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摘要：伴随着国民经济及科学技术的不断进步，工业化发展也在不断地发生着日新月异的变化，管道焊接技术技术也就越发成熟，并开始应用于更多的领域与企业的生产制造中。但作为管道焊接技术本身，也存在一定的缺陷，处理不好，就会给整个工程施工带来严重的安全隐患，下文即通过对管道焊接所存在的缺陷所形成的原因等进行了详细的阐释，同时提出针对其缺陷应采取的应对措施等，以解决管道焊接技术施工弊端，以全力促进工程施工顺利进行，提高管道焊接质量。
关键词：管道焊接 缺陷 原因 措施
中图分类号：TU279文献标识码： A
前言：从技术科技含量角度而言，管道焊接技术已经得到了各工业生产领域的广泛认可，并成为发展工程结构最强有力地技术手段之一，但从技术难度方面考虑，管道焊接工艺自身还存在一定缺陷，这些缺陷如果及时纠正，随之必然会出现一系列由于焊接缺陷而导致的工程问题，严重将带来安全隐患，造成一定的工程事故，因此，分析并了解管道焊接缺陷并针对其缺陷给予解决是利用管道焊接技术进行施工工作的重要任务。
下面，就管道焊接缺陷等分析如下：
1、管道焊接及常见质量缺陷
缺陷从广义上来讲，是指产品对技术要求的偏离，使得产品本身不能满足技术要求。从焊接角度来说，焊接缺陷是指焊缝及其热影响区不均匀、不连续或接头的组织性不符合焊接技术要求。
不同的原因导致了不同的管道焊接缺陷，从表现形式来讲，内外有别，内部缺陷及外部缺陷都会导致管道焊接技术不能正常发挥其技术优势。如，焊缝尺寸不符合要求、咬边、弧坑、焊穿、焊瘤、嚴重飞溅、电弧擦伤、塌腰、表面裂纹、表面气孔电弧擦伤等属于外部缺陷；内部气孔，夹渣，未焊透，未熔合，偏析，白点，以及接头的组织和性能不符合要求等属于内部缺陷。
2影响管道焊接质量的因素
2.1材料因素
焊丝、焊条、焊剂及保护气体等属于焊接材料，以上材料是在管道焊接过程中直接进入熔池并在熔合区域内发生物理化学反应的部分。这就要求焊接材料与焊接母体要想匹配，如果其两者的性能不想匹配，避讳导致焊接过程中焊接母体出现纹路、气孔等缺陷，严重者将导致脆化、软化、易被腐蚀等问题，进而影响了管道焊接的质量。因此，在进行管道焊接工作前，一定要选择合适匹配的焊接材料。
2.2工艺因素
在实际的管道焊接工作中，不同的焊接母体可能对管道焊接工艺的要求不同，不同的焊接工艺在同样的焊接母体上可能会出现完全不同的焊接效果，如功率大小、加热时间等都会造成不同的效果。因此，在实际的管道焊接工作过程中，要针对不同的焊接母体，采取相应的焊接工艺，方能保证焊接质量合格。
3常见管道缺陷产生原因分析
3.1几种常见裂纹的产生原因分析
3.1.1液化裂纹
在实际管道焊接过程中，由于近缝区金属以及焊缝曾间金属在极度高温情况下被焊条重新熔化，在外作用力拉伸应力的作用发生开裂，即液化裂纹。由此可见液化裂纹的出现是由于金属特性以及拉伸力共同作用才产生的。
3.1.2多边化裂纹
在多层焊焊缝以及近缝区经常出现的焊接缺陷为多变化裂纹。首先，从作用力角度来说，由于反复的冷却与高温加热，使得焊接母体发生了极度复杂的应力变化，而导致了极其严重的裂纹变化。从金属特性方面来看，金属母体在结晶过程中，出现了大量的空位与位错，而这些空位和位错最终保留在了金属母体中，也会导致裂纹出现。而由于这些位错，在金属母体冷却后便形成稳定的排列次序，这便是多变裂纹产生的两大因素。
3.1.3再热裂纹产生的原因
