摘要：本文通过对焊接接头缺陷从现象到成因的论述，全面阐明了焊接缺陷形成的机理及应当采取的预防措施，而且从管理角度论述了人的因素的重要性，强调了生产过程中质量控制的措施及方法。
关键词：焊接；缺陷；分析；预防；措施
0引言
焊接技术是一门重要的金属加工技术，尽管焊接技术发展很快，自动化程度也越来越高，但手工电弧焊仍占有不可替代的地位。尤其在小直径容器和管道的焊接方面，单面焊双面成形焊接技术的作用更显突出。控制焊接质量是安装工程中一项比较重要的工序。在焊接过程中由于种种因素的影响，容易产生各种类型的焊接缺陷。焊接接头缺陷的存在会直接危及整个结构的质量。因此，将焊接接头缺陷控制在允许范围内是每个焊接操作人员及工程管理人员应尽的责任。
1 焊接接头缺陷分析
1.1 外部缺陷
焊接接头的外部缺陷一般用肉眼就能观察到。主要有焊瘤、咬边、凹坑、烧伤、余高不足或过大、错边及弧坑处理不良等。
1.2 内部缺陷
焊接接头的内部缺陷是指必须借助仪器设备测试才能判断出的缺陷。主要有未熔合、未焊透、气孔、夹渣及白点等。内部缺陷因肉眼观察不到，危害更大，要坚决杜绝。
1.3 裂纹缺陷
在焊接过程中或焊接完放置一段时间后，在焊接接头范围内产生的局部开裂现象。如焊接裂纹是常见的焊接缺陷。在钢材焊接中常出现的裂纹主要是热裂纹和冷裂纹。
结晶裂纹是最常见的热裂纹，在金属凝固过程中出现。主要出现在焊缝中，少数出现在热影响区。结晶裂纹的产生是由于焊缝中含有较多的S，P等杂质，在焊缝金属凝固过程中形成了一此低熔点的结晶，然后在结晶界形成液态薄膜，此液态薄膜成为焊缝中的薄弱环节。
在焊接应力的作用下便开裂而形成结晶裂纹。
在冷裂纹中最常见的是延迟裂纹。在低、中合金钢的热影响区或焊缝中当焊接后一段时间，可能出现各种形态的延迟裂纹。有的出现在接头表面，有的出现在接头内部。焊缝延迟裂纹的出现是由以下三种因素共同作用的结果。
第一，母材淬硬现象。母材的碳当量越高其淬硬倾向越大，延迟裂纹敏感性就越大。另外，接头冷却速度对母材淬硬倾向也有较大影响，随着母材淬硬倾向的增加容易形成脆性马氏体。马氏体又会使热影响区最高硬度相应增加，从而使延迟裂纹敏感性增大。
第二，扩散氢的含量。焊缝中含氢量越高，延迟裂纹敏感性越大。当接头中扩散氢含量高于其临界扩散氢含量时，便出现延迟裂纹。
2 焊接接头缺陷预防
焊接全过程包括原材料、焊接材料、施工人员的焊接技能、焊接前准备、焊接和焊接后热处理等工序。因此，要预防焊接缺陷、解决焊接过程中存在的问题、抓好焊接质量就必须加强焊接前和焊接中每一道工序的质量管理。
2.1 焊接前的质量控制
2.1.1要把好原材料质量关
尽量选正规厂家生产的产品。检查钢厂提供的材料质量检验单，内容包括材料牌号、规格或尺寸、炉批号、检验编号、数量、重量、供货状态、力学性能、化学成分等。同时还要检查材料的表面是否有裂纹、分层及超出标准允许的凹坑和划伤以及钢印标记是否正确和齐全，并且按照国家标准进行取样，送检测部门检测。经检验合格后方能正式进入施工现场。为了保证材料的真实性，取样送检时应采取由建设方委托的该工程项目取样送检见证人专人负责。如果具有法律效应的检验结果不合格但已进入工地的钢材，应该由质量监督部门通知建设单位进行拆除和清场，坚决杜绝使用不合格钢材。
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2.1.2对焊接材料的管理
检查焊接材料是否为合格产品、贮存和烘焙制度是否执行、发放的焊接材料表面是否清洁无锈、焊条的药皮是否完好无霉变。
2.1.3焊接区清洁管理
