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摘要：在现代工业的生产中，很多领域都需要用到焊接，因此，焊接也成为了一种重要的加工工艺。而在焊接过程中，由于各种因素的影响，很容易产生各种焊接缺陷，尤其是焊接接头缺陷的存在，会直接危及整个结构的质量。本文就焊接裂纹，焊接变形，气孔，咬边等焊接缺陷的形成原因及相关预防方法进行探讨。
关键词：焊接变形；焊接裂纹；咬边；弧坑；气孔
金属熔化焊焊缝的缺陷按其在焊缝中的位置可分为外部缺陷、内部缺陷和组织缺陷三大类。常见的焊接外部缺陷主要有：焊缝外观形状和尺寸不符合要求、表面裂纹、表面气孔、咬边、焊瘤、弧坑、凹陷、烧穿等。常见内部缺陷主要有：焊接裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。
1 焊接变形的成因及防治方法
1.1 产生焊焊接变形的主要原因有：
1.1.1 加工件的刚性小或不均匀、局部加热和冷却不均匀，焊后收缩、变形不一致。
1.1.2 加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。
1.1.3 加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形不一致。
1.1.4 焊缝金属的组织发生变化产生应力变形。
1.2 防止焊接变形的方法：
1.2.1 采用合理的焊缝分部，对称设置焊缝，减少交叉和密集焊缝。
1.2.2 采用适当的焊接工艺措施，如，反变形法、制定合理的装配和焊接顺序、热调整法、强制冷却法、对称施焊法、刚性固定法、锤击焊缝法等等
1.3 焊接变形的处理方法：
即使焊接结构在焊接过程中采取了一些防止变形的措施，但在焊后仍会出现焊接变形。如果焊件产生了超出技术要求所允许的变形时，就必须给予矫正。在生产中常用的矫正方法有手工矫正法、机械矫正法、火焰矫正法三种。
1.3.1手工矫正法 此法适用于一些薄板，变形小，细长的焊接。利用手锤等工具，锤击变形的位置，使焊件变形减小。
1.3.2 机械矫正法 焊接后利用机械力矫正焊接变形。此方法常用压力机、矫直机、千斤顶等设备，即将焊接变形后尺寸缩短的部分加以延伸，并使之尺寸较长的部分相适应，该方法多用于厚度不大的塑性材料焊件
1.3.3 火焰矫正法 是利用气焊火焰对焊件进行加热的一种矫正变形的方法。对产生焊接变形的位置进行加热，然后冷却，使焊件收缩引起反向变形，将焊件矫正。火焰矫正法主要有三种加热方法：点状加热、线状加热和三角形加热。
2 焊接裂纹的成因及防治方法
2.1 热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的的裂纹，通常产生在焊缝内部。表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在，从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。针对其产生的原因，可采取如下预防措施：
2.1.1 限制母材及焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳量。
2.1.2 调整焊缝金属的合成部分，在焊缝金属中可加入使晶粒细化的元素，有利于消除集中分布的液态薄膜，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，防止热裂纹的产生。
2.1.3 采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含量，改善结晶时的偏析程度。
2.1.4 适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法，避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。
2.2 冷裂纹
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内产生的，可以在焊后立即出现，也可在焊后较长时间才发生，故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有三个：焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在和浓集、存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有：
