焊接是将不同金属件连接成一体的最有效方法之一。它是 钣金加工 完成零件的制造。然而，焊接可能会失败，从而导致焊接缺陷。
焊接缺陷常见于 钣金焊接. 这些缺陷一般是由于错误的焊接方法或不正确的焊接方式而产生的。 当它们出现在焊缝内时，它们会削弱接头或导致产品完全失效。 因此，必须了解这些缺陷的原因并积极预防它们。
本文讨论了各种类型的焊接缺陷、它们的原因以及如何预防它们。 您还将学习检测不可见缺陷的不同方法。 此处的信息将帮助您区分各种缺陷和不连续性。 让我们开始吧！
是什么 焊接缺陷? 焊接缺陷是指给定焊件中形成的缺陷、不规则性和缺陷，会损害其预期用途或美观性。根据 ISO 6520，影响焊缝的不规则现象被分类为焊接缺陷。相反，不影响焊缝的缺陷被分类为焊接不连续性。它们的可接受限值符合 ISO 5817 和 10042 标准。
根据金属结构和焊接工艺的不同，缺陷的尺寸、形状和程度通常会有所不同。主要原因是焊接方法选择错误或焊接图案不正确。然而，许多其他原因也可能导致焊件出现特定缺陷。
焊接缺陷可能发生在金属内部或外部，削弱接头或影响其外观。 虽然有些缺陷可能在允许的范围内，但其他缺陷可能会导致产品被拒收。 因此，必须避免焊接失败。
焊接缺陷的类型 焊接缺陷和缺陷可以根据其在金属中的位置进行分类。它们可能是外部的或内部的。
外置 焊接缺陷 这些是表面或视觉缺陷。 它们出现在金属焊件的表面。 外部焊接缺陷通常可通过目视检查或其他方法检测，如磁粉探伤 (MPI) 或染料液体渗透剂 (DPI)。 典型的例子有裂纹、底切、重叠、孔隙、飞溅等。
全内走线 焊接缺陷 内部缺陷发生在金属材料内部，通常不会暴露在焊缝表面。 通常很难用目视检查和一些无损检测来检测这些缺陷。 但是，可以使用超声波检测和射线照相检测 (RT) 等方法检测它们。 常见的例子有夹渣、未焊透、未熔合等。
16种常见类型 焊接缺陷 In 钣金加工，焊接不当会导致多种缺陷。本概述涵盖了常见问题、原因以及确保质量和耐用性的补救措施。
#1 焊接裂纹 资料来源：welding.org.au 裂纹（焊缝或母材中的平面断裂）无疑是最不受欢迎的焊接缺陷，通常会造成严重的焊接故障。这些内部和外部缺陷都是由压力和冷却引起的局部破裂以及凝固过程中热影响区 (HAZ) 的收缩和晶粒发育引起的。它们的几何形状会导致裂纹尖端附近应力集中，因此焊件容易断裂。焊接裂纹有各种大小、形状和类型，包括：
纵 横 弹坑 散热 分枝
根据它们发生的温度，裂缝可能是：
热裂纹 这些发生在焊接接头的凝固和结晶过程中。此阶段，温度往往超过10,000摄氏度。它们可以是凝固裂纹或液化裂纹。当金属含有高杂质或碳含量或热流中断时，就会发生前者。另一方面，由于加热温度升高而发生液化裂纹。这导致低熔点成分液化。
冷裂纹 这些是焊接金属凝固后出现的“延迟”开裂缺陷。 它们可能在焊接完成后许多天发生。 这些类型的裂纹通常平行于熔合边界。 残余拉应力也可能导致裂纹远离熔合边界。 冷裂纹的产生主要是由于预热不足、应力高、温度低、含氢量高、材料组织敏感等。
焊缝裂纹的原因 给定贱金属的延展性差或受到污染。 将高焊接速度与低电流相结合。 由于收缩而凝固的高残余应力。 开始焊接前缺乏预热。 贱金属中硫和碳含量较高。 使用氢气作为保护气体焊接黑色金属。 关节约束过度，限制冷却期间的运动。 焊道深宽比不当。 消耗品选择不正确（例如错误的填充金属、不正确的电极尺寸）。
