焊接缺陷范文
时间：2023-03-27 17:25:38
导语：如何才能写好一篇焊接缺陷，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键字:焊接工艺；焊接缺陷；预防措施
Abstract As China's urbanization and urbanization accelerate the pace of construction, pipeline welding technology has been developing rapidly. Pipeline Project is associated with each resident's daily lives, from the gas pipe to the heating pipes, drain pipes from the water pipes to pipeline all the time in the service of human society, although now pipeline welding technology has been well developed, but there are still some shortcomings, this paper describes some commonly used in engineering pipeline welding process, then analyzes the defects of these processes and prevention and restoration measures.
Keywordswelding; welding defects; preventive measures
中图分类号：TG445 文献标识码：A 文章编号：
一、管道焊接的施工要求
（一）管道的切口处应该平整,杜绝毛刺、裂纹、凹凸、重皮、熔渣、缩口、铁屑和氧化物等出现；切口端面倾斜偏差应小于管子外径的1％，而且不能超过3mm；要求坡口加工的，坡口加工的形成要按照焊接方案的规定进行。
（二）预制管道时要按照单线图规定的规格、数量、材质等来选择管道组件，并且要标明管道的系统号和预制的顺序号。
（三）预制管道时，自由段和封闭段要进行合理的选择，封闭段的加工要依据现场测量的尺寸，预制完成后要检查管道内部的洁净度，然后封闭管口，按照合理的顺序堆放。
（四）管道的焊接位置距弯管的弯曲起点应大于管子的外径或者不小于100mm；管子的两个对接焊缝间距不得大于5mm；管子的对接焊缝位置不得和支吊架管部位置重合，焊缝距支吊架边缘应不小于50mm；管子的接口应避开仪表管、疏放水及放空的开孔位置，距离开孔边缘应大于50mm,而且不小于孔径。
（五）管道支架的材质、形式、加工尺寸和精度必须严格按照相关图集来制作，滑动支架的工作面必须灵活平滑，无卡涩现象。
（六）制作好的支架必须进行防腐处理，并进行分类保管。支架生根结构上应采用机械钻孔。
二、几种常见材料的焊接工艺
（一）低碳钢管的焊接工艺
由于低碳钢管的含碳量（低于0.25%）以及合金元素量很低，所以它的焊接性能很好。一般不需要采用特殊工艺就可以获得优质接头。低碳钢塑性好，淬硬的倾向小，低熔共晶体不易形成，而且不易产生裂纹。只有在管壁太厚或者环境温度低时才需要焊前预热措施。
低碳钢管的主要焊接方法有手工电焊、气焊、手工钨极氩弧焊以及二氧化碳气体保护焊等。以下是对低碳钢焊接的要点简单介绍。
1.低碳钢的全位置焊接可采用直流或者交流电源进行，当对焊接质量要求较高时，应采用TIG焊打底，再用电弧焊填充的联合焊接方法。
2.承插口角焊缝和多层焊对接的第一层焊缝以及单道焊缝要避免窄且深的坡口型式,这样可以防止夹渣和未焊透缺陷。
3.为了防止焊缝区气孔的形成造成接头性能下降,应尽量采用短弧焊。
4.在环境低于-10℃时，应采用低H2碱性焊条，还要对焊件进行预热。
5.焊接厚管壁时,适合采用焊前预热以及焊后进行消除应力热处理的方法,焊件预热以及回火温度见下表。
（二）普通低合金钢管的焊接工艺
普通低合金钢管的合金元素总量一般小于3%，普低钢在焊接时，相对于碳钢来说热影响区容易淬硬，接头在焊接应力较大的情况下容易出现裂纹。淬硬倾向是普低钢强度等级降低的主要原因，为了减缓淬硬倾向，工艺参数的选择必须合理，例如减慢焊接速度或增大焊接电流等。
普低钢强度等级的增强，会对H2的敏感性也会增强，当残余应力较大时，出现的裂纹主要是冷裂。当焊接接头的刚度很大时，还可能产生“延迟裂纹”，以后还会发展到焊接及基本金属的纵深。选用正确的焊接材料以及预热层间保温，在焊后及时回火处理可以有效防止这种情况发生。另外，在热循环作用下，焊接接头的性能会发生变化，脆性破坏倾向大大增加，所以裂纹以及脆化是普低钢的主要问题。
焊接普低钢的常用方法有手工电弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊以及等离子弧焊等。目前在施工中，当管壁厚不大于于3mm时，全部采用TiG焊；管壁厚大于3mm时，采用TiG焊打底以及电弧焊过渡和盖面的联合焊接方法。
下面对普低钢焊接要点做一下简单介绍。
1.点固焊时，焊缝的长度在10~20mm之间最好，在正式焊接前把焊缝两端打磨成圆滑过渡状，点固焊用的焊接材料及工艺要和正式焊接一样。
2.对那些焊后要进行热处理的焊缝，焊接规范大些，对敏感性大的管材，焊接参数不能太大，焊接时运条必须稳，采用短弧操作，适当横向摆动，弧坑在收弧后要填满。
3.采用碱性低H2型焊条时，为了避免根部裂纹的产生，单个焊层甚至整个焊缝需连续焊完，多层焊的层间接头要有20mm的错距。
4.根据下表规定，进行普低钢预热、控制层温度及焊后处理。
（5）在热处理前进行焊缝返工，若在热处理后返工，焊缝在返工后应该按照原热处理工艺重新进行。
（三）铬钼耐热钢管的焊接工艺
铬钼耐热钢的合金元素含量不超过9%,在超过500℃时热强性良好,工艺性好而且价格经济,现在使用最多的是CrMoV钢，因为这类钢的硬倾向较大，所以容易产生冷裂纹。又因为碳和合金元素含量大，所以这类刚在焊缝及热影响区容易产生淬硬组织。
以下简单介绍一下铬钼耐热钢的焊接工艺和技术要求。
1.2″以及小于2″配管应采用全TiG焊接；大于2″的配管应采用Ws/D焊接。
2.铬钼耐热钢的焊接一般需预热，定位焊时也要预热，焊接过程中层温要高于预热温度。
3.焊口组进行对点固焊时，采用焊接的材料和工艺应按照正式焊接的要求，如果发现点固焊缝有缺陷应清除后重焊。
4为了防止风淬,焊接时要采取防风措施,要堵死管子的两端,防止出现穿堂风。
5.应尽可能使一道焊缝用一次就焊完,避免间断焊接出现接头开裂的现象.如果必须进行间断焊接,首先应该使焊口保温,再均匀缓慢冷却,再次焊接时需要重新预热。
6.大直径配管焊接时,可以采用两名焊工对称同时进行焊接。
7.为了消除焊接应力以及防止冷裂纹的产生,焊接后需要采取保温措施。
（四）低温配管的焊接工艺
低温钢一般都具有淬硬性小和塑性好的特点,所以它的焊接性能良好,焊接时不容易产生冷裂纹,足够大的断裂韧性是低温用钢应该具有的特性,这可以防止在低温下使用时管道发生脆性断裂。
下面介绍一下低温钢的焊接工艺。
1.焊接线能量要严格控制,防止出现乌氏体和铁素体晶粒粗大的组织.
2.低温钢管道的底层焊接宜采用TiG焊，管内还要充氩气或者氮气作为保护气。
3.每道焊口最好一次连续焊完，如果必须中断,应采取缓冷措施,在此施焊前要对焊缝检查,要确认没有裂纹.
4.焊接时,不许在母材上引弧、收弧以及试电流，避免咬边发生。
5.焊接收弧时要将弧坑填满，弧坑缺陷要用砂轮磨去。
6.禁止强制组对，避免应力集中。
7.快速多道焊的使用可以提高焊缝韧性，焊接坡口的角度要适当增大，增加焊道数目，还要控制层间温度，不得连续施焊，层间温度要小于200℃。
8.尽量使用超低H2焊条，以降低焊缝H2的含量。
9.焊接返工要要个按照焊缝返工工艺的措施进行，焊缝的同一位置返工不应超过两次。
10.Ni9钢需要预热100—150℃；Ni3.5钢需要预热150℃，其他钢种在一般情况下无需预热。
三、管道焊接的缺陷及预防措施
总结多年的管道焊接经验，防止焊接缺陷的产生对于提高管道工程质量起着决定性作用。焊接缺陷产生的主要原因是由于焊接参数和焊接工艺的不适当选择。焊接缺陷可分为内部和外部两类。内部缺陷包括气孔、裂缝、未焊透以及夹渣等；外部缺陷包括表面气孔、表面裂纹、凹坑以及咬边等。
（一）夹渣缺陷及预防
夹渣有单个和条状两类，都是由于外来固体物质残留在焊缝导致的。下列因素是造成夹渣的主要原因：
1.前层焊道清渣不彻底，没清理干净；
2.焊丝角度不适当及运条速度不稳或运条速度太慢，导致熔渣流到电弧之前；
3.电流控制的太低。
以下是应对上述问题的措施：
1.前一焊道的清渣要仔细清理，特别是焊道两侧；
2.增加焊丝倾斜角及提高运条速度并保持速度均匀；
3.提高电流的设定值。
（二）气孔缺陷及预防
气孔是指焊缝中的气体空穴。气孔可以密集分布也可以分散分布，它使焊缝截面受到削弱。气孔可以在焊缝表面和内部，以下图示出气孔、凹坑和气沟：
导致气孔缺陷的原因主要由以下几类：
1.保护气体的流量不够或者过大，还有就是保护气体受潮或含杂质；
2.焊接电流太大或电弧的电压过高；
3.运条的速度太快；造成气体没完全逸出；
4.母材或焊丝的表面有油脂、锈或脏物。
以下是预防措施：
1.控制保护气体流量，在风速大于2m/s时，要采取防风措施；
2.调整合适的焊接电流及电弧电压；
3.减慢运条的速度；
4.注意清理母材和焊丝表面。
（三）裂纹缺陷及预防
裂纹对焊接接头质量影响最大，不适当的焊接工艺、材料和焊接技术是造成裂纹的主要原因。裂纹按照时间顺序又分为冷裂纹和热裂纹。垂直于焊缝轴线的横向裂纹是由于纵向收缩应力所致，而纵向裂纹在冷却速度高的情况下宜发生。
以下是简单介绍预防裂纹产生的措施：
1.焊前预热，降低收缩应力；
2.使用清洁的保护气体；
3.加大焊道的横截面积；
4.采用杂质元素含量低的母材。
（四）未融合和未焊透缺陷
焊接部位不能完全融化或液态金属流动不充分造成未融合缺陷；电流太小或坡口设计不当、操作和焊接工艺不当可以造成未焊透缺陷。（如图所示）
预防这种缺陷的方法如下：