2.2.1 选择合理的焊接规范，改善焊缝及热影响区组织状态，合理的装配和焊接顺序等可降低焊接应力的各种工艺措施，以减小焊接余应力。
2.2.2 采用碱性低氢焊条，减少氢的来源。
2.2.3 焊后即使进行热处理和去氢处理，消除残余应力。
3 咬边的成因及防治方法
焊缝与木材融合的不好，出现沟槽，深度大于0.5mm，总长度大于焊缝长度的10%或大于验收标准要求的长度，称之为咬边。
3.1 咬边的产生原因
焊接线能量过大，电弧过长，焊条的角度不当，焊条送进速度不合适等都是造成咬边的原因。
3.2 预防措施
3.2.1 选择合适的电流参数。
3.2.2 控制电弧长度，尽量使用短弧焊接。
3.2.3焊条送进速度与所选焊接电流参数协调。
3.2.4 注意焊缝边缘与母材熔化结合时的焊条角度。
4 弧坑的成因及防治方法
焊接收弧过程形成表现凹陷，并伴随着缩孔、裂纹等缺陷。
4.1 弧坑的成因
焊接守护中熔池不饱满就进行收弧，停止焊接，焊工对收弧情况估计不足，停弧时间掌握不准。
4.2 防治措施
4.2.1 加强焊工操作技能的练习，掌握各种收弧、停弧和接头的焊接操作方法。
4.2.2 对已经形成对弧坑进行打磨清理并补焊。
5 气孔的成因及防治方法
在焊缝中出现的单个、条状或群体气孔，是焊缝内部最常见的缺陷。
5.1 气孔的成因
根本原因是焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。
5.2 防治措施
5.2.1 焊条要求进行烘干，并装在保温桶内，随用随取。
5.2.2 焊丝清理干净，焊缝两边20mm内清理干净，无铁锈、油污等杂质。
5.2.3 注意周围焊接施工环境，搭设防风设施，管子焊接无穿堂风。
5.2.4 氩弧焊时，氩气纯度不低于99.95%，氩气流量合适。
5.2.5 对在探伤过程中发现的超标气孔，采用挖取补措施。
6 夹渣的成因及防治措施
6.1夹渣的成因
6.1.1 焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等。
6.1.2 电弧过长，焊接角度不对、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
6.2 防治措施
6.2.1 焊件焊缝坡口周围20 mm范围内清理干净。
6.2.2多层多道焊时，层间药皮清理干净。
6.2.3 尽量使用短弧焊接，选择合适的电流参数。
6.2.4 焊接速度合适，不能过快。
参考文献：
[1]郁兆昌 《金属工艺学》 北京 高等教育出版社 2006
[2]蔡建刚 《焊接过程控制与焊接工艺》北京 中南大学出版社 2010
[3]田錫唐 《火焰成型研究论文集》 哈尔滨 哈尔滨工业大学1980
[4]刘云龙 《焊工技师手册》 北京 机械工业出版社 2000
作者简介：
张延超（1389-），男，黑龙江省哈尔滨人，大学专科，助理工程师。
关键词：焊接变形；焊接裂纹；咬边；弧坑；气孔
金属熔化焊焊缝的缺陷按其在焊缝中的位置可分为外部缺陷、内部缺陷和组织缺陷三大类。常见的焊接外部缺陷主要有：焊缝外观形状和尺寸不符合要求、表面裂纹、表面气孔、咬边、焊瘤、弧坑、凹陷、烧穿等。常见内部缺陷主要有：焊接裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等。
1 焊接变形的成因及防治方法
1.1 产生焊焊接变形的主要原因有：
1.1.1 加工件的刚性小或不均匀、局部加热和冷却不均匀，焊后收缩、变形不一致。
1.1.2 加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。
1.1.3 加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形不一致。
1.1.4 焊缝金属的组织发生变化产生应力变形。
1.2 防止焊接变形的方法：
1.2.1 采用合理的焊缝分部，对称设置焊缝，减少交叉和密集焊缝。
1.2.2 采用适当的焊接工艺措施，如，反变形法、制定合理的装配和焊接顺序、热调整法、强制冷却法、对称施焊法、刚性固定法、锤击焊缝法等等
1.3 焊接变形的处理方法：
即使焊接结构在焊接过程中采取了一些防止变形的措施，但在焊后仍会出现焊接变形。如果焊件产生了超出技术要求所允许的变形时，就必须给予矫正。在生产中常用的矫正方法有手工矫正法、机械矫正法、火焰矫正法三种。
1.3.1手工矫正法 此法适用于一些薄板，变形小，细长的焊接。利用手锤等工具，锤击变形的位置，使焊件变形减小。
1.3.2 机械矫正法 焊接后利用机械力矫正焊接变形。此方法常用压力机、矫直机、千斤顶等设备，即将焊接变形后尺寸缩短的部分加以延伸，并使之尺寸较长的部分相适应，该方法多用于厚度不大的塑性材料焊件