防止焊缝裂纹 使用兼容的填充材料和焊接工艺，确保母材和填充金属表面清洁。 使用正确的焊接速度和电流。 预热母材并降低接头的冷却速度。 使用适当的硫和碳混合物。 减小焊缝之间的间隙。 保持正确的焊道深度宽度比。 避免使用氢气作为黑色金属的保护气。
#2 陨石坑 弧坑是通常在焊道末端附近电弧结束后出现的弧坑状裂纹，通常发生在焊接过程之后，但在焊缝完全形成之前。它通常是由于在断电之前对弧坑填充不当而发生的。这导致外缘比弧坑冷却得更快。焊缝体积不足可能会阻止其克服金属收缩。结果，在焊接过程中形成了弧坑裂纹缺陷。
火山口的成因 火山口填充不当。 割炬角度不正确。 焊接技术选择错误。 焊接过程突然终止，补强不足。
防止坑 确保正确填充弹坑。 使用合适的割炬角度来降低金属上的应力。 焊丝焊接的焊枪角度应在焊缝方向上介于 10 至 15 度之间。 另一方面，您应该保持 20 到 30 度的角度（在拖动方向）进行棒焊。 对于角焊缝，将金属丝或焊条在金属件之间保持 45 度角。 使用小电极。 在终止电弧之前逐渐降低焊接电流。 选择正确的焊接技术。
#3底切 资料来源：welding.org.au 底切缺陷是在母材上形成的凹口形状的不规则凹槽。它们是由于远离焊接区域的金属基底熔化而产生的，并且根据它们的长度、深度和锐度来表征。焊接中的咬边缺陷与焊件平行，导致厚度损失。结果，焊接接头变得更容易疲劳。底切的类型有：
连续底切 运行间底切 中间底切
底切的原因 使用过高的电压或过快的焊接速度，导致顶部边缘熔化。 高电弧电压。 电极角度错误或电极太大。 使用错误的填充金属。 保护气体选择不正确。
防止底切 降低行驶速度和功率输入。 降低电弧电压或缩短电弧长度。 电压通常应在 15 至 30 伏之间。 焊接弧长不应大于焊条芯径。 保持站立腿上的电极角度在 30 到 45 度之间。 根据母材类型和厚度使用适当的气体混合物和填充金属。 平焊。
#4 孔隙率 也称为虫孔焊缝，当焊缝中截留空气或气泡时会出现孔隙率缺陷。 焊接过程通常会产生氢气、二氧化碳和蒸汽等气体。 多孔焊道的横截面通常类似于海绵，上面聚集了气泡。
截留的气体可能集中在特定位置或均匀分布在焊缝中。这些气泡会削弱焊接金属的接头，使其容易疲劳和损坏。根据其形成情况，这些轨道焊接错误可能会以以下方式发生：
来源：welderportal.com 气孔率。 这是一个由滞留气体产生的小型球形空腔。各种形式包括表面孔隙、细长空腔、线性孔隙等。 虫洞。 这些是在截留气体凝固过程中形成的细长或管状空腔。 您可以将它们视为整个焊接表面的单个孔或一组孔。 表面孔隙率。 这是一种使焊缝金属表面破裂的气孔。
气孔的成因 电极涂层不充分或使用腐蚀的电极。 焊缝表面存在油脂、油、水、铁锈或碳氢化合物。 使用不正确的保护气体。 电弧电压或气体流量过高。电压通常应在 15 至 30 伏之间。 母材表面处理不良。
防止孔隙 选择合适的焊条和填充材料。 确保适当清洁母材并防止污染物进入焊接区域。 为了增强焊接过程并促进气体逸出，调整焊接速度至关重要，因为不同的焊接技术的焊接速度各不相同。例如， MIG焊接 TIG 焊接在 14 至 19 英寸每分钟 (IPM) 的行进速度下最有效，而 TIG 焊接以 4 至 6 IPM 的较慢速度达到最佳效果。 将气体流量计配置为正确的流量设置。 根据焊接技术，气流应在每小时 22 至 30 立方英尺 (CFH) 之间。 焊接前预热金属。 焊接电流的调整。 使用高纯度保护气体。
#5 飞溅 飞溅物由焊接电弧喷出的金属颗粒组成，常见于电弧焊、气体焊接和焊接焊接中。 点焊 流程。它们也可能出现在 MIG 焊接中，尽管频率较低。这些颗粒通常沿着焊道或接头设计粘附，标志着一种独特类型的焊接缺陷。
