铝镁合金在焊接施工中常见缺陷的浅析和对策
黎明
（马钢修建工程公司设备制造二厂安徽马鞍山 243000）
摘要：本文通过对空分设备装置采用的铝镁合金的焊接性分析，得出铝镁合金焊接时产生气孔、未焊透、下凹、烧穿、组织疏松和热裂纹等缺陷的主要原因，针对产生的缺陷通过施工经验总结出了相应的解决措施。
关键词：铝镁合金；焊接；缺陷；对策
1.前言
空分装置采用的铝合金多数为5A02（LF2）和5183（LF4）铝镁合金。由于铝及其合金在焊接时无明显颜色变化、导热率高、热膨胀系数大以及在它表面很容易形成致密的氧化膜等特点，使得铝及其合金的焊接目前在我国和世界发达国家的焊接作业中仍然是一个重大课题。铝及其合金的焊接常见的缺陷主要有：气孔、根部未熔合、下凹、热裂纹、组织疏松与渗漏等。本文根据马钢30000m3/h 的制氧机工程施工实践，重点介绍空分装置所用铝镁合金焊接时易产生的焊接缺陷及避免措施。
2.铝合金焊接性
2.1铝合金分类
铝合金是在纯铝中适量加入各种合金元素后获得较高强度及其它性能的合金。按合金系列分类可分为工业纯铝，铝铜系，铝锰系，铝硅系，铝镁系，铝镁硅系和铝锌镁铜系列等；按工艺分类可分为变形铝合金和铸造铝合金[1]，其中铝镁系列的焊接性能和力学性能都比较好，常用于制造结构、压力管道及压力容器上。
2.2 铝镁合金特性
铝镁合金的熔点低，密度小，面心立方点阵结构，无同素异构转变，无“延?脆”转变并有优异的低温韧性等一系列特性，被广泛应用到低温设备结构中。铝镁合金的强度随着含Mg%量的增加而增加，但随着Mg含量增多会出现脆性β相（Mg2Al3），从而降低塑性。焊接时一般应控制含Mg量在5%以下，同时还应控制Si含量，防止生成Mg2Si这种脆性相物质[2]。
3．铝镁合金中常见的焊接缺陷产生原因及解决措施
铝镁合金中常见的焊接缺陷主要有气孔、根部未熔合、下凹及烧穿、过烧引起的组织疏松及渗漏和裂纹。
3.1产生气孔的原因及影响因素
铝镁合金的焊接气孔主要是氢气孔。铝在液态时能大量的溶解和吸收氢，在熔融状态溶解度为0.69m1／100mg，而在高温凝固状态为0.036m1／100g，前后差19~20倍(碳素钢只有2.5~3倍) [2]。同时铝的导热系数又大，约为221.9w／(m.℃)，是碳素钢的5倍左右[3]，从而使得铝镁合金的焊接镕池在快速冷却过程中大量来不及逸出的氢就凝固在焊缝金属中形成气孔。
3.1.1工件和焊丝表面氧化物的影响
铝镁合金和氧的亲和能力很强，在室温下会立即与空气中的氧结合，生成极薄的(0.1μm)的Al2O3和MgO，以极其致密的氧化膜牢固的附着在金属表面，并且大量的吸收结晶水，以熔点高、密度大的特点沉于熔池内参加熔池的高温化学反应和冶金过程，致使生成大量的气孔。
3.1.2焊接线能量和焊接速度的影响
图1为正常的铝镁合金焊缝组织（焊接电流260A，双人双面焊）；图2为不正常的铝镁合金焊缝组织（焊接电流380A，双人双面焊）。比较图1与图2可发现焊接线能量(电流)的大小对焊缝组织影响较大。这是因为焊接线能量(电流)的大小和焊接速度的快慢直接关系到熔池存在时间的长短。当焊接速度过慢，电流过大，增加了熔池的氧化反应，会生成密集的小气孔和组织疏松现象，如图2所示。反之，电流过小，速度过快，缩短了熔池停留时间，不利于氧的逸出，会形成较大的气孔。严重时会形成“冻结”组织，因此合适的焊接线能量以及合适的焊接速度相配合，是获得优质铝镁合金焊接接头的关键。
图1焊接电流260A的铝镁合金焊缝组织×100 图2焊接电流380A的铝镁合金焊缝组织×100
3.1.3氩气的影响
氩气的纯度，尤其是水、氢、氧的含量是焊缝中产生气孔的重要因素。在30000m3/h制氧机工程施工中发现，当氩气瓶未经干燥处理的氩气焊接时常常出现气孔，另当氩气纯度低于99.99%时焊缝周围布满气孔。氩气流速的选择也是至关重要的，当氩气流量过大，会产生一种保护气体的紊流现象，易将周围空气卷入，降低了氩气纯度，增加了产生气孔的起因；当流速过大同样会增加熔池的
冷却速度，不利于氩气的逸出。反之，当氩气流量过小，会产生保护气体挺度不够的现象，使周围中的空气大量涌入，造成保护不良，会生成大量气孔及裂纹。
3.1.4焊口组对质量及焊接位置的影响
焊口组对间隙和错边量过大都会出现严重的根部氧化、单边过烧、单边熔合不良，增加了产生气孔的倾向。在横焊时，例如：主冷上塔上段现场组对焊接，由于氢在析出时受熔池凝固过程生成枝晶的阻碍，往往会出现大量连续的链状或密集形气孔在坡口上方。在焊接不锈钢?铝过渡接头时用毛巾覆盖过渡接头在毛巾上浇水冷却，由于水蒸气的影响，在仰焊位置会生存大量的氢气、氧气等，由于焊缝的成型阻碍了氢的逸出，常常在焊缝的根部会形成密集的气孔。
3.1.5解决气孔的相关措施
1) 严格认真的清理焊件、焊丝表面污物和氧化膜。尤其焊丝必须按规定进行清理打磨，防止氧化膜和结晶水的再生成。打磨好的坡口及焊丝应即时焊完，当24小时未施焊的宜重新打磨清理。
2) 严格执行工艺规程，大电流焊接时可以减少气孔产生的几率。施工中提倡大电流快速焊。
3) 采用合理的焊接位置，在管道预制时尽量采用滚动焊接，避免在仰焊位置焊接。对过渡接头
在安装时应在地面上将不锈钢段和铝合金段分别焊接好后在进行装配焊接，防止因用水冷却时产生的大量水蒸汽进入焊缝使气孔产生，特别在仰焊位置很难控制。另外，对焊接焊缝的坡口和间隙也应按规范执行。
