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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇焊接缺陷，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】焊接；焊接形式；缺陷；原因
1. 前言
1.1 電容器箱殼焊接是電容器制造過程中必不可少的一個環節，焊接質量的好與壞直接影響密封性和外觀；我們對焊接有一定的感性和理性的認識，如果沒有正確科學理論作為指導，在生產工作中會遇到很多焊接質量問題。因此，焊接質量和企業運營是息息相關，如果能夠切實提升焊接質量，那么在售后、維護等方面，將會降低公司人力、物力、財力的投入，提升公司的效率。
1.2 焊接，兩個分離的物體通過原子或者分子之間的結合和擴散造成永久性聯接的工藝。焊接過程是一個冶金和鑄造的過程，利用電能或者其他形式的能量產生高溫使得金屬熔化，形成熔池，熔化的金屬在熔池中經冶金反應冷卻，將兩母材牢固結合。為了防止空氣中的氮、氧進入熔融的金屬，在焊接過程中采取一定的保護措施。手工電弧焊接過程中，焊條外層的藥皮高溫時分解產生的中性或者還原氣體作為保護層，氣體保護焊過程中利用氬氣或者二氧化碳等保護氣體作為保護層。
1.3 焊縫過程中，具有以下特點：
（1）溫度高。手工焊電弧溫度高達6000～8000℃，熔滴溫度1800～2400℃，在這樣的高溫作用下，外界氣體會大量分解，熔入液態金屬，隨后在冷卻過程中析出，所以焊縫易形成氣孔缺陷。
（2）溫度梯度比較大。焊接工程是局部加熱，熔池溫度在1700℃以上，而周圍都是冷態金屬，形成很陡的溫度梯度，從而導致較大內應力，從而易引起裂紋缺陷。
（3）熔池小、冷卻速度快。金屬從熔化到最后冷卻凝固僅僅幾秒時間，冶金反應過程是不均勻，不平衡的，不平衡過程的進行，必然導致成分的不均勻，成分的均勻必將導致偏析，偏析出現，偏析對焊接接頭的性能會產生一定的影響。
2. 焊接接頭的形式
2.1 焊接接頭的形式：對接、角接、搭接和T型接頭等。我們現在主要接觸到的都是對接、角接。
2.2 坡口焊：在大外殼焊接過程中，由于母材較厚，為了保證兩個母材在焊接過程中完全熔合，焊前對母材在坡口機上進行了一定形狀的加工，這種加工后的形狀成為坡口。坡口的參數主要是坡口角度、鈍邊、根部間隙等。一般情況下加工只加工外坡口，除非在管道焊接過程中，為了保證接管尺寸，才進行內坡口的加工。
2.3 坡口設計應該注意以下事項：
（1）焊條電弧焊時，為了保證焊條能夠接近接頭根部，并能在多層焊時側邊熔合良好，當減小坡口角時，根部間隙必須增大。注意，前者減小，可用較少的填充金屬量。而后者增大，卻增加填充金屬量。研究發現，板厚δ20mm時用小坡口角度大根部間隙的坡口形式才算經濟的。
（2）根部間隙過小，根部難以熔透，并須采用較小規定的焊條，從而減慢焊接過程；若根部間隙過大，雖然應用襯墊可保證焊接質量，但需較多的填充金屬，從而提高焊接成本，并增加焊接變形。
（3）熔化氣體保護焊由于焊絲細，且使用特殊導電嘴，可以實現厚板（>200mm）L 形坡口的窄間隙（
（4）開坡口的接頭，不留鈍邊的坡口稱銳坡口，背面無襯墊情況下焊接第一層焊道時極易燒穿，而且需用較多的填充金屬，故一般都留鈍邊。鈍邊的高度以既保證熔透又不至燒穿為度。焊條電弧焊V或U形坡口的鈍邊一般取0～3mm，雙面V或U形坡口取0～2mm。埋弧焊的熔深比焊條電弧焊大，故鈍邊可適當加大以減小填充金屬。留鈍邊的接頭，根部間隙的大小主要決定于焊接工藝與焊接位置。在保證焊透的前提下，間隙盡可能小。平焊時，可允許用較大焊接電流，根部間隙可為零；立焊時根部間隙宜大些，焊厚板時可在3mm以上。在單面焊背面成形操作工藝中，根部間隙一般較大，約與所用焊條的直徑相當。背面有永久性襯墊時，應取消鈍邊，因為這時的鈍邊會減小接頭根部與襯墊之間的熔合。
