焊接产生的裂纹、夹杂和夹渣及防止措施

1.气孔、夹杂和夹渣及防止措施（1）气孔焊接时，熔池中的气体在固体时能逸出二残留下来所形成的空穴成为气孔。气孔是一种常见的焊接缺陷，分为焊接内部气孔和外部气孔。气孔有圆形、椭圆形、虫形、针状形和密集型等多种，气孔的存在不但会影响焊缝的致密度，而且将减少焊缝的有效面积，降低焊缝的力学性能。产生原因：焊件表面和坡口出有油、锈、水分等污物存在；焊条药条药皮受潮，使用前没有烘干；焊接电流太小或焊接速度太快；电弧过长或偏吹，熔池保护效果不好，空气侵入熔池；焊接电流过大，焊条发红、药皮提前脱落，失去保护的作用；运条方法不当，如收弧动作太快，易产生缩孔，接头引弧动作不正确，易产生密集气孔等。防止措施：焊前将坡口两侧2030mm范围内的油污、锈、水分清除干净；严格地按焊条说明书规定的温度和时间烘培；正确地选择焊接工艺参数，正确操作；尽量采用短弧焊接，野外施工要有防风设施；不允许使用失效的焊条，如焊芯锈蚀，药皮开裂、剥落，偏心度过大等。（2）夹杂和夹渣夹杂时残留在焊缝金属中由冶金反映产生的非金属夹杂和氧化物。夹渣时残留在焊缝中的熔渣。夹渣可以分为点状夹渣和条状夹渣两种。夹渣削弱了焊缝的有效断面，从而降低了焊缝的力学性能，夹渣还会引起应力集中，容易使焊接结构在承载时遭受破坏。产生原因：焊接过程中层间清渣不净；焊接电流太小；焊接速度太快；焊接过程操作不当；焊接材料与母材料化学成分匹配不当；坡口设计加工不合适等。防止措施：选择脱渣性能好的焊条；认真地清除层间熔渣；合理地选择焊接参数；调整焊条角度和运条方法。2.裂纹产生的原因及防止措施裂纹按其产生的温度和时间的不同分为冷裂纹、热裂纹和再热裂纹；按其产生的部位不同分为纵裂纹、横裂纹、焊根裂纹、弧坑裂纹、熔合线裂纹及热影响区裂纹等。裂纹时焊接结构中最危险的一种缺陷，甚至可能引起严重的生产事故。（1）热裂纹焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区间所产生的焊接裂纹成为热裂纹。它是一种不允许纯在的危险焊接缺陷。根据热裂纹长生的机理、温度区间的形态，热裂纹可分成结晶裂纹、高温液化裂纹和高温低塑性裂纹。产生热裂纹的主要原因是：熔池金属中的低熔点共晶物和杂质在结晶过程中，形成严重的晶内和晶间偏析，同时在焊接应力作用下，沿着晶界碑拉开，形成热裂纹。热裂纹一般多发生在奥氏体不锈钢、镍合金和铝合金中。低碳钢焊接时一般不易产生热裂纹，但随着钢的含碳量增高，热裂纹倾向也增大。防止措施：严格地控制钢材及焊接材料的S、P等有害杂质的含量，降低热裂纹的敏感性；调节焊缝金属的化学成分，改善焊缝组织，细化晶粒，提高塑性，减少或分散偏析程度；采用碱性焊条，降低焊缝中杂质的含量，改善偏析程度；选择合适的焊接工艺参数，适当地提高焊缝成形系数，采用多层多道排焊法；断弧时采用与母材料相同的引弧板，或逐渐灭弧，并填满弧坑，避免在弧坑处产生热裂纹。（2）冷裂纹焊接接头冷却到较低温度下（对于钢来说在Ms温度以下）产生的裂纹称为冷裂纹。冷裂纹可在焊后立即出现，也有可能经过一段时间（几小时、几天，甚至更长时间）才出现，这种裂纹又称为延迟裂纹。它是冷裂纹中比较普遍的一种状态，具有更大的危险性。产生冷裂纹的原因是：马氏体转变而形成的淬硬组织，拘束度大而形成的焊接残余应力和残留在焊缝中的氢是产生冷裂纹的三大要素。防止措施：选用碱性低氢焊条，使用前严格按照使用说明书的规定进行烘培，焊前清除焊件上的油污、水分，减少焊缝中的氢的含量；选择合理的焊接工艺参数和热输入，减少焊缝的淬硬倾向；焊后立即进行消氢处理，使氢从焊接接头中逸出；对于淬硬倾向高的钢材，焊前预热、焊后及时进行热处理，改善接头的组织和性能；采用降低焊接应力的各种工艺措施。（3）再热裂纹焊后，焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理或其他加热过程）而产生的裂纹叫再热裂纹。产生的原因：再热裂纹一般发生在含V、Cr、Mo、B等合金元素的低合金高强度钢、珠光体耐热钢及不锈钢中，经受一次焊接热循环后，再加热到敏感区域（550650。C范围内）时产生。这是由于第一次加热过程中过饱和的固定碳化物（主要是V、Cr、Mo碳化物）再次析出，造成晶内强化，使滑移应变集中于原先的奥氏晶体界，当晶体的塑性能力不足以承受松弛应力过程中的应变时，就会产生再热裂纹。裂纹大多起源于焊接热影响区的粗晶区。再热裂纹大多产生于厚件和应力集中处，多层焊时有时也会产生再热裂纹。防止措施：在满足设计要求的前提下，选择低强度的焊条，使焊缝强度低于母材，应力在焊缝中松弛，避免热影响区产生裂纹；尽量减少焊接残余应力和应力集中；控制焊接热处理输入，合理的选择热处理温度，尽可能地避开敏感温度的范围。2