1.电流、电压和焊接速度要合适，保证熔深足够；
2.焊丝对准前层焊道缝边，焊炬尽可能垂直坡口面；
3.在两侧充分停留，摆动不要过宽；
4.调整钝边大小、坡口角度及根部间隙；
5.焊道凸起的部分要用砂轮打掉。
结束语
管道焊接工程是衡量工程建设质量好坏的重要指标之一，很多建筑因为管道的破损不得不提前报废，还有煤气管道的破损所造成煤气爆炸事故也时有发生。作为电焊工技师，我们每一个人在工作时必须要加倍认真，为人们的生命财产负起责任。
【参考文献】
[1] 张文成.周振半.焊接冶金与金属焊接[M].北京：机械工业出版社.2009(3)
[2] 俞尚知.焊接工艺人员手册[M].北京：中国机械工程学会.2008(2)
[3] 顾季清.管道焊接技术[M].化学工业出版社.2010(3)
篇2
关键词：焊接培训 焊接缺陷
一、裂纹
在焊接缺陷中，影响最大的是焊缝及热影响区中的裂纹缺陷。所以，任何规程和标准都不允许有裂纹存在。裂纹的定义：在焊接接头的局部，因焊接应力和其它致脆因素的作用，金属原子间结合力遭到破坏，形成新的界面而产生的缝隙叫做焊接裂纹。裂纹的种类按不同的分类方法可分为很多种，在此按裂纹产生的原因来分可分为：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹。裂纹的危害：降低了焊接接头强度、减少承载面积，端部有尖锐的缺口能引起应力集中，受力时使裂纹扩展。
1冷裂纹
焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹叫冷裂纹。
（1）冷裂纹产生的原因
在焊缝及热影响区的淬硬组织、焊接接头中氢气和焊接应力的共同作用下导致冷裂纹的产生。即产生冷裂纹的三要素（淬硬组织、氢、应力）。淬硬组织：材料的淬透性大，焊接过程中冷却速度过快，在焊缝和热影响区将产生马氏体组织，从而导致脆性增加，塑性下降，体积膨胀，当受到焊接拉应力作用时易开裂。氢（H）：在焊接高温作用下，氢以原子状态进入焊接熔池，随着温度的不断降低，氢在金属中的溶解度急剧下降，在金属发生相变时溶解度发生突变。焊接时冷却速度很快，氢来不及逸出而残留在焊缝中，过饱和的氢向热影响区扩散并造成很大的压力，使局部金属产生很大的应力而形成冷裂。由于氢在不同材料中的扩散速度不同而导致产生的迟早不同即延迟裂纹。焊接应力的作用：焊接接头在焊接过程中产生很大的拘束应力，当焊接应力为拉应力，与氢的析集和淬火脆化同时发生时极易产生裂纹。
（2）冷裂纹的特征及种类
（2.1）延迟裂纹：在淬硬组织，氢和拘束应力的共同作用下而产生的具有延迟特征的裂纹。 温度区间：在Ms点以下。 位置：在热影响区，少数在焊缝中。走向：沿晶或穿晶。材料：中、高碳钢，低、中合金钢，钛合金等材料中易出现。
（2.2）淬硬脆化裂纹：主要是淬硬组织在焊接应力作用下产生的裂纹。温度区间：在Ms点附近。 位置：在热影响区，少数在焊缝中。走向：沿晶或穿晶。材料：含碳的Ni、Cr、Mo钢，马氏体不锈钢，工具钢等材料中易出现。
（3）防范措施
（3.1）采用低氢型焊条，焊条按规定烘干，随用随取，采用保温筒。焊件认真清理，去除油、锈、水，减少氢的来源。
（3.2）选用合理的焊接规范及线能量。如：焊前预热，焊后缓冷，控制层间温度等措施。
2热裂纹
焊接过程中焊缝和熔合区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的裂纹叫热裂纹。
（1）热裂纹产生的原因
焊接时熔池的冷却速度很快，易造成偏析（偏析：金属中杂质不均匀的现象，杂质集中，杂质的熔点比金属低，在结晶过程中液态层间存在）。偏析出的物质多为低熔点共晶物，焊缝金属凝固时，低熔点共晶物尚未凝固，在晶界间形成“液态间层”，削弱了晶粒间的结合力。 当熔池冷却结晶时，受到拉应力作用，柱状晶体间空隙增大，低熔点共晶物又不能填充空隙，就产生了裂纹。
（2）热裂纹的特征
热裂纹又称为结晶裂纹，产生在结晶时的冷却过程中。温度区： 焊缝金属由结晶开始到723℃以前。位置：在焊缝中，少数在热影响区。材料：杂质较多的碳钢、低合金钢、奥氏体钢、镍基合金钢、铝材中易出现热裂纹。
（3）防范措施
（3.1）减少有害杂质的含量：碳、硫、磷。
（3.2）改善金属组织，细化晶粒。
3再热裂纹
焊后，焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理或焊接接头反复加热等）产生的裂纹，叫再热裂纹。
（1）再热裂纹产生的原因
焊接区焊接残余应力，不同程度的应力集中。再次加热时，由第一次热过程形成的过饱和固熔碳化物（主要是铬、钼、钒等碳化物元素）再次析出，造成晶内强化使滑移应变集中于原奥氏体晶界，当晶界的塑性应变能力不足以承受松弛应力所产生的应变时，就产生再热裂纹。 另外，焊后热处理规范选择不当，易使钢脆化的元素集结在晶界上，削弱了晶界的结合力，也容易产生再热裂纹。
（2）产生的部位和特征
大都发生在热影响区的粗晶区，沿着熔合线的粗晶区扩展。 裂纹并不是连续的而是断续的，具有晶间断裂的特征。
（3）防范措施
（3.1）减少热影响区的过热倾向，细化奥氏体晶粒尺寸。
（3.2）选用合适的焊接材料，提高金属在焊后热处理时的塑性，以便能承担松弛应变的能力。
二、未熔合和未焊透
在焊接培训考核过程中，这两种缺陷发生的几率较高。 而学员经常对未熔合和未焊透概念分不清。未熔合是熔焊金属与熔焊金属之间；熔焊金属与母材之间未完全熔化结合的部分称未熔合。按位置可分为根部未熔合、坡口未熔合、层间未熔合。未焊透是母材与母材之间未被熔化结合的部分称未焊透。 可发生在单面焊双面成型的坡口根部；双面焊的坡口中间钝边部分。这两种缺陷都有相当大的危害。 在某种条件下，未熔合的危害更大些，它属于面积型缺陷，在焊缝的任何部位都可能存在，缺陷面的边缘应力非常集中，极易产生裂纹。 所以在高温高压的焊缝中不允许存在未熔合。 未焊透一般是体积型缺陷，它的应力集中点主要集中在缺陷的端部，承载后可产生裂纹。这两种缺陷的共同危害是： 减少承载面积，降低接头强度，诱发裂纹的发生。未熔合、未焊透产生的主要原因和防止措施基本相同。 我们就产生缺陷的主要原因分述如下：
1焊接规范选择不当，如坡口角度过小，间隙过窄，钝边过大，焊接电流小，电弧太长。
2操作方法不当，运条速度过快，焊条施焊角度不当，电弧偏吹，焊条摆幅不正确。
3被焊工件的坡口有锈蚀、油物，焊道之间清理不净，影响熔合。防止发生未熔合、未焊透的主要措施：
（1）正确选择对口规范，注意坡口两侧及焊层间熔渣和污物的清理。
（2）按照工艺指导书正确选择焊接参数 ，防止电弧磁偏吹。
三、气孔
气孔是焊接培训过程中经常出现的缺陷。我们把焊接时熔池中的气泡在凝固时未能及时逸出而残留下来形成的空穴称为气孔。它是一种体积型缺陷。 气孔的种类按分布状态分主要有单个气孔、连续气孔和密集气孔。 气孔的危害是：减少了焊缝的承载截面积，降低了焊缝的强度，而针状气孔往往会破坏被焊金属的致密性，产生泄露现象。气孔产生的原因主要有：
1焊材未按规定温度烘干。
2焊条药皮变质脱落，焊芯锈蚀。 焊丝清理不干净。
3熔池温度过高，产生沸腾现象，气体不能从熔池中排出。
防止的措施：
（1）焊件表面应清理干净，焊条应严格按标准烘干，减少气体来源。
（2）采用短弧焊接（但不宜压得太低），使熔池得到良好的保护。
四、夹渣
夹渣是指焊缝金属中，含有的非金属夹杂物或熔渣。它的形状是不规则的，有条状、块状、点状。夹渣的危害是：减少了焊缝的有效面积，降低了焊缝的强度；夹渣物由于形状不规则，棱角处易引起应力集中；夹渣和金属的热膨胀系数不同，在受热时易引起脆断。夹渣产生的原因有：
1坡口角度过小 ，坡口不干净 ，焊接线能量小。
2运条不当，熔池不能充分搅拌，熔渣没有充分的时间浮出熔池表面，而残留在焊缝中。
3多层多道焊时，层与道之间清理不彻底。
篇3
[关键词] 铝合金；氧化膜；气孔；裂纹；变形
[作者简介] 崔磊，南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心助理设计师，山东 青岛，266111
[中图分类号] TG574 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2013）02-0020-0005
目前铝合金作为大众化的金属材料被广泛地应用于各个行业，它具有密度低、强度高、挤压性及焊接性能良好、回收利用率高等多个优越特点，因此批量应用于铁道车辆制造业。高速动车在速度提高的同时也要求车体具有更高的承载强度，因此，必须提高铝合金焊接质量，有效地控制缺陷的产生，达到设计要求。
一、铝合金的性能
纯铝是银白色的轻金属，密度2.7g/cm3，约为钢的1/3（钢的密度为7.87 g/cm3），导电率较高，仅次于金、银、铜居第4位。热导率比钢大2倍左右，熔点为658℃，加热溶化时无明显颜色变化，具有面心立方结构，无同素异构转变。塑性和冷、热、压力加工性能好，但强度低（只有90 MPa左右）。
纯铝的化学活泼性强，与空气接触时，就会在其表面生成一层致密的氧化膜（主成分是Al2O3）薄膜，这层氧化膜可防止冷的硝酸及醋酸的腐蚀，但在碱类和含有氯离子的盐类溶液中被迅速破坏而引起强烈腐蚀。纯铝中随着杂质的增加，其强度增加，而塑性、导电性和耐蚀性下降。
铝合金是在纯铝中加入合金元素如镁、锰、硅、铜、锌等后获得不同性能的金属材料。
二、铝合金的结构件应用
目前应用于铁道车辆的铝合金主要有5000系列、6000系列、7000系列。
（一）Al- Mg合金-5000系
由于Mg的增加直接影响其机械性能，能增加抗拉强度。含有低Mg的合金主要利用于装饰材料、建筑材料。含有2.5%Mg的合金具有较好的耐蚀性、加工性、耐海水性、焊接性，主要利用于车辆、船舶的制造。
（二）Al- Mg-Si合金-6000系
主要含有Mg、Si金属，是热处理强化性铝合金。此系列合金具有优良的挤压性，因此制造型材非常有利，且具有良好的耐蚀性、焊接性、具有较高的强度，广泛利用于铁道车辆、船舶、建筑用窗框、土木结构材料的制造。
（三）Al-Zn-Mg-合金-7000系
此系列分Al-Zn-Mg-Cu合金和不含Cu的Al-Zn-Mg合金，二者均为热处理强化性铝合金。前者在铝合金当中具有最高强度，但焊接性差，所以主要利用于航空行业。后者焊接性较好，应力腐蚀倾向不明显，而且焊接3个月后其接头强度通过自然时效能得到部分恢复，则广泛利用于铁道车辆的制造。