（5）J形或U形坡口上常做出根部半徑，主要是為了在深坡口內焊條或焊絲能接近焊縫根部，并降低第一層焊道的冷卻速度，以保證根部良好的熔合和成型。焊條電弧焊時，根部半徑一般取R=6～8mm，隨板厚增加和坡口角減小而適當增大。
（6）若條件允許，板厚結構宜設計或選用雙面開坡口的焊縫，雙面V形焊縫不僅比單面V形焊縫少用一半的填充材料，而且可作兩面交替焊接，把焊接角度控制到最小。
（7）背面無襯墊的對接接頭，在鈍邊部位常有未焊透或夾雜等缺陷，一般都要求從背面進行清根。現廣泛采用碳弧氣刨方法清根。清根深度應確保露出無缺陷的焊縫金屬，而且清根后的溝槽輪廓形狀也應便于運條施焊。
單面焊雙面成型過程中，坡口的主要形式有I、V、單V、U型等；雙面焊接坡口形式有I、X、雙U、K、J型等。
3. 常見的焊接缺陷及產生原因
焊接中常見的缺陷主要有以下幾類：
3.1 裂紋：裂紋的產生本質是應力集中產生的。焊接過程中或者焊后，在焊縫或者母材的熱區局部破裂的縫隙。裂紋是焊接缺陷中危害性最大的一種。
（1）熱裂紋：施焊過程中工藝不當造成的，一般是沿著晶界開裂。
（2）冷裂紋：又稱為延遲裂紋，由于焊接應力過高，焊條焊劑中含氫量過高或者焊件剛性差異過大造成。拘束應力、淬硬組織、擴散氫是產生延遲裂紋的主要因素。一般在焊縫根部、焊道下、焊趾部位等。
（3）再熱裂紋：焊件在焊接之后二次加熱產生的裂紋，主要是加熱后產生焊接殘余應力松弛，導致較大的附加變形，同時熱區的粗晶部位析出硬化相，如果粗晶部位的蠕變塑性不足以適應應力松弛所產生的附加變形，則沿著晶界開裂。
3.2 未熔合：填充金屬與母材金屬，或者焊縫金屬之間未熔合在一起的缺陷。
（1）產生未熔合的原因：焊接電流過小、運條速度過快、焊條角度不對、產生弧偏吹、坡口不干凈等。
（2）按照所在的部位，未熔合可以分成根部、層間、坡口未熔合三種。未熔合是一種面積型缺陷，其危害僅次于裂紋。
3.3 未焊透：焊接接頭部分金屬未完全熔透的現象。
（1）產生未焊透的原因主要是焊接電流過小、運條速度過快、坡口角度太小、根部鈍邊太大、間隙太小、焊條角度不當、電弧太長等。
（2）未焊透分成根部、層間、中間未焊透三種，其危害取決于缺陷形狀、深度、長度。
3.4 夾渣：焊接后殘存在焊縫金屬內部的熔渣或者非金屬夾雜物。
（1）產生非金屬夾渣主要原因：焊接電流過小、焊接速度太快、熔池金屬凝固過快、運條不正確、鐵水與熔渣分離不好、層間清渣不徹底等。
（2）產生金屬夾渣主要原因：焊接電流過大或者鎢極直徑太小、氬氣保護不良引起鎢極燒損、鎢極觸及熔池或者焊絲而剝落。
（3）夾渣的會減少焊縫受力截面，夾渣棱角還會引起應力集中，成為交變載荷過程中的疲勞源。
3.5 氣孔：溶入焊縫金屬的氣體在熔池凝固過程中來不及逃逸而形成的空洞。
（1）生成氣孔的主要原因是母材和焊材表面的雜質分解燃燒產生的氣體。熔化的金屬在高溫下可以吸收大量的氣體，冷卻時候，氣體在金屬內的溶解度就會降低，氣體就會析出并且聚集生成氣泡上升，在上浮過程中如果無法突破焊縫金屬結晶的阻礙就無法逸出，留在金屬內部直接形成氣孔。
（2）氣孔會減少焊縫的受力截面，深氣孔有時會破壞焊縫的致密性。
4. 結論
綜上所述，大多數焊接缺陷的產生，我們完全可以避免，只要掌握了其成因，在實際生產過程中規范操作，那么我們就能規避好多由于操作不當等人為因素而導致的質量缺陷（缺欠），降低了缺陷發生的幾率，本質上講就是提高了產品的質量。
參考文獻
[1] 中國機械工程學會焊接學會，《焊接手冊》焊接結構第三版，機械工業出版社，2008年第1月.