积聚在喷嘴中的飞溅物可能会分离并损坏焊道。 如果飞溅突出物很尖锐，它们还可能导致处理人员发生事故。
飞溅的原因 电压过低和电流设置过高。 保护气体选择错误。 刚性电极工作角度。 使用湿式电极和较大的电弧长度。 金属表面污染。
防止飞溅 使用正确的极性并调整焊接电流。 使用适当的保护气体。 增加电极角度并减少电弧长度。 焊接前清洁金属表面。
#6 过度滚动/重叠 来源：theweldingmaster.com 焊缝搭接是一种缺陷，焊趾处的填充材料覆盖金属而没有粘合。在这种情况下，熔池过度流动并延伸到趾部之外。当这种情况发生时，焊缝金属形成低于 90 度的角度。
重叠的原因 使用错误的焊接技术。 电极角度变化和焊枪角度不正确。 采用大尺寸电极。 高焊接电流或热输入。 行进速度慢。
防止重叠 选择适当的焊接技术以获得最佳电弧长度。 保持正确的电极角度。 避免使用大尺寸电极。 尝试在平坦位置进行焊接。 使用低热输入或焊接电流。 保持适当的行驶速度。 使用正确的焊枪角度。
#7 层状撕裂 层状撕裂焊接缺陷通常发生在焊缝底部 轧制钢板. 它们的显着特征是具有阶梯状外观的裂缝。 当钢板内部发生热收缩时，就会发生层状撕裂。 它也可以在热影响区外发现，通常平行于焊接熔合边界。
层状撕裂的原因 焊接金属沉积在具有最佳内聚力的表面上。 材料选择和焊接方向不当。
防止层状撕裂 确保焊接在制造结束时完成。 选择最优质的材料并使用正确的焊接方向。
#8 夹渣 熔渣、危险副产品出现在各种工艺中，例如屏蔽金属电弧、焊棒、药芯电弧和埋弧技术。它们通常表现为焊接区域内或表面上残留的杂质。
来源：leniran.blogspot.com 当您在焊接过程中使用焊剂（固体屏蔽材料）时，就会发生这种情况。当焊剂在焊缝表面或焊接区域内熔化时，就会出现这些焊接缺陷。熔渣的存在会影响金属的可焊性和韧性。结果，它们降低了焊缝的结构性能。
夹渣的原因 电极角度不正确。 使用非常小的焊接电流密度。 让焊缝冷却得太快。 先前焊层清理不当。 没有足够的空间容纳熔化的焊缝。 焊接速度太快。
防止炉渣夹杂 调整电极角度和行进速度。 增加电流密度到合适的值。 防止急冷。 在沉积下一层之前清洁焊床表面。 重新设计接头以确保有足够的空间正确使用一滩熔化焊缝。 确保最佳焊接速度。
#9 不完全融合 来源：pixazsexy.com 也称为未熔合，这种焊接缺陷是由于不准确的焊接导致未填充的间隙而发生的。 这可能是以下原因造成的：
焊缝根部母材与焊缝金属之间未熔合。 侧壁焊缝处母材和焊缝金属之间没有侧壁熔合。 在多道焊接过程中，相邻焊缝金属层之间缺乏道间熔合。
虽然这是内部焊接缺陷，但您也可以在外表面看到焊接未完全熔合的情况。 当外侧壁与母体金属熔合不当时，就会发生这种情况。
不完全融合的原因 热量输入低。 金属表面污染。 针对特定材料厚度使用了不正确的电极直径。 行驶速度太快。 大型焊池在电弧前移动。
防止不完全融合 使用适当的热输入。 焊接前清洁焊接区域和金属表面。 选择适合材料厚度的正确电极直径。 优化行驶速度。 使用不会淹没电弧的足够的熔池。 确保适当的接头几何形状。
#10 未完全穿透 来源：mechasource.blogspot.com 在焊接中，熔深是指从母材上表面到最大焊接范围的距离。当金属槽太窄而未被填充时，就会出现未焊透。因此，焊接金属不会完全扩散或到达焊接接头的底部。这会降低焊接接头的强度并导致焊接失败。