4) 严格控制氩气的质量，应选择质量有保证的生产厂家，严格控制每瓶气中水、氢、氧的含量，供气厂家应对气瓶进行干燥处理以保证纯度不低于99.99%。在马钢30000m3/h制氧机工程施工中曾发生因气体纯度不够产生的密集性气孔分布在整条焊缝上，使整条焊缝切除重新焊接。
3.2产生根部未熔合的原因及解决措施
3.2.1产生根部未熔合的主要原因
1) 焊件表面氧化膜清除不彻底,存在有油污等杂质，尤其是在焊口端面和背面。实验发现往往背面虽然焊得很透，但在凸出的焊肉上会形成夹缝形的熔合线；
2) 焊接电流小，能量不足，速度过快造成熔化温度不够而形成根部未熔合；
3) 组对后放置时间过长、错边超标，尤其是立焊和仰焊位置。此外，空分管道多数弯头厚度大于管材厚度，虽然有厚度过渡，但两边的单位体积不一样，致使导热和散热量也不一样，如果不注意焊丝位置和角度的焊接就很容易形成单边根部末熔合现象。
4) 当管壁厚度较厚时（30000m3/h空分管道使用的有壁厚16mm的铝合金管），当坡口角度过小，钝边过大或间隙不够时，也易产生未焊透现象。
3.2.2解决根部未熔合的相关措施
在焊接前要认真清理坡口两侧，使其露出金属光泽；严格执行工艺规范合理选用焊接电流，当焊接壁厚δ>12mm管道时，焊接电流一般应大于300A，以保证有足够的焊接线能量来熔化金属；根据实际情况合理设计坡口形式；严格控制组对质量，确定错边在要求的范围内。
3.3产生下凹及烧穿的原因及解决措施
3.3.1产生下凹及烧穿的主要原因
铝镁合金随着温度不断升高，自身的抗拉强度会越来越低；当温度上升到400℃时，它的抗拉强度仅为9.8N/mm2；当温度上升到接近熔化温度时，抗拉强度几乎为零，已承受不了它自身的重量，几乎没有一点塑性。熔化状态下的铝镁合金流动性又非常强。焊接时形成的熔池受力情况，如图3、图4所示。分析可知：熔融金属受重力F重，电弧推力F电弧和金属液体的表面张力F表的作用。
然而熔融金属的重力，决定于熔池金属量的多少；电弧推力，主要由电流大小决定；表面张力主要与金属种类和熔池表面状态有关。钨极氩弧焊时，熔池金属受到气体保护不易氧化，再加上保护气流的冷却作用，都使F表提高。在平焊位置时：当F电弧+ F重> F表时，工件将被烧穿；特别在仪表管线焊接时（尺寸为Φ12mm×1.5mm），由于管壁较薄，很容易产生烧穿；在仰焊位置时：F电弧+ F表< F重,就在焊缝表面形成焊瘤。在焊缝的背面，由于铝镁合金在液态的流动性很好，在重力作用下发生下凹现象。特别是在焊接管壁较厚的管道时，由于热输入大，使液态金属存在时间过长，形成内壁下凹。
图3 平焊时熔池受力的情况图4仰焊时熔池受力的情况
3.3.2解决下凹及烧穿的相关措施
1）在焊缝的背面加不锈钢垫片（也可加铝垫圈），以增加液态金属的表面张力；
2）对大管道可用先焊接内壁焊缝，再反面清根的办法来解决内凹；
3）对小管道在仰焊位置可采用多层多道焊，减少单层熔池金属的重量。
3.4产生过烧引起的组织疏松及渗漏的主要原因及解决措施
疏松与渗漏主要发生在空分装置的仪表管的焊缝上，在施工中返修仪表管的渗漏是一件很困难的事，在补焊仪表管线时要严格清理焊丝及焊缝周围，否则随
着杂质的飘逸就会主要原漏点补好了，但旁边的焊缝又主要漏的现象。
3.4.1产生过烧引起的组织疏松及渗漏的主要原因
1)焊接速度过慢，熔池温度过高，使得镁和锌的蒸发(Mg：1107℃，Zn：907℃) 改变了组织结构；
2)仪表管尤其是连接套管(尺寸为Φ18mm×2mm，L=50~80mm)，由于截面积很小，导热小，热容量有限，所以焊接时很容易形成过烧；
3)在焊接时没有严格清理焊缝，套管内部有油污、氧化膜等杂质；
4)过热的必然结果就是结晶组织的氧化疏松现象的发生，在试压时就会发生渗漏。
3.4.2解决过烧引起的组织疏松及渗漏的相关措施
严格清理焊件和套管的表面（包括套管内壁）；选用合理的焊接电流（一般电流控制在60~80A），在焊接时合理的应用焊机的衰减特性，得到不同的焊接热输入；为了防止过热还可以采用焊接半周后等待冷却到150℃以下时，再焊接另一半周；注意引弧位置，严禁在焊缝外引弧，以防止高频击穿套管；收弧时应填满弧坑。
3.5形成裂纹的主要原因及解决措施
3.5.1形成裂纹的主要原因
铝镁合金焊接时形成的裂纹主要是热烈纹。主要原因是铝镁合金在高温时强度低、塑性差，膨胀系数和收缩率大，使得焊接时在焊件中会产生较大的热应力和变形，从而在脆性温度区间内易产生热烈纹。
3.5.2解决裂纹的相关措施
1）在焊接铝镁合金时，选择焊丝中Mg含量比母材高1%~2%为宜；常用的焊丝为R5183（SAlMg-3）；
2）在组对时采取自然组对，以减小焊缝的应力；
3）在焊接大型构件时应预热到100℃左右；
4）合理的控制层间温度，防止层间温度过高。
4结语
通过在马钢30000m3/h的制氧机工程的空分设备装置采用铝镁合金焊接施工实践，尽管在铝合金系列中铝镁合金的焊接性能较好，但在横焊、仰焊的位置上会产生不同的缺陷。除了与焊工操作手法及焊接技术有很大的关系，与采用的焊接工艺更有关。试验表明，在焊接铝镁合金时不要盲目追求大电流焊接和速度，对焊接电流的选用应根据构件的厚度及大小，厚而大的工件不但要选用大的焊接电流而且在焊接前应预热到100℃左右。焊接薄而小的管道要注意防止烧穿、下塌等问题。目前，超薄或超厚工件的焊接仍然是我们有待解决的一个难题。
参考文献：
1、陈祝年编.焊接工程师手册.[M].北京：机械工业出版社， 2002.
2、周振丰主编.焊接冶金学.[M].北京：机械工业出版社，2002.
3、李亚江著.特殊及难焊材料的焊接.[M].北京：化学工业出版社，2003.
