何志峰
河南中烟工业有限责任公司，河南 郑州 450000
摘要：焊接件最常见的缺陷是焊接裂纹。由于焊接应力等因素的影响，局部原子结合力会破坏焊接件的结构，产生裂纹和新的界面。它的拥有属性是宽高比很大，而且轮廓分明。金属焊接性问题主要有两类:第一类是焊接引起的材料性能变化，由于缺乏焊接材料性能会使焊接性能变差，如不锈钢抗腐蚀能力不足；第二类是焊接接头母材中的气孔或裂纹。裂纹影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅存在于焊接过程中，有些裂纹还具有一定的疾病潜伏期，有些裂纹则存在于焊后的加热过程中。焊接裂纹可以根据其位置、大小、原因和机理进行分类。
关键词：手工电弧焊；焊缝缺陷原因；防止措施
1 焊接裂纹的种类
1.1 焊接裂缝纹按形成原因
1.1.1 产生这种裂纹的主要原因是温度的变化，因为温度突然降低，影响了金属的性能，焊缝易脆，所以焊接部分产生了应力效应。
1.1.2 这种裂纹主要产生在高温的环境中。这种裂纹的形状为球状裂纹，即在晶体焊接过程中产生的裂纹。由于焊接后凝固金属的收缩，液晶在固相线附近承受薄膜拉伸力的能力减小，晶界出现裂纹。
1.1.3 冷裂纹发生在较低的温度下，在钢的马氏体转变温度200~300℃之间。在约束应力的作用下，由于氢的作用和硬化结构，焊接接头会出现裂纹。
1.2 焊接裂纹
根据裂纹大小可分为宏观裂纹和微观裂纹。宏观裂缝比较大，需要用低倍或肉眼观察，微观裂缝比较小，需要用金相显微镜观察。
1.3 裂纹分布区域
裂缝根据分布面积可分为内部裂缝和外部裂缝。内部裂纹是焊缝中的裂纹，外部裂纹是焊缝表面的裂纹。
1.4 裂纹分布方向
根据裂纹的不同分布方向，可以将其分为横向裂纹以及纵向裂纹，其中，横向裂纹则是和焊缝垂直的裂纹，而纵向裂纹则是和焊缝平行的裂纹。
2 冷裂纹产生的原因
冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时(对于钢来说在MS温度,即奥氏体开始转变为马氏体的温度以下)产生的焊接裂纹。最主要、最常见的冷裂纹为延迟裂纹(即在焊后延迟一段时间才发生的裂纹——因为氨是最活跃的诱发因素,而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间)。冷裂纹的延迟时间不定,由几秒钟到几年不等。
2.1 冷裂纹产生的影响因素
钢材的淬火倾向，残余应力.焊缝金属和热影响区的扩散氯含量,其中氢的作用是形成冷裂纹的重要因素。当焊缝和热影响区的含氢量较高时,焊缝中的氢在结晶过程向热影响区扩散，当这些氢不能逸出时,就聚集在离熔合线不远的热影响区中。如果被焊材料的淬火倾向较大,焊后冷却下来,在热影响区可能形成马氏体组织,该种组织脆而硬。在上焊后的焊接残余应力。在上述三个因素的共同作用下,导致冷裂纹的产生。
2.2 热裂纹的产生原因
在焊缝金属中的热裂纹也称凝固裂纹。焊接过程中,焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的裂纹。焊接热裂纹( welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下,有沿晶界分布的特征，有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界"形成。
焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内,也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同。焊接热裂纹可分为:凝固裂纹,液化裂纹,多边化裂纹和失塑裂纹四种。焊缝金属中许多杂质的凝固温度都低于焊缝金属的凝固温度。这样首先凝固的焊缝金属把低熔点的杂质推到凝固结晶的晶粒边界,形成了一层液体薄膜，又因为焊接时熔池的冷却速度很大,焊缝金属在冷却的过程中发生收缩,使焊缝金属内产生拉应力。拉应力把凝固的焊缝金属沿品粒边界拉开,又没有足够的液体金属补充时,就会形成微小的裂纹。
随着温度的继续下降,拉应力增大，裂纹不断扩大,这就是凝固裂纹。
在热影响区溶合线附近产生的热裂纹称为液化裂纹或称热撕裂。多层焊时,前一焊层的一部分即为后一焊层的热影响区，所以液化裂纹也可能在焊缝层间的熔化线附近产生。在焊接热循环作用下,不完全熔化晶界处的易熔杂质有一部分发生熔化,形成液态薄膜,在拉应力作用下,沿液态薄膜形成细小的裂纹。
3 焊缝缺陷原因分析及防治措施
在具体实施焊接作业的过程中，因准备工作不充分，焊接过程中各种参数的选择不匹配，再加上操作缺乏规范性，导致各种类型的焊接缺陷产生。除了经常能够见到的夹渣以及气孔之外，以下是导致焊接裂缝出现的主要原因以及防治措施：
3.1 宽窄差大（Largeandnarrowdifference）
（1）强化焊接工艺的技能培训工作，并且要了解焊接的技巧；（2）选择合适的焊条角度；（3）提前观察周围环境的具体情况，并且要对现场的实际情况有所了解，然后再选择恰当的焊接位置。
3.2 裂纹（Cracke）现象
（1）选择合适的焊接顺序，并且运用堆成焊的方法实施焊接工作；（2）使用多层多道焊接工序，在进行完每一道焊缝的焊接工作之后，需要将焊缝表面的氧化皮以及焊渣及时清理掉，避免残留物对下一道焊接工序产生影响；（3）需要对冷却速度及时进行调整，冷却速度越快，就越容易出现变形现象；（4）焊接工作完成之后，需要除去残余的应力。
3.3 未焊透（Nonweldpenetration）
（1）加大坡口的度数，降低钝边，拓宽间隙；（2）进行正确施焊角度的选择，对焊接速度予以改善；（3）使用短弧进行安徽南街，降低出现磁偏吹现象的几率。
3.4 咬边（Undercut）
（1）按照焊接的角度、焊件的材料、焊接的规范以及焊件的要求选择电流的大小；（2）对电弧的长度适当进行控制，尽可能使用短弧焊接的方法；（3）在开展焊接工作的过程中，需要对焊条的送进速度进行有效把控；（4）当母材和焊缝的边缘融合的时候，需要注意焊条的角度，并且要将母材上的铁锈和油渍除去。
3.5 错口（Hi-Lo）
（1）在落实对口工作的时候，需要使用相应的器具；（2）对于无法满足标准要求的焊件，应该重新对其进行对口操作。
3.6 变形（Deformation）
（1）选择直径比较大的焊条，并且适当调高焊接电流；（2）在实施焊接工作之前，需要使用专用的夹具固定焊件，先进行等距离的点焊，之后再使用整体焊接的方法；（3）在实施焊接工作之前，首先要预热需要焊接的母材位置，等达到一定的温度之后，再开展焊接工作；（4）尽可能缩减焊缝之间的间隙，尽可能使用固定变形的措施。
3.7 凹痕（Pit）
（1）使用正确的焊条。（2）在使用焊条之前，需要进行预热处理，并且要用干燥的焊条；（3）应该尽可能的降低焊接的速度，对于母材尽可能对其进行预热处理；（4）使用具有较高盐基度以及低氢的焊条。
4 结语
随着焊接技术的发展，金属保护电弧焊因其操作简单、成本低廉而成为制造业和金属加工行业最流行的焊接方法之一。其次，只要您在实践和焊接操作中做好，根据母材的厚度和质量，选择相应的焊接电流和焊条，控制焊接速度、弧长和焊条角度，就可以得到高质量的焊接部件。
参考文献：
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