焊接技术中常见的缺陷、检验及解决案例

周祥

江苏金鼎节能技术股份有限公司 江苏 徐州 221000

摘要：我国经济建设的快速发展离不开国家政策的扶持及各行业的支持，才有了如此巨大的成果。在机械制造过程中，焊接是最常用和关键的环节之一，在保证机械整体结构强度的同时能够简化机械结构的复杂程度。然而焊接结构中容易产生焊接缺陷。焊接缺陷是在焊接过程中由于内在或外在的原因，导致焊缝位置出现质量问题，焊接缺陷对机械整体强度有非常不利的影响。

关键词：焊接技术；常见缺陷；检验及其解决措施

引言

科学技术的快速发展给予了我国各行业新的发展机遇和发展方向，为我国经济建设的快速发展奠定基础，现代机械制造业对于行业内部的生产工作有明确的要求，同时也要足够积极，并且主动的和目前的生产技术相互结合起来，从而改善比较传统的生产作业方式当中，所存在的一些问题，解决焊接技术中常见的缺陷，不但能够克服传统焊接技术方面存在的效率不高的问题，以及质量不佳的问题，同时也可以让机械制造业发展的效果变得更加优质。

1焊接技术中常见的缺陷

1.裂纹，裂纹是焊接结构中最危险的缺陷，常易造成突然破坏，是评定焊接结构安全性的重要指标之一。裂纹按照产生的温度范围来分，可分为热裂纹、冷裂纹及再热裂纹。2.气孔，焊接时，熔池中的气体在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴。气孔按其分布情况可分为焊接内部气孔和表面气孔两类。气孔不但会影响焊缝的连续性和致密性，而且将减少焊缝的有效面积，同时也会带来应力集中，从而降低金属的强度和韧性，对动载强度和疲劳强度更为不利。3.夹杂和夹渣，是指残留在焊缝金属中由冶金反应产生的非金属夹杂物、氧化物及残留的熔渣。4.咬边，咬边缺陷是指板材焊接后在焊缝的两侧边缘出现凹陷，这种缺陷产生的原因主要是焊接过程的操作不当，使焊条与基体材料发生较大的接触。咬边缺陷对焊接质量也有重要影响，它会降低焊材的应力界面，在咬边区域出现横截面的突变，产生应力集中现象。5.其他焊接缺陷，如未焊透、未熔合、烧穿、焊瘤、弧坑等缺陷。

2焊接检验概述

焊接检验是全面质量管理科学和无损评定技术机密结合的领域，其先进的检测方法及仪器设备、严密的组织管理制度和较高素质的焊接检验人员，是实现焊接工业产品质量控制、安全运行的重要保证。焊接检验过程，基本由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验、安装调试质量检验和产品服役质量检验等五个环节组成。焊接检验能确保焊接结构制造质量，使产品质量得到可靠的保证。

3焊接检验过程控制

3.1焊前检验 焊前应对母材，焊接材料，焊接工装及设备，焊接人员，焊接环境等进行检查、审核和确认。现场确认坡口形式、组对间隙、错边量、及坡口附近的清洁度、焊接试板等应符合图纸及焊接工艺要求。

3.2 焊接过程检验 检查焊接方法是否正确，母材和焊材是否匹配，检查焊接电流、电压及焊接速度、气体流量、焊缝层间温度、焊接顺序、焊缝表面质量等是否符合工艺要求。

3.3 焊后检查 对焊缝进行外观检查，包括对焊缝表面缺陷检查、焊接接头表面清理质量检查、焊缝尺寸偏差检查，重点检查焊缝是否漏焊以及起弧、收弧等部位。依据无损检测工艺对焊缝进行无损检测。对焊接试板进行力学性能检验、金相检验、焊缝晶间腐蚀检验等。最后根据图纸、工艺等对产品进行水压试验、气压试验等。

4焊接的缺陷检验方法

4.1.UT超声波探伤，超声波探伤设备的探头发射一定频率的超声波，超声波进入焊接区域后当遇到缺陷时会产生回波信号，通过分析超声波探伤仪的回波信号，就可以确定焊接区域出现的缺陷类型。

4.2.RT射线探伤是利用射线的衰减特性进行缺陷检测的方法，当焊接区域中存在缺陷时，该位置的射线能量衰减出现突变，通过分析RT探伤仪的射线衰减曲线就可以确定焊接区域出现的缺陷类型，RT探伤检验可以有效发现焊接区域中出现的夹渣、气孔等缺陷，且准确度比UT探伤更高。

4.3.MT磁粉探伤是利用电磁现象检测工件表面缺陷的无损探伤方法之一，主要用于检测铁磁性材料和工件表面或近表面裂纹以及其他一些缺陷。经磁粉探伤机磁化后的铁磁性工件内部存在磁场，而在工件表面缺陷处形成漏磁场，将会吸附磁粉探伤机中磁悬浮液的磁粉，形成磁痕，从而显示出工件表面缺陷。

4.4.PT 渗透探伤，是利用带有荧光染料（荧光法）或红色染料（着色法）渗透剂的渗透作用，显示缺陷痕迹的无损检测法。渗透探伤适用表面开口缺陷（裂纹、针孔）。

4.5 TOFD 衍射时差法超声检测，是采用一发一收探头对工作模式、主要利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷位置及尺寸的一种超声检测方法。

4.6 涡流探伤 是利用交变磁场在导电材料中所感应涡流的电磁效应评价被检工件的无损检测方法，被检工件中涡流分布于深度的关系遵循物理规律，涡流密度随着深度的增加而快速衰减。

4.7 其他探伤方法，有目视检测、泄露检测、声发射检测、X射线数字成像检测、漏磁检测、脉冲涡流检测等。

5案例分析

5.1在集装箱框架的焊接过程中，框架材质：Q345D,规格12mm。焊接方法：FCAW,焊丝采用林肯E71T-1C,φ1.2mm。电流：220A,电压：25V，层间温度≤250℃，保护气体：CO₂，气体流量：12-15ml/min。焊接完成后，经UT检测，多次发现焊缝中部有不连续气孔。经对现场检查，发现焊工误用了80%CO2+20%Ar的混合气。改用CO₂ 保护气后，就没有再出现这种问题。

5.2电站锅炉过热器集箱材料为：12Cr1MoV,壁厚16mm。焊接方法：GTAW+SMAW。焊材：HO8CrMoVA φ2.4mm，R317 φ4.0mm。层间温度≤200℃。该材料对冷裂纹敏感性较大，焊接完成后应立即进行整体焊后热处理。因整体热处理需进行外协，不能立即进行热处理。则对部件补加了后热工序，在焊后立即进行了后热处理，后热温度300℃～350℃，保温时间1h。在焊后24小时后，对其进行RT无损检测，未发现延迟裂纹等缺陷。该设备投产五年来，未出现质量问题。

结语

机械制造等承重结构均采用钢板焊接的加工工艺，焊接质量直接决定了机械制造的强度和安全性。严格按照标准规范及工艺要求生产、检验对于改善机械制造焊接质量有重要的意义。

参考文献

[1]沈华,张建兵,黄逸怡.超大型集装箱船厚板焊接技术改进及TOFD与PAUT联合探伤技术的运用[J].中外船舶科技,2019,116(1):6–14.

[2]张磊磊,陈心一,于清宇,等.分析焊接缺陷X射线自动检测技术[J].化工中间体,2018(10):79–80.