三、铝合金的焊接性
由于铝合金具有独特的物理化学性能，在焊接过程中会产生一系列困难，具体有以下几点：
（一）强的氧化能力
铝与氧的亲和力很大，在空气中极易与氧结合生成致密结实的γ-A12O3薄膜，在焊接过程中，γ-A12O3薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。而且氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。因此，为保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝合金焊接的一个重要特点。
（二）较大的热导率和比热容
铝合金的导热系数和比热容都很大，约比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，因此，焊接铝合金比钢要消耗更多的热量。
（三）线膨胀系数大
铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时的体积收缩率达6.5%～6.6%，容易产生焊接变形。焊接某些铝合金时，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹，这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。
（四）容易形成气孔
焊接接头中的气孔是铝合金焊接时极易产生的缺陷，氢是熔焊时产生气孔的主要原因，为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，使用前要对焊接材料进行干燥处理。
（五）焊接热对基体金属的影响
焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，会使基体金属近缝区某些部位软化，即力学性能变坏。采取的措施主要是控制预热温度和层间温度，焊后热处理等。
（六）焊接接头的耐腐蚀性低于母材
铝合金接头的耐蚀性的降低很明显，接头组织越不均匀，耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度和致密性也影响接头耐蚀性能。由于杂质较多、晶粒粗大以及脆性相析出等，耐蚀性就会明显下降，不仅产生局部表面腐蚀而且经常出现晶间腐蚀。
（七）合金元素的蒸发和烧损
某些铝合金中含有低沸点的合金元素如镁、锌等，这些元素在高温作用下极易蒸发、烧损，从而改变了焊缝金属的化学成分，同时也降低了焊接接头的性能。
四、铝合金在车体上的应用
铝合金车体上承载结构普遍使用的铝合金主要是A5083、6N01、7N01三种材料。A5083因耐蚀性、焊接性好，但挤压性能差，所以只能用在骨架及板状的制件；6N01和7N01铝合金主要用于铝型材结构，6N01主要用在车顶、侧墙、底架地板、端墙等受力不大的部件的制造；7N01主要用在牵引梁、枕梁、车钩座、缓冲梁、高度阀座、抗蛇形扭杆座等受力较大的部件制造。
五、铝合金焊接当中出现的问题及防止措施
铝合金焊接当中出现的问题主要有焊接缺陷以及变形、接头强度下降等。
（一）气孔
1. 产生气孔机理
产生气孔气体有H2、CO、N2等。N2不溶于液态铝，而H2是主要来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸收的水分。其中，焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，对焊缝气孔的产生常常占有突出的地位。焊接时，氢在液态铝中的溶解度为0.7ml/100g，而在660℃凝固状态时，氢的溶解度为0.04 ml/100g，使原来溶于液态铝中的氢大量析出，形成气泡，但铝合金本身导热性强，散热快，加上铝合金熔点低，这些气泡来不及逸出，在上浮途中被“搁浅”形成气孔。如图1所示。
2. 防止措施
（1）适当控制焊接环境的湿度，提供良好的焊接环境。
（2）焊前对焊件应认真清理氧化膜、潮气和油污，以防止气孔的形成。特别需要注意的是机械加工后焊件上的油污务必清理好，中小零件最好在配好的清洗溶液里用浸泡的方法彻底清理干净油污。在现场局部地方需要清理的话，可用丙酮或高纯度的酒精。
（3）操作方面：焊接过程尽可能少中断，在选择工艺参数时选择强参数，使熔池高温存在时间增长，使气泡尽量快速逸出，减少氢气孔的产生。如焊立焊缝时，采用由下向上立焊，由于气泡逸出通道较短，有利于气泡逸出，如图2所示。焊接起弧是由于温度低，散热快，起弧点会产生大量的气孔，故设置引弧板或在焊缝以外的母材上引弧，保证焊缝的质量，如图3所示。
（4）结构设计：若坡口角度小，则不利于气泡的逸出，所以设计时坡口角度稍大一点，有利于气泡的逸出，减少产生氢气孔的倾向。
（5）焊接材料方面：Ar气的纯度很重要。纯度越高越好，最好是纯度达到99.99%以上。
（二）裂纹
铝合金焊接易产生焊接结晶裂纹以及近缝区的液化裂纹，即产生热裂纹倾向较大。
1. 产生裂纹机理
铝的线膨胀系数是钢的2倍多，热传导率为将近低碳钢的5倍，因此，铝焊接件的焊接应力大。另外，合金的成分对热裂纹的产生有很大影响。合金成分越高，其裂纹倾向越大。原因是铝合金熔点低，焊接时加热、冷却过程均迅速，使合金来不及建立平衡状态，现结晶的固相中合金含量较少，而液相中含较多的合金元素，以致较少的平均浓度下就出现低熔共晶体。若低熔共晶呈薄膜状展开于晶界面时，增大裂纹倾向。易熔共晶体的存在是铝合金焊缝产生裂纹的重要原因之一，如图4所示。
至于近缝区液化裂纹，同结晶裂纹一样，也是晶间低熔共晶的存在有联系，是在不平衡的焊接加热条件下引起偏析而形成的。
2. 防止措施
（1）选择合理的母材、焊接材料工艺。控制熔池的合金成分，则涉及到母材成分以及焊接材料的选择。实践证明， 7000系列当中的Al-Zn-Mg-Cu铝合金的裂纹倾向较大，所以尽量避免采用这种材料作为焊接结构件。实践证明，7000系列当中的不含铜的Al-Zn-Mg铝合金（7N01）的焊接裂纹倾向低，焊接性较好，已广泛使用于铁道车辆行业。焊接材料方面，应选择抗裂纹性强的焊丝。
（2）控制熔池温度。控制熔池温度方面，首先控制环境温度。外部环境温度过低必然加速冷却速度，应控制在15℃以上，必要时可以预热，但不应超过200℃。其次，通过调节焊接规范来控制熔池温度。线能量过大变形也大，线能量过低易出现未熔合；综合考虑应采用稍微偏高的线能量为好。
（3）实际操作方面：焊接收弧易产生弧坑裂纹，通过操作者的手法填满弧坑，尽可能减少裂纹倾向。还有采用引弧、收弧板。众所周知，引弧、收弧时最容易出现焊接缺陷，因此干脆通过引弧、收弧板，直接把这些隐患拉到焊件外，焊后打掉引弧、收弧板。铝合金焊接应养成使用引弧、收弧板的习惯。如图5a ，5b所示。短焊缝在中间收弧，防止弧坑裂纹，如图5c所示。
（三）夹渣
1. 形成氧化膜机理
铝本身属活泼金属，所以铝合金表面易形成一层难熔的氧化铝薄膜。这层氧化膜的熔点达到2050℃，远远超过铝合金的熔点（约660℃）。在焊接过程当中，氧化铝薄膜会阻碍基本金属熔化和融合，而且氧化膜的比重大（约为铝的1.4倍），不易浮出熔池，造成焊缝夹渣。
2. 防止措施
清除焊件表面的氧化膜。表面清理方法有机械清理法和化学清理法两种。铁道车辆制造行业这两种方法都适用。机械清理法主要是用打磨机（电动、风动两种，风动较活用）或钢丝刷、刮刀、锉刀打磨坡口的方法清理氧化膜；化学清理法不仅清理氧化膜，还要起到清理焊件表面的油污的作用。氧化膜清理之后应在6小时之内焊接，不然应重新处理。大面积清理氧化膜是铝合金焊接的重要特征。
（四）易烧穿
1. 易烧穿的原因
铝合金由固态转变为液态时，不像碳钢那么明显，无明显颜色变化，所以不易判断熔池的温度变化，实际操作时不好掌握尺度。另外，温度升高时，铝的机械强度降低，因此焊接时易导致烧穿。
2. 防止措施
焊缝背面加垫可防止烧穿。根据不同情况可选用不同的垫。若采用铝合金板材（一般2～4mm），则属于直接断续焊而永久性跟着焊接件转到下工序（若需要可以通过机械加工的方法加工掉）；若采用不锈钢棒，则属于反复利用回收用的，但相对装配要求高；若采用粘贴式陶瓷性的，则焊后报废属于一次性的，操作起来非常方便。前者适合于单面焊双面成形；后两者适合于X形坡口。在铝合金焊接当中常用这三种方法。
（五）咬边
1. 咬边原因
焊缝沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷，如图6所示。咬边不仅减弱了焊接接头强度，而且因应力集中容易引起裂纹。原因主要是电流过大，电弧过长，焊枪角度不正确等。
2. 防止措施
选择合适的焊接电流和焊接速度，电弧不能拉得太长，焊枪角度要适当。
（六）未焊透
1. 未焊透原因
未焊透是指焊接时焊接接头底层未完全熔透的现象，见图7。未焊透会造成应力集中，并容易引起裂纹，重要的焊接接头不允许有未焊透的现象。原因主要是坡口角度或间隙过小、钝边过大，焊接工艺参数选用不当或装配不良等。
2. 预防措施
正确选用和加工坡口尺寸，合理装配，保证间隙，选择合适的焊接电流和焊接速度等。
（七）未熔合
1. 未熔合原因
未熔合是指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，如图8所示。未熔合直接降低了接头的力学性能，严重的未熔合会使得焊接结构根部无法承载。原因：铝合金导热性强，散热快，加上铝合金本身熔点低，焊接时很容易出现不熔合现象。若环境温度低，这种倾向更加严重，也是铝合金焊接当中较棘手的难题。
2. 防止措施
（1）控制环境温度（最好15℃以上）。
（2）适当提高焊接线能量，适当控制焊接速度。
（3）可以采取预热措施。8mm以上板材采取预热（不超过200℃）措施。
（八）焊瘤
1. 焊瘤原因
在焊接过程中熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材所形成的金属瘤焊瘤，不仅影响了焊缝的成型，而且在焊瘤的部位，往往还存在夹渣和未焊透。产生原因是熔池温度过高，液体金属凝固较慢，在自重的作用下形成。