[2] 胡傳忻，《實用焊接手冊》，北京工業大學出版社，1998年第12月.
[3] 邱葭菲，《焊接方法》，機械工業出版社，2009年1月.
【關鍵詞】壓力管道；焊接缺陷；夾渣；氣孔；裂紋
1.和壓力管道焊接缺陷有關的因素
壓力管道構件當中最為薄弱的環節就是焊接點，每一個焊接點都關系到整個壓力管道對壓力的承載能力。因此如果壓力管道的焊接點存在著缺陷，則很容易產生泄漏的問題以至于引發事故。在焊接當中產生的主要問題有以下幾點：裂痕、焊接不徹底、焊接面沒有融合、焊接面咬邊、焊接面夾渣、焊接面出現大量氣孔等嚴重問題。這些問題一般用肉眼無法觀察出來，存在于整個金屬基體當中，使得整個金屬面被割裂，最終產生應力集中的現象，在介質內壓的作用力下對以上缺陷進行壓力施加，使得基桿逐漸開裂，并慢慢發展成為宏觀意義上的裂紋，最終對管道內壁進行貫穿，直接導致泄露以及爆炸的事故頻繁發生。因此對于壓力管道來說，焊接的質量將會直接影響到壓力管道的安全程度，從某種意義上來說，也會對管道本身的安全運行產生十分重大的影響。焊接缺陷一般說來會被以下的若干因素決定：焊接材料、焊接參數指標、坡口形式以及焊接工人本身的手藝技術。
2.壓力管道焊縫的具體種類
2.1夾渣
夾渣是一種常見于焊縫當中的焊接失誤。夾渣主要分為兩種，首先是金屬夾渣，其次是非金屬夾渣。其分布的種類樣式有很多，主要包括以下的幾種樣式：斑點狀、條紋狀、鎖鏈狀、密集分布形狀的夾渣。根據統計，在焊縫內部被深埋的斑點狀夾渣以及條紋狀夾渣是在管道的檢查當中被發現次數最多的一種焊接缺陷，對于這一類夾渣的斷面觀察，我們可以發現其形狀一般都是近似橢圓的光滑面。
2.2氣孔
氣孔主要就是指在進行焊接作業的時候熔池當中的一些氣體在金屬完全凝固之前沒有逸出來，同時殘存于焊縫當中，形成了相應的空洞。整個氣孔的構成方式有很多。氣孔當中所殘存的氣體構成一般為氫氣或者是一氧化碳，對于氣孔的填充處一般來說都有銹跡或者是污跡等，其形成的物理原因主要是因為焊條沒有進行徹底烘干以及熔池的冷卻速度超出了預計的速度。一般來說，氣孔多數分布在焊縫的近表面位置，這也是造成管道表面冷裂紋的主要原因。
2.3沒有焊透或者是沒有熔合
沒有焊透的意思就是說，在進行焊接的時候接頭部分沒有完全熔合完整而直接導致了一部分被留了下來；這是一種十分常見的缺陷，其主要原因是工人在進行作業的時候沒有按照要求進行操作，手法不熟練。沒有熔合也是一種常見的缺陷，主要是指熔焊的金屬和母材之間產生了超出標準要求的縫隙，或是相鄰的焊道之間也產生了不應該產生的縫隙。對于通用管道當中常用的X焊接坡口來說，無論是沒有焊透或是沒有熔合這一類的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中間部分，距離表面的位置很深，斷面的形狀一般來說是橢圓形的或是不規則形狀的。
2.4焊縫表面經常產生的裂痕
當焊縫表面接觸部分的原子結構產生了原子層面上的結合力破壞，就會給接縫處的表面增添裂紋，從而產生相應的縫隙。這一類缺陷對于管道來說是十分致命的，因為這一類缺陷一般來說是管道破裂的最直接因素。這些裂紋的類型一般來說可以分成以下種類：結晶性質的裂紋、液化性質的裂紋、熱應力性質的裂紋、延遲性質的裂紋、應力腐蝕性質的裂紋以及其它性質的裂紋等。
3.對于壓力管道焊接缺陷的控制方法
3.1針對錯邊或是角變形的方法
在進行壓力管道的組裝過程當中，錯邊以及角變形是不可能完全避免的。但是，一旦壓力管道在進行組裝或者是在以后的使用當中出現了錯邊或者是角變形的問題，要想把這個情況消除也是十分困難的。唯一正確的預防方法就是在進行施工的時候嚴格執行相應的施工標準，把整個缺陷控制在可以進行調校的范圍之內。如果在施工的時候沒有把握好這一步，后續的錯邊或者是角變形就會產生強大的幾何應力，同時也能產生相應的附加彎曲的應力。
