埋弧焊時(shí)可能產(chǎn)生的主要缺陷，除了由于所用焊接工藝參數(shù)不當(dāng)造成的熔透不足、燒穿、成形不良以外，還有氣孔、裂紋、夾渣等。本節(jié)主要敘述氣孔、裂紋、夾渣這幾種缺陷的產(chǎn)生原因及其防止措施。
1. 氣孔
埋弧焊焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因及防止措施如下：
1)焊劑吸潮或不干凈焊劑中的水分、污物和氧化鐵屑等都會(huì)使焊縫產(chǎn)生氣孔，在回收使用的焊劑中這個(gè)問題更為突出。水分可通過烘干消除，烘干溫度與肘間由焊劑生產(chǎn)廠家規(guī)定。防止焊劑吸收水分的最好方法是正確肋儲(chǔ)存和保管 6 采用真空式焊劑回、收器可以較有效地分離焊劑與塵土，從而減少回收焊劑在使用中產(chǎn)生氣孔的可能性。
2)焊接時(shí)焊劑覆蓋不充分由于電弧外露并卷入空氣而造成氣孔。焊接環(huán)縫時(shí)，特別是小直徑的環(huán)縫，容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象，應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止焊劑散落。
3)熔渣粘度過大 焊接時(shí)溶入高溫液態(tài)金屬中的氣體在冷卻過程中將以氣泡形式溢出。如果熔渣粘度過大，氣泡無法通過熔渣，被阻擋在焊縫金屬表面附近而造成氣孔。通過調(diào)整焊劑的化學(xué)成分，改變?nèi)墼恼扯燃纯山鉀Q。
4)電弧磁偏吹焊接時(shí)經(jīng)常發(fā)生電弧磁偏吹現(xiàn)象，特別是在用直流電焊接時(shí)更為嚴(yán)重。電弧磁偏吹會(huì)在焊縫中造成氣孔。磁偏吹的方向、受很多因素的影響，例如工件上焊接電纜的聯(lián)接位置：電纜接線處接觸不良、部分焊接電纜環(huán)繞接頭造成的二次磁場(chǎng)等。在同一條焊縫的不同部位，磁偏吹的方向也不相同。
在接近端部的一段焊縫上，磁偏吹更經(jīng)常發(fā)生，因此這段焊縫氣孔也較多。為了減少磁偏吹的影響，應(yīng)盡可能采用交流電源；工件上焊接電纜的聯(lián)接位置盡可能遠(yuǎn)離焊縫終端；避免部分焊接電纜在工件上產(chǎn)生二次磁場(chǎng)等。
5)工件焊接部位被污染 焊接坡口及其附近的鐵銹、油污或其他污物在焊接時(shí)將產(chǎn)生大量氣體，促使氣孔生成，焊接之前應(yīng)予清除。
2. 裂紋
通常情況下，埋弧焊接頭有可能產(chǎn)生兩種類型裂紋，即結(jié)晶裂紋和氫致裂紋。前者只限于焊縫金屬，后者則可能發(fā)生在焊縫金屬或熱影響區(qū)。
1)結(jié)晶裂紋 鋼材焊接時(shí)，焊縫中的S 、P等雜質(zhì)在結(jié)晶過程中形成低熔點(diǎn)共晶。隨著結(jié)晶過程的進(jìn)行，它們逐漸被排擠在晶界，形成了“液態(tài)薄膜”。焊縫凝固過程中，由于收縮作用，焊縫金屬受拉應(yīng)力，“液態(tài)薄膜”，不能承受拉應(yīng)力而形成裂紋。可見產(chǎn)生“液態(tài)薄膜”和焊縫的拉應(yīng)力是形成結(jié)晶裂紋的兩方面原因。
鋼材的化學(xué)成分對(duì)結(jié)晶裂紋的形成有重要影響。硫?qū)π纬山Y(jié)晶裂紋影響最大，但其影響程度又與鋼中其他元素含量有關(guān)，如Mn與S 結(jié)合成MnS而除硫，從而對(duì)S的有害作用起抑制作用。Mn還能改善硫化物的性能、形態(tài)及其分布等。因此，為了防止產(chǎn)生結(jié)晶裂紋，對(duì)焊縫金屬中的Mn／S值有一定要求。Mn／S值多大才有利于防止結(jié)晶裂紋，還與含碳量有關(guān)。
埋弧焊焊縫的熔合比通常都較大，因而母材金屬的雜質(zhì)含量對(duì)結(jié)晶裂紋傾向有很大關(guān)系。母材雜質(zhì)較多，或因偏析使局部 C 、S含量偏高，Mn／S可能達(dá)不到要求。可以通過工藝措施。(如采用直流正接、加粗焊絲以減小電流密度、改變坡口尺寸等) 減小熔合比；也可以通過焊接材料調(diào)整焊縫金屬的成分，如增加含Mn量，降低含C 、Si量等。