2. 防止措施
根据不同的焊接位置设置不同的焊接参数，严格控制熔孔的大小。
（九）焊接变形
1. 焊接变形原因
铝合金导热性强，线膨胀系数大，受热不均，残余应力大且不均匀分布，很容易产生变形，也是个颇感棘手的问题。
2. 防止措施
（1）设计方面：选择合理焊缝形状、尺寸、数量、位置。
（2）工艺方面：反变形法、刚性固定法、选择合理的焊接方法和焊接参数、选择合理的装配和焊接顺序。
（3）实际操作方面：机械矫正法、火焰矫正法等。
（十）焊后接头强度偏低
1. 焊后接头强度偏低原因
铝合金供货时基本都是经过时效处理的，但焊接后高温下易出现材料的“过时效”。这不仅出现在焊缝，熔合区、热影响区也都出现受热而发生软化现象而强度降低，使母材与焊接接头无法达到等强度，只能达到母材的60%～70%。只有不含铜的Al-Zn-Mg铝合金（7N01）焊后通过自然时效能恢复部分强度。
2. 防止措施
适当控制焊接线能量，但目前要完全恢复原本强度已不大可能。
（十一）焊缝尺寸不符合要求
1. 原因
主要指焊缝余高及余高差、焊缝宽度及宽度差、错边量、焊后变形量等不符合标准规定的尺寸，焊缝高低不平，宽窄不齐，变形较大等。焊缝宽度不一致，除了造成焊缝成形不美观外，还影响焊缝与母材的结合强度；焊缝余高过大，造成应力集中，而焊缝低于母材，则得不到足够的接头强度；错边和变形过大，则会使传力扭曲及产生应力集中，造成强度下降，如图9所示。原因是机械加工精度不够，坡口角度不当或钝边及装配间隙不均匀，焊接参数选择不合理等。
2. 防止措施
选择适当的坡口角度和装配间隙；提高装配质量；选择合理的焊接工艺参数。
六、结 语
在铝合金焊接接头中，焊缝区易生成气孔和结晶裂纹；母材热影响区易发生软化；熔合区则是焊接接头上最薄弱的环节，该区域内存在化学成分和组织不均匀，存在焊接接头几何形状造成的应力集中现象。为预防焊缝气孔，需采取全工艺过程中的综合技术措施，特别是要彻底清理焊丝和零件焊接区的表面。为了预防焊接裂纹（结晶裂纹和液化裂纹）需选择化学成分合适的焊丝、合适的接头形式和尺寸及合适的焊接工艺，减小结构因素及工艺因素形成的拘束度。未预防构件焊接后发生低应力脆性断裂，应预防焊接缺陷（特别是未焊透、焊接裂纹），改善焊接接头的性能，消除焊接接头的应力集中（特别是焊缝正反面余高向母材急骤过渡）。
[参考文献]
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【关键词】长输管道 焊接质量 质量缺陷 控制措施
近年来，随着全球经济的高速发展，国内外对石油、天然气的需求量日益增加，长输管道作为在油、气资源运输方面的渠道之一，其优势越来越明显。管道焊接作为管道施工的重要一环，其现场焊接的高效率和安全可靠性在每条管道的建设中都占有举足轻重的作用。
1 榆济项目管道焊接施工工艺简介
榆林-济南输气管线主要规格为Φ610×10，Φ711×11，采用多层焊接，焊接工艺采用手工下向焊和半自动自保护焊两种，其中打底为E6010纤维素焊条下向焊，填充盖面部分有两种，一种为低氢型焊条E8018-G下向焊，多应用于大中型管道的穿越处，另一种为药芯焊丝E71T8-NilJ半自动焊，多应用于主线路焊接。由于长输管道输送压力高，因此长输管道所用钢管一般都是高碳钢制作，本工程的钢级为X60。
2 现场常见的焊缝质量缺陷分类和原因分析
在现场的项目管理中，线路安装过程中出现的焊接缺陷种类较多，在不同的标准中也有不同的分类方法，本文着重介绍焊接质量缺陷分为焊接成型缺陷及微观组织缺陷两类。
2.1 咬边缺陷
咬边的产生主要是由于焊接过程中熔敷金属管道未能完全盖住母材坡口，在母材与焊道边缘处留下低于母材的现象，在焊接过程中超过标准的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，天然气长输管道均是易燃易爆的压力管道，咬边产生将降低管道焊接强度。分析原因主要有三个方面。
（1）电流太大、电弧过长、电弧力不集中导致熔池熔敷不到位。
（2）焊条或焊丝的倾斜角度不正确，出现偏吹现象。
（3）手法不稳，摆动不到位等。
其控制措施主要有：
（1）根据现场设备、环境、电焊工熟练程度选择合适的电流。
（2）焊接操作时电弧不要拉的过长。
（3）焊条摆动时在坡口边缘运条时稍慢，停留时间稍长一些经验做法。
2.2 夹渣缺陷
夹渣是指金属焊缝中存在的熔渣、铁锈或其它物质。缺陷一般分布在焊道根部或层间，常见的缺陷就是层间夹渣。经过调查分析产生夹渣的主要原因有三个方面。
（1）进行多层焊时焊条、焊丝等产生的熔渣没有清理干净，导致熔渣埋入焊道。
（2）焊接电流过小，熔渣不能充分融化浮出熔池。
（2）坡口太小或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣不能充分融化浮出熔池。
有效控制夹渣产生的主要措施有：
（1）多道焊时要彻底清理上一道焊缝表面焊渣，即清根彻底。
（2）适当增加接头的坡口角度，采用角向磨光机平滑打磨过渡。
（3）严格按照焊接工艺规程施焊。
2.3 未熔合缺陷
未熔合是指焊接时焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔合在一起形成的缺陷。分析主要原因：焊接电流小，填充金属熔化时无法顺利到达接头表面，接头表面清理不充分。控制措施是增大电流，增大线能量，严格按照焊接工艺规程加工坡口，及时清理上一道焊缝表面杂质，且不可过度打磨。
2.4 气孔缺陷
气孔是由于熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出残留在焊缝内部的情况。其形式有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等。气孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔和面积很大的圆形气孔外，其它气孔的危害性一般都比较小，甚至还有止裂倾向。有效控制气孔措施有：采用角向磨光机清理接头及邻近表面无杂质，严格按工艺规程焊接，采用合理方式烘干和储存焊条。
2.5 裂纹缺陷
裂纹是长输管道焊接中危害性最大的一种缺陷。因管道裂纹存在延伸性或产生延伸扩展现象，因此在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，通常也不允许返修，必须割口重焊。在管道施工过程中裂纹的产生基本都是由于工艺规程执行不到位，受外部应力太大造成。因此本文主要分析讨论造成管道焊接裂纹的分类：结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹，以及产生的原因和质量控制。
2.5.1 结晶、液化裂纹
结晶裂纹又称为凝固裂纹，是比较常见的一种裂纹。一般是在焊缝凝固过程中所形成，焊缝冷却过程中，先结晶的金属较纯，后结晶的金属含杂质较多，并富集在晶界，所形成的共晶都具有较低熔点。如FeS与Fe的共晶温度988℃。结晶后期，已经长大的晶粒阻碍了尚存在的液态金属的流动，低熔共晶物被排挤在柱状晶交遇的中心部位，形成液态薄膜。同时由于收缩受到了拉伸应力，可能会在这个薄弱地带开裂，就形成了结晶裂纹。结晶裂纹产生原因主要是由于熔池中杂质太多、冷却速度过快、外界应力太大所造成。管道施工中焊材、母材都是经过严格检验，排除材料不合格因素外，熔池中杂质太多一般都是因不按规程操作多次返修造成。另外，不预热强行组对也是造成冷却速度快和应力大的要因。
液化裂纹的形成机理基本和结晶裂纹相同。但是液化裂纹一般是在多层施焊时，先焊的焊道受后焊接焊道的热作用，会受到与热影响区的部分区域相同的影响，因此母材二次或多次受热后，达到较高的峰值温度，从而使晶界上的低熔点共晶物熔化，并在收缩应力的作用下造成开裂。控制及消减措施主要有减小热输入，避免焊缝中出现粗大的树枝状组织。另外，降低焊接速度使得晶粒的端部并列长大挤压在一起，以避免偏析的集中。再就是使用细直径焊条和小电流，不摆动和避免熔池过大一般也能够防止结晶裂纹。
2.5.2 延迟裂纹
延迟裂纹在管道施工中是最常见的裂纹。它属于冷裂纹的一种，一般在焊后几小时甚至几天后才开始出现，并随着时间的推移逐渐增多和加长。根据有关资料显示延迟裂纹的主要原因是母材的粹硬倾向、焊接接头承受的应力以及焊缝中的氢含量等方面。
分析产生延迟裂纹的因素主要有：
（1）组织因素。母材的粹硬倾向与组织晶粒越大，延迟裂纹的产生倾向也就越大，由于晶粒粗大，相变温度减低，使晶界偏析现象严重，增大了冷裂纹倾向。同时粹硬组织里晶格缺陷多，进一步导致了冷裂纹的产生。
（2）应力因素。焊接接头承受的应力主要包括焊接时产生的内应力及焊缝外加的力。焊接时热影响区金属膨胀，冷却时收缩所产生的体积差导致了热应力的产生，并且在焊缝相变时也存在一定的相变应力。在管道施工中，只要严格按照焊接工艺规程操作，以上两种情况产生的应力均可以控制在一个可以接受的范围。当在两个管口椭圆度相差较大组对、管道处于角度太大的弹性敷设强力组对的情况下，外部应力一般是产生冷裂纹的重要原因。③氢含量因素。在高强钢的焊接中，氢是导致冷裂纹产生的重要因素。焊接时由于电弧温度很高，使焊材、空气、坡口的赃物等其中含有的水分分解，行程氢原子或离子进入焊缝熔池中。当熔池快速冷却后，未来得及逸出的氢便以过饱和态留在了焊缝中。氢的扩散速度与焊缝的冷却速度、焊缝组织情况以及应力方向等方面因素均有关。
综合分析延迟裂纹产生的因素，避免其产生主要从减缓焊缝冷却速度、改善焊缝组织和减小焊接应力三方面进行控制。另外，焊接完成后施工机组进行焊接外观自检，合格后向检测公司进行无损检测申请，检测合格后进行防腐处理，不合格的焊口进行返修处理，返修要符合标准要求。
3 管道焊接质量检验和质量控制
3.1 质量检验
长输管道一般都是长距离输送油气，运行压力较高，为确保管道使用寿命及安全，必须对焊缝的施工质量进行检验，以确保管道不会在运行中泄露、爆管等，导致输送介质外泄，造成经济损失和环境污染。
长输管道质量检验目前主要是焊缝无损检测和管道耐压试验两个方面。无损检测是检验焊接质量的重要手段，在长输管道工程中，用得最为普遍的是X射线探伤和超声波探伤相结合的方法，检测质量达到标准要求。另外管道耐压试验（包括强度试验和严密性试验）也是检验管道质量重要环节。长输管道耐压试验一般分段进行，按照管道试压时最低点压力不超过管道屈服强度的90%，最高点达到设计压力的要求进行分段试压。