未完全穿透的原因 关节对准不当。 焊缝之间的间隙太大。 焊道移动得太快，会导致金属的处置很少。 使用过低的安培数设置，会妨碍金属充分熔化。 电极位置不正确。
防止未完全渗透 使用正确的接头几何形状和适当的对齐方式。 确保足够的焊缝金属沉积。 使用适当的安培数设置。 降低电弧移动速度。 确保电极准确定位。
#11 失真 来源：designlooter.com 变形或翘曲是由于焊接过程中施加的热量过多而引起的，导致金属板的位置和尺寸发生变化。变形分为四种类型：角变形、纵向变形、圆角变形和中性轴变形。这种缺陷在较薄的板材中更为明显，因为它们的表面积有限，阻碍了有效的散热。
失真的原因 焊接过程中变化的温度梯度。 使用不正确的焊接顺序。 电弧行进速度慢。 使用小直径电极进行的焊缝过多。 待焊金属板的残余应力较高。
防止失真 坚持适当的温度梯度进行焊接。 使用正确的焊接顺序。 对于旋转工件，保持电弧行进速度为每分钟 10 至 20 英寸；对于轨道焊接设备，保持电弧行进速度为每分钟 4 至 10 英寸。 优化 为您设计 钣金件 以获得足够数量的焊道。 使用适量的焊接金属以减少收缩力。
#12 烧穿 当焊接过程中施加过多热量时，该过程可能会在金属中心吹孔。 这种类型的焊接缺陷就是我们所说的烧穿。 这是厚度小于 1/4 英寸的薄金属板的常见焊接缺陷。 如果焊接设置太高或焊枪移动太慢，较厚的金属原料也可能发生这种情况。
烧穿的原因 对于厚金属材料，焊机设置过高。 金属件之间的间隙非常大。 割炬移动速度太慢。 使用不正确的电线尺寸。
防止烧穿 避免使用过高的电流或焊机设置。 防止金属板之间有过大的间隙。 最佳行驶速度是关键：对于 MIG 焊接，保持每分钟 14 至 19 英寸，而轨道焊接设备应以每分钟 4 至 10 英寸的速度运行。 避免大斜角。 使用紧密的电线尺寸。 确保足够的金属夹紧和压紧。
#13 机械损伤 机械损坏，表现为母材或焊缝上的压痕，通常是由焊接过程中的事故引起的。这些问题可能源于焊接技术选择不正确或焊接工具使用不当。
机械损坏的原因 电极夹具的操作不当。 切削时施加额外的力。 研磨机使用效率低下。 未能将电弧与金属接合。
预防机械损坏 确保在焊接后正确处理焊钳。 专业操作焊接工具。 如果需要，锤击应该适度。 焊接前引弧。
#14 过度强化 这种焊接缺陷是由于焊缝中填充材料过多而产生的。过量的加固可能会以狭窄、陡峭的边珠的形式出现。这通常是由于馈线上的助焊剂涂层不足造成的。此外，多余的加固可能是参差不齐且不均匀的——山脉加固。在这种情况下，由于通量过多或行进速度不均匀而出现缺陷。
过量钢筋的原因 馈线上的通量不足或过多。 送丝速度太快或不均匀。 不同的电压设置。 焊件之间留有较大间隙。
防止过度强化 保持割炬以适当的速度移动。 正确设置安培数并防止过热。 调整电压以确保其处于最佳状态。 对齐焊件以防止出现大间隙。
#15 胡须 晶须缺陷通常发生在 MIG 焊接过程中，是指焊缝根部焊缝外突出的短电极丝。它们是由焊池前沿的电极丝突出而导致的。
这些电极丝损害了焊接的美学质量和机械性能。 例如，晶须通常被视为削弱焊缝的夹杂物。 当用于管道应用时，它们可能会抑制流动或导致设备损坏。
晶须的成因 电极丝采用高进给速度。 行驶速度过快。 电极位于焊接熔池前缘的前方。
预防胡须 降低电极丝的进给速度。 确保行驶速度保持最佳； 避免走得太快。
#16 错位 当焊接接头中的填充材料分解时，就会出现这种焊接缺陷。它是焊缝金属和母材的外部和/或内部高度之间的差异。您可能会将其视为焊件表面上的波浪状或弯曲点。不对中缺陷会削弱焊缝并降低其应对高疲劳环境的能力。
