门焊接中常见缺陷的成因和预防措施

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２００９年第１２期（总第２５８期）

氽业科技‘：ｉ发展

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ＮＯ．１２，２００９

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Ｉ＇－１焊接中常见缺陷的成因和预防措施

千翠玲

（广西海河水利建设有限责任公司，广西

南宁５３００２３）

【摘要】闸门焊接是保证闸门密性和强度的关键。文章详细介绍了闸门焊接中常见缺陷的成因，并提出了预防措施

【关键词】闸门焊接；缺陷；预防措施

【中固分类号１ＴＶ６６３【文献标识码】Ａ【文章编号１１６７４－０６８８（２００９）１２—０１３５－０２

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闸门是用来控制水位、调节流量的，它是蓄水及引水建筑物中必不可少的组成部分。闸门焊接是保证闸门密性、强度以及质量的关键．是保证闸门安全运行和作业的重要条件。如果闸门焊接存在缺陷．就有ｕ了能造成结构断裂、渗漏。甚至引起灾难。闸门焊接缺陷种类很多，但常见的缺陷有变形、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合、裂纹等。正确认识这些缺陷的成因及危害性，才能提高焊接质量。

２气孔

气孔是指闸门焊接时，熔池中的气体未在会属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。气孔从其形状七可划分为球状气孔和条虫状气孔；从数苗上可划分为单个气孔和群状气孔。群状气孔又可划分为均匀分布气孔、密集状气孔和链状分布气孔。按气孔内气体成分分类，可划分为氢气孔、氮气孔、二氧化碳气孔、一氧化碳气孔、氧气孔等。熔焊气孔多为氢气

１变形

工件焊接后一般都会产生变形．如果变形量超过允许值，就会影响成品的正常使用。

焊接变形产生的原因：焊接受热或冷却不均匀，焊缝会属的收缩、金相组织的变化及焊件的刚性较大等。因为焊接时，焊件仪在局部区域被加热到高温，离焊缝愈近，温度愈高。膨胀也愈大。而焊接应力变形产生的根源是焊接受热不均，膨胀不自由．因而产生不均匀压缩塑性变形。如果Ｔ件板面较窄，厚度较薄，收缩阻碍较小，这种压缩塑性变形在随后的冷却收缩过程中就表现为焊缝宽度、长度方向的收缩变形。如果板面较宽。厚度较大。焊缝纵向的冷却收缩受到两侧冷金属的阻碍，就会对冷收缩金属产生拉伸作用，并在工件中残留较大的残余应力。如果焊接结构的刚度较大。焊缝的横向收缩受到较大的限制，则在这些结构中还残留巨大的拘束应力。当这些应力超过金属的屈服极限时，会产生焊接变形；当超过金属的强度极限时，则出现裂缝。

防止焊接变形的办法：采用合理的Ｔ艺手段，使焊接收缩能自由地释放．或互相抵消，或在焊接过程中消除。【作者简介ｌ王－ｇｓ＋．任职于广西海河水利建设有限责任公司。１３５

孔和一氧化碳气孑Ｌ。

产生气孔的主要原因：坡几边缘不清洁，有水分、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。另外．低氧犁焊条焊接时，电弧过长，焊接速度过快，或埋弧自动焊电ＪＫ过高等．也易在焊接过程中产生气孑Ｌ。气孔的存在使焊缝的有效截面减小。而且过大的气孔还会降低焊缝的强度．破坏焊缝金属的致密性。

预防产生气孔的办法：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹；严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料；不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊：巷锈蚀时，应严格控制使用范围；埋弧焊时。应选用合适的焊接ｒ艺参数．特别是薄板自动焊，焊接速度应尽口ｒ能小些。采用直流反接并用短电弧施焊；焊前预热，减缓冷却速度；用偏强的规范施焊。