3.2 质量控制
管道质量控制因素主要可以归纳为以下几个方面：人员设备因素，材料因素，环境因素，工艺因素。由于管道施工前的焊接工艺都是经过了多种检验手段的检定，最后形成工艺，所以工艺一般不会存在问题。因此施工中产生的质量问题一般是由前三个方面造成的，质量控制就是控制人员、设备、材料、环境因素。
4 结束语
瞻望中国管道建设的前景，及天然气大发展前景，长输管道建设逐步进入高峰期。同时长输管道用钢钢材向着高强度发展，这就要求有更新的焊接技术支持，以提高管道的施工质量和运营中的安全性。相信在今后的长输管道施工管理中，又会出现一些新的课题等待我们去研究探讨。
参考文献
[1] 崔忠圻，主编.金属学与热处理[M].北京：机械工业出版社，2000
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【关键词】压力管道；焊接缺陷；夹渣
引言：
影响管道焊接质量的因素较多，主要有管材及焊材的质量、焊工的资格及操作能力、焊接施工工艺及操作过程等。管道焊接质量控制有几个重要环节：材料质量控制、焊接过程控制、焊接质量检验。
1.及压力管道焊接缺陷有关的因素
因此如果压力管道的焊接点存在着缺陷，则很容易产生泄漏的问题以至于引发事故。在焊接当中产生的主要问题有以下几点：裂痕、焊接不彻底、焊接面没有融合、焊接面咬边、焊接面夹渣、焊接面出现大量气孔等严重问题。
2.压力管道焊缝的具体种类
2.1夹渣
夹渣是一种常见于焊缝当中的焊接失误。夹渣主要分为两种，首先是金属夹渣，其次是非金属夹渣。其分布的种类样式有很多，主要包括以下的几种样式：斑点状、条纹状、锁链状、密集分布形状的夹渣。根据统计，在焊缝内部被深埋的斑点状夹渣以及条纹状夹渣是在管道的检查当中被发现次数最多的一种焊接缺陷，对于这一类夹渣的断面观察，我们可以发现其形状一般都是近似椭圆的光滑面。
2.2气孔
气孔主要就是指在进行焊接作业的时候熔池当中的一些气体在金属完全凝固之前没有逸出来，同时残存于焊缝当中，形成了相应的空洞。整个气孔的构成方式有很多。气孔当中所残存的气体构成一般为氢气或者是一氧化碳，对于气孔的填充处一般来说都有锈迹或者是污迹等，其形成的物理原因主要是因为焊条没有进行彻底烘干以及熔池的冷却速度超出了预计的速度。一般来说，气孔多数分布在焊缝的近表面位置，这也是造成管道表面冷裂纹的主要原因。
2.3没有焊透或者是没有熔合
没有焊透的意思就是说，在进行焊接的时候接头部分没有完全熔合完整而直接导致了一部分被留了下来；这是一种十分常见的缺陷，其主要原因是工人在进行作业的时候没有按照要求进行操作，手法不熟练对于通用管道当中常用的X焊接坡口来说，无论是没有焊透或是没有熔合这一类的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中间部分，距离表面的位置很深，断面的形状一般来说是椭圆形的或是不规则形状的。
2.4焊缝表面经常产生的裂痕
当焊缝表面接触部分的原子结构产生了原子层面上的结合力破坏，就会给接缝处的表面增添裂纹，从而产生相应的缝隙这些裂纹的类型一般来说可以分成以下种类：结晶性质的裂纹、液化性质的裂纹、热应力性质的裂纹、延迟性质的裂纹、应力腐蚀性质的裂纹以及其它性质的裂纹等。
3.对于压力管道焊接缺陷的控制方法
3.1针对错边或是角变形的方法
在进行压力管道的组装过程当中，错边以及角变形是不可能完全避免的。但是，一旦压力管道在进行组装或者是在以后的使用当中出现了错边或者是角变形的问题，要想把这个情况消除也是十分困难的。
唯一正确的预防方法就是在进行施工的时候严格执行相应的施工标准，把整个缺陷控制在可以进行调校的范围之内。如果在施工的时候没有把握好这一步，后续的错边或者是角变形就会产生强大的几何应力，同时也能产生相应的附加弯曲的应力。
3.2气孔及夹渣
这一类问题属于深埋的缺陷，在进行自检的时候必须进行消除，同时还要进行重新焊接作业，否则在进行使用的时候必然会发生泄漏以及爆炸的情况。根据观察统计，大多数的压力管道所有的气孔以及夹渣没有大幅度扩散的迹象。针对这样的特点，为了对气孔及夹渣进行克服，对于炭化的管道来说最好是进行氩弧焊作业打底。
3.3没有焊透或者是没有熔合
没有焊透的情况主要是出现在两种焊接手段（手工焊接及自动焊接）的交接面上。在进行处理的时候，如果出问题的地方在允许尺寸的范围之内，可以免除返修的步骤；没有熔合的情况一般来说会发生在焊缝部位金属及破口的交界部位，这个时候最稳妥的方式就是进行补焊作业，以避免出现意外。焊接材料对整个压力管道的质量是起到决定性质作用的，因此应该选用合格的焊接材料进行填充，以保证质量。
3.4裂纹
裂纹是管道问题当中最重要的问题，也是危害性最大的问题。一般来说我们的处理方法有以下方式：首先，所有的浅表裂纹都可以通过对其进行打磨的方式进行消除；其次，如果裂痕本身的大小长度远远超出了规定的允许长度则必须采取补焊的方式进行处理，使之消除；最后，如果可以保证管道本身的使用安全，可以对一些细小的裂纹进行保留，以便对其发展规律进行研究，使其后续发展趋势被观察记录到，获得潜在危险的发展趋势并加以预防。
射线透照检测主要是采用γ射线或χ射线对焊缝进行透照，通过底片上的影像所反应的缺陷性质、尺寸、数量及密集程度，判定焊缝的质量等级。缺陷性质通常分为裂纹、未熔合、未焊透、圆形缺陷及条形缺陷五类。对特殊材料、焊接工艺制作的对焊接头，可采用B级。管道焊缝透照常采用外透法，应根据管道外径（周长）、射线源与管道的距离及发出的射线角度，计算底片应使用的张数。管道焊缝透照部位应有透照标记，主要包括底片中心标记、搭接标记及识别标记（包括管段编号、焊缝编号、透照部位编号及日期等）及返修标记。检查胶片冲洗处理、评片室的环境状况是否整洁、安静、有合适的亮度，以保证胶片冲洗质量及评片的准确性。
4.结语
为了避免产生管道爆炸泄漏的事故，我们要在整套管道运行系统的运行以及检修方面进行大规模的管理，同时还要在安装环节上对质量进行严格检测，并在发现问题的时候进行及时修补，以此来实现管道运行的可靠性。因此对于压力管道来说，焊接的质量将会直接影响到压力管道的安全程度，从某种意义上来说，也会对管道本身的安全运行产生十分重大的影响。
参考文献：
[1]邵正平. 压力管道焊接缺陷成因分析及对策[J]. 化学工程与装备，2015，01：159-160.
[2]. 探析压力管道焊接缺陷原因及其控制措施[J]. 科技促进发展，2010，S1：131+130.
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【关键词】船舶；焊接；缺陷；质量管理
1引言
船舶焊接技术是现代化船舶制造中一项关键的技术，要想保障船舶航行的设备安全，就应该在实际船舶的制造中，加强对船舶制造中的技术应用研究，只有保障了船舶制造中的技术应用，才能够将船舶制造实现安全性管理。为此论文进行了船舶制造中的焊接技术应用研究，通过对焊接技术中的缺陷分析，从而进行了提升船舶焊接质量管理的办法，并且进行了船舶焊接质量管理的注意事项分析，希望通过论文的分析，能够全面提升船舶焊接中的缺陷管理，加强船舶焊接中的质量管理，从而全面提升船舶航行的安全性。
2船舶焊接中常见的缺陷类型其缺陷形成原因分析
2.1焊接气孔
焊接气孔，是在船舶焊接缺陷中经常见到的一种缺陷，之所以会出现焊接气孔，是因为在实际焊接的过程中，熔池中的气体没有完全溢出，熔池就已经凝固，因此这种背景下，就会导致成型的焊接缝中，出现孔洞，这些孔洞在实际船舶焊接缺陷中，是以表面气孔和内部气孔两种形式而存在的[1]。由于气孔的存在导致船舶焊接的横截面减少。降低了船舶焊接中的接缝处安全强度，同时由于船舶焊接中存在气孔，使得在实际船舶焊接过程中船舶的美观性受到了破坏。按照我国船舶焊接缺陷的要求规定，在实际船舶的焊接作业中，外板以及仓口是不允许存在气孔的，在其他位置的焊接中允许存在的焊接气孔个数不能超过两个。
2.2焊接夹渣
当焊接作业完成后，焊接接缝中存在的杂质被称为焊接夹渣。由于焊接夹渣的存在在实际船舶的焊接中，会直接影响到焊机的密度和强度。因此在船舶的焊接中是不允许存在焊接夹渣的[2]。在实际焊接作业过程中，如果发现出现了焊接夹渣，应该及时进行夹渣的处理。保证在船舶焊接表面不存在夹渣。一般情况下出现焊接夹渣的原因有以下几点：一是在实际焊接中焊接的坡口处理不干净；二是在实际焊接过程中处理多层焊接时，对通道内的杂质处理不干净；三是在实际焊接过程中，焊接的材料质量差，导致焊接的途中掉落在熔池中。四是由于焊接的操作较快，使得焊接熔池中的杂质没有足够的时间筛离出熔池。
2.3焊接裂纹
焊接裂纹是船舶焊接中一种比较严重的焊接缺陷，在焊接过程中，由于焊机的不全面，或者是在实际焊接的过程中没有足够的焊接融合时间，因此出现焊接缝隙间断和突变情况。焊接中出现焊接裂纹，对整个焊接的质量是非常有影响的，要想全面保障和提升焊接的质量，就应该在实际焊接的过程中，加强对焊接中的裂缝强度处理，只有处理好焊接中的裂纹才能够保障整个船舶焊接的结构不受到影响。因此在实际船舶制造焊接技术的应用中，一定要注重对焊接裂纹处理，只有保障了焊接中的裂纹处理是完善的，才能够全面提升船舶焊接的质量安全[3]。
3船舶焊接质量管理办法
3.1焊接处理前期准备
在进行船舶焊接施工作业之前，要及时进行船舶焊接的前期准备工作，在准备工作中要加强对船舶焊接中的原材料审核，同时要按照实际焊接的需求对焊接过程中要运用到的技术和焊接中需要的工艺数值匹配进行分析。只有保障了船舶焊接作业中的工艺数值对应，然后才能够按照专门的焊接工序去进行焊接作业的施工。一般情况下，船舶焊接作业的工艺参数对应如下表1所示：
3.2焊接途中的技术应用
在船舶焊接过程中，应该实施动态的焊接工艺监督，保障在整个焊接的过程中，焊接技术的应用是规范的，同时在焊接的过程中，要注重对焊接电流以及焊接保护设施管理，例如在实际焊接中有些焊接是需要借助稀有气体进行焊接的催化剂处理，这就需要在实际焊接的过程中进行专门的焊接护理。同时在船舶的焊接中要注重对焊接工序的掌控，不要将焊接的工序弄混，这是保障焊接作业管理实施的重要性保障之一。为了保障整体的焊接作业稳定性，需要在焊接的过程中进行专门的焊接抽烟检查，如果在抽样检查中发现存在缺陷，应该及时针对缺陷进行管理，只有保障了缺陷管理，才能全面提升焊接的质量。