3.2氣孔和夾渣
這一類問題屬于深埋的缺陷，在進行自檢的時候必須進行消除，同時還要進行重新焊接作業，否則在進行使用的時候必然會發生泄漏以及爆炸的情況。根據觀察統計，大多數的壓力管道所有的氣孔以及夾渣沒有大幅度擴散的跡象。針對這樣的特點，為了對氣孔和夾渣進行克服，對于炭化的管道來說最好是進行氬弧焊作業打底。
3.3沒有焊透或者是沒有熔合
沒有焊透的情況主要是出現在兩種焊接手段（手工焊接和自動焊接）的交接面上。在進行處理的時候，如果出問題的地方在允許尺寸的范圍之內，可以免除返修的步驟；沒有熔合的情況一般來說會發生在焊縫部位金屬和破口的交界部位，這個時候最穩妥的方式就是進行補焊作業，以避免出現意外。焊接材料對整個壓力管道的質量是起到決定性質作用的，因此應該選用合格的焊接材料進行填充，以保證質量。
3.4裂紋
裂紋是管道問題當中最重要的問題，也是危害性最大的問題。一般來說我們的處理方法有以下方式：首先，所有的淺表裂紋都可以通過對其進行打磨的方式進行消除；其次，如果裂痕本身的大小長度遠遠超出了規定的允許長度則必須采取補焊的方式進行處理，使之消除；最后，如果可以保證管道本身的使用安全，可以對一些細小的裂紋進行保留，以便對其發展規律進行研究，使其后續發展趨勢被觀察記錄到，獲得潛在危險的發展趨勢并加以預防。
射線透照檢測主要是采用γ射線或χ射線對焊縫進行透照，通過底片上的影像所反應的缺陷性質、尺寸、數量和密集程度，判定焊縫的質量等級。缺陷性質通常分為裂紋、未熔合、未焊透、圓形缺陷和條形缺陷五類。焊縫的質量等級可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四級。若焊縫中各類缺陷評定的質量級別不同時，以質量最差的級別作為焊縫綜合評定級別。射線透照檢測前焊縫表面質量應經外觀檢查合格，表面的不規則狀態在底片上的圖像應不掩蓋焊縫中的缺陷或與之混淆，否則應做適當處理。根據射線檢測技術的靈敏度，分為A級（低）、AB級（中）、B級（高）三級，一般應采用AB級檢測技術。對特殊材料、焊接工藝制作的對焊接頭，可采用B級。根據透照的管材厚度、檢測需達到的靈敏度，檢查所選膠片的象質計靈敏度、黑度等質量是否符合 JB/T4730規定的要求，以確保檢測技術的靈敏度符合要求。應根據需要檢測的材料厚度和透照質量等級，按 JB/T4730中的規定選擇合適的射線能量（即射線源）及其與管道焊縫表面的距離和位置。管道焊縫透照常采用外透法，應根據管道外徑（周長）、射線源與管道的距離及發出的射線角度，計算底片應使用的張數。管道焊縫透照部位應有透照標記，主要包括底片中心標記、搭接標記及識別標記（包括管段編號、焊縫編號、透照部位編號和日期等）和返修標記。檢查膠片沖洗處理、評片室的環境狀況是否整潔、安靜、有合適的亮度，以保證膠片沖洗質量和評片的準確性。
4.結語
為了避免產生管道爆炸泄漏的事故，我們要在整套管道運行系統的運行以及檢修方面進行大規模的管理，同時還要在安裝環節上對質量進行嚴格檢測，并在發現問題的時候進行及時修補，以此來實現管道運行的可靠性。
【參考文獻】
關鍵詞：船舶焊接缺陷防止措施
船舶焊接是保證船舶密性和強度的關鍵，是保證船舶質量的關鍵，是保證船舶安全航行和作業的重要條件。如果焊接存在著缺陷，就有可能造成結構斷裂、滲漏，甚至引起船舶沉沒。據對船舶脆斷事故調查表明，40%脆斷事故是從焊縫缺陷處開始的。在鄉鎮船舶造船中，船舶的焊接質量問題尤為突出。在對船舶進行檢驗的過程中，對焊縫的檢驗尤為重要。因此，應及早發現缺陷，把焊接缺陷限制在一定范圍內，以確保航行安全。
