淺談手工下向焊接質(zhì)量影響因素

一、斷裂型缺陷——裂紋

裂紋是一種具有尖銳端頭且開口位移長(zhǎng)，闊比極高的斷裂型缺陷。它是焊接質(zhì)量最致命的一筆，是不允許出現(xiàn)的。它最基本的形成機(jī)理是焊縫金屬或母材的塑性較低，拘束較高，使局部應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度。凡是引起焊縫或熱影響區(qū)低塑性和高拘束的因素，如冷卻速度、合金元素含量高，輸入熱不足，焊條選用不當(dāng)?shù)榷伎赡軐?dǎo)致裂紋。手工下向焊接出現(xiàn)的裂紋主要出現(xiàn)在根焊道處，除以上原因外，它還與天氣溫度、環(huán)境潮濕度、焊接速度、組對(duì)應(yīng)力等因素有關(guān)。由于產(chǎn)生裂紋的多因素，其與操作的影響也有不同理解：

1、焊接速度掌握不好。焊接速度過大，即焊條拖的太快，將使輸入熱過小，冷卻速度太快，產(chǎn)生淬硬組織，使得產(chǎn)生裂紋的傾向性增大。而速度過小即焊條拖的太慢，熱影響區(qū)的晶粒粗大，降低抗裂性，也使得產(chǎn)生裂紋的傾向性增大。焊接時(shí)焊接速度的大小可通過一根焊條所焊焊縫長(zhǎng)度來(lái)控制。如下向焊根焊時(shí)，一根直徑為3.2mm焊條焊625px左右的焊縫較合適，當(dāng)然對(duì)不同位置不同焊條應(yīng)視情況而定。

2、焊接次序不當(dāng)。不適當(dāng)?shù)暮附哟涡虺３?huì)引起應(yīng)力集中，增大裂紋產(chǎn)生傾向。例如：管道的周向焊接采用連續(xù)或同向焊接都不利于焊接過程中的應(yīng)力疏散，應(yīng)采用放射交叉式的焊接次序不分散應(yīng)力的集中，也就是說(shuō)，一般情況下每層焊道的焊接采用對(duì)稱施焊，尤其是根部焊接應(yīng)尤為注意。

3、收弧方法不當(dāng)。收弧時(shí)如果斷弧或熄弧太快，沒使弧坑填滿，將導(dǎo)致弧坑處急劇冷卻，應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。

4、焊后打磨方法不當(dāng)。根焊道打磨是一道非常關(guān)鍵的工序，但打磨不均勻或使用方法不當(dāng)，將使焊縫局部溫度過高，產(chǎn)后熱裂紋。例如：焊工在對(duì)管道根焊縫進(jìn)行清根時(shí)，因在根部局部位置打磨停留時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)致使該處溫度過高產(chǎn)生根部裂紋；若局部位置打磨較溥或較厚時(shí)都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生缺陷發(fā)生的可能。

5、施工環(huán)境溫度低、濕度大。如遇陰雨天氣、地下水位淺的條件，受外界溫度較低、濕度大的影響，下向焊的根焊極易產(chǎn)生裂紋，例如在水田、水塘、河流等地段，稍不注意根焊道就會(huì)出現(xiàn)裂紋，在此類地段焊接尤其注意要在確保管口內(nèi)外沒有水的前提下，根焊前管口熱溫度要高且保持持續(xù)，管口組對(duì)無(wú)應(yīng)力。

二、熔合性缺陷——?dú)饪?span>

氣孔的產(chǎn)生是因?yàn)楹附舆^程中熔池內(nèi)氣泡在熔融金屬凝固時(shí)未能及時(shí)逸出面殘留下來(lái)所形成的孔洞。它是焊縫中的主要缺陷之一、更是焊縫缺陷的多發(fā)現(xiàn)象。它削弱金屬的機(jī)械性能，降低了焊縫的致密性。氣孔的形成主要是因?yàn)楹附舆^程中存在各種氣體，當(dāng)焊接熱源使溶滴與熔池液體金屬過熱，氣體將過飽和地溶解于溶池金屬內(nèi)，隨著焊接熱循環(huán)急速冷卻，溶解度下降而析出，這些氣體來(lái)不及從熔融金屬中逸出從而導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。操作不當(dāng)對(duì)氣孔的產(chǎn)生有著多方面的影響：

1、焊前坡口或母材的油污、水銹沒有清理干凈，焊接時(shí)油污、水銹產(chǎn)生大量氣體過飽和溶解于熔融金屬內(nèi)，以致產(chǎn)生氣孔。在管道組對(duì)前清除管口內(nèi)外壁約30mm范圍內(nèi)的粘結(jié)物，確保每材的光澤度，可有利避免此類問題的發(fā)生。