焊接的六大缺陷，产生原因、危害、预防措施都在这了 一、外观缺陷 外观缺陷（表面缺陷）是指不用借助于仪器，从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边 是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。 产生咬边的主要原因：是电弧热量太高,即电流太大,运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。 咬边的预防：矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边。 B、焊瘤 焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯)，焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。 焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷,易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动物堵塞。 防止焊瘤的措施：使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。C、凹坑
凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。 凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)，仰立、横焊时，常在焊缝背面根部产生内凹。凹坑减小了焊缝的有效截面积,弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。 防止凹坑的措施：选用有电流衰减系统的焊机，尽量选用平焊位置,选用合适的焊接规范，收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动，填满弧坑。 D、未焊满 未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱,焊条过细，运条不当等会导致未焊满。 未焊满同样削弱了焊缝，容易产生应力集中，同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。 防止未焊满的措施：加大焊接电流，加焊盖面焊缝。 E、烧穿 烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺。 焊接电流过大，速度太慢，电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大，钝边太小也容易出现烧穿现象。 烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷，它完全破坏了焊缝，使接头丧失其联接飞及承载能力。 防治措施：选用较小电流并配合合适的焊接速度，减小装配间隙，在焊缝背面加设垫板或药垫，使用脉冲焊，能有效地防止烧穿。 F、其他表面缺陷 (1)成形不良指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高,表面不光滑,以及焊缝过宽,焊缝向母材过渡不圆滑等。 (2)错边指两个工件在厚度方向上错开一定位置,它既可视作焊缝表面缺陷,又可视作装配成形缺陷。 (3)塌陷单面焊时由于输入热量过大,熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落, 成形后焊缝背面突起,正面下塌。 (4)表面气孔及弧坑缩孔。 (5)各种焊接变形如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷O角变形也属于装配成形缺陷。 二、气孔和夹渣
常见的气焊焊接缺陷及产生的原因 字体: 小中大| 打印发布: 2009-04-29 12:00 作者: webmaster 来源: 本站原创查看: 58次 常见的气焊焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷两大类。外部缺陷位于焊缝的外表面，一般用肉眼或低倍放大镜即可以发现。常见的外部缺陷包括焊缝尺寸不符合要求、表面气孔、裂纹、咬边、未焊满、凹坑、烧穿和焊瘤等；内部缺陷位于焊缝内部，需用破坏性试验或无损探伤等方法才能发现，如内部气孔、裂纹、夹渣、未焊透、未熔合等。 一、焊缝尺寸不符合要求 焊缝的尺寸与设计上规定的尺寸不符，或者焊缝成型不良，出现高低、宽窄不一、焊波粗劣等现象。焊缝尺寸不符合要求，不仅影响焊缝的美观，还会影响焊缝金属与母材的结合，造成应力集中，影响焊件的安全使用。 焊缝尺寸不符合要求产生的原因主要有：接头边缘加工不整齐、坡口角度或装配间隙不均匀；焊接工艺参数不正确，如火焰能率过大或过小、焊丝和焊嘴的倾角配合不当、气焊焊接速度不均匀等；操作技术不当，如焊嘴或焊丝横向摆动不一致等。 防止焊缝高低、宽窄不一、焊波粗劣的措施有：正确调整火焰能率：将焊件接头边缘调整齐；气焊过程中焊嘴、焊丝的横向摆动要一致；焊接速度要均匀且不要向熔池内填充过多的焊丝。 二、未焊透 焊接时接头根部未完全熔透的现象称为未焊透，详见图7—1。 未焊透不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透的缺口及末端处形成应力集中，进一步引起裂纹的产生。在重要的焊缝中，若发现有未焊透缺陷，必须铲除，重新补焊。 产生未焊透的原因较多，通常有焊接接头在气焊前未经清理干净，如存在氧化物、油污等；坡口角度过小、接头间隙太小或钝边过厚；焊嘴号码过小，火焰能率不够或焊接速度过快；焊件的散热速度过快，使得熔池存在的时间短，以致填充金属与母材之间不能充分地熔合。 防止未焊透采取的措施，除了选择合理的坡口型式和装配间隙外，应在焊前进行清理，消除坡口两侧的氧化物和油污；根据板厚正确选用相应的焊嘴和焊丝直径；在焊接时选择合理的火焰能率和焊接速度；尤其是对导热快、散热面积大的焊件，要进行焊前预热和在焊接过程中加热焊件。 三、未熔合 熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分称为未熔 合，详见图7—2。
焊接中常见的缺陷及解决方法 1.漏焊---漏焊包括焊点漏焊、螺栓漏焊、螺母漏焊等。 原因---主要原因是因为没有自检、互检，对工艺不熟悉造成的。 解决方法---在焊接后对所有焊点(螺母、螺栓等)进行检查，确认焊点(螺母、螺栓等)数量，熟悉工艺要求，加强自检意识，补焊等。 2.脱焊---包括焊点、螺母、螺栓等脱焊。（除材料与零部件本身不合格) 以下3种可视为脱焊: ①.接头贴合面未形成熔核，呈塑料性连接； ②.贴合面上的熔核尺寸小于规定值； ③.熔核核移，使一侧板焊透率达不到要求。 产生脱焊原因: ①.焊接电流过，焊接区输入热量不足； ②.电极压力过大，接触面积增大，接触电阻降低，散热加强； ③.通电时间短，加热不均匀，输入热量不足； ④.表面清理不良，焊接区电阻增大，分流相应增大； ⑤.点距不当，装配不当，焊接顺序不当，分流增大。 解决方法:在调整焊接电流后，对焊点做半破坏检查(试片做全破坏检查),目视焊点形状；补焊,检查上次半破坏后的相关焊点。 3.补焊---多焊了工艺上不要求焊接的焊点。 原因---不熟悉工艺或焊接中误操作焊钳。 解决方法---熟悉工艺或加强操作技能。 注意：两个或多于两个的连续点焊不能有偏焊现象，边缘及拐角处也不能存在偏焊的现象。(如两个连点偏焊,至少要有一个焊点需要重新点焊。) 4.焊渣---由于电流过大或压力过小，造成钢板的一部分母材在高温熔合 时沿着两钢板贴合面被挤出而形成的冷却物. 原因---主要原因是电流和压力的变化，以及焊钳操作不当引起的。 解决方法---调整焊接参数与电极压力，加强操作技能及清除焊渣。 5.飞溅---飞溅分为内部飞溅和外部飞溅两种。 内部飞溅---高温液态金属在电极压力的作用下,沿着最薄弱的两钢板间贴合而挤出。 产生原因 ①.电流过大，电极压力不足； ②.板间有异物或贴合不紧密。 外部飞溅---电极与焊件之间融合金属溢出的现象. 产生原因 ①.电极修磨得太尖锐；
