焊接缺陷：常见类型、成因及解决方法

微小的焊接缺陷会影响疲劳寿命和密封性。“轻微”缺陷可能导致代价高昂的返工或现场故障。在生产过程中，缺陷通常以肉眼可见的迹象出现，例如焊趾凹槽、针孔或焊缝轮廓不良。但真正的风险在于肉眼无法看到的缺陷，例如侧壁未熔合或夹杂物，以及未完全形成的焊根熔透。在 Yonglihao Machinery，我们发现了一个常见的模式：缺陷很少是随机发生的，大多数缺陷都可以追溯到您可以控制的因素，例如接头准备、热输入、屏蔽和装配。本指南实用性强，可帮助您快速找到缺陷，并将其与最可能的根本原因联系起来。然后，您可以选择正确的检验方法和措施来防止缺陷再次发生。.

什么是焊接缺陷？

焊接缺陷是指超出规定限值的瑕疵。这些限值是针对特定标准或用途制定的。此类缺陷会降低零件的适用性。不连续性则不同，它是指任何偏离“理想”焊接状态的断裂。如果其仍在允许的范围内，则可能仍可接受。.

ISO术语通常这样使用：

实际上，“缺陷”和“不连续性”之间的选择还取决于其他因素，例如验收等级、使用条件和缺陷位置。这不仅仅取决于缺陷的名称。例如，装饰支架上的小表面孔隙可能可以接受，但同样的孔隙如果出现在高应力端附近，则可能被视为不合格品。良好的质量保证始于两个问题。首先，缺陷位于何处？是在根部、端面、热影响区还是内部？其次，零件在使用过程中将承受哪些载荷？可能是静载荷、循环载荷、压力或振动。一旦明确了这些问题，就可以始终如一地应用标准和计划。.

为什么会出现焊接缺陷？

大多数焊接缺陷源于各种因素的不匹配。这种不匹配体现在热输入、保护、清洁度和接头装配等方面。当其中任何一个因素不稳定时，都会产生可重复出现的缺陷特征。例如，过长的电弧容易导致咬边和飞溅；保护不良会导致气孔；装配不良会导致熔深不足或重叠；焊道间清洁不彻底则会导致夹渣。.

流程根本原因通常可分为五类：

• 设备和电力稳定性： 电流或电压漂移、触点磨损、回流路径不良或送丝不稳定。.
• 参数及热输入： 焊接速度、弧长、送丝速度和脉冲设置等因素都可能导致焊缝缺切、熔合不足或烧穿。.
• 材质及表面状况： 锈迹、氧化皮、油污、涂层、水分和氧化层。这些因素会导致孔隙率和夹杂物。.
• 联合设计与装配： 根部间隙、斜面、刃带和错位。夹紧不良也会导致穿透不完全、开裂或变形。.
• 技术与获取： 焊枪角度、伸出距离、摆动幅度、层间清洁和焊接顺序控制。这些在多道焊接作业中至关重要。.

在车间里，我们把夹具和装配视为一个“隐形参数”。如果零件配合不佳，操作员会进行调整，例如改变角度、速度和停留时间。这会导致偏差增大。在调整电流或电压之前，务必先锁定其他部件，确保夹紧、间隙、对准和操作通道畅通无阻。然后，记录实际的移动速度和伸出距离。这往往是找到根本原因的关键所在。.

焊接缺陷的主要类型

焊接裂纹

焊接裂纹是一种尖锐的断裂。它可以出现在焊缝金属、热影响区或母材中。它会形成高应力点，并可能迅速扩展。热裂纹与金属在约束条件下的凝固和冷却方式有关。冷裂纹通常与氢、硬质微观结构和应力有关。.

必须严格遵守裂纹控制规范。当接头受到约束、较厚或强度较高时，尤其需要严格遵守。对于服役关键部件，也必须严格遵守裂纹控制规范。细小的裂纹很少会“保持较小大小”。必须将裂纹去除直至露出完好的金属。必要时，必须验证预热和层间控制。使用清洁的耗材并控制冷却过程，以防止再次开裂。如果裂纹在同一区域重复出现，则应将其视为系统问题。这表明接头约束、氢致压控或热输入存在问题，而不仅仅是表面缺陷。.

底切

咬边是指焊趾处的凹槽，它会减小焊缝的有效横截面积，并增加疲劳敏感性。咬边通常发生在焊接速度过快或电弧长度过长时。焊枪角度不当也会导致焊缝边缘金属被冲走。.

防止咬边通常是一种“稳定性调整”，而非重新设计。缩短电弧长度并降低高压。稍微减慢焊接速度并保持焊枪角度稳定。这有助于焊趾获得足够的填充金属。如果咬边主要出现在一侧，请检查操作空间和装配情况。操作人员在空间狭窄时往往会向远离焊趾的方向倾斜。.