3.3焊接过程中的缺陷处理
3.3.1防止裂纹产生
在焊接过程中，为了防止裂纹出现而进行专门的措施处理，在实际措施的处理中要针对焊接的材料以及焊接中涉及到的焊条进行充分的选择，只有保障在实际焊接过程中对焊接的材料和焊接工序充分明确，才能够全面提升焊接的质量。裂纹的防止要进行专门的焊接材料清洁，同时在焊接的过程中，要对焊接设备进行及时的预热处理，保障焊接设备能够正常运行。
3.3.2防止焊瘤出现
在焊接过程中为了保障焊接的工序不受到影响，因此在实际焊接作业中要进行专门的焊瘤预防管理工作，只有保障焊接中不会出现焊瘤，才能够使得整个焊接过程中的船舶表面是光滑不受影响。因此在实际焊接的过程中，需要进行专门的焊接技术处理，例如处理焊接中的短弧以及焊接的停留时间等。
4强化船舶焊接质量管理的注意事项
在船舶焊接中，由于船舶焊接中的缺陷是由多方面因素造成的，因此在实际焊接过程中，需要对焊接中的质量管理要素进行管控，从而在质量管理的控制中全面提升船舶焊接的质量。一般情况下，船舶焊接中要注意的质量管理事项有以下几点：①加强对焊接工人的技术培训，提升焊接工人的工作能力；②加强焊工质量安全管理意识，建立安全质量监督管理体系；③加强焊接设备的运行状况检查，保障焊接设备的安全性工作；④建立维护保养制度，指定专门的人员进行负责；⑤对焊接材料的筛选要严格；⑥按照焊接材料的特性进行专门的焊接设备应用；⑦严格按照焊接施工工艺进行施工管理；⑧强化焊接作业环境管理，杜绝违章环境管理；⑨加强对焊接中的缺陷处理，保障焊接的质量。
5结语
综上所述，在现代化船舶航行事业飞速发展中，要想全面提升船舶航行的质量，就应该在船舶制造过程中，加强对其制造中的焊接技术进行管理。只有在焊接技术的管理中，全面提升了船舶的焊接缺陷检查，才能够全面而又有效地进行船舶的质量管理。论文在实际研究中，主要针对船舶焊接中的四种缺陷，以及四种质量管理办法和强化船舶质量焊接的注意事项进行了分析研究。通过分析得知，要想全面提升船舶焊接的质量管理，就应该在实际焊接中不断地对焊接技术和焊接质量提升，同时要在焊接的过程中，加强对焊接中的注意事项管理，只有全面实现了焊接质量管理控制，才能够彻底解决船舶焊接的缺陷问题。
【参考文献】
【1】卢意,曹元军,朱艳.船舶焊接中的缺陷与防治措施[J].装备制造技术,2015,03(07):160-161.
【2】卢意,曹元军,朱艳.船舶焊接中的缺陷与防治措施[J].现代制造技术与装备,2015,02(01):61-62.
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中图分类号：K826.16 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）08-0199-02
1. 外观缺陷
外观缺陷在钢结构产品加工中可以显而易见的缺陷。
1.1焊缝尺寸与要求不符
1.1.1 形成原因
（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。
（3）焊条角度选择不合适、运条速度或手法不当。
1.1.2 控制措施
（1）选择正确的坡口角度及装配间隙。
（2）正确选择焊接电流。
（3）保持正确的焊接角度、焊接速度和运条手法。
1.2咬边
咬边就是电弧将基本金属和焊缝两侧金属熔化后，交界处没有及时得到金属的补充而出现的凹槽。
1.2.1 产生的原因
（1）焊接电流太大，焊接速度太快。
（2）电弧长度或焊条角度不当。
1.2.2 控制措施
（1）选择适当的焊接电流，保持匀速运条。
（2）适合的焊条角度和保持一定的电弧长度。
1.3满溢
基本金属与焊缝边缘外熔焊金属没有达到熔合状态，熔焊金属流散覆盖在基本金属上，称之为满溢。
1.3.1 产生的原因
（1）对口边缘附近的油污没有清理干净，影响熔合。
（2）电流过小或焊接速度过快，基本金属没有得到充分的熔化。
（3）焊条角度不当，向某侧偏斜。
1.3.2 控制措施
（1）选择焊接规范应适当，电流不应过小，焊速不应过快。
（2）电弧长度不应过长，焊条角度应适当。
1.4焊瘤焊缝内、外表面凸出的多余金属，叫焊瘤。
1.4.1 产生的原因
（1）焊工操作技术不熟练，运条不当。
（2）焊接规范选择过大，熔化金属温度过高，液态金属凝固缓慢，由自重力作用形成。
1.4.2 控制措施
（1）提高焊工的操作技术水平和熟练程度。
（2）电弧不应过长，焊接电流要合适，运条速度要均匀。
1.5根部内凹
焊缝金属低于焊件内表面而形成的凹槽，叫根部内凹。
1.5.1 产生的原因
通常在焊接仰焊部位时，焊接规范过大，熔化铁水温度过高，液态金属在自重作用下下坠形成。
1.5.2 控制措施
（1）焊接电流不应过大，焊接速度不应过慢。
（2）焊条角度应与焊接位置相适应。
1.6弧坑
在焊接时，没能填满焊缝表面留下的凹坑，叫弧坑。
1.6.1 弧坑产生的原因
（1）在焊接时，通电电流过大，熔池尺寸过大和收尾熄弧时熔坑未被填满；
（2）任意引燃电弧，擦伤焊件表面。
1.6.2 控制措施
（1）焊接规范要选择适当。
（2）焊缝收尾处及更换焊条时，一定要填满弧坑再熄弧。
（3）不得任意引燃电弧，以防擦伤焊件表面。
2. 焊缝内部缺陷
在焊缝的内部，以无损探伤方法或破坏性试验发现的缺陷叫做焊接内接部缺陷。
2.1裂纹
裂纹是一种危害性最大的缺陷，这种缺陷不允许在焊接中存在，如果发现不管其尺寸大小，必须立即消除。
2.1.1 热裂纹
液态金属从结晶开始到 Ar3 线温度范围内，产生的裂纹，叫热裂纹。
（1）热裂纹产生的原因。晶间存在液态间层和焊接应力。
（2）控制措施。①焊接时使用碱性焊条，加强脱磷、硫的能力，进而去减少焊缝中一些杂质的含量。②掌握好焊缝形状，在焊接过程中尽量保证焊缝成形系数较大的采用多道多层焊法，避免在焊缝中心部位聚集偏析物。③焊前要先预热，将冷却速度降低，降低应力。④焊接收尾时要填满熔池来减少弧坑裂纹。⑤选择合理的焊接方向和顺序，把焊接应力减小。
2.1.2 再热裂纹
焊接完以后，焊件在一定温度范围内再次加热产生的裂纹，叫再热裂纹。
（1）产生原因，在热处理焊后的焊接接头中，晶界上易集结钢脆化的元素，大幅度削弱晶界的结合力，从而产生再热裂纹。
（2）控制措施：①选择合适的焊接材料，提高金属在消除应力处理温度时的可塑性，进而提高承担松弛应变的能力。②提高预热的温度，焊后应该采取缓冷的方法，且焊缝外形应圆滑规整，以减小焊接以后的残余应力和应力的集中。③热处理规范和工艺要正确，尽量不要长时间停留在热敏感区。
2.1.3 冷裂纹
在焊接接头冷却中，当温度下降到 200℃以下直到与室内温度相同，产生的裂纹，被称之为冷裂纹。
（1）冷裂缝产生的原因。冷裂纹是在焊后产生的，由于在热影响区域或焊缝内形成了淬火组织，在高应力作用下，引起晶粒内部的破裂产生的裂纹。
（2）控制措施：①选用低氢类型的焊条，焊前对焊条进行严格的烘干，用时再取，焊件应进行仔细的清理，去除工件表面的油、绣和水气，减少氢的来源和渠道。②正确选择焊接规范以及线能量，减缓冷却速度，改善焊道及热影响区组织状态。③采用合理的焊接顺序和焊接方向，改善焊件的应力状态。
2.2未焊透与未熔合未焊透
焊接时，母材金属与金属之间本应该熔合然而却没有焊上的部分叫做未焊透。未熔合：在焊缝金属和母材之间或焊道金属与焊道金属之间未完全熔化结合的部分称为未熔合。
2.2.1 产生原因
（1）选用过小的焊接规范，如坡口间隙过窄，角度过小，钝边过大，电弧过长，焊接电流过小等。
（2）操作方法不正确，如错误的焊条角度，焊接时运条速度太快，电弧偏吹，焊条摆幅不合理等。
（3）没有清理干净焊道和焊件，使得杂物存留其中，影响熔合。
2.2.2 控制措施
（1）选择对口规范要正确，及时认真清理焊层间和坡口两侧污物和熔渣。
（2）选择正确的电弧长度和焊接电流。
（3）在运条时，控制好焊接速度，不宜过快，调整好正确的焊条角度，焊条以正常轨迹摆动，焊接到两端时应多停留，使焊缝熔合良好。
2.3夹渣
焊缝金属中，含有非金属夹杂物或熔渣，叫夹渣。
2.3.1 夹渣产生的原因
（1）在焊接时焊接电流和坡口角度都太小，运条不合理，没有充分搅拌，导致熔渣没能及时浮出而溶于焊缝中。
（2）没有清理干净前层焊缝，在焊接后层时，导致滞留在焊缝中。
2.3.2 控制措施
（1）选择正确焊接规范，使线能量增加适当，避免焊缝过快冷却，改善熔渣浮出熔池条件。
（2）对坡口的设计进行改进，以便于清除坡口面及焊层间的熔渣。
（3）努力提高自身焊接技术水平，掌握正确的运条方法，均匀搅拌熔池，促使熔渣与铁水分离。
2.4气孔焊缝金属中具有一定形状的孔洞性缺陷叫气孔
2.4.1 产生的原因
在焊接时，因为有过多的气体被焊缝金属吸收。冷却后，金属中的气体随着温度的降低，溶解度也慢慢下降，气体逐渐聚集在一起形成气泡，但是焊缝金属结晶又会阻碍这些气泡，导致气泡无法排出，最后残留在焊缝中形成气孔。
（1）焊件没有清理干净、过长的电弧焊接以及焊条受潮等，导致气体入侵到熔池的机会增大。
（2）过小的电流，过快的速度影响气体逸出。
（3）熔池温度超出一定范围，沸腾现象产生，造成气体被困在熔池中。
2.4.2 控制措施
（1）清理干净焊件表面，严格烘干焊条，保证焊条干燥，降低气体的入侵机率。
（2）焊接时最好采用短弧焊接，控制好焊接高度，使熔池得到良好的保护。
（3）焊接规范要选择正确，把熔池温度控制好，降低冷却速度，加快气体在熔池中逸出。
（4）焊接操作工艺要运用正确，为气体从熔池中逸出提供便利。
（5）采取焊前预热、焊后缓冷这样的特殊工艺措施。
（6）氩弧焊时，氩气保护效果要特别注意。
3.结语
焊接工艺是一项重要的技术工艺，然而，如果在焊接过程中出现质量缺陷，那么必然会导致结构断裂，威胁到技术人员的生命财产安全。因此在实际工作中，我们必须要及时发现并解决其中存在的问题，采取措施提高其焊接质量，这样才能够避免缺陷的发生，从而提高机械的制造质量。
参考文献
[1]印有胜.金属焊接缺陷及其控制[M].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1995.