常见的焊接缺陷及处理办法 一、外部缺陷 一）、焊缝成型差 1、现象 焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平。 2、原因分析 焊缝成型差的原因有：焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀；焊口清理不干净；焊接电流过大或过小；焊接中运条（枪）速度过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度过大或过小；焊条（枪）施焊角度选择不当等。 3、防治措施 ⑴焊件的坡口角度和装配间隙必须符合图纸设计或所执行标准的要求。 ⑵焊件坡口打磨清理干净，无锈、无垢、无脂等污物杂质，露出金属光泽。 ⑶加强焊接联系，提高焊接操作水平，熟悉焊接施工环境。 ⑷根据不同的焊接位置、焊接方法、不同的对口间隙等，按照焊接工艺卡和操作技能要求，选择合理的焊接电流参数、施焊速度和焊条（枪）的角度。 4、治理措施 ⑴加强焊后自检和专检，发现问题及时处理； ⑵对于焊缝成型差的焊缝，进行打磨、补焊； ⑶达不到验收标准要求，成型太差的焊缝实行割口或换件重焊； ⑷加强焊接验收标准的学习，严格按照标准施工。 二）、焊缝余高不合格 1、现象 管道焊口和板对接焊缝余高大于 3 ㎜；局部出现负余高；余高差过大；角焊缝高度不够或 焊角尺寸过大，余高差过大。 2、原因分析 焊接电流选择不当；运条（枪）速度不均匀，过快或过慢；焊条（枪）摆动幅度不均匀；焊条（枪）施焊角度选择不当等。 3、防治措施 ⑴根据不同焊接位置、焊接方法，选择合理的焊接电流参数； ⑵增强焊工责任心，焊接速度适合所选的焊接电流，运条（枪）速度均匀，避免忽快忽慢； ⑶焊条（枪）摆动幅度不一致，摆动速度合理、均匀； ⑷注意保持正确的焊条（枪）角度。 4、治理措施 ⑴加强焊工操作技能培训，提高焊缝盖面水平； ⑵对焊缝进行必要的打磨和补焊； ⑶加强焊后检查，发现问题及时处理； ⑷技术员的交底中，对焊角角度要求做详细说明。 三）、焊缝宽窄差不合格 1、现象 焊缝边缘不匀直，焊缝宽窄差大于 3 ㎜。 2、原因分析 焊条（枪）摆动幅度不一致，部分地方幅度过大，部分地方摆动过小；焊条（枪）角度不合适；焊接位置困难，妨碍焊接人员视线。
1. 影响焊接缺陷的因素 （1）材料因素: 所谓材料因素是指被焊的母材和所使用的焊接材料，如焊丝、焊条、焊剂、以及保护气体等。所有这些材料在焊接时都直接参与熔池或熔合区的物理化学反应，其中母材本身的材质对热影双区好性能起音决定性的影响。显然所采用的焊接材料对焊缝金属的成份和性能也是关键的因素。好果焊接材料与母材匹配不当，则不仅可以引起焊接区内的至纹、气孔等各种缺陷，而且也可能可起脆化、软化或耐腐蚀等性能变化。所以，为保证获得良好的焊接接头，必须对材料因素予以充分的重视。 （2）工艺因素： 大量的实践证明，同一种母材在采用不同的焊接方法和工艺措施的条件下，其焊接质量会表现出很大的差别。焊接方法对焊接质量的影响主要可能在两方面：首先是焊接热源的特点，也就是功率密度、加热最高温度、功率大小等，它们可直接改变焊接热循环的各项参数，如线能量大小、高温停留时间、相变温度区间的冷却速度等。这些当然会影响接头的组织和性能;其次是对熔池和附近区域的保护方式，如熔渣保护、气体保护、气-渣联合保护或是在真空中焊接等，这些都会影响焊接冶金过程。显然，焊接热过程和冶金过程必然对接头的质量和性能会有决定性的影响。 2.常见焊接缺陷的原因分析 （1）结晶裂纹 从金属结晶理论知道，先结晶的金属纯度比较高，后结晶的金属杂质较多，
并富集在晶粒周界，而且这些杂质具有较低的熔点，例如，一般碳钢和低合金钢的焊缝含硫量较高时，能形成FeS，而FeS与Fe发生作用形成熔点只有988℃的低熔点共晶。在焊缝金属凝固过程中，低熔点共晶被排挤在晶界上，形成“液态薄膜”由于液态薄膜的存在减弱了晶间之间的结合力，晶粒间界的液态薄膜便成了薄弱地带。又因为焊缝金属在结晶的同时，体积在减小，周围金属的约束引起它的收缩而引起焊缝金属受到拉伸应力的作用下，于是相应地产生了拉伸变形。若此时产生的变形量超过了晶粒边界具有的变形塑性时，即可沿这个薄弱地带开裂而形成结晶裂纹。 可见，产生结晶裂纹的原因就在于焊缝中存在液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到拉伸应力共同作用的结果。因此，液态薄膜是产生结晶裂纹的根源，而拉伸应力是产生结晶裂纹的必要条件。 至于近缝区的结晶裂纹，原则上与焊缝上的结晶裂纹时一致的。在焊接条件下，近缝区金属被加热到很高的温度，在熔合区附近达到半熔化状态。当母材金属含有易熔杂质时，那么在近缝区金属的晶界上，同样也会有低熔共晶存在。这时在焊接热的作用下，将会发生熔化，相当于晶粒间的液态薄膜，与此同时，在拉伸应力的作用下就会开裂。 焊缝上的结晶裂纹和近缝区的结晶有着相互依赖和相互影响的关系。近缝区的结晶裂纹可能是焊缝结晶裂纹的起源。 结晶裂纹的影响因素：通过以上分析可知，结晶裂纹的产生取决于焊缝金属在脆性温度区间的塑性和应变，前者取决于冶金因素，后者取决于力的因素。力的主作用是产生结晶裂纹的的必要条件，只有在力的作用下产生的应变超过材料的最大变形能力时，才会开裂。首先需要分析冶金因素。
铝焊常见缺陷原因及措施 (一)焊接缺陷种类 常见的缺陷主要有焊缝成形差、裂纹、气孔、烧穿，未焊透、未熔合、夹渣等。 1、焊缝成形差 产生原因：焊接规范选择不当；焊枪角度不正确；焊工操作不熟练；导电嘴孔径太大；焊接电弧没有严格对准坡口中心；焊丝、焊件及保护气体中含有水分。焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观，且不光亮；焊缝弯曲不直，宽窄不一，接头太多；焊缝中心突起，两边平坦或凹陷；焊缝满溢等。 2、气孔 产生原因：氩气纯度低或氩气管路内有水分、漏气等；焊丝或母材坡口附近焊前未清理干净或清理后又被污物、水分等沾污；焊接电流和焊速过大或过小；熔池保护欠佳，电弧不稳，电弧过长，钨极伸出过长等。焊接时熔池中的气孔在凝固时未能逸出而留下来所形成的空穴称为气孔。在MIG焊接过程中，气孔是不可避免的，只能尽量减少它的存在。在培训的过程中，仰角焊、立向上焊气孔倾向尤为明显，根据DIN30042标准规定，单个气孔的直径最大不能超过0.25α（α为板厚），密集气孔的单个直径最大不超过0.25+0.01α（α为板厚）。氢是铝及铝合金熔化焊产生气孔的主要原因。氮不溶于液态铝，铝又不含碳，因此铝合金中不会产生氮气孔和一氧化碳气孔；氧和铝有很大的亲和力，总是以氧化铝的形式存在，所以也不会产生