船舶焊接缺陷種類很多，按其位置不同，可分為外部缺陷和內部缺陷。常見缺陷有氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透、未熔合、焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑等。
一、氣孔
氣孔是指在焊接時，熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而形成的空穴。產生氣孔的主要原因有：坡口邊緣不清潔，有水份、油污和銹跡；焊條或焊劑未按規定進行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質、剝落等。此外，低氫型焊條焊接時，電弧過長，焊接速度過快；埋弧自動焊電壓過高等，都易在焊接過程中產生氣孔。由于氣孔的存在，使焊縫的有效截面減小，過大的氣孔會降低焊縫的強度，破壞焊縫金屬的致密性。預防產生氣孔的辦法是：選擇合適的焊接電流和焊接速度，認真清理坡口邊緣水份、油污和銹跡。嚴格按規定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用變質焊條，當發現焊條藥皮變質、剝落或焊芯銹蝕時，應嚴格控制使用范圍。埋弧焊時，應選用合適的焊接工藝參數，特別是薄板自動焊，焊接速度應盡可能小些。
二、夾渣
夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會降低焊縫的強度和致密性。產生夾渣的原因主要是焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣；坡口角度或焊接電流太小，或焊接速度過快。在使用酸性焊條時，由于電流太小或運條不當形成“糊渣”；使用堿性焊條時，由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。進行埋弧焊封底時，焊絲偏離焊縫中心，也易形成夾渣。防止產生夾渣的措施是：正確選取坡口尺寸，認真清理坡口邊緣，選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。多層焊時，應仔細觀察坡口兩側熔化情況，每一焊層都要認真清理焊渣。封底焊渣應徹底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。
三、咬邊
焊縫邊緣留下的凹陷，稱為咬邊。產生咬邊的原因是由于焊接電流過大、運條速度快、電弧拉得太長或焊條角度不當等。埋弧焊的焊接速度過快或焊機軌道不平等原因，都會造成焊件被熔化去一定深度，而填充金屬又未能及時填滿而造成咬邊。咬邊減小了母材接頭的工作截面，從而在咬邊處造成應力集中，故在重要的結構或受動載荷結構中，一般是不允許咬邊存在的，或到咬邊深度有所限制。防止產生咬邊的辦法是：選擇合適的焊接電流和運條手法，隨時注意控制焊條角度和電弧長度；埋弧焊工藝參數要合適，特別要注意焊接速度不宜過高，焊機軌道要平整。
四、未焊透、未熔合