再热裂纹的产生原因是十分复杂且难以准确解释的，当焊接母体冷却后再次加热过程中，在上一次加热过程中所形成的如钒、钼、铬等的碳化物就会再次析出，在二次加热过程中形成如锑、砷等有害杂质，从而降低晶界塑性的应变能力，即会进一步造成晶界弱化或者脆化，因而产生再热裂纹。
3.2气孔的产生原因
焊条母体的填充物表面如存才锈、油脂、污垢等杂质是，就是导致在焊条还没有完全烘干的情况下产生大量的气孔。这是因为以上杂质在高温状态下会发生一定的化学反应，而这些化学反应便会带来气体的大量分解，从而也就在一定程度上增加了金属中气体的和能量，而当焊接母体在作业完毕逐渐冷却后，熔池温度也会迅速冷却，而导致了大量气体无法排出，而形成大量气孔。
3.3焊缝残余变形的产生原因
管道的焊接过程是对对焊接母体进行的局部焊接，因此，高温对焊接母体的加热程度自然不是均匀的，焊接母体不能够均匀受热自然会产生焊接焊缝的变形。这种变形主要变现为长度的收缩，如纵向收缩以及横向收缩等。
4提高管道焊接质量的主要措施
4.1管道裂纹的控制措施
4.1.1防止液化裂纹的措施
（1）为了防止液化裂纹的产生，首先敏感性较低的焊接母体是关键。根据焊条材质，可选择如含碳、硫、磷和镍成分较低的母材，这能够在一定程度上降低对液化裂纹的敏感性，从而进一步减少或消除液化裂纹产生的数量。
（2）多次实验结果证明，凹度的大小与焊接方法以及焊接参数有很大的关系，在焊缝断面产生很多微小裂纹的时候，裂纹率会随着凹度的变化而发生变化，凹度也大，裂纹率越高，凹度越小，裂纹率也就越小。而焊条电弧焊盖面与焊丝的倾斜角度则会影响裂纹率的大小，因此，为了减小焊缝的凹度，就必须适当的改变电弧焊盖面以及焊丝的倾斜角度。
（3）焊接母体在高温下越来越热，是造成液化裂纹产生的最重要的原因之一，为了减小液化裂纹的，降低线能量是一个非常行之有效的方式。但要想解决最根本的问题，只减少线能量还不能完全解决问题，要在减少线能量的同时进一步减少焊缝凹度亦或提高母材的纯净度。
4.1.2多边化裂纹的防止措施
由于影响多边化裂纹的因素主要时合金因素、力学因素以及温度。因此防止措施应从这两方面考虑。
（1）多边化是一个扩散的过程，而晶格缺陷的移动需要一定的时间，晶格缺陷的移动和聚集越慢，形成多边化的时间就越长。因此，向焊缝金属中加入某些减缓晶格缺陷移动的因素（如Mo、W、Ta）能有效防止产生多边化裂纹。
另外双相金属也能阻止位错的移动具有良好的抗多边化裂纹的能力。
（2）减少应力和降低温度也均有利于防止结晶裂纹的产生。当应力存在时能增加原子的活动性，会加速多边化的过程。减小应力能有效地减缓上述过程，有利于防止多边化裂纹的产生。降低温度有利于延长形成多边化过程所需的时间，因而减小裂纹倾向。
4.1.3再热裂纹的控制措施
（1）选用再热裂纹敏感性小的母材，这是最根本的措施。选用的材料最好在敏感温度区里不出现有损晶界塑性的相变。实践证明，铬钼钢中铬大于1.5%的要比小于1%好。
（2）避免采用应力集中的结构，同时也应力求避免造成应力集中的缺陷（夹渣、未焊透等）。
（3）在满足设计要求的前提下，应选择高温强度低于母材的焊缝，可多承担相应力的松弛，以避免在热影响区产生裂纹。
（4）提高预热温度，焊后采用缓冷方法，均可减少再热裂纹的发生。
4.2防止产生气孔的措施
防止气孔的措施：（1）清除焊丝，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。（2）采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干。（3）采用直流反接并用短电弧施焊。（4）焊前预热，减缓冷却速度。（5）用偏强的规范施焊。