重叠

搭接是指焊缝金属在母材上滚动，且焊趾处未充分熔合。这通常是由于焊缝移动速度慢或焊趾处熔合能量不足造成的。此外，当熔池溢出焊趾时也会发生搭接。.

角焊缝和非标准位置焊缝更容易出现搭接。此时，熔池控制难度更大。可通过在一定范围内提高焊趾温度来改善润湿性。保持更短更紧凑的电弧。使用更精确的焊缝尺寸。保持焊接角度，使能量集中于焊趾，而不是向外扩散。.

孔隙度

气孔是指焊缝金属凝固过程中被困住的气体。它可以出现在表面或内部。零星分布的针孔通常表明焊缝保护存在问题或存在气流。聚集在焊缝起始和结束处的气孔则提示电弧稳定性问题或存在潮湿环境。“蠕虫状痕迹”可能意味着表面污染或焊缝保护层坍塌。.

气孔控制首先是一个清洁和屏蔽问题，其次才是一个参数问题。首先，请按照以下步骤操作：清洁金属表面，直至其光亮；保持耗材和接头干燥；确认气体类型并确保无泄漏；保护工作区域免受气流影响；保持喷嘴伸出长度一致，使气杯能够有效屏蔽熔池。一旦这些参数稳定下来，即可微调焊接速度和热输入。这有助于气体在金属凝固前逸出。.

夹渣

焊渣夹杂是指焊缝中夹杂的非金属物质。这种情况常见于焊剂焊接工艺或多层焊接之间。通常的原因是焊道间清理不彻底。此外，焊缝位置不佳或焊缝温度过低导致焊渣无法浮出也会导致焊渣夹杂。.

如果在焊道间出现焊渣，应将清理视为必要步骤，而不要仅仅“有空时”才清理。改善焊缝的通行条件，确保足够的加热量使焊渣能够浮出。设置焊缝凸缘，避免形成容易滞留焊渣的空隙。如果侧壁再次出现夹杂物，请检查焊缝的几何形状和角度。焊渣常常隐藏在尖角处。.

不完全融合

未熔合是指焊缝金属没有与母材完全熔合。这种情况可能发生在焊缝侧壁或焊道之间，通常隐藏在“美观的焊缝”背后。表面可能已经熔化，但侧壁实际上并未熔化。.

常见的触发因素是熔合线温度过低。这可能是由于焊接速度过快、焊枪角度错误或焊枪伸出长度过长造成的。污染或焊缝位置不当导致熔池流速超过电弧也是原因之一。除非界面熔化，否则添加填料无法解决熔合问题。应将能量集中到侧壁或根部。修正接头几何形状并确保焊接通道畅通。对于关键接头，应使用正确的检测方法进行验证。.

未完全渗透

焊缝未完全熔透是指焊缝根部未能完全穿透接头。这通常是由于根部几何形状过小或焊缝未对准造成的。根部间隙不足或根部加热不足也可能是造成焊缝未熔透的原因。.

如果熔深始终不足，通常问题出在接头几何形状和焊枪位置上，而不是“增加焊缝次数”。要检查根部开口、斜面和对齐情况，确保焊条指向根部，这样才能保证根部表面熔化并牢固连接。.

烧穿

烧穿是指焊缝完全熔穿母材而形成的孔洞。这种情况通常发生在较薄的截面或较大的间隙处。过高的热输入、过慢的焊接速度或装配不良是造成烧穿的常见原因。.

烧穿控制始于装配和约束。确保间隙闭合，正确夹紧，并在必要时使用衬垫。然后，调整参数。降低热输入并缩短停留时间。保持稳定的移动速度，避免局部过热。对于薄板而言，稳定的间隙控制通常比微小的参数调整更为重要。.

如何检测焊接缺陷？

检测焊接缺陷的方法是，根据缺陷位置选择合适的检测方法。缺陷可能位于表面、近表面或内部。一个好的检测计划始于一个问题：我们要预防哪种失效模式？泄漏和压力边界需要对气孔和夹杂物高度敏感。疲劳载荷作用下的接头需要检查趾部裂纹、咬边和未熔合。厚焊缝、多道焊缝需要检查内部缺陷。首先进行目视检测 (VT) 以发现常见的外部问题。然后，当风险需要更高的确定性时，使用无损检测 (NDT)。.

VT（视觉测试）： 这种方法可以发现裂纹、倒角、重叠、飞溅和烧穿。根据需要使用合适的照明和放大倍率。根据标准测量发现的缺陷。缺陷的大小和位置比是否存在更重要。.

一条实用的原则是：如果故障后果严重，不要仅仅依赖VT（视觉检测）。要使用能够“看到”接头几何形状中预期缺陷的方法。.