焊接時，接頭根部未完全熔透的現象，稱為未焊透；在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現象，稱為未熔合。未焊透或未熔合是一種比較嚴重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊縫會出現間斷或突變，焊縫強度大大降低，甚至引起裂紋。因此，在船體的重要結構部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。未焊透和未熔合的產生原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除干凈，或在焊接時該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運條手法不當，電弧偏在坡口一邊等原因，都會造成邊緣不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈；封底焊清根要徹底，運條擺動要適當，密切注意坡口兩側的熔合情況。
五、焊接裂紋
焊接裂紋是一種非常嚴重的缺陷。結構的破壞多從裂紋處開始，在焊接過程中要采取一切必要的措施防止出現裂紋，在焊接后要采用各種方法檢查有無裂紋。一經發現裂紋，應徹底清除，然后給予修補。
焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態到固態的結晶過程中產生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的裂口多數貫穿表面，呈現氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。產生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質(如FeS等)。由于這些雜質熔點低，結晶凝固最晚，凝固后的塑性和強度又極低。因此，在外界結構拘束應力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，熔池中這些低熔點雜質在凝固過程中被拉開，或在凝固后不久被拉開，造成晶間開裂。焊件及焊條內含硫、銅等雜質多時，也易產生熱裂紋。防止產生熱裂紋的措施是：一要嚴格控制焊接工藝參數，減慢冷卻速度，適當提高焊縫形狀系數，盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產生裂紋；二是認真執行工藝規程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應力。
焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現，也有可能在焊后幾小時、幾天甚至更長時間才出現。冷裂紋產生的主要原因為：1)在焊接熱循環的作用下，熱影響區生成了淬硬組織；2)焊縫中存在有過量的擴散氫，且具有濃集的條件；3)接頭承受有較大的拘束應力。防止產生冷裂紋的措施有：1)選用低氫型焊條，減少焊縫中擴散氫的含量；2)嚴格遵守焊接材料(焊條、焊劑)的保管、烘焙、使用制度，謹防受潮；3)仔細清理坡口邊緣的油污、水份和銹跡，減少氫的來源；4)根據材料等級、碳當量、構件厚度、施焊環境等，選擇合理的焊接工藝參數和線能量，如焊前預熱、焊后緩冷，采取多層多道焊接，控制一定的層間溫度等；5)緊急后熱處理，以去氫、消除內應力和淬硬組織回火，改善接頭韌性；6)采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以減少焊接應力。
六、其他缺陷
