1、单元二焊 接 缺 陷2.1 焊接缺陷的概念及分类 一、焊接缺陷的概念一、焊接缺陷的概念 从晶体学的角度来讲，与理想的完整金属点阵相比，实际金属的晶体结构中出现差异的区域称为缺陷缺陷。缺陷的存在使金属的显微组织、物理化学性能以及力学性能显示出不连续性。在焊接接头中的不连续性、不均匀性以及其他不健全等欠缺统称焊接缺欠焊接缺欠。在焊接结构（件）中要获得无缺欠的焊接接头，在技术上是相当困难的，也是不经济的。只有当焊接缺欠的程度极其严重，以致超出产品的质量标准或规范规定的极限时才予以考虑。因此，把焊接过程中在焊接接头中产生的不符合标准要把焊接过程中在焊接接头中产生的不符合标准要求的焊接缺欠称为焊接缺陷。
2、求的焊接缺欠称为焊接缺陷。二、焊接缺陷的分类二、焊接缺陷的分类1按国家标准分按国家标准分 根据 GB/T6417.1-2005金属熔化焊接头缺欠分类及说明，可将熔化焊缺陷分为六类：第一类裂纹第一类裂纹第二类孔穴。第二类孔穴。第三类固体夹杂。第三类固体夹杂。第四类未熔合及未焊透。第四类未熔合及未焊透。第五类形状和尺寸不良。第五类形状和尺寸不良。第六类其他缺陷。第六类其他缺陷。2按表现分按表现分分类名称成形缺陷咬边、焊瘤、成形不良、余高过大、焊脚不足、未焊透、错边、残余应力及变形接合缺陷裂纹、气孔、未熔合性能缺陷硬化、软化、脆化、耐蚀性恶化、疲劳强度下降3按主要成因分按主要成因分分类名称构造缺陷构
3、造不连续、缺口效应、焊缝布置不良引起的应力与变形、错边工艺缺陷咬边、焊瘤、未熔合、未焊透、烧穿、未焊满、凹坑、夹渣、电弧擦伤、成形不良、余高过大、焊脚尺寸不合适冶金缺陷裂纹、气孔、夹杂物、性能恶化4按影响断裂的机制分按影响断裂的机制分l平面型缺陷（裂纹、未熔合和线状夹渣等）l体积型缺陷（气孔和圆形夹渣等）2.2 焊接缺陷的特征、分布及产生因素一、焊接缺陷的特征及分布一、焊接缺陷的特征及分布 （一）焊缝裂纹（一）焊缝裂纹 1.焊缝裂纹的特征和分类焊缝裂纹的特征和分类名称名称特特 征征分分 布布横向裂纹裂纹长度方向基本上与焊缝轴线相垂直位于焊缝金属中、热影响区中和母材金属中纵向裂纹裂纹长度方向基本
4、上与焊缝轴线相平行位于焊缝金属中、熔合线上、热影响区中以及母材金属中弧坑裂纹形貌有横向、纵向或星形位于焊缝收弧弧坑处放射状裂纹具有某一公共点向四周放射的裂纹位于焊缝金属中、热影响区中以及母材金属中枝状裂纹由某一公共裂纹派生的一组裂纹，形貌呈树枝状间断裂纹裂纹呈断续状态微观裂纹在显微镜下才能观察到各种裂纹的外观形貌各种裂纹的外观形貌热影响区裂纹；纵向裂纹；间断裂纹；弧坑裂纹；横向裂纹；枝状裂纹；放射状裂纹2按裂纹的形成温度来分按裂纹的形成温度来分热裂纹热裂纹冷裂纹冷裂纹再热裂纹再热裂纹 结晶裂纹结晶裂纹液化裂纹液化裂纹高温失塑裂纹高温失塑裂纹氢致裂纹氢致裂纹淬火裂纹淬火裂纹层状撕裂层状撕裂 工件
5、焊接后，若再次被加热（如消除应力热处理、多层焊或使用过程中被加热）到一定温度而产生的裂纹称为再热裂纹。焊接接头冷却到 Ms 温度以下时形成的裂纹称为冷裂纹。在固相线附近的高温区形成的裂纹称为热裂纹，主要发生在晶界处。结晶裂纹的形态分布结晶裂纹的形态分布多层焊层间的液化裂纹多层焊层间的液化裂纹沿焊缝中心线分布沿焊缝中心线分布倾斜分布倾斜分布焊接接头中的焊趾裂纹焊接接头中的焊趾裂纹焊道下裂纹焊道下裂纹焊接接头中的焊根裂纹焊接接头中的焊根裂纹焊缝内的焊根裂纹焊缝内的焊根裂纹热影响区的焊根裂纹热影响区的焊根裂纹（二）（二）孔孔 穴穴缩缩 孔孔气气 孔孔球形气孔均布气孔链状气孔条形气孔虫行气孔表面气孔局