检查焊接区的清洁质量不得留有水、油、铁锈和氧化膜等有害污物。这对防止外部缺陷如凹坑、咬边等的产生有重要作用，对防止气孔、夹浓之类内部缺陷的产生也有积极意义。
2.1.4焊工技能资格管理
焊工的技能水平是保证焊接质量的决定性因素。焊工必须经过专业培训，具备有关基础知识和操作技能，并持有焊工考试合格证。
2.2 焊接中的质量控制
焊接过程包括焊接、预热和焊接后热处理。焊接前的质量控制和焊接中的质量控制是保证最终焊接质量、预防废品和返工的必要条件，是整个焊接质量控制过程中的重要组成部分。焊接质量控制应实行焊工、焊接工氏和专职检查员三级管理责任制。焊工应对违反焊接工艺流程及操作不当造成的质量事故承担责任。焊接质量检查员应对漏检、误检造成的质量事故承担责任。焊接过程中要对施工过程进行监督和检查。
第一，确认焊接方法是否与规定一致，检查焊接设备是否完好和着装是否符合工艺流程规定。第二，根据焊接工艺规程复核焊接材料牌号与规格是否正确，以防错用而造成焊接质量事故。第三，对焊接预热温度和预热方式进行严格控制和检查，焊接前预热是防止焊接裂纹产生的重要措施。第四，对焊接环境进行监督。当焊接环境出现下列情况时应采取措施后才能进行焊接：温度低于0℃，相对湿度大于90%，风速大于10 m/s或存在穿堂风以及雨、雪、雾气候的露天操作。第五，对焊接后热处理实施监督和检查。焊接后热处理的目的是促进焊缝中扩散氢的逸出，防止焊接裂纹产生，消除焊接残余应力和改养接头的力学性能。
2.3 施焊注意事项
焊工的技术水平是影响焊接质量的直接因素之一，要做到思想上重视，其体操作上细心。
2.3.1咬边
主要是由于焊接电流过大、电弧拉长或运条不稳引起的。咬边最大的危害是损伤了母材，使母材有效截面减小，也会引起应力集中。预防措施是焊接时调整好电流电流不宜过大，且控制弧度，尽量用短弧焊接，运条时手要稳，焊接速度不宜太快，应使熔化的焊缝金属填满焊接坡口边缘。
2.3.2焊瘤
主要是由于焊接电流过大或焊接速度过慢引起。它的危害是焊瘤处易应力集中且影响整个焊缝的外观质量。预防措施是适当调小焊接电流，焊接时注意熔池大小，以便调整焊接电流或焊接速度。
2.3.3弧坑
主要是由于断弧或熄弧引起。弧坑的存在减小了焊缝截面，降低了接头的有效强度，并且弧坑处常伴有弧坑裂纹危害较大。预防措施是尽量减小短弧次数，每次熄弧前应稍微停留或做几次摆动运条，使有较多的焊条熔化填满弧坑处。
2.3.4气孔
产生气孔的因素较多如焊条未按规定烘干、母材除锈不彻底、焊接电压不稳、弧氏过氏等。气孔的存在使焊缝截面减小，金属内部组织疏松，应力宜集中，也易诱发裂纹等更严重的缺陷。预防措施是在焊接前应按要求烘干焊条，清理坡口及母料表面的油污、锈迹，注意大气的变化，刮风、下雨要有遮挡措施，焊接时选择适当的电流及焊接速度。
3 结语
优质的焊接质量可以满足设计要求，保证正常的使用寿命。而一旦出现严重的焊接缺陷，就会影响产品的使用寿命，甚至给安全生产带来威胁，引起安全事故。为了防止这些缺陷的产生，对焊接技术进行更深一步探索。通过对造成质量差原因的分析，逐步改善和提高焊接质量。焊接质量受到了焊接设备、焊材、工艺流程、操作技术水平的限制。通过对这些限制的深入研究，找出造成质量差的原因，提出了相应的防止措施，对焊接作业起到一定的指导作用。
参考文献：
[1] 张应力主编.新编焊工使用手册[M].北京：金盾出版社，2004.
[2] 戴树新主编.焊接生产管理与检测[M].北京：机械工业出版社，2004.
论文作者:魏斯胜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
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