焊接中還常見到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。產生焊瘤的主要原因是運條不均，造成熔池溫度過高，液態金屬凝固緩慢下墜，因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時，采用過大的焊接電流和弧長，也有可能出現焊瘤。產生弧坑的原因是熄弧時間過短，或焊接突然中斷，或焊接薄板時電流過大等。焊縫表面存在焊瘤影響美觀，并易造成表面夾渣；弧坑常伴有裂紋和氣孔，嚴重削弱焊接強度。防止產生焊瘤的主要措施嚴格控制熔池溫度，立、仰焊時，焊接電流應比平焊小10-15%，使用堿性焊條時，應采用短弧焊接，保持均勻運條。防止產生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時，焊條應作短時間停留或作幾次環形運條。
關鍵詞：長輸管道焊接；焊接缺陷；防治要點
中圖分類號： P755 文獻標識碼： A
一、焊接缺陷的產生原因與防治要點
1、燒穿產生原因與防治要點
所謂“燒穿”指的是填充層或者熱焊層在焊接的過程中燒漏了前幾層或者上一層，其產生原因主要是因焊接工藝的參數過大或者根焊道過薄；而燒穿的防治要點主要包括根焊道的厚度要保持在3mm左右，根焊的焊接工藝參數要保持在合理的范圍內，在出現燒穿問題的時候必須立即停止焊接工作，并按照相關要求打磨出根部間隙與坡口角度，重新進行根焊和熱焊等工作。
2、裂紋產生原因與防治要點
所謂“裂紋”指的是在焊后冷卻過程中，焊道產生的應力要高于母材抑或因焊縫金屬強度導致的縫隙，其產生原因主要是強行組對且普遍存在于連頭組對焊接或者彎管組對焊接的時候。具體來說，直管段擺放的角度與彎頭的角度和現實的施工有著一定的差異存在。而在組對的時候，為了組對好管口就需要施加足夠大的外力，但由此產生的應力也不容小覷，并由此在根焊道相對較薄的地方產生裂紋缺陷。另外，因焊道擴散的氫含量相對較高或者根焊道的溫度降低相對過快，也會造成焊縫產生裂紋的現象。這主要是因為長輸管道在冬季野外施工的時候，氣溫往往都在零度以下并給焊接工作帶來了一定程度上的影響。下向焊工藝所需的材料包括藥芯焊絲、纖維素型焊條等，這使得焊后焊道擴散的氫含量相對較高并發生聚集，從而造成裂紋的產生引起焊接的缺陷問題。就裂紋的防治要點來說，主要是對強力組對作有效的避免；在焊前需要進行預熱工作，即對根焊焊道的厚度作適當的增加，并在根焊完成之后進行蓋面、填充、熱焊等；在冬季施焊的時候，必須對焊道焊后的緩冷作充分的重視，為擴散氫的逸出提供一定的便利，避免裂紋的產生。
3、未焊透產生原因與防治要點
所謂“未焊透”指的是熔孔在根部焊道焊接的時候沒有完全打開或者沒有打開，從而造成原始鈍邊的殘留，且一般分為根部完全未焊透和單側未焊透這兩種。就產生原因而言，根部完全未焊透是因鈍邊過厚或者組對間隙過小，而單側未焊透是因為兩側鈍邊值的不等或者錯邊量的超標。就未焊透的防治要點而言，主要是在焊接前需要對焊縫進行認真的修磨與組對，使焊條和焊絲在根焊的時候可以順暢伸入坡口的根部。而在根焊不能產生熔孔時，需要打磨出符合相關要求的根部間隙并對焊接的參數作適當的調節。另外，未熔合這一焊接缺陷的返修是很難進行的。特別是一些壁厚相對較大的焊道，其焊接與打磨的難度都非常大，因此需要盡量避免這一缺陷的產生。
4、氣孔產生原因與防治要點
