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焊接常见缺陷产生原因及措施--第1页

焊接接头中常见工艺缺陷产生的原因及防止方法

聂振海整理编写1980.4.18~1986.9.3~1992.8.8

一、裂纹

焊接裂纹，按照产生的机理可分为：冷裂纹、热裂纹、再热裂纹和层状撕裂裂纹几大

类。

（一）冷裂纹

冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在钢的马氏体转变温度（即Ms

点）附近，或300~200℃以下（或T＜0.5Tm，Tm为以绝对温度表示的熔点温度）的温度区

间产生的，故称冷裂纹。

冷裂纹又可分为：延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。延迟裂纹，也称氢致裂纹，

可以延至焊后几小时、几天、几周甚至更长的时间再发生，会造成预料不到的重大事故，所

以具有重大的危险性。

1、产生的条件：

①焊接接头形成淬硬组织。由于钢的淬硬倾向较大，冷却过程中产生大量的脆、硬，而

且体积很大的马氏体，形成很大的内应力。接头的硬化倾向：碳的影响是关键，含碳和铬量

越多、板越厚、截面积越大、热输入量越小，硬化越严重。

②钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子在缺陷处（空穴、错位）聚积（浓集）形成氢分

子，氢分子体积较氢原子大，不能继续扩散，不断聚积，产生巨大的氢分子压力，甚至会达

到几万个大气压，使焊接接头开裂。许多情况下，氢是诱发冷裂纹最活跃的因素。

③焊接拉应力及拘束应力较大（或应力集中）超过接头的强度极限时产生开裂。

２、产生的原因：可分为选材和焊接工艺两个方面。

①选材方面：

ａ、母材与焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异；

ｂ、材料中含碳、铬、钼、钒、硼等元素过高，钢的淬硬敏感性增加。

②焊接工艺方面：

ａ、焊条没有充分烘干，药皮中存在着水分（游离水和结晶水）；焊材及母材坡口上有

油、锈、水、漆等；环境湿度过大(＞90%)；有雨、雪污染坡口。以上的水分及有机物，在

焊接电弧的作用下分解产生H，使焊缝中溶入过饱和的氢。

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ｂ、环境温度太低；焊接速度太快；焊接线能量太少。会使接头区域冷却过快，造成很

大的内应力。

ｃ、焊接结构不当，产生很大的拘束应力。

ｄ、点焊处已产生裂纹，焊接时没有铲除掉；咬边等应力集中处引起焊趾裂纹；未焊透

等应力集中处引起焊根裂纹；夹渣等应力集中处引起焊缝中裂纹。

3、防止方法：

可以从选材和焊接工艺两个方面着手。

①正确地选材。

选用碱性低氢型焊条和焊剂，减少焊缝金属中扩散氢的含量；搞好母材和焊材的选择匹

配；在技术条件许可的前提下，可选用韧性好的材料（如低一个强度等级的焊材），或施行

“软”盖面，以减小表面残余应力；必要时，在制造前对母材和焊材进行化学分析、机械性

能及可焊性、裂纹敏感性试验。

②焊接工艺方面。

a、严格地按照试验得出的正确工艺规范进行焊接操作。主要包括：严格地按规范进行

焊条烘干；选择合适的焊接规范及线能量，合理的电流、电压、焊接速度、层间温度及正确

的焊接顺序；对点焊进行检查处理；搞好双面焊的清根等；仔细清理坡口和焊丝，除去油、

锈和水分。

b、选择合理的焊接结构，避免拘束应力过大；正确的坡口形式和焊接顺序；降低焊接

残余应力的峰值。

c、焊前预热、焊后缓冷、控制层间温度和焊后热处理，是可焊性较差的高强度钢和不

可避免的高拘束结构形式，防止冷裂纹行之有效的方法。预热和缓冷可减缓冷却速