1.3.3 火焰矫正法 是利用气焊火焰对焊件进行加热的一种矫正变形的方法。对产生焊接变形的位置进行加热，然后冷却，使焊件收缩引起反向变形，将焊件矫正。火焰矫正法主要有三种加热方法：点状加热、线状加热和三角形加热。
2 焊接裂纹的成因及防治方法
2.1 热裂纹
热裂纹是指高温下所产生的的裂纹，通常产生在焊缝内部。表现形式有：纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在，从而形成偏析，凝固以后强度也较低，当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。针对其产生的原因，可采取如下预防措施：
2.1.1 限制母材及焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳量。
2.1.2 调整焊缝金属的合成部分，在焊缝金属中可加入使晶粒细化的元素，有利于消除集中分布的液态薄膜，改善焊缝组织，细化焊缝品粒，防止热裂纹的产生。
2.1.3 采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含量，改善结晶时的偏析程度。
2.1.4 适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊接方法，避免中心线偏析，可防止中心线裂纹。
2.2 冷裂纹
冷裂纹一般是指焊缝在冷却过程中温度降到马氏体转变温度范围内产生的，可以在焊后立即出现，也可在焊后较长时间才发生，故也称为延迟裂纹。其形成的基本条件有三个：焊接接头形成淬硬组织、扩散氢的存在和浓集、存在着较大的焊接拉伸应力。其预防措施主要有：
2.2.1 选择合理的焊接规范，改善焊缝及热影响区组织状态，合理的装配和焊接顺序等可降低焊接应力的各种工艺措施，以减小焊接余应力。
2.2.2 采用碱性低氢焊条，减少氢的来源。
2.2.3 焊后即使进行热处理和去氢处理，消除残余应力。
3 咬边的成因及防治方法
焊缝与木材融合的不好，出现沟槽，深度大于0.5mm，总长度大于焊缝长度的10%或大于验收标准要求的长度，称之为咬边。
3.1 咬边的产生原因
焊接线能量过大，电弧过长，焊条的角度不当，焊条送进速度不合适等都是造成咬边的原因。
3.2 预防措施
3.2.1 选择合适的电流参数。
3.2.2 控制电弧长度，尽量使用短弧焊接。
3.2.3焊条送进速度与所选焊接电流参数协调。
3.2.4 注意焊缝边缘与母材熔化结合时的焊条角度。
4 弧坑的成因及防治方法
焊接收弧过程形成表现凹陷，并伴随着缩孔、裂纹等缺陷。
4.1 弧坑的成因
焊接守护中熔池不饱满就进行收弧，停止焊接，焊工对收弧情况估计不足，停弧时间掌握不准。
4.2 防治措施
4.2.1 加强焊工操作技能的练习，掌握各种收弧、停弧和接头的焊接操作方法。
4.2.2 对已经形成对弧坑进行打磨清理并补焊。
5 气孔的成因及防治方法
在焊缝中出现的单个、条状或群体气孔，是焊缝内部最常见的缺陷。
5.1 气孔的成因
根本原因是焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。
5.2 防治措施
5.2.1 焊条要求进行烘干，并装在保温桶内，随用随取。
5.2.2 焊丝清理干净，焊缝两边20mm内清理干净，无铁锈、油污等杂质。
5.2.3 注意周围焊接施工环境，搭设防风设施，管子焊接无穿堂风。
5.2.4 氩弧焊时，氩气纯度不低于99.95%，氩气流量合适。
5.2.5 对在探伤过程中发现的超标气孔，采用挖取补措施。
6 夹渣的成因及防治措施
6.1夹渣的成因
6.1.1 焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等。
6.1.2 电弧过长，焊接角度不对、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
6.2 防治措施
6.2.1 焊件焊缝坡口周围20 mm范围内清理干净。
6.2.2多层多道焊时，层间药皮清理干净。
6.2.3 尽量使用短弧焊接，选择合适的电流参数。
6.2.4 焊接速度合适，不能过快。
参考文献：
[1]郁兆昌 《金属工艺学》 北京 高等教育出版社 2006
[2]蔡建刚 《焊接过程控制与焊接工艺》北京 中南大学出版社 2010
[3]田錫唐 《火焰成型研究论文集》 哈尔滨 哈尔滨工业大学1980
[4]刘云龙 《焊工技师手册》 北京 机械工业出版社 2000
作者简介：
张延超（1389-），男，黑龙江省哈尔滨人，大学专科，助理工程师。