工艺缺陷是焊接接头一个不可忽视的问题,不仅影响产品的美观,而且可能直接影响到产品结构的安全使用,甚至可以酿成重大事故。由于焊接工艺自身的特点,要在焊接接头中避免一切缺陷是不可能的,但每类缺陷都有一定的成因,如果掌握了其机理,可将焊接缺陷控制在允许范围内。
一、气孔
气孔是指焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出,而残留下来形成的空穴。
根据气孔产生的部位不同,可分为内部气孔和外部气孔;根据分布的情况可分为单个气孔、涟状气孔和密集气孔;根据气孔产生的原因和条件不同,其形状有球形、椭圆形、旋涡状和毛虫状等。
1.产生原因
形成气孔的气体主要来源于:
(1)大气:空气湿度太大,超过 90%,水分分解,氢气、氧气侵入;收弧太快,保护不好,空气中的 N2气侵入;电弧太长,空气中的 N2气侵入。
(2)溶解于母材、焊丝和焊条钢芯中的气体,药皮和焊剂中的水和气体:焊条烘干温度太低、保温时间太短;焊条过期失效;氩气纯度不够,保护不良;焊条烘干温度过高,使药皮成分变质,失去保护作用,电流过大,药皮发红失效,失去保护作用,空气中的 N2 气侵入;焊芯锈蚀、焊丝清理不净、焊剂混入污物。
(3)焊材、母材上的油、锈、水、漆等污物,分解产生气体。
(4)操作原因引起的气孔:运条速度太快,气泡来不及逸出;焊丝填加不均匀,空气侵入;埋弧焊时,电弧电压过高,网路电压波动过大,空气侵入。
2.预防措施
(1)严格控制焊条的烘干温度和保温时间。
(2)不使用过期失效的焊材,使用符合标准要求的保护气体(氩气等)。
(3)彻底清理坡口及焊丝上的油、锈、水、漆等污物。
(4)电弧长度要适当,防止 N2气侵入,碱性焊条尤其要采用短弧。
(5)搞好接头和收弧:充分预热接头,建立好第一个熔池,使上一个收弧处的气体消除掉;收弧要慢,填满弧坑,采用“回焊法”等,使气、渣充分保护好熔池,防止 N2 气侵入;多层多道焊的各层各道的接头要错开,防止气孔密集(上下重合)。
(6)适当增加热输入量,降低焊接速度,以利气泡逸出。
二、夹渣
夹渣是指焊后残留在焊缝中的非金属夹杂物。主要是由于操作原因,熔池中的熔渣来不及浮出,而存在于焊缝之中。
1.产生原因
(1)坡口角度太小,运条、清渣困难。
(2)运条太快,熔渣来不及浮出。
(3)焊接电流太小,熔深太小。
(4)运条时坡口两侧停留时间短,而在焊缝中心过渡太慢,使得焊缝中心堆高,坡口两侧形成死角,夹渣清理不出来;焊缝成型粗劣。
(5)前一层的熔渣清理不干净;接头处理不彻底;坡口处有锈、垢、泥沙等。
(6)焊条涂料中含碳成分过高。
2.预防措施
(1)彻底清理坡口的油污、泥沙、锈斑;彻底清理前焊道熔渣。
(2)适当调节(加大)焊接电流;控制焊接速度,造成熔渣浮出条件。
(3)正确掌握操作方法,使焊缝表面光滑,焊缝中心不堆高。
(4)选择优质焊条。
三、夹钨
手工钨极氩弧焊过程中,由于某些原因,使钨极强烈的发热,端部熔化、蒸发,使钨过渡到焊缝中,并残留在焊缝内形成夹钨。
1.产生原因
(1)当焊缝电流过大,超过极限电流值,或钨极直径太小时,使钨极强烈地发热、端部熔化。
(2)氩气保护不良,引起钨极烧损。
(3)炽热的钨极触及熔池或焊丝,而产生的飞溅等,均会引起焊缝夹钨。
2.预防措施
(1)根据工件的厚度,选择相应的钨极直径和焊接电流。
(2)使用符合标准要求纯度的氩气。
(3)施焊时采用高频振荡器引弧,在不防碍操作情况下,尽量采用短弧,以增强氩气保护效果。
(4)操作要仔细,不使钨极触及熔池和焊丝。
(5)经常修磨钨极端部。
四、未焊透
未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透的现象。
1.产生原因
(1)坡口及装配方面:间隙过小;钝边太厚;坡口角度太小;坡口歪斜;有内倒角的坡口角度太大;错口严重。
(2)工艺规范方面:电流过小;焊速过大;电弧偏吹;起焊处温度低;极性接反。
(3)操作方面:焊条太粗;操作歪斜;双面焊时清根不彻底;坡口根部有锈、油、污垢,阻碍基本金属很好地熔化。
2.预防措施
(1)控制好坡口尺寸:间隙、钝边、角度及错口等。
(2)控制电流、极性和焊速;使接头充分预热,建立好第一个熔池。
(3)控制焊条直径和焊接角度;克服电弧偏吹。
(4)双面焊清根一定要彻底。
(5)坡口及钝边上的油、锈、渣、垢一定要清理干净。
五、未熔合
未熔合是指熔焊时,焊道与母材之间、焊道与焊道之间、点焊时焊点与母材之间,未完全熔化结合的部分。
1.产生原因
产生未熔合的根本原因是焊接热量不够,被焊件没有充分熔化造成的。主要原因有:电流太小;焊速太快;电弧偏吹;操作歪斜;起焊时温度太低;焊丝太细;极性接反,焊条熔化太快,母材没有充分熔化;坡口及先焊的焊缝表面上有锈、熔渣及污物。这些原因都造成焊材早熔化,而被焊母材温度低,没有熔化,熔化的焊材金属沾附到焊件上。
2.预防措施
(1)选择适当的电流(稍大)、焊速(稍慢),正确的极性,注意母材熔化情况。
(2)清除干净坡口及前道焊缝上的熔渣及脏物。
(3)起焊时要使接头充分预热,建立好第一个熔池。
(4)克服电弧偏吹。注意焊条角度,照顾坡口两侧的熔化情况。
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