4.3防止焊缝残余变形的措施
4.3.1设计措施
（1）管道焊缝的形状与尺寸不合理直接会影响到焊缝不同程度的变形，即焊接形状或尺寸越大，焊缝的变形越明显；焊接形状或尺寸越小，焊缝的变形越小，因此，在设计过程中，在尽量保证结构的承载能力足够的情况下，要适当减小焊接的形状和尺寸。
（2）凡不必要的焊缝，尽量不设计，要力求焊接过程中的焊缝数量最少，能够有效的避免焊缝变形。
（3）在焊接设计过程当中，如一定要有焊缝出现，要注意其焊缝位置，尽量进行合理安排，确保焊缝尽可能与横截面的中轴线对称。
4.3.2工艺措施
（1）采用反变形法。做好焊接母体形状改变的预测，如方向及大小等，利用反作用力原理在配置过程中给予相反的改变，这样可以做到两方相互抵消，相互平衡。
（2）刚性固定法。在无法使用反作用力的情况下，可以采用刚性固定法，即以固定方式来阻止焊接变形，这种刚性固定法与反变形法相比，比较常见，可以再一定程度上减小变形。
结语：
综上所述，焊接缺陷的产生在施工工作过程当中是不可避免的，但焊接缺陷在不可避免出现的同时，如何能够根据其所产生的原因来规避缺陷，减少缺陷，解决缺陷所造成的误差等，是我们在实际施工过程中要尽量完成的，只有不断地提高了管道焊接工程质量才能够使得管道焊接技术发挥其应有的技术力量，因此，我们要从焊条质量、焊丝的选择、使用方法、焊接条件和施工管理等各个方面严格把关，尽量做到少缺陷，零缺陷，确保管道焊接的工程质量。
参考文献
[1] 英若采.熔焊原理及金属材料焊接[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2] 韩国明.焊接工艺理论与技术[M].北京：机械工业出版社，2007.
[3] 徐卫东.焊接检验与质量管理[M].北京：机械工业出版社，2008.
作者简介：许长青，男，2008年毕业于山东建筑大学，材料成型及控制工程专业
关键词：管道焊接 缺陷 原因 措施
中图分类号：TU279文献标识码： A
前言：从技术科技含量角度而言，管道焊接技术已经得到了各工业生产领域的广泛认可，并成为发展工程结构最强有力地技术手段之一，但从技术难度方面考虑，管道焊接工艺自身还存在一定缺陷，这些缺陷如果及时纠正，随之必然会出现一系列由于焊接缺陷而导致的工程问题，严重将带来安全隐患，造成一定的工程事故，因此，分析并了解管道焊接缺陷并针对其缺陷给予解决是利用管道焊接技术进行施工工作的重要任务。
下面，就管道焊接缺陷等分析如下：
1、管道焊接及常见质量缺陷
缺陷从广义上来讲，是指产品对技术要求的偏离，使得产品本身不能满足技术要求。从焊接角度来说，焊接缺陷是指焊缝及其热影响区不均匀、不连续或接头的组织性不符合焊接技术要求。
不同的原因导致了不同的管道焊接缺陷，从表现形式来讲，内外有别，内部缺陷及外部缺陷都会导致管道焊接技术不能正常发挥其技术优势。如，焊缝尺寸不符合要求、咬边、弧坑、焊穿、焊瘤、嚴重飞溅、电弧擦伤、塌腰、表面裂纹、表面气孔电弧擦伤等属于外部缺陷；内部气孔，夹渣，未焊透，未熔合，偏析，白点，以及接头的组织和性能不符合要求等属于内部缺陷。
2影响管道焊接质量的因素
2.1材料因素