篇8
关键词：压力管道 焊接缺陷 夹渣 气孔 裂纹
中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0079-01
在我们国家目前为止的压力管道事故当中，因为爆炸或者是漏气而造成的事故占据了绝大部分的比例，主要原因就是压强过大、腐蚀过于严重、温度过高或是由于焊接质量较差而直接引起的泄漏。在以上的这些因素当中，压强过大和腐蚀过于严重、温度过高主要是由于在进行运营中的管理不善而直接造成的，焊接质量比较差一般来说都是因为在进行施工作业时质量不过关或是没有按照规定对产品进行充分检验造成的。
1 和压力管道焊接缺陷有关的因素
压力管道构件当中最为薄弱的环节就是焊接点，每一个焊接点都关系到整个压力管道对压力的承载能力。因此如果压力管道的焊接点存在着缺陷，则很容易产生泄漏的问题以至于引发事故。在焊接当中产生的主要问题有以下几点：裂痕、焊接不彻底、焊接面没有融合、焊接面咬边、焊接面夹渣、焊接面出现大量气孔等严重问题。这些问题一般用肉眼无法观察出来，存在于整个金属基体当中，使得整个金属面被割裂，最终产生应力集中的现象，在介质内压的作用力下对以上缺陷进行压力施加，使得基杆逐渐开裂，并慢慢发展成为宏观意义上的裂纹，最终对管道内壁进行贯穿，直接导致泄露以及爆炸的事故频繁发生。因此对于压力管道来说，焊接的质量将会直接影响到压力管道的安全程度，从某种意义上来说，也会对管道本身的安全运行产生十分重大的影响。焊接缺陷一般说来会被以下的若干因素决定：焊接材料、焊接参数指标、坡口形式以及焊接工人本身的手艺技术。
2 压力管道焊缝的具体种类
2.1 夹渣
夹渣是一种常见于焊缝当中的焊接失误。夹渣主要分为两种，首先是金属夹渣，其次是非金属夹渣。其分布的种类样式有很多，主要包括以下的几种样式：斑点状、条纹状、锁链状、密集分布形状的夹渣。根据统计，在焊缝内部被深埋的斑点状夹渣以及条纹状夹渣是在管道的检查当中被发现次数最多的一种焊接缺陷，对于这一类夹渣的断面观察，我们可以发现其形状一般都是近似椭圆的光滑面。
2.2 气孔
气孔主要就是指在进行焊接作业的时候熔池当中的一些气体在金属完全凝固之前没有逸出来，同时残存于焊缝当中，形成了相应的空洞。整个气孔的构成方式有很多。气孔当中所残存的气体构成一般为氢气或者是一氧化碳，对于气孔的填充处一般来说都有锈迹或者是污迹等，其形成的物理原因主要是因为焊条没有进行彻底烘干以及熔池的冷却速度超出了预计的速度。一般来说，气孔多数分布在焊缝的近表面位置，这也是造成管道表面冷裂纹的主要原因。
2.3 没有焊透或者是没有熔合
没有焊透的意思就是说，在进行焊接的时候接头部分没有完全熔合完整而直接导致了一部分被留了下来；这是一种十分常见的缺陷，其主要原因是工人在进行作业的时候没有按照要求进行操作，手法不熟练。没有熔合也是一种常见的缺陷，主要是指熔焊的金属和母材之间产生了超出标准要求的缝隙，或是相邻的焊道之间也产生了不应该产生的缝隙。对于通用管道当中常用的X焊接坡口来说，无论是没有焊透或是没有熔合这一类的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中间部分，距离表面的位置很深，断面的形状一般来说是椭圆形的或是不规则形状的。
2.4 焊缝表面经常产生的裂痕
当焊缝表面接触部分的原子结构产生了原子层面上的结合力破坏，就会给接缝处的表面增添裂纹，从而产生相应的缝隙。这一类缺陷对于管道来说是十分致命的，因为这一类缺陷一般来说是管道破裂的最直接因素。这些裂纹的类型一般来说可以分成以下种类：结晶性质的裂纹、液化性质的裂纹、热应力性质的裂纹、延迟性质的裂纹、应力腐蚀性质的裂纹以及其它性质的裂纹等。
3 对于压力管道焊接缺陷的控制方法
3.1 针对错边或是角变形的方法
在进行压力管道的组装过程当中，错边以及角变形是不可能完全避免的。但是，一旦压力管道在进行组装或者是在以后的使用当中出现了错边或者是角变形的问题，要想把这个情况消除也是十分困难的。唯一正确的预防方法就是在进行施工的时候严格执行相应的施工标准，把整个缺陷控制在可以进行调校的范围之内。如果在施工的时候没有把握好这一步，后续的错边或者是角变形就会产生强大的几何应力，同时也能产生相应的附加弯曲的应力。
3.2 气孔和夹渣
这一类问题属于深埋的缺陷，在进行自检的时候必须进行消除，同时还要进行重新焊接作业，否则在进行使用的时候必然会发生泄漏以及爆炸的情况。根据观察统计，大多数的压力管道所有的气孔以及夹渣没有大幅度扩散的迹象。针对这样的特点，为了对气孔和夹渣进行克服，对于炭化的管道来说最好是进行氩弧焊作业打底。
3.3 没有焊透或者是没有熔合
没有焊透的情况主要是出现在两种焊接手段（手工焊接和自动焊接）的交接面上。在进行处理的时候，如果出问题的地方在允许尺寸的范围之内，可以免除返修的步骤；没有熔合的情况一般来说会发生在焊缝部位金属和破口的交界部位，这个时候最稳妥的方式就是进行补焊作业，以避免出现意外。焊接材料对整个压力管道的质量是起到决定性质作用的，因此应该选用合格的焊接材料进行填充，以保证质量。
3.4 裂纹
裂纹是管道问题当中最重要的问题，也是危害性最大的问题。一般来说我们的处理方法有以下方式：首先，所有的浅表裂纹都可以通过对其进行打磨的方式进行消除；其次，如果裂痕本身的大小长度远远超出了规定的允许长度则必须采取补焊的方式进行处理，使之消除；最后，如果可以保证管道本身的使用安全，可以对一些细小的裂纹进行保留，以便对其发展规律进行研究，使其后续发展趋势被观察记录到，获得潜在危险的发展趋势并加以预防。
4 结语
为了避免产生管道爆炸泄漏的事故，我们要在整套管道运行系统的运行以及检修方面进行大规模的管理，同时还要在安装环节上对质量进行严格检测，并在发现问题的时候进行及时修补，以此来实现管道运行的可靠性。
参考文献
篇9
关键词：缺陷；焊接；木材；
1焊接缺陷对施工质量的影响
1.1焊接缺陷产生应力集中
焊接缺陷的形状不同，引起的焊接部位的变化不同，对受力方向角度不同，都会使缺陷周围应力的集中程度不一样。球形空洞缺陷被周围弹性体包围，应力小，当球体逐渐变为片状裂纹时，应力集中就变得十分严重。除了空洞类型的气孔、裂纹和未焊透之外，夹渣也是常见的焊接缺陷，当多个缺陷间的距离较小时，在缺陷区域内将产生很高的应力集中，使这些地方出现缺陷间裂纹将孔间连通。在这种情况下，最大的应力集中出现在两孔的边缘处。
在焊接接头中，焊缝焊角尺寸大小、错边和角变形等几何不连续，有些在规范范围内，但都将产生应力集中。接头形式的不同也会产生不同的应力集中，在钢结构常用接头形式中，对接接头的应力集中最小，角接头、T型接头和正而搭接接头的应力集中程度相差不多。搭接接头中，侧而搭接焊缝中沿整个焊缝长度上的应力分布很不均匀，而且焊缝越长，不均匀程度就越高。因此，规范中规定侧而搭接焊缝的计算长度不得大于60倍焊脚尺寸，超过此限值后，即使增加侧而搭接焊缝长度，也不可能降低焊缝两端的应力峰值。
1.2焊接缺陷对结构非脆性破坏的影响
焊接缺陷对结构破坏有不同程度的影响，在一般情况下，材料的破坏形式多属于塑性断裂，这时缺陷所引起的强度降低，大致与它所造成承载截而而积的减小成比例。一般标准中，允许焊缝中有个别的、不成串的或非密集型的气孔，气孔截而总量占工作截而的5%时，气孔对屈服极限和抗拉强度极限的影响不大；当出现成串气孔占工作截而的2%时，接头的强度极限急速降低。出现此种情况的主要原因是，焊接时保护气体的中断，使出现成串气孔的同时焊缝金属本身的机械性能下降。焊缝表而或邻近表而的气孔要比深埋气孔更危险，成串或密集气孔要比单个气孔危险的多。
夹渣或夹杂物，根据其截而的大小成比例的降低材料的抗拉强度，但对屈服强度的影响小。这类缺陷的尺寸和形状对强度的影响较大，直线排列的、细小的、排列方向垂直于受力方向的连续夹渣是比较危险的。
几何形状造成的不连续性缺陷，如咬边、焊缝成型不良等不仅降低了焊缝的有效截而积，而且将产生应力集中。当这些缺陷与结构中的高残余拉伸应力区或热影响区中粗大脆化晶粒区相重叠时，往往会引发脆性不稳定扩展裂纹。
未熔合和未焊透比气孔和夹渣更为有害。当焊缝区域增加的而积大于未熔合和未焊透的而积时，或焊接区域的焊丝强度大于焊接接头时，此种缺陷的影响不太明显。但是这种缺陷在一定条件下可能会成为脆性断裂的引发点。一般情况下，焊接接头所用的焊丝强度要大于母材的强度。
裂纹是最危险的焊接缺陷，一般标准中都不允许它的存在。尖锐裂纹容易产生尖端缺口效应、出现三向应力状态和温度降低等情况，裂纹可能失稳和扩展，造成结构断裂。裂纹一般在拉伸应力场和不良的热影响区显微组织段中产生，在静载非脆性破坏条件下，如果塑性流动发生于裂纹失稳扩展之前，则结构中的残余拉伸应力将没有不利影响。
1.3焊接缺陷对结构脆性破坏的影响