维修基础知识：何时打磨、重焊或报废

良好的缺陷修复是一个闭环过程。首先，彻底清除缺陷迹象。其次，在受控条件下进行重新焊接。第三，重新检查以确认其符合要求。大多数修复失败的原因有两个：一是缺陷只是被掩盖而没有完全消除；二是重新焊接前没有解决根本原因。跳过任何一个步骤都会导致修复后再次出现缺陷。.

典型的维修逻辑：

• 去除金属声： 打磨或凿除裂缝、熔渣或未熔合区域。避免仅仅对表面进行抹平。.
• 可控重焊： 恢复稳定的屏蔽、接头状态和各项参数。避免无计划地叠加热量。.
• 重新检查： 至少应使用VT方法。根据标准或风险等级，必要时可使用其他无损检测方法。.

什么情况下应该拒收零件而不是进行修补？如果去除部分厚度超过最小要求，或者导致关键几何形状变形，则应拒收。此外，如果反复修补表明工艺不稳定，也应拒收。一次干净的修补是可以接受的，但反复修补则表明工艺存在问题。.

预防清单

预防的最佳方法是标准化导致缺陷的各项因素。这些因素包括清洁度、装配、参数和焊接顺序。我们首先着重于减少变异。变异会造成难以控制的“随机缺陷”。如果两名操作员使用不同的焊枪伸出长度、焊接速度和焊枪角度，即使设置相同，焊接效果也不会相同。.

焊接准备检查清单（快速高效）：

• 表面： 清除电弧工作区域内的油污、油漆、锈迹或氧化物。保持耗材干燥。.
• 装配： 检查根部间隙、斜面和对齐情况。用夹具控制移动。.
• 屏蔽： 确认燃气类型、流量是否稳定以及连接处是否漏气。注意防风。.
• 参数： 确定电流、电压、送丝速度和移动速度的稳定范围。避免凭感觉“追赶”。.
• 技术： 使用一致的焊枪角度、伸出距离和电弧长度。进行多道焊接时，每道焊缝之间都要进行清理。.
• 加热和顺序： 必要时控制层间温度。采用能减少变形和裂纹的轧制顺序。.

如果某种缺陷类型很常见，例如气孔，则首先要解决其根本原因。这通常是清洁度或屏蔽问题。在调整设置之前，务必先解决这些问题。参数更改无法修复受污染的基材或屏蔽泄漏。.

结论

如果您想减少焊接缺陷，不要一开始就强调“加强检验”。无论您是从事一般制造还是提供焊接服务。 专业焊接服务, 首先，要确保装配稳定、表面清洁、输入参数可控。在 Yonglihao Machinery 焊接工艺中，最快取得成效的方法就是遵循简单的步骤。首先，确保接头准备和夹紧牢固。其次，验证屏蔽完整性。第三，记录稳定的参数范围。第四，执行层间清洁等基本操作。最后，使用 VT 和合适的无损检测方法来确认结果，而不是猜测。当您将缺陷视为输入参数不稳定的信号时，焊接质量就变得可预测了。.

常问问题

生产中最常见的焊接缺陷有哪些？

裂纹、气孔、咬边、重叠、夹渣和未熔合是最常见的缺陷。它们反复出现是因为它们与可控因素密切相关。这些可控因素包括装配、清洁度、防护和热输入。在更改工艺流程之前，应先稳定这些因素。.

如何快速区分车间现场的“缺陷”和“不连续性”？

没有验收标准就无法做出决定。“缺陷”是指超出零件使用限度的不连续性。确定缺陷类型和尺寸，然后将其与验收等级进行比较。位置和使用负荷可能会影响最终决定。.

即使通气，通常是什么原因导致孔隙率出现？

大多数气孔是由于污染或屏蔽层覆盖不足造成的，而不仅仅是“气体不足”。检查是否有油污、潮气或油漆。注意是否存在气流、泄漏和不正确的伸出长度。不稳定的电弧条件也会影响屏蔽效果。.

如何最快地减少底切？

缩短电弧长度。降低过高的电压。保持焊枪角度稳定，使焊嘴底部有焊丝支撑。如果焊点在同一位置反复出现缺口，则需改善操作空间或夹具。操作空间不足常常会导致角度过大，从而造成缺口。.

对于内部缺陷，我应该何时选择超声检查（UT）而不是放射治疗（RT）？

当怀疑存在平面缺陷（例如未熔合）时，请选择超声波检测 (UT)。当主要关注体积缺陷（例如孔隙或熔渣）时，请选择射线检测 (RT)。接头几何形状、检测通道和缺陷方向也很重要。“最佳”方法是能够可靠地找到预期缺陷的方法。.