焊丝、焊条、焊剂及保护气体等属于焊接材料，以上材料是在管道焊接过程中直接进入熔池并在熔合区域内发生物理化学反应的部分。这就要求焊接材料与焊接母体要想匹配，如果其两者的性能不想匹配，避讳导致焊接过程中焊接母体出现纹路、气孔等缺陷，严重者将导致脆化、软化、易被腐蚀等问题，进而影响了管道焊接的质量。因此，在进行管道焊接工作前，一定要选择合适匹配的焊接材料。
2.2工艺因素
在实际的管道焊接工作中，不同的焊接母体可能对管道焊接工艺的要求不同，不同的焊接工艺在同样的焊接母体上可能会出现完全不同的焊接效果，如功率大小、加热时间等都会造成不同的效果。因此，在实际的管道焊接工作过程中，要针对不同的焊接母体，采取相应的焊接工艺，方能保证焊接质量合格。
3常见管道缺陷产生原因分析
3.1几种常见裂纹的产生原因分析
3.1.1液化裂纹
在实际管道焊接过程中，由于近缝区金属以及焊缝曾间金属在极度高温情况下被焊条重新熔化，在外作用力拉伸应力的作用发生开裂，即液化裂纹。由此可见液化裂纹的出现是由于金属特性以及拉伸力共同作用才产生的。
3.1.2多边化裂纹
在多层焊焊缝以及近缝区经常出现的焊接缺陷为多变化裂纹。首先，从作用力角度来说，由于反复的冷却与高温加热，使得焊接母体发生了极度复杂的应力变化，而导致了极其严重的裂纹变化。从金属特性方面来看，金属母体在结晶过程中，出现了大量的空位与位错，而这些空位和位错最终保留在了金属母体中，也会导致裂纹出现。而由于这些位错，在金属母体冷却后便形成稳定的排列次序，这便是多变裂纹产生的两大因素。
3.1.3再热裂纹产生的原因
再热裂纹的产生原因是十分复杂且难以准确解释的，当焊接母体冷却后再次加热过程中，在上一次加热过程中所形成的如钒、钼、铬等的碳化物就会再次析出，在二次加热过程中形成如锑、砷等有害杂质，从而降低晶界塑性的应变能力，即会进一步造成晶界弱化或者脆化，因而产生再热裂纹。
3.2气孔的产生原因
焊条母体的填充物表面如存才锈、油脂、污垢等杂质是，就是导致在焊条还没有完全烘干的情况下产生大量的气孔。这是因为以上杂质在高温状态下会发生一定的化学反应，而这些化学反应便会带来气体的大量分解，从而也就在一定程度上增加了金属中气体的和能量，而当焊接母体在作业完毕逐渐冷却后，熔池温度也会迅速冷却，而导致了大量气体无法排出，而形成大量气孔。
3.3焊缝残余变形的产生原因
管道的焊接过程是对对焊接母体进行的局部焊接，因此，高温对焊接母体的加热程度自然不是均匀的，焊接母体不能够均匀受热自然会产生焊接焊缝的变形。这种变形主要变现为长度的收缩，如纵向收缩以及横向收缩等。
4提高管道焊接质量的主要措施
4.1管道裂纹的控制措施
4.1.1防止液化裂纹的措施
（1）为了防止液化裂纹的产生，首先敏感性较低的焊接母体是关键。根据焊条材质，可选择如含碳、硫、磷和镍成分较低的母材，这能够在一定程度上降低对液化裂纹的敏感性，从而进一步减少或消除液化裂纹产生的数量。
（2）多次实验结果证明，凹度的大小与焊接方法以及焊接参数有很大的关系，在焊缝断面产生很多微小裂纹的时候，裂纹率会随着凹度的变化而发生变化，凹度也大，裂纹率越高，凹度越小，裂纹率也就越小。而焊条电弧焊盖面与焊丝的倾斜角度则会影响裂纹率的大小，因此，为了减小焊缝的凹度，就必须适当的改变电弧焊盖面以及焊丝的倾斜角度。
（3）焊接母体在高温下越来越热，是造成液化裂纹产生的最重要的原因之一，为了减小液化裂纹的，降低线能量是一个非常行之有效的方式。但要想解决最根本的问题，只减少线能量还不能完全解决问题，要在减少线能量的同时进一步减少焊缝凹度亦或提高母材的纯净度。
4.1.2多边化裂纹的防止措施