钢结构经常在有缺陷或结构不连续处引发脆性断裂，造成灾难性的破坏。一般情况下，结构中的缺陷造成的应力集中越严重，脆性断裂的危险越大。由于裂缝尖端的尖锐度比其他缺陷要尖锐得多，所以裂纹危害最大。气孔和夹渣等体积类缺陷的存在量低于5%时，如果结构的工作温度不低于材料的塑性一脆性转变温度，它们对结构的安全是无害的。带裂纹的构件临界温度要比夹渣构件高得多。除用转变温度来衡量各种缺陷对脆性断裂影响之外，许多重要焊接钢结构都采用断裂力学作为评价依据，因为用断裂力学可以确定断裂应力和裂纹尺寸与断裂韧度之间的关系。许多焊接结构的脆性断裂都是从微小的裂纹引发的，在一般情况下，由于小裂纹并未达到临界尺寸，结构不会在使用后立即发生断裂。但是小的缺陷和不连续很可能在使用期间出现稳定增长，最后达到临界值，而发生脆性断裂。所以在钢结构使用期间进行定期检查，及时发现和监测接近临界条件的缺陷，是防治钢结构脆性断裂最有效的措施。焊接钢结构承受冲击或局部发生高应变和恶劣环境因素，都容易使焊接缺陷引发脆性断裂。
2焊接缺陷的防治措施
2.1咬边
选择适当的焊接电流和焊接速度，采用短弧操作，掌握正确的运条手法和焊条角度，坡口焊缝焊接时，保持合适的焊条离侧壁距离。
2.2气孔
提高操作技能，防治保护气体（焊剂）给送中断；焊前仔细清理母材和焊丝表而油污、铁锈等，适当预热除去水分；焊前严格烘干焊接材料，低氢型焊条必须存放在焊条保温筒中；采用合适的焊接电流、焊接速度，并适当摆动；使用低氢型焊条时，应仔细校核电源极性，并短弧操作；采用引弧板或回弧法的操作技术。
2.3夹渣
每层应认真清除熔渣；选用合适的焊接电流和焊接速度；适当加大焊接坡口角度；正确掌握运条手法，严格控制焊条角度可焊丝位置，改善焊道成形；选用质量优良的焊条。
2.4未熔合
防治措施：仔细清除每层焊道和坡口侧壁的熔渣；正确选择焊接电流，改进运条技巧，注意焊条摆动。
2.5未焊透
正确选用和加工坡口尺寸，保证装配间隙；正确选用焊接电流和焊接速度；认真操作，保持适当焊条角度，防治焊偏。
2.6裂纹
2.6.1热裂纹
通过控制产生条件的两方而着手，首先，严格控制焊缝金属中C、P、S含量，提高焊缝金属的含 Mn量，采用低氢型焊接材料。其次，焊前要预热，减小焊后冷却速度，根据焊接要求，适当加大焊接坡口角度，以得到焊缝成形系数大的焊缝，焊接时采用低热输入量的焊接规范进行，采用多层多道焊，并采用合理的焊接顺序及方向。
2.6.2再热裂纹
提高预热温度和采用后热处理，减小焊接应力和过热区硬化；选用高塑性低强度匹配的焊接材料；改进焊接接头设计，尽量不采用高拘束度的焊接节点，消除一切可能引起应力集中的表而缺陷，修磨焊缝呈圆滑过渡；正确选择焊后热处理温度。
2.6.3冷裂纹
焊前预热，降低冷却速度；选择合适的焊接规范参数；采用低氢型焊接材料，并严格烘干；彻底清除焊丝及母材焊接区域的油污、铁锈和水分，焊后立即后热或焊后热处理，改进接头设计，降低拘束应力。
2.6.4层状撕裂
严格控制钢材的含硫量，改进接头形式和坡口形状，与焊缝连接的坡口表而预先堆焊过渡层，选用强度等级较低的低氢型焊接材料，采用低焊接热输入和焊接预热。
结语：
焊接是钢结构构件工作层面的重要连接方法。随着当代各种学科的迅速发展，如：计算机、电子、材料、自动控制、冶金、物理等，随着新工艺、新设备、新材料、新技术的小断出现，钢结构焊接技术在我国建筑行业中的作用与重要性日益明显。这就表明钢结构焊接水平直接或问接的决定着建筑钢结构的质量。因此，我们必须给予焊接工程足够的重视。
参考文献：
篇10
【关键字】电站锅炉；受热面管子；焊接缺陷
一、引言
在我国，用火力进行发电仍然是主要发电方式，因此作为火力电站的三大主机设备之一的电站锅炉，也起着至关重要的作用，并且跟随着时代的进步也高速发展着。中国的电站锅炉产业，既不是“朝阳产业”，也不是“夕阳产业”，伴随我国国民经济的蓬勃发展，近年来工业锅炉制造业取得了长足的进步。其突出成效是：行业标准日益规范，技术水平逐步提高，产品品种不断增加，经济规模显著扩大。
二、锅炉受热面管子安装焊接缺陷产生的原因分析
电站锅炉常见型式有倒U型、塔型和箱型，其循环方式包括自然循环、辅助循环、直流和复合循环4种方式。目前的电站锅炉主力机组为300MW，锅炉的受热面管子的安装焊接接口大约有两万个以上，常见的焊接方法和适用范围见下表。锅炉受热面管子的焊接质量直接关系到了锅炉的正常运行和锅炉的使用寿命，焊接中会经常产生各种问题和缺陷，焊缝的质量不仅直接决定于焊工的技术水平，其外观质量也体现了焊缝的整体质量。
电站锅炉膜式水冷壁就是把许多根鳍片管沿纵向依次的焊接起来，组成一个整块的水冷壁受热面。每一组件的大小按循环回路管组的要求整焊而成，安装时组与组间再用焊接密封，使炉膛四周被一层整块的水冷壁膜片严密地包围起来。焊接的缝隙通过X射线探伤检查，就可以查看出哪些焊接口出现缺陷。通常产生的缺陷和不足有：没有控制好焊接时候的焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊丝的直径。焊接电流的增大，就会造成工件上的电弧力的热输入全部增大，造成热源位置的下移，增大熔深，弧柱直径增大，电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽基本不变，焊丝熔化量也成比例地增多，所以余高增大；电弧电压的增大就同时增大了电弧功率，这样工件的热输入也同时增大，弧柱直径增大，电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽基本不变，焊丝熔化量也成比例地增多，所以余高增大；焊接速度增大时会造成热输入量减小，弧柱直径增大，电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽基本不变，焊丝熔化量也成比例地增多，所以余高增大；电流的种类和极性也会对焊接的缺陷造成影响，比如熔化极电弧焊时，直流反接时焊缝熔深和熔宽都要比直流正接时大，交流电焊接时介于两者之间；钨极氩弧时直流正接的熔深最大，反接最小；焊丝的直径和伸出长度在融化极电弧焊时，如果没有改变电流大小，就会减小焊丝的直径，焊丝上的电流密度变大，热量集中在小部分的焊丝上，熔深增大，熔宽减小，余高加大，焊丝伸出长度加大时焊丝电阻热增大，焊丝的融化量大大增加，减少熔深。
三、安装缺陷的预防措施
对于在电站锅炉受热面管子安装焊接缺陷，必须要采取相应的措施来预防和减少这些缺陷的产生和发展。
焊接中出现的问题诸如焊缝波纹粗劣，焊缝不均匀、不整齐，焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平等现象，大部分是由于焊口的清理不干净，焊接电流和速度等没有控制好，可以对焊缝成型的焊缝进行打磨、补焊，在操作之前应该对工程图纸进行仔细的研究，严格地遵循相关的标准。对于不同的焊接位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接电流和速度，同时提高自身的专业水平；对于在靠焊缝边缘的母材上有凹陷或沟槽的焊接缺陷，主要是因为焊接电流过大，焊丝送进速度太慢，这样就会导致电弧变长，这种情况会减小母材的有效截面积，其预防措施主要是根据焊接项目的规范要求，选择合适的电流参数和与之协调的焊丝送进速度，尽量使用短弧焊接。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边，提高自身的焊接技术。焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺陷，也称为烧穿，产生的主要原因是焊接电流过大，速度太慢导致电弧会在焊缝处停留时间较长，这就完全破坏了焊缝，使接头丧失联接及承载能力，预防措施可以采用较小的焊接电流同时采用合适的焊接速度。最为严重的缺陷是裂纹，它是焊接中绝对不允许出现的缺陷，它会引起焊接结构发生破坏性事故，其中延迟裂纹的危害最大。裂纹形成的原因主要是焊缝中S、P杂质含量高时，与铁形成低熔点的共晶物，该共晶物极易形成液态薄膜，也就是焊缝凝固过程中的薄弱晶界，焊接时由于不均匀的加热，焊接接头不可避免地要产生热应力，当焊缝金属承受的拉伸热应力大于液态薄膜的承受能力时，就会产生结晶裂纹，为了预防需要采用S、P含量低的母材与焊材；采用碱性焊条或焊剂，进行冶金脱硫、脱磷；尽可能采用小的焊接电流来防止产生中心线裂纹。
另外，施工人员还必须要不断提高自我的技能，增强整体的素质修养，跟随时代的变化不断的进行学习，对焊接中出现的缺陷进行总结，不断完善和避免。
四、结束语
综上所述，电站锅炉受热面管子安装焊接仍然是我国电站的一个重要问题，我们仍然要不断的学习和解决焊接中出现的缺陷，争取最大限度的避免缺陷的产生，最大程度的预防焊接中可能出现的问题，使发电站能够高效、安全的为人类服务！