错位的原因 焊接过程太快。 技术或处理选择不当。 焊丝放置不当。
防止错位 应用稳定但高效的焊接工艺。 请熟练的专家在焊接前进行充分的检查。 保持焊丝在正确的位置。
如何检测隐形 焊接缺陷 – 无损焊接测试和检查 由于焊接涉及两种或多种金属的熔合，因此可能难以使用目视检查来检测内部焊接缺陷。 在这种情况下，无损检测 (NDT) 是一个有价值的选择，因为它可以向您展示焊缝的完整性。 此过程将使操作顺利进行，而不会损坏任何工具。
磁粉探伤 这是检测表面裂纹和焊缝缺陷的最佳方法之一，这些缺陷太小而无法通过目测检测。 它也是焊缝中表面下不连续性的绝佳选择。 电磁粒子检测的过程涉及对工件进行磁化。 然后，它使用荧光解决方案突出显示正确文档的缺陷。
超声波检测 这种检查方法使用高频声波来检查焊接金属的内部和外部。 它不仅可以发现焊缝中的缺陷和不连续性，还可以测量缺陷的确切位置。 该仪器将高频光束发射到金属中。 一旦检测到焊接缺陷，它就会反弹回 超声波焊接 机器给出潜在缺陷及其位置的清晰图片。 这样可以快速轻松地修复故障。
射线检测 该技术适用于各种情况。它使用伽马射线或 X 射线来检查焊缝的内部。设置简单、快速，在X光机屏幕上呈现生动的缺陷图片。
如何区分焊缝不连续性和 焊接缺陷 焊缝不连续是焊件结构正常流动的中断。这可能发生在母材金属或焊缝金属中，并且由于错误的焊接方法或模式而发生。这些不规则现象通常与所需的焊道尺寸、形状和预期质量不同。它们也可以是内部的或外部的。
焊接不连续性与焊接缺陷 以下几点可区分焊接缺陷和不连续性：
如果质量控制部门完全拒绝该产品，焊缝就会成为缺陷。 不连续性可以经受住现场测试，但缺陷则不能。 不连续性通常在拒绝之前有一个定义的可接受限制列表。 焊接不连续性通常在可接受的制造误差范围内，但必须修复或拒绝缺陷。
也就是说，如果不连续性超过规定的项目限制，它们可能会成为焊接缺陷。 最后，使用高效方法检查焊接工艺至关重要。
常见问题 还有哪些类型的焊接缺陷？ 虽然讨论的 16 种缺陷主要针对许多常见的焊接缺陷，但其他不太常见的缺陷仍会损害焊接质量。以下是两个例子：电弧吹： 磁力会使焊接电弧偏离其预期路径，从而产生不均匀的熔深、浅焊缝，甚至可能产生其他缺陷，包括气孔或未熔合。这在直流焊接中更为常见，在焊接厚截面或运行高电流时尤其具有挑战性。焊缝撕裂： 类似于层状撕裂，但发生在焊缝金属或热影响区本身，撕裂是由高应力和低延展性造成的。这通常发生在冷却过程中，如果材料缺乏足够的延展性来处理应变，收缩的焊缝金属就会撕裂。
我如何判断它是焊接不连续还是焊接缺陷？ 焊缝正常结构中的任何中断，包括焊道形状、尺寸或轮廓的变化，都称为焊缝不连续。这些不连续性在 ISO 5817 和 10042 等标准规定的给定限制内是可以容忍的。相反，焊接缺陷是超出这些合理范围的不连续性，会威胁焊缝的结构完整性或预期用途。不连续性是否构成缺陷取决于其大小、位置和应用需求。在非关键应用中，不连续性可能被接受；在高应力、安全关键的组件中，它被视为缺陷。无损检测 (NDT) 方法通常用于评估不连续性并确定它们是否构成缺陷。
结语 焊接是一项细致入微的技能，需要仔细选择技术和精确执行。焊接缺陷可能会影响产品质量并影响业务绩效。了解不同的焊接缺陷、其原因和预防方法对于保持高标准至关重要。
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