氧气孔；氢在高温时大量的溶于液态铝，但几乎不溶于固态铝，所以在凝固点溶于液体中的氢几乎全部析出，形成气泡。但铝和铝合金的比重轻，气泡在熔池中的上升的速度较慢，加上铝的导热能力强凝固，不利于气泡的浮出，故铝和铝合金易产生气孔，氢气孔在焊缝内部一般呈白亮光洁状。氢的来源比较多，主要来自弧柱气氛中的水、焊丝以及母材所吸附水分对焊缝气孔的产生常常占有突出的地位。 厂房空气中的湿度也影响弧柱气氛。MIG焊接时，焊是以细小熔滴形式通过弧柱而落入熔池的，由于弧柱温度最高，熔滴比表面积很大，故有利于熔滴金属吸收氢，产生气孔的倾向也更大些。弧柱中的氢之所以能够形成气，与它在铝合金中的溶解度变化有。如前段所说，在凝固点时氢的溶解度从0.69突降到0.036ml/100g，相差约20倍（在钢中只相差不到2倍），这是氢容易使焊缝产生气孔的重要原因之一。 控制了弧柱气氛中的水分后，母材和焊丝所带的氧化膜所吸附的水分成为生成焊缝气孔的主要原因。在培训期间所使用的焊丝材料为R5087，焊接所用的板材为5083和6082，都是氧化膜不很致密、吸水性强的铝合金，并且母材表面通常会有少量油脂、灰尘等杂。通过经焊前母材清理和未经清理的焊缝对，清理过的焊缝气孔明显少于未经清理的焊缝气孔。因此如果焊前没有仔细清理母材表面，产生气孔的倾向将加大。 另外，保护气体流量不足或过量也会引起气孔的出现。保护气体流量不足不能排除弧柱气氛中的空气，空气中的水分将分解成氢进
常见的焊接缺陷(1) 常见的焊接缺陷 （1）未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。 （2）未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。 （3）气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属的气体 或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应
力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔 （4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊缝则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。 W18Cr4V（高速工具钢）-45钢棒 对接电阻焊缝中的夹渣断口照片 钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，局部夹渣
常见焊接缺陷及防止措施 (一) 未焊透 【1】产生原因： （1）由于坡口角度小，钝边过大，装配间隙小或错口；所选用的焊条直径过大，使熔敷金属送不到根部。 （2）焊接电源小，远条角度不当或焊接电弧偏向坡口一侧；气焊时，火焰能率过小或焊速过快。 （3）由于操作不当，使熔敷金属未能送到预定位置，号者未能击穿形成尺寸一定的熔孔。（4）用碱性低氢型焊条作打底焊时，在平焊接头部位也容易产生未焊透。主要是由于接头时熔池溢度低，或采用一点法以及操作不当引起的。 【2】防止措施： （1）选择合适的坡口角度，装配间隙及钝边尺寸并防止错口。 （2）选择合适的焊接电源，焊条直径，运条角度应适当；气焊时选择合适的火焰能率。如果焊条药皮厚度不均产生偏弧时，应及时更换。 （3）掌握正确的焊接操作方法，对手工电弧焊的运条和气焊，氩弧焊丝的送进应稳，准确，熟练地击穿尺寸适宜的熔孔，应把熔敷金属送至坡口根部。 （4）用碱性低氢型焊条焊接16MN尺寸钢试板，在平焊接关时，应距离焊缝收尾弧？10～15MM的焊缝金属上引弧；便于使接头处得到预热。当焊到接头部位时，将焊条轻轻向下一压，听到击穿的声音之后再灭弧，这样可消除接头处的未焊透。如果将接头处铲成缓坡状，效果更好。 (二) 未熔合 【1】产生原因： （1）手工电弧焊时，由于运条角度不当或产生偏弧，电弧不能良好地加热坡口两侧金属，导致坡口面金属未能充分熔化。 （2）在焊接时由于上侧坡口金属熔化后产生下坠，影响下侧坡口面金属的加热熔化，造成“冷接”。 （3）横接操作时，在上、下坡口面击穿顺序不对，未能先击穿下坡口后击穿上坡口，或者在上、下坡口面上击穿熔孔位置未能错开一定的距离，使上坡口熔化金属下坠产生粘接，造成未熔合。 （4）气悍时火焰能率小，氩弧焊时电弧两侧坡口的加热不均，或者坡口面存在污物等。【2】防止措施： （1）选择适宜的运条角度，焊接电弧偏弧时应及时更换焊条。 （2）操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况，使之熔合良好。 （3）横焊操作时，掌握好上、下坡口面的击穿顺序和保持适宜的熔孔位置和尺寸大小，气焊和氩弧悍时，焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。 (三) 焊瘤 【1】产生原因： （1）由于钝边薄，间隙大，击穿熔孔尺寸大。 （2）由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧，加热时间过长，造成熔池温度增高，溶池体积增大，液态金属因自身重力作用下坠而形成烛瘤，焊瘤大多存在于平焊、立焊速度过慢等。【2】防止措施： （1）选择适宜的钝边尺寸和装配间隙，控制熔孔大小并均匀一致，一般熔孔直径为0.8~1.25
以下是焊接缺陷方面的浅析 缺陷产生原因及防止措施 一、缺陷名称：气孔（Blow Hole） 焊接方式发生原因防止措施 手工电弧焊（1）焊条不良或潮湿。 （2）焊件有水分、油污或锈。 （3）焊接速度太快。 （4）电流太强。 （5）电弧长度不适合。 （6）焊件厚度大，金属冷却过速。 （1）选用适当的焊条并注意烘干。 （2）焊接前清洁被焊部份。 （3）降低焊接速度，使内部气体容易逸出。 （4）使用厂商建议适当电流。 （5）调整适当电弧长度。 （6）施行适当的预热工作。 CO2气体保 护焊（1）母材不洁。 （2）焊丝有锈或焊药潮湿。 （3）点焊不良，焊丝选择不当。 （4）干伸长度太长，CO2气体保护不周密。 （5）风速较大，无挡风装置。 （6）焊接速度太快，冷却快速。 （7）火花飞溅粘在喷嘴，造成气体乱流。 （8）气体纯度不良，含杂物多（特别含水分）。 （1）焊接前注意清洁被焊部位。 （2）选用适当的焊丝并注意保持干燥。 （3）点焊焊道不得有缺陷，同时要清洁干净，且使用焊 丝尺寸要适当。 （4）减小干伸长度，调整适当气体流量。 （5）加装挡风设备。 （6）降低速度使内部气体逸出。 （7）注意清除喷嘴处焊渣，并涂以飞溅附着防止剂，以 延长喷嘴寿命。 （8）CO2纯度为99.98%以上，水分为0.005%以下。 埋弧焊接（1）焊缝有锈、氧化膜、油脂等有机物的杂质。 （2）焊剂潮湿。 （3）焊剂受污染。 （4）焊接速度过快。 （5）焊剂高度不足。 （6）焊剂高度过大，使气体不易逸出（特别在焊剂 粒度细的情形）。 （7）焊丝生锈或沾有油污。 （8）极性不适当（特别在对接时受污染会产生气 孔）。 （1）焊缝需研磨或以火焰烧除，再以钢丝刷清除。 （2）约需300℃干燥 （3）注意焊剂的储存及焊接部位附近地区的清洁，以免 杂物混入。 （4）降低焊接速度。 （5）焊剂出口橡皮管口要调整高些。 （6）焊剂出口橡皮管要调整低些，在自动焊接情形适当 高度30-40mm。 （7）换用清洁焊丝。 （8）将直流正接（DC-）改为直流反接（DC+). 设备不良（1）减压表冷却，气体无法流出。 （2）喷嘴被火花飞溅物堵塞。 （3）焊丝有油、锈。 （1）气体调节器无附电热器时，要加装电热器，同时检 查表之流量。 （2）经常清除喷嘴飞溅物。并且涂以飞溅附着防止剂。 （3）焊丝贮存或安装焊丝时不可触及油类。 （2）焊丝突出长度过短。（2）依各种焊丝说明使用。
