相信我们学焊接的同学对焊接缺陷这个词并不陌生，从焊接应用早期到近代，国内外屡屡发生由焊接缺陷引起的重大事故，如海洋平台倒塌、压力容器爆炸、桥梁坍塌和大型海轮断裂等恶性事故。

随着焊接结构日益趋向大型化、大容量和高参数化，工作条件也日渐恶劣，目前生产中广泛采用低合金高强度钢，中、高合金钢，超高强度钢，及各种合金材料，而这些材料在焊接过程中易出现缺陷，其中较为常见且危害性最大的就是气孔、裂纹和未熔合等。

 

第五章 焊接缺陷及控制

焊接缺陷：焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象称为焊接缺陷。

外部缺陷：焊缝尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、烧穿、凹坑、弧坑、表面气孔、表面裂纹等。

内部缺陷：未焊透、未熔合、夹渣、偏析、内部气孔、内部裂纹等。

焊接结构中危害性最大的就是气孔、裂纹和未熔合等。

第一节 焊缝中的气孔

气孔：焊接时的，熔池中的气泡在凝固时未能溢出而残留下来所形成的空穴称之为气孔。

气孔削弱焊接接头的有效工作面积,同时还会带来应力集中,降低接头的强度、塑性及疲劳强度。

一 、气孔的分类及产生原因

1. 焊缝中气孔的分类

    根据气孔产生的气体：氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔和水蒸气气孔。

根据气孔产生的原因：析出型气孔（H₂、N₂）、反应型气孔（CO、H₂O）。

根据气孔产生的部位：内部气孔和外部气孔。

根据气孔的形态：条状气孔 、针状气孔和球形、椭圆形气孔等。

根据气孔的分布状况：单个气孔、疏散气孔、密集气孔、连续气孔。

1. 氢气孔产生的原因及其特征

氢气孔是析出型气孔，氢气在液、固金属中的溶解度差造成过饱和状态的气体析出所形成的，多出现在焊缝表面，如螺钉状，内壁光滑，在焊缝上呈喇叭口形。

氮气孔也是析出型气孔，产生机理与氢气孔相似，成堆出现，与蜂窝类似。只有在熔池保护条件较差，较多空气侵入熔池时才会产生。

2. 一氧化碳气孔产生的原因及其特征

一氧化碳气孔是反应型气孔，熔池中冶金反应产生了不溶于液态金属的CO气体，在结晶过程中来不及逸出而残留在焊缝内部形成，沿结晶方向分布，呈条虫状，表面光滑。

冶金反应产生CO:

C+O===CO

FeO+C===CO+Fe

MnO+C===CO+Mn

SiO₂+2C===2CO+Si

水蒸气气孔也是反应型气孔，是焊接铜、镍时，铜和镍的氧化物与溶解于金属中的氢反应生产水蒸气未及时逸出造成的。

 

 

二、气孔形成的过程

1. 气泡的生核

    具备条件：液态金属中有过饱和气体和满足气泡生核的能量消耗。

2. 气泡的长大

气泡长大需满足的条件：气泡的内部压力足以克服阻碍气泡长大的外部压力。

3. 气泡的逸出

气泡的逸出要经历脱离现成表面和气泡上浮两个过程。

气泡脱离现成表面后能否上浮逸出，取决于熔池的结晶速度和气泡的上浮速度。

课堂练习：1、析出型气孔有哪些？反应型气孔有哪些？

2、CO气孔的形貌特征是什么？

3、气泡生核的条件是什么？

三、影响气孔生成的因素（重点与难点）

（1）冶金因素对气孔的影响

1.熔渣氧化性的影响

熔渣氧化性增大，CO气孔倾向增大，氢气孔倾向降低；

熔渣氧化性减小，CO气孔倾向降低，氢气孔倾向增大。

2.焊条药皮与焊剂组成物的影响

3.铁锈及水分等的影响

2）工艺因素对气孔的影响

1. 焊接参数的影响

2. 电流种类和极性的影响

3. 工艺操作方面的影响

四、防止产生气孔的措施（重点与难点）

（1）控制气体来源

1.表面清理

2.焊接材料的防潮和烘干

3.加强保护

（2）正确选用焊接材料

（3）控制焊接工艺条件

五、讨论

高强度铝合金厚板焊接气孔倾向分析。