焊接缺陷：类型、原因及预防措施

“焊接在钣金零件制造中起着重要作用。在选择焊接技术和预期材料时稍有疏忽就可能削弱接头并增加预算的额外费用，从而增加零件制造项目的时间并对整体生产力和盈利能力产生不利影响。” 

焊接缺陷 无论是巨型摩天轮还是小型工件，都可能对结构造成危险。这些 焊接不良 由于焊接不当而产生的不连续性可能会损害焊接质量。并非所有的不连续性都是缺陷；但是，如果它们大到足以被检查员看到，则被视为缺陷。焊工尽量避免这些缺陷，以最大限度地减少浪费并获得最佳焊接效果。焊缝不应被拒绝；焊工必须了解不同的 焊接不连续性， 其原因以及如何预防。 

博客文章清楚地解释了什么 数控 加工缺陷 是什么以及如何避免这些情况。

 

为何预防缺陷如此重要？

焊接缺陷（例如热焊或冷焊、铸件熔合不足或焊接不良）会导致严重的停机延误并导致零件返工。因此，了解不同的焊接缺陷、其原因以及避免金属变形的预防措施有助于制造高质量的零件或产品。 

 

什么是焊接缺陷？

关闭焊缝缺陷

焊接缺陷是指焊接不完美或不准确，会削弱焊接接头，因此是不希望出现的。这些缺陷在焊接过程中是不可接受的，因为它们会影响焊接产品的整体质量。从尺寸上看，焊接缺陷可分为两类。第一类涉及 深冲缺陷，即焊缝尺寸不正确时发生的缺陷。第二种缺陷是材料缺陷，指焊缝材料不完美。可能的原因包括焊接技术错误、材料选择不当、焊工技术不熟练或焊接速度、电流和电压等焊接设置错误。处理某些焊接缺陷的方法因遇到的缺陷而异。有些可以立即纠正，而有些则可能需要重新焊接部件并再次通过该工艺。

焊接缺陷一般分为两类：内部缺陷（存在于焊缝内部）和外部缺陷（存在于焊缝表面）。因此，了解这些分类及其原因对于提高焊接接头的性能至关重要。

 

常见的焊接缺陷类型

根据焊接缺陷在金属中的位置，焊接缺陷可分为表面缺陷或亚表面缺陷。

1. 外部焊接缺陷

这些缺陷出现在焊接接头的表面上。它们通常可以通过肉眼或磁粉探伤 (MPI) 或染料渗透探伤 (DPI) 等技术检测出来。最常见的外部焊接缺陷包括裂纹、咬边、重叠、孔隙和飞溅。

2. 内部焊接缺陷

内部缺陷在材料表面不可见。相反，它们存在于材料内部。使用超声波检测 (UT) 或射线检测 (RT) 等方法来识别这些缺陷。内部焊接缺陷的例子包括夹渣、未焊透和未熔合。识别这些缺陷对于保证焊接结构的质量至关重要。

 

首先讨论一下外部焊接缺陷

以下是焊接过程中通常会出现的一些常见缺陷。

咬边

咬边

咬边是焊缝边缘的窄槽，主要由高电弧电压和行进速度造成。咬边会降低焊接部件的机械强度。

预防

• 应调整焊接速度以达到所需的热输入量。
• 确保使用正确尺寸的电极以促进填充材料的正确沉积。
• 调整电弧长度和电压设置。
• 出于同样的原因，可以进行多次通过以减小凹槽的深度。
• 焊枪角度应保持在 30 至 45 摄氏度之间，以确保焊道形成正确。这些预防措施可增强焊缝强度，并降低耐用接头的咬边风险。

裂纹

焊接裂纹

焊接裂纹是影响接头强度的严重缺陷。它们可以出现在零件表面的任何地方，通常分为两种形式：

• 热裂纹： 这些裂纹在温度高达 10,000 摄氏度时就会出现。它们通常是不可见的，需要用显微镜才能看到，因为它们非常小，肉眼无法看到。
• 冷裂纹： 热裂纹发生在焊接过程中，而冷裂纹则出现在焊接后，通常是在部件凝固阶段。这些 不良缺陷 可能需要几小时甚至几天才能出现。

考虑以下预防措施以避免裂缝形成； 

• 使用控制冷却以避免焊接区域突然淬火或温度升高。
• 将接头加热至实际需要的温度，以减少热应力。
• 适当设置焊接参数，保持足够的电流水平和行进速度，并保持足够低的电流水平和行进速度。
• 要创建凸起或凹陷的图案，请使用 压花工艺 达到最佳的结构完整性和强度。 
• 通过适当设计接头确保应力在焊缝中均匀分布。
• 此外，确保使用具有均匀合金成分的合适填充材料来与母材完全匹配。 
• 上述措施有助于最大限度地减少焊接接头产生裂纹的可能性，保证焊缝的强度和寿命。

溅

焊接飞溅

飞溅通常出现在 MIG 焊接中。它是指熔融金属粘附在附近的表面上，仅影响目标部件的美观，而不会影响结构强度。

为了防止飞溅的形成，请考虑以下注意事项：

• 首先，焊接前彻底清洁母材。
• 使用合适的气体保护来产生切口。
• 根据具体材料调整焊接电流或安培数。
• 焊接时保持短电弧长度，以尽量减少零件上的飞溅形成。
• 定期检查并清理送丝障碍物，以确保焊接更顺畅。