焊接质量缺陷统计与分析 摘要：本文通过对以往工地特别是惠来工地焊接缺陷数据的统计，对焊接过程中出现的焊接缺陷进行了总结分析，指出在以后的焊接过程中应注意的事项，有效防止不合格焊口的产生。 焊接是大型安装工程建设中的一项关键工作，其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期。针对发电项目，也直接关系到发电机组的安全、稳定运行。随着火电机组设计参数的不断更新与提高，以及项目监理和业主对在建项目的介入深化，对焊接质量提出了更高的要求。对焊接过程中出现的焊接缺陷进行总结分析，预先防止不合格焊口的产生是提高焊接质量的有效手段。 一、焊接质量缺陷的分析统计 焊接质量的缺陷分内部缺陷与表面缺陷，内部缺陷主要有未焊透、未熔合、气孔、裂纹、内凹、夹渣等缺陷；表面缺陷主要有烧穿、咬边、焊缝成型差、焊缝宽窄不合格、焊缝余高超标或不足、错折口等缺陷。经初步统计，针对惠来工地在焊接过程中所产生的主要内外部缺陷有以下几种，数据和比例分析如下下表1所示： 表1 此图所示焊接缺陷出现的几率因特殊情况又有不同。合金含量的高低也会影响产生焊接缺陷的几率，如高合金材质焊口出现焊接裂纹、过烧的缺陷较多；施工环境也会影响焊接质量，在沿海潮湿多风的地方，出现气孔、条孔等焊接缺陷相对较多。 二、常见焊接缺陷出现的原因及预防措施 内部缺陷 （一）气孔、条孔：气孔属于体积性缺陷，它主要是削弱焊缝的有效截面积，降低焊缝的机械性能和强度，尤其是焊缝的弯曲强度和冲击韧性，也破坏了金属的致密性。 原因：(1) 被焊工件或母材未彻底清楚干净，焊接过程中，本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前未及时溢出熔池而残留在焊缝中；(2) 在空气相对湿度较大情况下也有微小的水珠,在熔池冶金过程中,非金属元素形成非金属氧化物,由于气体在金属中的溶解度随温度降低而减少,在结晶过程中部分气体来不及逸出,气泡残留在金属内形成了气孔。 预防措施： (1) 焊条按照材质证明书进行烘焙，装在专用保温筒内，随用随取； (2) 焊缝坡口符合要求，彻底清除焊口及母材表面的油污和铁锈等杂质，直至发出金属光泽； (3) 注意周围焊接施工环境，搭设防风防雨设施，焊接管子时无穿堂风； (4) 氩弧焊时，氩气纯度不低于99.95％，并注意氩气保护效果，氩气流量合适； (5) 焊前对工机具进行仔细检查，防止焊枪、皮管等漏气；
常见焊接缺陷产生原因及防止措施 [摘要]本文对常见的焊缝缺陷进行了分类，对其产生原因做了详细分析，并针对这些缺陷的防止措施，提出了自己的见解，以供交流。 【关键词】焊接；缺陷；原因；防止 焊接中接头金属不连续、不致密或连接不良等现象，称之为焊接缺陷，焊接缺陷的种类很多，常见的焊接缺陷有气孔、咬边、未焊透、夹渣、裂纹等。每种焊接缺陷的成因机理不同，特征不同，需要根据不同的缺陷采取相应的防范措施。 1、气孔 气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。 1.1 手工焊 产生原因：焊条不良或潮湿；焊件有水分、油污或锈；焊接速度太快；电流太强；电弧长度不适合；焊件厚度大，金属冷却过速。 防止措施：选用适当的焊条并注意烘干；焊接前清洁被焊部份；降低焊接速度，使内部气体容易逸出；使用厂商建议适当电流；调整适当电弧长度；施行适当的预热工作。 1.2 CO2气体保护焊 产生原因：母材不洁；焊丝有锈或焊药潮湿；点焊不良，焊丝选择不当；干伸长度太长，CO2气体保护不周密；风速较大，无挡风装置；焊接速度太快，冷却快速；火花飞溅粘在喷嘴，造成气体乱流；气体纯度不良，含杂物多（特别含水分）。 防止措施：焊接前注意清洁被焊部位；选用适当的焊丝并注意保持干燥；点焊焊道不得有缺陷，同时要清洁干净，且使用焊丝尺寸要适当；减小干伸长度，调整适当气体流量；加装挡风设备；降低速度使内部气体逸出；注意清除喷嘴处焊渣，并涂以飞溅附着防止剂，以延长喷嘴寿命；CO2纯度为99.98%以上，水分为0.005%以下。 1.3 埋弧焊接 产生原因：焊缝有锈、氧化膜、油脂等有机物的杂质；焊剂潮湿；焊剂受污染；焊接速度过快；焊剂高度不足；焊剂高度过大，使气体不易逸出（特别在焊剂粒度细的情形）；焊丝生锈或沾有油污；极性不适当（特别在对接时受污染会产生气孔）。
波峰焊常见焊接缺陷原因分析及预防对策 A、焊料不足：焊点干瘪/不完整/有空洞，插装孔及导通孔焊料不饱满，焊料未爬到元件面的焊盘上 原因：a) P CB 预热和焊接温度过高，使焊料的黏度过低； b) 插装孔的孔径过大，焊料从孔中流岀； c) 插装元件细引线大焊盘，焊料被拉到焊盘上，使焊点干瘪； d) 金属化孔质量差或阻焊剂流入孔中； e) PCB 爬坡角度偏小，不利于焊剂排气。 对策：a) 预热温度90-130 C,元件较多时取上限，锡波温度250+/-5 C,焊接时间3?5S。 b) 插装孔的孔径比引脚直径大0.15?0.4m m，细引线取下限，粗引线取上线。 c) 焊盘尺寸与引脚直径应匹配，要有利于形成弯月面； d) 反映给PCB加工厂，提高加工质量； e) PCB的爬坡角度为3?7Co B、焊料过多：元件焊端和引脚有过多的焊料包围，润湿角大于90 原因：a) 焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度过大； b) PCB 预热温度过低，焊接时元件与PCB 吸热，使实际焊接温度降低； c) 助焊剂的活性差或比重过小； d) 焊盘、插装孔或引脚可焊性差，不能充分浸润，产生的气泡裹在焊点中； e) 焊料中锡的比例减少，或焊料中杂质Cu的成份高，使焊料黏度增加、流动性变差。 f) 焊料残渣太多。 对策：a) 锡波温度250+/-5 C,焊接时间3?5S。 b) 根据PCB 尺寸、板层、元件多少、有无贴装元件等设置预热温度，PCB 底面温度在90-130o c) 更换焊剂或调整适当的比例； d) 提高PCB 板的加工质量，元器件先到先用，不要存放在潮湿的环境中； e) 锡的比例<61.4%时，可适量添加一些纯锡，杂质过高时应更换焊料； f) 每天结束工作时应清理残渣。 C、焊点桥接或短路 原因：a) PCB设计不合理，焊盘间距过窄； b) 插装元件引脚不规则或插装歪斜，焊接前引脚之间已经接近或已经碰上； c) PCB 预热温度过低，焊接时元件与PCB 吸热，使实际焊接温度降低； d) 焊接温度过低或传送带速度过快，使熔融焊料的黏度降低； e) 阻焊剂活性差。 对策：a) 按照PCB设计规范进行设计。两个端头Chip元件的长轴应尽量与焊接时PCB运行方向垂直，SOT、SOP的长轴应与PCB运行方向平行。将SOP最后一个引脚的焊盘加宽(设计一个窃锡焊盘)。 b) 插装元件引脚应根据PCB 的孔距及装配要求成型，如采用短插一次焊工艺，焊接面元件引 脚露岀PCB表面0.8?3mm，插装时要求元件体端正。 c) 根据PCB尺寸、板层、元件多少、有无 贴装元件等设置预热温度，PCB底面温度在90-130 o D、润湿不良、漏焊、虚焊 原因： a) 元件焊端、引脚、印制板基板的焊盘氧化或污染，或PCB受潮。 b) Chip元件端头金属电极附着力差或采用单层电极，在焊接温度下产生脱帽现象。 c) PCB设计不合理，波峰焊时阴影效应造成漏焊。 d) PCB翘曲，使PCB翘起位置与波峰焊接触不良。 e) 传送带两侧不平行(尤其使用PCB传输架时)，使PCB与波峰接触不平行。 f) 波峰不平滑，波峰两侧高度不平行，尤其电磁泵波峰焊机的锡波喷口，如果被氧化物堵塞时，会使波峰岀现锯齿形，容 易造成漏焊、虚焊。 g) 助焊剂活性差，造成润湿不良。
