焊接是機(jī)械制造中普遍應(yīng)用的重要工藝。焊接對(duì)技術(shù)要求較高，掌握不好，容易出現(xiàn)各類缺陷。現(xiàn)就焊接中常見的缺陷種類及原因進(jìn)行分析，旨在對(duì)焊接工藝的制訂和操作予以指導(dǎo)，從而盡可能地避免缺陷的出現(xiàn)。
先了解一下焊縫的組成結(jié)構(gòu)，焊接接頭一般有三個(gè)區(qū)塊：焊縫、熔合區(qū)、熱影響區(qū)。焊縫區(qū)指在焊接發(fā)生熔化凝固的區(qū)域，它由熔化的母材和填充金屬組成。熔合區(qū)是焊接接頭中焊縫金屬與熱影響區(qū)的交界處，熔合區(qū)一般很窄，寬度為0．1～0．4mm。熔合區(qū)由于化學(xué)成分不均勻，機(jī)械性能常常是焊縫中最差的。在填充金屬與母材之間有一條界線，稱為熔合線。熱影響區(qū)指焊接時(shí)母材金屬受熱的影響(但未熔化)，而發(fā)生金相組織和力學(xué)性能變化的區(qū)域。
在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)會(huì)需要選擇焊縫系數(shù)，即焊接接頭系數(shù)。它是指對(duì)接焊接接頭強(qiáng)度與母材強(qiáng)度之比值，用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接殘余應(yīng)力等因素使焊接接頭強(qiáng)度被削弱的程度，是焊接接頭力學(xué)性能的綜合反映。如焊縫系數(shù)為1時(shí)，代表焊縫的強(qiáng)度與母材強(qiáng)度一致。
焊縫的常見缺陷有裂紋、氣孔、焊瘤等。
一、裂紋
裂紋端部形狀尖銳，應(yīng)力集中嚴(yán)重，對(duì)承受交變和沖擊載荷、靜拉力影響較大，是焊接過程中最危險(xiǎn)的缺陷。按其產(chǎn)生的原因可分冷裂紋、熱裂紋和再熱裂紋等。
A、冷裂紋指在200℃以下產(chǎn)生的裂紋，它與氫有密切關(guān)系，其產(chǎn)生的主要原因是：
1、對(duì)大厚工件選用的預(yù)熱溫度和焊后緩冷措施不合適。
2、焊材選用不合適。
3、焊接接頭剛性大、工藝不合理。
4、焊縫及其附近產(chǎn)生硬脆組織。
5、焊接規(guī)范選擇不當(dāng)。
當(dāng)焊縫為鑄鐵型時(shí)，較易出現(xiàn)冷裂紋。當(dāng)采用異質(zhì)焊接材料焊接，使焊縫成為奧氏體、鐵素體或銅基焊縫時(shí)，由于焊縫金屬有較好的塑性，配合采用合理的冷焊工藝，焊縫金屬不易出現(xiàn)冷裂紋。避免產(chǎn)生冷裂紋的措施：對(duì)焊件進(jìn)行整體加熱（550～700℃），使溫差減小，降低焊接應(yīng)力；采用加熱減應(yīng)區(qū)法降低補(bǔ)焊處所受的應(yīng)力。
熱影響區(qū)的冷裂紋：該種裂紋多數(shù)發(fā)生在含有較多滲碳體及馬氏體的熱影響區(qū)，在某些情況下也可能發(fā)生在離熔合線稍遠(yuǎn)的熱影響區(qū)。避免產(chǎn)生冷裂紋的措施：對(duì)焊件進(jìn)行整體預(yù)熱，使溫差減小，降低焊接應(yīng)力；
B、熱裂紋指在300℃以上產(chǎn)生的裂紋(主要是凝固裂紋)，其產(chǎn)生的主要原因是：
1、成份的影響。焊接純奧氏體鋼、某些高鎳合金鋼和有色金屬時(shí)易出現(xiàn)。
2、焊縫中含有較多的硫等有害雜質(zhì)元素。
3、焊接條件及接頭形狀選擇不當(dāng)。
當(dāng)采用低碳鋼與鎳基鑄鐵焊條冷焊時(shí)，焊縫較易出現(xiàn)屬于熱裂紋的結(jié)晶裂紋。避免熱裂紋的措施：
（1）通過調(diào)整焊縫化學(xué)成分，使其脆性溫度區(qū)間縮小；
（2）加入稀土元素，增強(qiáng)脫S、P反應(yīng)，以及使晶粒細(xì)化等途徑，以提高焊縫的抗熱裂紋性
（3）采用正確的冷焊工藝，使焊接應(yīng)力降低；
（4）使母材中的有害雜質(zhì)較少熔入焊縫。
C、再熱裂紋即消除應(yīng)力退火裂紋。指在高強(qiáng)度鋼的焊接區(qū)，由于焊后熱處理或在高溫下使用，在熱影響區(qū)產(chǎn)生的晶界裂紋，其產(chǎn)生的主要原因是：
1、消除應(yīng)力退火的熱處理?xiàng)l件不當(dāng)。
2、合金成分的影響。如鉻、鉬、釩、鈮、硼等元素具有增大再熱裂紋的傾向。
3、焊材、焊接規(guī)范選擇不當(dāng)。
4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理造成大的應(yīng)力集中。
裂紋方向有縱向和橫向兩種。
焊縫的縱向是指為形成一定長(zhǎng)度的焊縫，焊接時(shí)焊條（或焊絲）的移動(dòng)方向。 焊縫出現(xiàn)縱向裂紋，原因如下：
1.焊接技術(shù)不合格。
2.焊接材料不合格。如：焊條質(zhì)量，焊條種類選材不對(duì),焊條受潮等。
3.焊接件不堪受力后產(chǎn)生裂紋，豎向裂縫為剪切力彎曲力所產(chǎn)生。
焊縫的橫向是指為形成一定寬度的焊縫，焊接時(shí)焊條的擺動(dòng)方向。
二、氣孔
在焊接過程中，因氣體來不及及時(shí)逸出而在焊縫金屬內(nèi)部或表面所形成的空穴。其產(chǎn)生的原因是：
1、焊條、焊劑烘干不夠。
2、焊接工藝不夠穩(wěn)定，電弧電壓偏高，電弧過長(zhǎng)，焊速過快和電流過小。
3、填充金屬和母材表面油、銹等未清除干凈。
4、未采用后退法熔化引弧點(diǎn)。
5、預(yù)熱溫度過低。
6、未將引弧和熄弧的位置錯(cuò)開。
7、焊接區(qū)保護(hù)不良，熔池面積過大。
8、交流電源易出現(xiàn)氣孔，直流焊接的氣孔傾向較小。
三、焊瘤
在焊接過程中，熔化金屬流到焊縫外未熔化的母材上所形成的金屬瘤，它改變了焊縫的橫截面，對(duì)動(dòng)載不利。其產(chǎn)生的原因是：
1、電弧過長(zhǎng)、底層施焊電流過大。
2、立焊時(shí)電流過大、焊條擺動(dòng)不當(dāng)。
3、焊縫裝配間隙過大。
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