6、部密集气孔结晶缩孔微缩孔枝晶间微缩孔弧坑缩孔孔孔 穴穴均布气孔的分布形态图均布气孔的分布形态图局部密集气孔局部密集气孔链状气孔链状气孔条形气孔条形气孔虫形气孔虫形气孔熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。1气孔气孔2缩孔缩孔 因熔化金属在凝固过程中收缩而产生的残留在熔池中心部位的孔穴称为缩孔。弧坑缩孔弧坑缩孔结晶缩孔结晶缩孔（三）固（三）固 体体 夹夹 杂杂在焊缝金属中残留的固体杂物称为固体夹杂。1夹渣2焊剂夹渣3氧化物夹杂4皱褶5金属夹杂线状夹杂线状夹杂孤立夹杂孤立夹杂其他形式的夹杂其他形式的夹杂（四）未熔合及未焊透（四）未熔合及未焊透 1 1未熔合未熔合 在焊缝金属和
7、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未焊透未焊透 焊接时，母材金属之间未被电弧熔合而留下的空隙称为未焊透。一般出现在单面焊的坡口根部、双面焊的坡口钝边之间，如图所示。未焊透会造成较大的应力集中，往往从其末端产生裂纹。（五）形状和尺寸不良（五）形状和尺寸不良 形状和尺寸不良是指焊缝的外表面形状或接头的几何形状不良或与原设计的几何形状出现了偏差。1咬边咬边 由于焊接参数选择不当或操作工艺不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。2焊瘤焊瘤 焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤称为焊瘤。焊瘤存在于焊缝表面，在其下面往往伴随着未熔合、未
8、焊透等缺陷。由于焊缝填充金属的堆积，使焊缝的几何形状发生变化而造成应力集中。3烧穿和下塌烧穿和下塌 焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷叫烧穿。穿过单层焊缝根部或在多层焊接接头中穿过前道熔敷金属塌落的过量焊缝金属称为下塌。4错边和角变形错边和角变形 由于两个焊件没有对正而造成板的中心线平行偏差称为错边。当两个焊件没有对正而造成它们的表面不平行或不成预定的角度称为角变形。5焊缝尺寸、形状不合要求焊缝尺寸、形状不合要求 焊缝的尺寸缺陷是指焊缝的几何尺寸不符合标准的规定。焊缝形状缺陷是指焊缝外观质量粗糙，鱼鳞波高低、宽窄发生突变，焊缝与母材非圆滑过渡等。（六）其（六）其 他他 缺缺 陷
9、陷 1电弧擦伤电弧擦伤 在焊缝坡口外部引弧时产生于母材金属表面上的局部损伤。2飞溅飞溅 熔焊过程中，熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象称为飞溅。二、焊接缺陷的产生原因二、焊接缺陷的产生原因 产生焊接缺陷的过程是十分复杂的，既有冶金的原因，又有应力和变形的作用。产生焊接缺陷的原因也是多方面的，对于不同的缺陷而言，影响因素也不相同，归纳起来有材料因素材料因素、结构因素结构因素和工艺因素工艺因素三方面（见表2-7）。2.3 焊接缺陷的危害及对质量的影响一、焊接缺陷的危害一、焊接缺陷的危害 据统计，在世界上各种焊接结构的失效事故中，除少数是属于设计不合理、选材不当和操作上的问题之外，绝大多数是由焊接
10、缺陷，特别是焊接裂纹所引起的。1994年10月美国俄亥俄州煤气公司液化天然气球形贮罐发生连锁式爆炸；据英国1965年统计，压力容器在役期间发生破坏的台数共计132台，其中由于存在焊接裂纹而导致破坏的就有118台，约占破坏总数的 89.3%；据日本神奈川县1978年的调查，19581978年日本共生产各种球罐210 台，经检查有152台出现裂纹，约占球罐总数的73；1968年 4月，日本德山县1台2226m3的球形贮罐在水压试验时发生脆断，整个球罐断塌；我国1979年发生了3次球罐断裂事故，破坏球罐 8台。二、二、焊接缺陷对质量的影响焊接缺陷对质量的影响焊接缺陷对质量的影响主要是对结构负载强度和耐腐蚀性能的影响。1焊接缺陷引起的应力集中焊接缺陷引起的应力集中2焊接缺陷对静载强度的影响焊接缺陷对静载强度的影响3焊接缺陷对脆性断裂的影响焊接缺陷对脆性断裂的影响4焊接缺陷对疲劳强度的影响焊接缺陷对疲劳强度的影响5焊接缺陷对应力腐蚀开裂的影响焊接缺陷对应力腐蚀开裂的影响