由于影响多边化裂纹的因素主要时合金因素、力学因素以及温度。因此防止措施应从这两方面考虑。
（1）多边化是一个扩散的过程，而晶格缺陷的移动需要一定的时间，晶格缺陷的移动和聚集越慢，形成多边化的时间就越长。因此，向焊缝金属中加入某些减缓晶格缺陷移动的因素（如Mo、W、Ta）能有效防止产生多边化裂纹。
另外双相金属也能阻止位错的移动具有良好的抗多边化裂纹的能力。
（2）减少应力和降低温度也均有利于防止结晶裂纹的产生。当应力存在时能增加原子的活动性，会加速多边化的过程。减小应力能有效地减缓上述过程，有利于防止多边化裂纹的产生。降低温度有利于延长形成多边化过程所需的时间，因而减小裂纹倾向。
4.1.3再热裂纹的控制措施
（1）选用再热裂纹敏感性小的母材，这是最根本的措施。选用的材料最好在敏感温度区里不出现有损晶界塑性的相变。实践证明，铬钼钢中铬大于1.5%的要比小于1%好。
（2）避免采用应力集中的结构，同时也应力求避免造成应力集中的缺陷（夹渣、未焊透等）。
（3）在满足设计要求的前提下，应选择高温强度低于母材的焊缝，可多承担相应力的松弛，以避免在热影响区产生裂纹。
（4）提高预热温度，焊后采用缓冷方法，均可减少再热裂纹的发生。
4.2防止产生气孔的措施
防止气孔的措施：（1）清除焊丝，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。（2）采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干。（3）采用直流反接并用短电弧施焊。（4）焊前预热，减缓冷却速度。（5）用偏强的规范施焊。
4.3防止焊缝残余变形的措施
4.3.1设计措施
（1）管道焊缝的形状与尺寸不合理直接会影响到焊缝不同程度的变形，即焊接形状或尺寸越大，焊缝的变形越明显；焊接形状或尺寸越小，焊缝的变形越小，因此，在设计过程中，在尽量保证结构的承载能力足够的情况下，要适当减小焊接的形状和尺寸。
（2）凡不必要的焊缝，尽量不设计，要力求焊接过程中的焊缝数量最少，能够有效的避免焊缝变形。
（3）在焊接设计过程当中，如一定要有焊缝出现，要注意其焊缝位置，尽量进行合理安排，确保焊缝尽可能与横截面的中轴线对称。
4.3.2工艺措施
（1）采用反变形法。做好焊接母体形状改变的预测，如方向及大小等，利用反作用力原理在配置过程中给予相反的改变，这样可以做到两方相互抵消，相互平衡。
（2）刚性固定法。在无法使用反作用力的情况下，可以采用刚性固定法，即以固定方式来阻止焊接变形，这种刚性固定法与反变形法相比，比较常见，可以再一定程度上减小变形。
结语：
综上所述，焊接缺陷的产生在施工工作过程当中是不可避免的，但焊接缺陷在不可避免出现的同时，如何能够根据其所产生的原因来规避缺陷，减少缺陷，解决缺陷所造成的误差等，是我们在实际施工过程中要尽量完成的，只有不断地提高了管道焊接工程质量才能够使得管道焊接技术发挥其应有的技术力量，因此，我们要从焊条质量、焊丝的选择、使用方法、焊接条件和施工管理等各个方面严格把关，尽量做到少缺陷，零缺陷，确保管道焊接的工程质量。
参考文献
[1] 英若采.熔焊原理及金属材料焊接[M].北京：机械工业出版社，2005.
[2] 韩国明.焊接工艺理论与技术[M].北京：机械工业出版社，2007.
[3] 徐卫东.焊接检验与质量管理[M].北京：机械工业出版社，2008.
作者简介：许长青，男，2008年毕业于山东建筑大学，材料成型及控制工程专业