焊缝重叠

焊缝重叠

焊缝重叠是指焊缝边缘的填充材料与金属没有适当结合，并且焊池超出所需区域的情况。这导致焊缝金属的形成角度小于 90 度。

重叠的原因

• 焊接工艺不适宜
• 焊接过程中电极的不同方向和角度
• 利用大尺寸电极
• 焊接电流过大或热输入过多

防止重叠

• 选择正确的焊接技术，确保电弧长度定位方便。
• 确保焊接过程中电极以相同的角度安装。
• 尽量避免使用大尺寸电极。 
• 尽可能在平坦的位置进行焊接过程至关重要。
• 为了控制熔池流量，尽量减少热输入或焊接电流

这些因素可用于减少焊缝重叠的机会，从而提高焊缝的强度和耐久性。 

气孔焊接缺陷

焊接气孔是焊缝中气体形成气穴时出现的常见问题。这会影响焊缝的强度和质量。焊接金属与环境接触并吸收蒸汽和氢气等气体。

为了防止焊缝疏松，以下是一些有用的提示：

• 焊接前，清除焊接表面的污染物。
• 加快焊接过程，使气体更容易释放。
• 确保气体流量计正确设置以允许正确的保护气体流量。
• 同样重要的是，母材应清洁并准备好焊接，以便实现良好的粘合。
• 重要的是确保焊接前接头没有水分，以避免因水分而引起的并发症。
• 将保护气体流量调节到最佳水平，以确保提供适当的保护。
• 不要将电流值设置得太高，以避免焊接表面产生孔隙。
• 选择最适合要完成的焊接工作的正确电极合金。

 

让我们讨论一下内部焊接不连续性

下面列举一些在焊接过程中普遍出现的常见内部焊接缺陷。 

夹渣

炉渣夹杂

夹杂物是类似炉渣的颗粒，如果夹杂在焊缝表面，可能会损害焊缝的强度。通常，由于电流密度高，夹杂物会出现在焊条焊和电弧焊过程中。 

为了防止夹杂物，请尝试这些预防性措施；

• 焊接前必须正确清洁和准备母材。
• 请勿设置低电流值。
• 让焊缝缓慢冷却以增强材料的流动性并最大限度地减少杂质形成的机会。
• 确保整个焊接过程中焊枪的角度处于最佳状态。
• 焊接时应稳定、适度，以减少焊缝材料中出现熔渣的可能性。

不完全渗透

  不完全渗透

当焊道没有充分穿透对接接头的板厚时，经常会发生未完全穿透的情况。这些缺陷会导致金属接头或焊缝变弱。 

为了防止焊接不完整，请考虑以下焊接技巧：

• 选择合适的接头类型，并确保它们在焊接前正确对齐。
• 降低焊接行进速度，以使焊缝能够更深地渗透到材料中。
• 选择适合项目焊接需求的电极尺寸。
• 对接接头的 V 形槽应具有 60 至 70 度的倾斜度，以确保正确焊接。

不完全融合

当焊缝金属和母材金属未正确连接或焊缝层未充分结合时，就会发生不完全熔合。如果在多道焊中，填充材料未与下方焊缝两侧的母材金属充分结合，就会发生这种情况。

为了防止融合不完全，请尝试遵循以下几点；

• 同样重要的是通过适当清洗来确保母材金属不含任何杂质。
• 为工作选择合适的电极尺寸。
• 确保使用正确的电极合金。
• 焊接时不要过度移动或摆动切割炬。
• 确保电弧长度合适，以避免某些材料无法正确熔合。
• 保持焊接电流强度以允许金属适当熔合。

 

焊接不连续性和焊接缺陷的区别

焊接不连续性是由于焊接方法或程序不当而导致的焊接件缺陷。这些偏差可能会影响焊道的尺寸、形状和质量，并表现为内部或外部缺陷。

与焊接缺陷相比：

• 当质量控制部门完全拒绝某条焊缝时，该焊缝即成为焊接不连续。
• 不连续性可以通过现场测试，但缺陷则不能。
• 虽然在一定程度上可以容忍不连续性，但缺陷要么得到纠正，要么产品被报废。
• 不连续性通常在制造公差范围内，而缺陷则不在。 

因此，在焊接过程中使用有效的技术进行检查至关重要。

 

总结 

焊接缺陷不仅仅是美观问题，它们通常会损害质量并可能导致事故。如果不这样做，很有可能发生事故甚至造成生命损失。本文将讨论保护焊工和最终用户所需的焊接程序。先进的技术和熟练程度有助于减少缺陷数量并确保产品的质量和安全。 

 

常见问题

Q1. 有哪些焊接或检查方法不会破坏材料？

目视检查可能不足以检测内部焊接缺陷，因此无损检测至关重要。磁粉检测 (MPI) 用于识别表面破损和小缺陷，但对表面下不连续性无济于事。超声波检测 (UI) 涉及使用高频声波检测焊缝位置内外的缺陷。此外，射线检测 (RI) 缺陷检测方法使用伽马射线或 X 射线快速检查和识别不合适的焊缝。

Q2. 识别焊缝最简单的方法是什么？

要检查焊接缺陷，首先要对焊缝进行总体评估。如果发现任何错误，请纠正，以使您的工作尽可能完美。

Q3. 对于紧密尺寸的精密和准确焊接，应考虑哪种切割工艺？

CNC 激光切割被认为是满足精密切割和焊接要求的最佳技术。一般来说， 激光切割缺陷 当使用激光切割机进行预期应用时，其影响很小。 

Q4. 应采取什么措施来避免焊接不良？ 

为了防止形成不良焊缝，焊接时应以恒定的速度进行，焊接前应清理工件，并确保在焊接过程中处理好极性。

Q5. 有哪些工艺特有的焊接缺陷？

焊接方法有很多种。一些常用的技术包括 TIG、MIG 和激光焊接。这些技术相对更精确，有助于复制更详细的图案。尽管如此，通常还是会出现缺陷，一些常见的焊接缺陷包括晶须项链开裂。