焊瘤，焊瘤易在仰焊、立焊、横焊时产生．平焊第一层时在反面也有发生。焊瘤严重影响焊缝的美观。―定要铲磨掉．但这样既费工又费料。

防止措施：选用合适的焊接规范，控制熔池金属温度，可采用跳弧、灭弧焊降温。对间隙大的坡口。应采用多点焊法，以后各层要用两边稍慢中间稍快的运条方法，控制熔池形状为扁椭圆形，熔池铁水与熔渣要分明，一旦熔池下部出现“鼓肚”现象，应采用跳弧或灭弧降温。【7】

4.弧坑

焊缝收尾时。未将焊缝填满而留下的凹坑称弧坑。弧坑是因为收弧太快未填满而造成的，其防止措施是收尾时稍停留一下。若是宽焊缝，就在收尾时多绕几下圆圈或通过灭弧一引弧多次将弧坑填满。但要注意，采用碱性焊条不宜用此法，以防产生气孔。

5.电弧擦伤

焊条或焊条头前端部分与母材表面接触使其短暂引弧，几乎不带焊着金属。只有母材表面留下擦伤痕迹。电弧擦伤处，在引弧的一瞬间。没有熔渣和气体保护，空气中的氮在高温下，存擦伤表面形成氮化物，即快速渗氮。加上擦伤处冷却速度很快，使此处硬度很高，产生硬脆现象。据专门试验分析及重要结构发生意外脆断事故分析，表明电弧擦伤会给焊接结构造成严謇的脆化作用，在其他冈素的共同作用下成为脆性破坏的起源、点，这一点往往未被焊接操作者认识和注意。在压力容器和重要焊接结构焊接时。万万不可忽视。一旦有电弧擦伤，应仔细把硬脆层打磨掉。若打磨后造成板厚减薄过限．应补焊，补焊要编制补

焊工艺。

6.其他缺陷

焊缝几何尺寸不符合要求焊缝成形不良．几何尺寸不符合设计规定，如焊缝过窄．过宽，焊缝余高太高，焊缝过低，如低于母材表面，焊脚不对称，错边，焊缝接头不良等。都会给焊缝性能带来不良影响。产生原因。产生焊缝成形不良的原因很多。如坡口过宽或过窄，装配间隙不均匀，焊条角度不正确，指向一边或时大时小，焊接速度时快时慢。电弧偏吹。焊条偏心，组装时错位，定位焊点未焊牢。定位焊缝过高，焊工操作技术差等。【8】

防止措施：焊前认真组装。检验组装质量合格后再焊接。定位焊焊缝要焊透焊牢，对过商的定位焊缝，要磨修好再焊。不使用偏心焊条，防止电弧偏吹，始终保持好焊条角度。运条速度要均匀，安排多层焊时每层厚度要合适，加强操作技术练习，提高操作水平等。

7.未焊透

未焊透和未熔合的产生原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净，或在焊接时该处流入熔渣妨碍了金属之间的熔合或运条手法不当，电弧偏在坡口一边等原因， 都会造成边缘不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净；封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。

8.焊接裂纹

焊接裂纹是指在焊接应力以及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部金属遭到破坏而形成新的界面所产生的裂纹。焊接裂纹是焊接产品中危害性最大的缺陷。常见的焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹、层状撕裂和再热裂纹。

三、结论

手工电弧焊在操作中，夹渣、气孔、裂纹、咬边和焊不透是最主要的缺陷。为了减少这些缺陷所带来的损失，一些措施还是需要的。概括来讲包括焊条的性能，焊接电流的选用，污渍和绣渍的处理等许多的方面。可以设置专门的人员管理焊接中所需要的材料，实施“流水作业法”施焊，发现质量缺陷及时纠正，采取纠正措施，杜绝其再度发生。纠正措施由技术主管部门、工地负责部门、施工班组共同研究制定。经过以上改进措施．在水厂的中后期施工中．加强了焊接工艺指导，使无损探伤及x光复检率均达到95％以上。

参考文献

【1】 焊条电弧焊 张文明 焦万才 刘兆甲 主编辽宁科学技术出版社 2007

【2】 手工电弧焊的安全技术石齐现代职业安全 2007.11

【3】 浅淡常见手工电弧焊夹渣气孔表面缺陷及防止措施 陈风元 黑龙江科技信息 56

【4】 浅析手工电弧焊方法王科技资讯 2009,(36)

【5】 谈设备冶金焊接中的常见缺陷的成因和防止措施牛慧君 科技信息 2009年第19期

【6】 浅谈船舶焊接中常见缺陷及防止措施罗守舜科技信息

【7】 浅谈钢结构手工电弧焊表面缺陷及防止措施 于泳生 黑龙江科技信息

【8】大窑轮圈开裂的原因分析及焊接 张成龙 有色冶金设计和研究2004，25(2)

【9】 压力容器焊接缺陷的产生和防治措施顾鹏展 科技信息 2007,12

【10】浅析电弧焊焊接中裂纹的形成与预防一天津航海2006，4

【11】 净水厂工艺管道手工电弧焊操作中保证焊接质量的几点经验谢宝军， 王寿军， 朱振宇 森林工程 2001,17（2）