2、焊條角度不當(dāng)。焊條在燃燒時(shí)，藥皮產(chǎn)生大量的氣體保護(hù)熔池。當(dāng)焊條角度不當(dāng)時(shí)，藥皮產(chǎn)生的氣體對(duì)熔池的保護(hù)作用下降，使大氣中的惰性氣體浸入熔池，產(chǎn)生氣孔。焊條角度的選擇要根據(jù)焊接位置的不同而變化，如平焊時(shí)要與主材接近垂直，而立焊時(shí)要稍微后傾，其目的是要盡量好地保護(hù)熔池，盡可能地利于氣體析出。

3、焊接時(shí)，電弧沒能壓緊，即電弧過長(zhǎng)，使藥皮產(chǎn)生的氣體對(duì)熔池的保護(hù)作用下降，從而產(chǎn)生氣孔。焊接時(shí)電弧控制高度根據(jù)焊接速度略有不同，但基本位置應(yīng)控制高出焊道3~5mm。

4、焊接時(shí)電流選取不當(dāng)。電流過大將使藥皮過熱分解失去保護(hù)作用，導(dǎo)致氣孔。電流過小，焊縫泠卻速度過快，氣體不及逸出，導(dǎo)致氣孔的出現(xiàn)。

5、運(yùn)條方法不當(dāng)，焊接時(shí)焊條擺動(dòng)方法不當(dāng)或擺動(dòng)不均勻，使氣體難以排出使得焊道兩側(cè)達(dá)不到熔化溫度，使焊縫金屬與母材之間溫差較大，并使填充金屬與基本金屬不能混合均勻而產(chǎn)生咬邊。

四、焊后熔渣——夾渣

夾渣指焊后殘留在焊縫中的熔渣，它消弱了焊縫的有效截面而降低焊縫的機(jī)械性能，同時(shí)還會(huì)引起應(yīng)力集中，易使焊縫結(jié)構(gòu)遭受破壞。夾渣的形成主要是因?yàn)楹缚p中的熔融金屬在熔渣沒浮出之前凝固，使熔渣存于焊縫中。避免夾渣的操作應(yīng)注意：

1、運(yùn)條時(shí)焊條角度不當(dāng)，使熔渣與鐵水分不清，不利熔渣浮出，被覆蓋在焊縫金屬下面形成夾渣。

2、層間焊縫表面清理不干凈。前道焊縫的波紋上的熔渣，特別是焊波兩側(cè)咬邊或較深凹形溝槽內(nèi)的熔渣，在清理打磨時(shí)不徹底，下層焊道焊接時(shí)又未將其熔化，就會(huì)產(chǎn)生條狀?yuàn)A渣。

3、運(yùn)條速度太快，使凝固速度過快，熔渣來(lái)不及浮出而形成夾渣。下向焊接時(shí)通常不會(huì)出現(xiàn)此類現(xiàn)象，但對(duì)于控制焊接速度不當(dāng)、擺協(xié)時(shí)快時(shí)慢的操作手來(lái)說(shuō)，也會(huì)時(shí)常出現(xiàn)此問題。

4、 焊接電流過大，使熔池的溫度較低，使熔渣來(lái)不及在焊縫金屬內(nèi)的溶解度減小，流動(dòng)性變差，不易排出，形成夾渣。

五、根部未熔合——未焊透

未焊透指焊接時(shí)根部未完全熔透。它直接降低了接頭的機(jī)械性能。同時(shí)未焊透處的缺口及端部是應(yīng)力集中點(diǎn)，承載后易形成裂紋。它主要是由于焊接電流過小，焊接速度過快，坡口角度太小，鈍邊太厚，間隙太窄等原因，使接頭根部輸入熱不足，無(wú)法將根部熔化，形成未焊透。它主要與以下幾種操作有關(guān)：

1、焊接電流選得太小，使輸入熱不足，無(wú)法將根部熔化。

2、運(yùn)條速度太快，使焊縫的焊接能量減小，從而減小了輸入熱，使根部不熔合。

3、操作時(shí)電弧太長(zhǎng)，使電弧的能量分散，熔池溫度下降，無(wú)法將根部熔合。

4、極性接反導(dǎo)致未焊透，采用直流反接法將陰極區(qū)溫度提高，易于焊透。

5、運(yùn)條時(shí)焊條角度不對(duì)，以致熔化金屬與母材之間不充分熔合；此外焊接角度不當(dāng)而焊偏形成未焊透。