３咬边

咬边是一种危险性很大的外观缺陷。它不但会减少焊缝的承压面积，而且在咬边根部往往形成较尖锐的缺口，造成应力

万方数据

集中，很容易形成应力腐蚀裂纹和应力集中裂纹。

产生咬边的原因：焊接电流过大、运条速度快、电弧托得太长或焊条角度不当等。另外，焊条与工件间角度不正确、摆动不合理、焊接次序不合理等也都会造成咬边。咬边减少了母材接头的工作截面，降低ｒ结构的承载能力，从而在咬边处造成应力集中。所以在重要的结构或受动载荷结构中。一般是不允许咬边存在的，或对咬边深度有所限制。

防止产生咬边的办法：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度，埋弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，焊机轨道要平整。

４夹渣

夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。夹渣会降低焊缝的强度和致密性。从夹渣的分布与形状上可划分为单个点状夹渣、条状夹渣、链状夹渣和密集夹渣等。

产生夹渣的原因：焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。还有，在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“煳渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。此外，进行埋弧焊封底时。焊丝偏离焊缝中心，也易形成夹渣。夹渣的危害与气孔相似，带有尖角的夹渣会产生尖端应力集中，尖端还会发展为裂纹源，危害较大。

防止产生夹渣的措施：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘．选用合适的焊接电流和焊接速度。运条摆动要适当。多层焊接时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，对每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。

５未焊透

未焊透指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。

产生未焊透的原因：焊接电流小、熔深浅，坡口和间隙尺寸不合理、钝边太大，焊条偏芯度太大．以及层间与焊根清理未焊透引起的应力集中所造成的危害．比强度下降的危害大得多，会严重降低焊缝的疲劳强度。未焊透可能成为裂纹源，是防止未焊透的基本方法：使用较大电流进行焊接。另外。焊角焊缝时，用交流电代替直流电以防止磁偏吹，合理设计坡口并加强清理，用短弧焊等措施，也可有效防止未焊透现象的产生。

６未熔合

焊接时，在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象．称为未熔合。

产生末熔合原因：手工电弧焊时．由于运条角度不当或产生偏弧。电弧不能良好地加热坡口两侧金属，导致坡口面金属未能充分熔化；在焊接时，由于上侧坡口金属熔化后产生下坠，影响下侧坡１３面金属的加热熔化。造成“冷接”。横接操

万方数据

作时。在上、下坡口面击穿顺序不对，未能先击穿下坡口后击穿上坡口，或者在上、下坡口面上击穿熔ｆＬ位置未能错开一定的距离，使上坡口熔化金属下坠产生黏接。造成未熔合。气焊时火焰能率小，氩弧焊时电弧两侧坡口的加热不均，或者坡口面存在污物等。

防止未熔合的措施：选择适宜的运条角度．焊接电弧偏弧时应及时更换焊条；合理选用焊接电流和速度；操作时注意观察坡口两侧金属熔化情况，使之熔合良好；横焊操作时，掌握好上、下坡口面的击穿顺序，保持适宜的熔孔位置和尺寸大小；气焊和氩弧悍时，焊丝的送进应熟练地从熔孔上坡口拉到下坡口。

７焊瘤

焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳、焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。

产生焊瘤的原因：钝边薄，间隙大。击穿熔孔尺寸大。由于焊接电流过大击穿焊接时电弧燃烧。加热时间过长，造成熔池温度增高。溶池体积增大．液态金属因自身重力作用下坠而形成焊瘤。焊瘤大多存在于平焊、立焊过程中。

防止产生焊瘤的主要措施：严格控制熔池温度．立、仰焊时，焊接电流应比平焊小１０％左右。使用碱性焊条时。应采用短弧焊接．保持均匀运条。选择合理的焊接规范，击穿焊接电弧加热时间不可过长。操作应熟练自如，运条角度适当。

８裂纹

焊接过程中或焊接以后，在焊接接头区域内出现的金属局部破裂叫裂纹。裂纹可能产生在焊缝上。也町能产生在焊缝两侧的热影响区，有时产生在金属表面，或产生在金属内部。裂纹是最危险的一种缺陷。它除了减少承载截面之外，还会产生严蕈的应力集中。在使用中裂纹会逐渐扩大。最后可能导致构件被破坏。所以，焊接结构中一般不允许存在这种缺陷，一经发现须铲去重焊。