焊縫形狀對(duì)于結(jié)晶裂紋的形成也有明顯影響。窄而深的焊縫會(huì)造成對(duì)生的結(jié)晶面，“液薄膜”將在焊縫中心形成，有利于結(jié)晶裂紋的形成。焊接接頭形式不同不但剛性不同， 并且散熱條件與結(jié)晶特點(diǎn)也不同，對(duì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的影響也不同。
2)氫致裂紋這種裂紋較多的發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼和高碳鋼的焊接熱影．響區(qū)中這可能在焊后立即出現(xiàn)，也可能在焊后幾時(shí)、幾天、甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。這種焊后若干時(shí)間才出現(xiàn)的裂紋稱為延遲裂紋。氫致裂紋是焊接接頭含氫量、接頭顯微組織、接頭拘束情況等因素相互作用的結(jié)果。
在焊接厚度 10mm 以下的工件時(shí)，一般很少發(fā)現(xiàn)這種裂紋。工件較厚時(shí)，焊接接頭冷卻速度較大，對(duì)淬硬傾向大的母材金屬，易在接頭處產(chǎn)生硬脆的組織。另一方面，焊接時(shí)溶解于焊縫金屬中的氫，由于冷卻過程中溶解度下降， 向熱影響區(qū)擴(kuò)散。當(dāng)熱影響區(qū)的某些區(qū)域氫濃度很高而溫度繼續(xù)下降時(shí)，一些氫原子開始結(jié)合成氫分子，在金屬內(nèi)部造成很大的局部應(yīng)力，在接頭拘束應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋。 焊接某些超高強(qiáng)度鋼時(shí)，這種裂紋也會(huì)出現(xiàn)在焊縫金屬中。
針對(duì)氫致裂紋產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面采取措施。
a.減少氫的來源及其在焊縫金屬中的溶解，采用低氫焊劑；焊劑保管中注意防潮，使用前嚴(yán)格烘干；對(duì)焊絲、工件焊口附近的銹、油污、水分等焊前必須清理干凈。通過焊劑的冶金反應(yīng)把氫結(jié)合成不溶于液態(tài)金屬的化合物，如高 Mn 高 Si 焊劑可以把 H 結(jié)合成 HF 和 OH 兩種穩(wěn)定化合物進(jìn)入熔渣中，減少氫對(duì)生成裂紋的影響。
b.正確的選擇焊接工藝參數(shù)，降低鋼材的淬硬程度并有利于氫的逸出和改善應(yīng)力狀態(tài)，必要時(shí)可采用預(yù)熱。
c.采用后熱或焊后熱處理 焊后后熱有利于焊縫中的溶解氫順利的逸出。有些工件焊后需要進(jìn)行熟處理，一般情況下多采用回火處理。這種熱處理的效果一方面可消除焊接殘余應(yīng)力，另一方面使已產(chǎn)生的馬氏體高溫回火，改善組織。同時(shí)接頭中的氫可進(jìn)一步逸出，有利于消除氫致裂紋，改善熱影響區(qū)的延性。
d.改善接頭設(shè)計(jì)，降低焊接接，頭的拘束應(yīng)力在焊接接頭設(shè)計(jì)上，應(yīng)盡可能消除引起應(yīng)力集中的因素，如避免缺口、防止焊縫的分布過分密集等。坡口形狀盡量對(duì)稱為宜，不對(duì)稱的坡口裂紋敏感性較大。在滿足焊縫強(qiáng)度的基本要求下，應(yīng)盡量減少填充金屬的用量。
埋弧焊時(shí)，焊接熱影響區(qū)除了可能產(chǎn)生氫致裂紋外，還可能產(chǎn)生淬硬脆化裂紋、層狀撕裂等。
3. 夾渣
埋弧焊時(shí)，焊縫的夾渣除與焊劑的脫渣性能有關(guān)外，還與工件的裝配情況和焊接工藝有關(guān)。對(duì)接焊縫裝配不良時(shí)，易在焊縫底層產(chǎn)生夾渣。焊縫成形對(duì)脫渣情況也有明顯影響。平而略凸的焊縫比深凹或咬邊的焊縫更容易脫渣。
雙道焊的第一道焊縫，當(dāng)它與坡口上緣熔合時(shí)，脫渣容易，而當(dāng)焊縫不能與坡口邊緣充分熔合時(shí)，脫渣困難。在焊接第二道焊縫時(shí)易造成夾渣。焊接深坡口時(shí)，有較多的小焊道組成的焊縫，夾渣的可能性��；而有較多的大焊道組成的焊縫，夾渣的可能性大。