常见的焊接缺陷及产生原因，非常重要的经验！金属加工 焊接是大型安装工程建设中的一项关键工作，其质量的好坏、效率的高低直接影响工程的安全运行和制造工期。由于技术工人的水准不同,焊接工艺良莠不齐,容易存在很多的缺陷。现整理缺陷的种类及成因,以减少或防止焊接缺陷的产生， 提高工程完成的质量。 一、焊缝尺寸不合要求 焊波粗、外形高低不平、焊缝加强高度过低或过高、焊波宽度不一及 角焊缝单边或下陷量过大等均为焊缝尺寸不合要求，其原因是： 1. 焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀。 2. 焊接电流过大或过小，焊接规范选用不当。 3. 运条速度不均匀，焊条（或焊把）角度不当。 二、裂纹 裂纹端部形状尖锐，应力集中严重，对承受交变和冲击载荷、静拉力影响较大，是焊缝中最危险的缺陷。按产生的原因可分为冷裂纹、热裂纹和再热裂纹等。（冷裂纹）指在200℃以下产生的裂纹，它与氢有密切的关系，其产生的主要原因是： 1. 对大厚工件选用预热温度和焊后缓冷措施不合适。 2. 焊材选用不合适。 3. 焊接接头刚性大，工艺不合理。 4. 焊缝及其附近产生脆硬组织。 5. 焊接规范选择不当。 （热裂纹）指在300℃以上产生的裂纹（主要是凝固裂纹），其产生的主要原因是： 1. 成分的影响。焊接纯奥氏体钢、某些高镍合金钢和有色金属时易出现。 2. 焊缝中含有较多的硫等有害杂质元素。 3. 焊接条件及接头形式选择不当。 （再热裂纹）即消除应力退火裂纹。指在高强度的焊接区，由于焊后热处理或高温下使用，在热影响区产生的晶间裂纹，其产生的主要原因是： 1. 消除应力退火的热处理条件不当。 2. 合金成分的影响。如铬钼钒硼等元素具有增大再热裂纹的倾向。
焊缝中常见的焊接缺陷 （1）未焊透：母体金属接头处中间（X坡口）或根部（V、U坡口）的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。（2）未熔合：固体金属与填充金属之间（焊道与母材之间），或者填充金属之间（多道焊时的焊道之间或焊层之间）局部未完全熔化结合，或者在点焊（电阻焊）时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。 （3）气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体 或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及逸出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔（包括蜂窝状气孔）等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，未焊透 某钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，密集气孔
（4）夹渣与夹杂物：熔化焊接时的冶金反应产物，例如非金属杂质（氧化物、硫化物等）以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或者多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内，称为夹渣或夹杂物。视其形态可分为点状和条状，其外形通常是不规则的，其位置可能在焊缝与母材交界处，也可能存在于焊缝内。另外，在采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊或者钨极氩弧焊时，钨极崩落的碎屑留在焊 缝内则成为高密度夹杂物（俗称夹钨）。 W18Cr4V（高速工 具钢）-45钢棒 对接电阻焊缝中 的夹渣断口照片 钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，手工电弧焊，局部 夹渣和两侧线状夹渣 钢板对接焊缝X射线照相底片 V型坡口，钨极氩弧焊打底+ 手工电弧焊，夹钨 （5）裂纹：焊缝裂纹是焊接过程中或焊接完成后在焊接区域中出现的金属局部破裂的表现。 焊缝金属从熔化状态到冷却凝固的过程经过热膨胀与冷收缩变化，有较大的冷收缩应力存在，而且显微组织也有从高温到低温的相变过程而产生组织应力，更加上母材非焊接部位处于冷固态状况，与焊接部位存在很大的温差，从而产生热应力等等，这些应力的共同作用一旦超过了材料的屈服极限，材料将发生塑性变形，超过材料的强度极限则导致开裂。裂纹的存在大大降低了焊接接头的强度，并且焊缝裂纹的尖端也成为承载后的应力集中点，成为结构断裂的起源。 裂纹可能发生在焊缝金属内部或外部，或者在焊缝附近的母材热影响区内，或者位于母材与焊缝交界处等等。根据焊接裂纹产生的时间和温度的不同，可以把裂纹分为以下几类：
焊接常见缺陷产生原因及措施 1、焊缝截面不饱满或加强高过高。(焊缝余高) 原因：a、焊接层数选择不当；b、焊接速度选择不当；c、焊接规范选择不当；d、枪头摆动幅度选择不当。 措施：a、选择合适的焊接层数；b、选择合适的焊接速度；c、选择合适的焊接规范；d、选择合适的枪头摆动幅度。 2、焊缝宽窄不均匀。（焊缝边缘直线度） 原因：a、焊接规范不稳定；b、操作不稳定；c、焊接速度不均匀。 措施：a控制电弧长均匀。（看好熔合线） 3、咬边（焊缝边缘母材上被电弧烧熔的凹槽称咬边） 原因：a、焊接速度过快；b、焊接电压过高；c、焊接电流过大；d、停顿时间不足；e、焊枪角度选择不当。 措施：a、适当放慢速度；b、降低电压；c、减小电流；d、增加坡口两边停留时间；e、调整焊枪角度以利克服咬边。 4、气孔（焊缝凝固过程中气体来不及溢出而存在焊缝中形成气孔） 原因：a、氩气保护的覆盖率不够；b、氩气纯度不够；c、焊丝被污染了；d 坡口被污染了；e、电压太高，电弧太长；f 、焊丝外伸太长，飞溅大。 措施：a、增大氩气流量，但不能太大否则产生紊流对保护不利，检查防风措施；b、使用合格的氩气，不同的母材使用不同纯度的氩气；c、使用清洁干净的焊丝；d、用物理、化学、机械清理的办法清理坡口及两侧焊接区域的油、水、锈、污物等；e、降低电压，压低电弧。调整焊丝外伸量。 5、夹渣（钨）电流过大或过小。 6、裂纹(表面裂纹、内部裂纹)
原因：a、接缝结构设计不合理；b、热输入太大；c、坡口太窄（尤其是根部）；d、焊缝根部弧坑处的冷却过快；e、坡口内杂质过多，形成低熔共晶物。 措施：a、选择便于焊接的凹槽结构；b、降低电流、电压、适当提高焊速；c、降低焊速，增大焊接截面；d、通过回焊技术，将弧坑填满，消除弧坑；e、清除坡口内杂质。 7、未熔合与未焊透（焊缝与母材未通过电弧融合在一起和不完全焊透） 原因：a、焊缝区有油膜或过量的氧化物；b、坡口热输入不足；c、坡口太宽；d、坡口角度太小e、焊接速度太快。 措施：a、焊接之前，用物理、化学、机械方法除油和氧化物；b、增加电流和电压及降低焊接速度；c、焊枪要均匀摆动，在坡口边做即刻停留，是焊枪直接指向坡口两侧，坡口角度要足够大以便根部焊接；d、降低焊接速度；e、对口间隙要合适。 8、焊瘤（正常焊缝外多余的金属瘤） 原因：焊接速度太慢及电流选择不合适。 措施：提高焊速、选择适当电流。 9、弧坑（收弧处产生的下陷） 原因：收弧时未停留。 措施：收弧时做适当的停留使金属填满弧坑在收弧。 10、电弧擦伤（焊枪与焊件接触，发生短路形成的电弧擦伤，电弧擦伤易形成淬火脆化） 原因：操作不当（引弧不当） 措施：机械打磨处理。 11、过烧 原因：a、焊接线能量太大；b焊接层温太高。 措施：a、降低电流电压、提高焊速；b、降低层温。（横）