按照裂纹产生的机理不同，裂纹可划分为热裂纹和冷裂纹２类。

（１）热裂纹指的是焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹。其特征是焊后它即可见．且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面。呈现氧化色彩，裂纹未端略呈圆形。产生热裂纹的原因：焊接熔池中存有

低熔点杂质。由于这些杂质熔点低．结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低，因此在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝同过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。此外，焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时．也易产生热裂纹。防止产生热裂纹的措施：一是严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度，适当

（下转第１５１页）

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不良等。未焊透减少了焊缝的有效截面积．使接头强度下降。造成焊缝破坏的莺要原因。

（２）平面控制网的等级划分为二、三、四、五等测角网、控制点作为起算数据。

竺竺＝兰苎竺二竺竺竺等凳竺光电测距导线网０各等级首级平面控制网适用范嗣按表１执行。

表１

各等级首级平面控制网适用范围

混凝土建筑物

二等二等

…ｒＨ５结语

为了保证水库工程质量管理和控制到位，必须蕈视和加强

工稗规模大型水利水电工程中删水利水电Ｉ．程小删水利水电Ｉ．程

ｌ：石建筑物

二、■等

施工前的测量工作，不仅须严格按照俅利水电工程施工测量

规范》（ｓＬ５２—９３）开展工作，而且应该将测量工作贯穿于整个施工过程，发现问题及时纠正和补测，对所属的单位工程、分部工程、单元工程分别进行质量管理和控制，使水库工程建

二、四等

五等

四、五等

（３）各种等级（二、三、四、五等）、各种类璎（测角网、测边网、边角网或导线）的平面控制网均可选为首级网。

（４）平面控制网的布设梯级可根据地形条件及放样需要决定。以１—２级为宜。但无论采用何种梯级布网，其最末级平面控制点相对于同级起始点或邻近高一级控制点的点位中误差应不超过±１０ｍｍ。

（５）首级平面控制网的起始点应选在水库轴线或主要建筑

设为广西的经济发展和社会进步作ｆ｝｛应有的贡献。固

参考文献

［１］彭程．２１世纪中国水电工程［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社。

２０ｆ）６－

［２］水利部．水利水电建设工程安全生产知识必读本［Ｍ］．北京：中

国水利水电出版社，２００５．

物附近，使最弱点远离水库轴线或放样要求较高的地区。

（６）独立的平面控制网，应利用勘测设计阶段布设的测图

［责任编辑：蒙薇］

（上接第１３６页）

提高焊缝形状系数，尽叮能采用小电流进行多层多道焊接，以避免焊缝中心产生裂纹；二是认真执行工艺规程。选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。

（２）冷裂纹是指焊缝金属在冷却过程或冷却以后．在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹。这类裂纹有町能在焊后市即出现，也有可能在焊后几小时、几天后才出现。冷裂纹产生的主要原因：接头承受有较大的拘束应力；焊缝中存在过量的扩散氢，且具有浓集的条件；在焊接热循环的作用下。热影响区生成了淬硬组织。防止产生冷裂纹的措施：谨防焊接材料（焊条、焊剂）受潮；选用低氢型焊条．减少焊缝中扩散氢的含量；仔细清理坡口边缘的油污、水分和锈迹。减少氢的来源；紧急后热处理，以去氢，消除内应力和淬硬组织回火，改善接头韧性；根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境

等。选择合理的焊接工艺参数和线能量，如焊前预热、焊后缓冷．采取多层多道焊接，控制一定的层闸温度等；采用合理的施焊程序及分段退焊法等，以减少焊接应力。

闸ｒＪ焊接施工是一门细活。焊接的质量充分反映操作者的职业道德。操作者应不断总结焊接的经验。注意吸取教训，从

而不断提高焊接的实际操作水平。囝

参考文献

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２００３：１０—２７．

［２］陈祝年．焊接工程师手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２，

［责任编辑：黄庆发】

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