手工电弧焊常见的焊接缺陷成因及预防

手工电弧焊缺陷种类很多，常见的有焊接裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、未熔合、焊瘤、弧坑焊缝外形尺寸和形状不符合要求等。

一、焊接裂纹

焊接裂纹是焊缝中最危险的缺陷，焊逢结构的破坏多从裂纹开始。在焊接过程中要采取必要的措施防止出现裂纹，焊接裂纹按产生的原因可分为冷裂纹和热裂纹。

1.冷裂纹

冷裂纹是焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织；焊缝中有过量的扩散氢，且具有浓集的条件；接头刚性大，承受有较大的拘束应力。

防止产生冷裂纹的措施有：选用低氢型焊条，减少焊缝中扩散氢的含量；进行后热处理，以去氢，消除内应力和淬硬组织回火，改善接头韧性；采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等减少焊接应力。

2.热裂纹

热裂纹是焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹，特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质(如FeS等)，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。

防止产生热裂纹的措施有：严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序减小焊接应力。

二、气孔

气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，低氢型焊条焊接时，电弧过长，焊接速度过快，都可能在焊接过程中产生气孔。

预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹；严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料；不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，要严格控制使用范围。

三、夹渣

夹渣就是残留在焊缝中的熔渣，夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。防止产生夹渣的措施有：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。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，封底焊渣应彻底清除。

四、咬边

焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。产生咬边的原因是焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等造成焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时填满。咬边处造成应力集中，故在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的。防止产生咬边的办法是选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度。

五、未焊透、未熔合

焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透；在焊件与焊缝金属或焊缝层间的局部未熔透现象，称为未熔合。未焊透和未熔合的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，或在焊接时流入熔渣妨碍了金属之间的熔合以及运条手法不当，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。

六、其他缺陷

手工电弧焊中还常见到一些焊瘤、弧坑，及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。产生焊瘤的主要原因是运条不均，造成熔池温度过高，液态金属凝固缓慢下坠，因而在焊缝表面形成金属瘤。立、仰焊时，采用过大的焊接电流和弧长也有可能出现焊瘤。产生弧坑的原因是熄弧时间过短，焊接突然中断，或焊接薄板时电流过大等。防止产生焊瘤的主要措施严格控制熔池温度，立、仰焊时，焊接电流应比平焊小10-15%；使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，保持均匀运条。防止产生弧坑的主要措施是，在手工焊收弧时焊条应作短时间停留或作几次环形运条。焊缝外形尺寸和形状上的缺陷可以用焊前预留反变形量，焊接顺序对称使应力对消的方式来预防。

（作者单位：河北省张家口机械工业学校（张家口市技师学院））