焊接问题分析及防治措施 常见缺陷有圆形缺陷（气孔、夹渣、夹钨等）、条形缺陷（条孔，条渣）、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等 1、圆形缺陷 定义：长宽比小于等于3的非裂纹、未焊透和未熔合缺陷。 圆形缺陷包括气孔、块状夹渣、夹钨等缺陷。 a.气孔的成像：呈暗色斑点，中心黑度较大,边缘较浅平滑过渡，轮廓较清晰。 b.夹渣（非金属）的成像：呈暗色斑点，黑度分布无规律，轮廓不圆滑，小点状夹渣轮廓较不清晰。 c.夹钨(金属夹渣)成像：呈亮点，轮廓清晰。 气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的。 主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。雨天作业，未做好防风措施，焊条选择不合适。 预防产生气孔的办法是： 选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料 2、条形缺陷 定义：不属于裂纹、未焊透和未熔合的缺陷，当缺陷的长宽比大于3时，定义为条状缺陷，包括条渣和条孔。 夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。 产生夹渣的原因主要是： 焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣； 坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。
在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。 防止产生夹渣的措施是：选择合适种类的焊条、焊剂；多层焊时，认真清理前层的熔渣；正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。 3、未焊透 定义：未焊透是指母材金属之间没有熔化，焊缝金属没有进入接头的部位根部造成的缺陷。 影像特征：未焊透的典型影像是细直黑线，两侧轮廓都很整齐，为坡口钝边痕迹，宽度恰好是钝边的间隙宽度。 有时坡口钝边有部分融化，影像轮廓就变得不很整齐，线宽度和黑度局部发生变化，但只要能判断是出于焊缝根部的线性缺陷，仍判定为未焊透。未焊透有底片上处于焊缝根部的投影位置，一般在焊缝中部，因透照偏、焊偏等原因也可能偏向一侧。未焊透呈断续或连续分布，有时能贯穿整张底片。 4、未熔合 定义：未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。可分为根部未熔合、坡口未熔合和层间未熔合。 影像特征：根部未熔合的典型影像是连续或断续的黑线，线的一侧轮廓整齐且黑度较大，为坡口或钝边的痕迹，另一侧轮廓可能较规则，也可能不规则。根部未熔合在底片上的位置就是焊缝根部的投影位置，一般在焊缝的中间，因坡口形状或投影角度等原因出可能偏向一边。坡口未熔合的典型影像是连续或断续的黑线，宽度不一，黑度不均匀，一侧轮廓较齐，黑度较大，另一侧轮廓不规则，黑度较小，在底片上的位置一般在中心至边缘的1/2处，沿焊缝纵向延伸。层间未熔合的典型影像是黑度不大的块状阴影，开关不规则，如伴有夹渣时，夹渣部位黑度较大。一般在射线照相检测中不易发现。 焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透；在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象，称为未熔合.未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊缝会出现间断或突变，焊缝强度大大降低，甚至引起裂纹。因此，石化装置的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。未焊透和未熔合的产生原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流
四、常见焊接缺陷及排除 影响焊接质量的因素是很多的,下表列出的是一些常见缺陷及排除方法,以供参考. 缺陷产生原因 焊点不全 1、助焊剂喷涂量不足 2、预热不好 3、传送速度过快 4、波峰不平 5、元件氧化 6、焊盘氧化 7、焊锡有较多浮渣 解决方法 1、加大助焊剂喷涂量 2、提高预热温度、延长预热时间 3、降低传送速度 4、稳定波峰 5、除去元件氧化层或更换元件 6、更换PCB 7、除去浮渣 桥接 1、焊接温度过高 2、焊接时间过长 3、轨道倾角太小 解决方法 1、降低焊接温度 2、减少焊接时间 3、提高轨道倾角 焊锡冲上印制板 1、印制板压锡深度太深 2、波峰高度太高 3、印制板葬翘曲 解决方法 1、降低压锡深度 2、降低波峰高度 3、整平或采用框架固 波峰焊锡作业中问题点与改善方法 1.沾锡不良POOR WETTING: 这种情况是不可接受的缺点,在焊点上只有部分沾锡.分析其原因及改善方式如下:
1-1.外界的污染物如油,脂,腊等,此类污染物通常可用溶剂清洗,此类油污有时是在印刷防焊剂时沾上的. 1-2.SILICON OIL 通常用于脱模及润滑之用,通常会在基板及零件脚上发现,而SILICON OIL 不易清理,因之使用它要非常小心尤其是当它做抗氧化油常会发生问题,因它会蒸发沾在基板上而造成沾锡不良. 1-3.常因贮存状况不良或基板制程上的问题发生氧化,而助焊剂无法去除时会造成沾锡不良,过二次锡或可解决此问题. 1-4.沾助焊剂方式不正确,造成原因为发泡气压不稳定或不足,致使泡沫高度不稳或不均匀而使基板部分没有沾到助焊剂. 1-5.吃锡时间不足或锡温不足会造成沾锡不良,因为熔锡需要足够的温度及时间WETTING,通常焊锡温度应高于熔点温度50℃至80℃之间,沾锡总时间约3秒. 2.局部沾锡不良DE WETTING: 此一情形与沾锡不良相似,不同的是局部沾锡不良不会露出铜箔面,只有薄薄的一层锡无法形成饱满的焊点. 3.冷焊或焊点不亮COLD SOLDER OR DISTURRED SOLDER JOINTS: 焊点看似碎裂,不平,大部分原因是零件在焊锡正要冷却形成焊点时振动而造成,注意锡炉输送是否有异常振动. 4.焊点破裂CRACKS IN SOLDER FILLET: 此一情形通常是焊锡,基板,导通孔,及零件脚之间膨胀系数,未配合而造成,应在基板材质,零件材料及设计上去改善. 5.焊点锡量太大EXCES SOLDER: 通常在评定一个焊点,希望能又大又圆又胖的焊点,但事实上过大的焊点对导电性及抗拉强度未必有所帮助. 5-1.锡炉输送角度不正确会造成焊点过大,倾斜角度由1到7度依基板设计方式?#123;整,一般角度约3.5度角,角度越大沾锡越薄角度越小沾锡越厚. 5-2.提高锡槽温度,加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽. 5-3.提高预热温度,可减少基板沾锡所需热量,曾加助焊效果. 5-4.改变助焊剂比重,略为降低助焊剂比重,通常比重越高吃锡越厚也越易短路,比重越低吃锡越薄但越易造成锡桥,锡尖. 6.锡尖(冰柱) ICICLING: 此一问题通常发生在DIP或WIVE的焊接制程上,在零件脚顶端或焊点上发现有冰尖般的锡. 6-1.基板的可焊性差,此一问题通常伴随着沾锡不良,此问题应由基板可焊性去探讨,可试由提升助焊剂比重来改善. 6-2.基板上金道(PAD)面积过大,可用绿(防焊)漆线将金道分隔来改善,原则上用绿(防焊)漆线在大金道面分隔成5mm乘10mm区块. 6-3.锡槽温度不足沾锡时间太短,可用提高锡槽温度加长焊锡时间,使多余的锡再回流到锡槽来改善. 6-4.出波峰后之冷却风流角度不对,不可朝锡槽方向吹,会造成锡点急速,多余焊锡无法受重力与内聚力拉回锡槽.