埋弧焊缺陷產(chǎn)生原因和防止方法，見表 1 。
缺陷 | 產(chǎn)生原因 | 防止 |
焊 縫 金 屬 內(nèi)
部 | 裂紋 | (1) 焊絲和焊劑匹配不當(dāng) ( 母材中含碳量高時(shí)， 熔敷金屬中的 Mn少 )
(2) 熔池金屬急劇冷卻，熱影響區(qū)的硬化
(3) 多層焊的第一層裂紋由于焊道無法抗拒收縮 應(yīng)力而造成
(4) 沸騰鋼產(chǎn)生硫帶裂紋 ( 熱裂紋 )
(5) 不正確焊接施工，接頭拘束大
(6) 焊道形狀不當(dāng)，焊道高度比焊道寬度大 ( 梨形焊道的收縮產(chǎn)生的裂紋 )
(7) 冷卻方法不當(dāng) | (1) 焊絲和焊劑正確匹配，母材含碳量高時(shí)要 預(yù)熱時(shí)要預(yù)熱
(2) 焊接電流增加，減少焊接速度，母材預(yù)熱
(3) 第一層焊道的數(shù)目要多
(4) 用 G50XUs — 43 組合
(5) 注意施工順序和方法
(6) 焊道寬度和深度幾乎相當(dāng)，降低焊接電流，提高電壓
(7) 進(jìn)行后熱 |
氣孔 (在熔
池內(nèi)部的氣
孔) | (1)接頭表面有污物
(2)焊劑的吸潮
(3)不干凈焊劑(刷子毛的混入) | (1)接頭的研磨、切削、火焰烤、清掃
(2)150～300℃lh烘干
(3)收集焊劑時(shí)用鋼絲刷 |
夾渣 | (1)下坡焊時(shí)，焊劑流入
(2)多層焊時(shí)，在靠近坡口側(cè)面添加焊絲
(3)引弧時(shí)產(chǎn)生夾渣(附加引弧板時(shí)易產(chǎn)生夾渣)
(4)電流過小，對(duì)于多層堆焊，渣沒有完全除去
(5)焊絲直徑和焊劑選擇不當(dāng) | (1)在焊接相反方向，母材水平放置
(2)坡口側(cè)面和焊絲之間距離，至少要保證大于焊絲直徑
(3)引弧板厚度及坡口形狀，要與母材保持一樣
(4)提高電流，保證焊渣充分熔化
(5)提高電流、焊接速度 |
未熔透（熔化不良） | (1)電流過小(過大)
(2)電壓過大(過小)
(3)焊接速度過大(過小)
(4)坡口面高度不當(dāng)
(5)焊絲直徑和焊劑選擇當(dāng) | (1)焊接條件(電流、電壓、焊接速度)選適當(dāng) (2)平定命適的筍口甲高度 (3)選定合適焊絲直徑和焊劑的種類 |
缺 陷 | 產(chǎn)生原因 | 防 止 |
焊 縫 金 屬 表 面 | 咬邊 | (1)焊接速度太快
(2)襯墊不合適
(3)電流、電壓不合適
(4)電極位置不當(dāng)(平角焊場(chǎng)合) | (1)減小焊接速度
(2)使襯墊和母材貼緊
(3)調(diào)整電流、電壓為適當(dāng)值
(4)調(diào)整電極位置 |
焊瘤 | (1)電流過大
(2)焊接速度過慢
(3)電壓太低 | (1)降低電流
(2)加快焊接速度
(3)提高電壓 |
余高過大 | (1)電流過大
(2)電壓過低
(3)焊接速度太慢
(4)采用襯墊時(shí)，所留間隙不足
(5)被焊物件沒有放置水平位置 | (1)降低電流
(2)提高電壓
(3)提高焊接速度
(4)加大間隙
(5)被焊物件置于水平位置 |
余高過小 | (1)電流過小
(2)電壓過高
(3)焊接速度過快
(4)被焊物件未置于水平位置 | (1)堤高焊接電流
(2)降低電壓
(3)降枉焊接速度
(4)把被焊物件置于水平位置 |
余高過窄 | (1)焊劑的散布寬度過窄
(2)電壓過低
(3)焊接速度過快 | (1)焊劑散布費(fèi)度加大
(2)提高電壓
(3)降低焊接速度 |
焊道表面不光滑 | (1)焊劑的散布高度過大
(2)焊劑粒度選擇不當(dāng) | (1)調(diào)整散布高度
(2)選擇適當(dāng)電流 |
表面壓坑 | (1)在坡口面有銹、油、水垢等
(2)焊劑吸潮
(3)焊劑散布高度過大 | (1)清理坡口面
(2)t50—300℃烘干1h
(3)調(diào)整焊劑堆敷高度 |
人字形壓痕 | (1)坡口面有銹、油、水垢等
(2)焊劑的吸潮(燒結(jié)型) | (1)清理坡口面
(2)150～300℃，烘干1h |