所謂“氣孔”指的是因焊接時熔池內可能殘留的氣體形成了孔穴或者因凝固時的收縮產生的孔穴等，就不同類別氣孔的產生原因而言，其中根部氣孔容易在選用STT方法進行焊接的時候產生，且多表現為珍珠鏈式或者密集氣孔，亦稱蟲孔，其產生原因包括相對較大的氣體水含量、氣體干燥器的干燥作用并未充分發揮以及氣體不純，抑或大壁厚的管道在焊接的時候因坡口的深而窄，使得保護氣體無法對熔池進行有效的保護；填充層氣孔容易在電弧電壓過高的時候產生，其產生原因主要是焊工在焊接的過程中為了更好地熔合兩側的坡口面并避免夾溝的產生，從而對電弧電壓作一定程度上的提高。然后，施工現場的移動電站對焊接電源提供的電壓有時會出現波動的情況，且在電壓偏高的時候會導致氣孔的產生。此外，在焊接立焊部位的時候，焊工為了使填充厚度得到一定的增加，會對焊接速度作一定的降低，而當熔池一旦超前于焊絲的時候，就可能導致蜂窩狀氣孔的產生。就氣孔的防治要點而言，主要是在焊接前仔細檢查導管、流量計、加熱器、減壓表等氣路，對氣體的純度作一定程度上的保證；在焊接的時候，要保證電弧電壓與送絲速度的適當，并對焊絲伸出長作一定程度上的保持；另外，在下向立焊的時候，需要對焊接速度作有效的控制。
5、夾渣產生原因與防治要點
所謂“夾渣”指的是在焊縫金屬中有焊接熔渣的殘留，其產生原因主要是因為在焊接填充的時候，上一層的焊道存在死角或者沒有徹底清理熔渣，而在被后一層的焊道進行覆蓋的時候就容易產生夾渣且多為點狀或者條狀。另外，長輸管道在進行填充和蓋面的時候往往采用的工藝是藥芯焊絲半自動下向焊，而在焊接的過程中如果半自動設備出現間歇性的故障，就容易產生頂絲現象。焊絲與此同時穿進了熔池，而在熔池迅速冷卻之后再度引燃的一瞬，絕大部分的焊縫例就會裹帶熔渣或者金屬雜物，并由此產生夾渣形成焊接缺陷。就夾渣的防治要點而言，主要是在根焊前需要對坡口進行認真的清理，要對填充、蓋面焊時產生的熔渣進行仔細的清理，尤其是層間死角處，使送絲機送絲的均勻得到一定程度上的確保。另外，選用的焊接參數必須具有一定的合理性。
二、長輸管道缺陷預防措施
1、施工人員的控制
從事長輸管道焊接的焊工必須持證上崗，正式施焊前焊工經試焊合格后方能上崗。焊接機組人員都必須盡心、盡責、盡力做好本職工作，保證焊接質量。
2、質量檢驗
加強對長輸管道焊接治理的檢驗工作能夠有效提高長輸管道使用壽命，長輸管道一般都是長距離輸送油氣，運行壓力較高，為確保管道使用壽命及安全，必須對焊縫的施工質量進行檢驗，以確保管道不會在運行中泄露、爆管等，導致輸送介質外泄，造成經濟損失和環境污染。長輸管道質量檢驗目前主要是焊縫無損檢測和管道耐壓試驗兩個方面。無損檢測是檢驗焊接質量的重要手段，在長輸管道工程中，用得最為普遍的是X射線探傷和超聲波探傷相結合的方法，檢測質量達到標準要求。另外管道耐壓試驗（包括強度試驗和嚴密性試驗）也是檢驗管道質量重要環節。長輸管道耐壓試驗一般分段進行，按照管道試壓時最低點壓力不超過管道屈服強度的90%，最高點達到設計壓力的要求進行分段試壓。
3、焊接設備
用于焊接的設備有電焊機、保溫桶、發電機等。焊接設備必須有專人管理。建立設備檔案。制定相應的安全操作規定和維護保養規定并認真貫徹執行。保證設備參數穩定、調節靈活、安全可靠和滿足焊接過程的基本工藝要求。
結束語
焊接技術在近幾年得到了不斷的發展與持續的完善，并為我國的長輸管道建設提供了很大程度上的幫助，并進一步提高了焊口一次焊接合格率。然而，一次焊接的合格率仍未達到100%，且一些焊接缺陷仍舊存在并急需解決。焊接缺陷對長輸管道使用壽命有著很大程度上的影響，甚至可能導致管道內的輸送介質燃燒、泄漏、爆炸等，這勢必會對人們的生命安全、企業與國家的財產安全造成極大的影響。長輸管道焊接質量與焊接設備和焊工技能有一定的聯系，也在一定程度上與材料、天氣、地形等外部因素息息相關。為了避免以上可能出現的危害，必須對常見焊接缺陷作詳細的分析與研究并制定出相應的防治措施，對能源生命線的安全以及社會經濟的建設作一定的保障。
參考文獻
[1]胡秋月.長輸管道焊接缺陷預防措施[J].中國石油和化工標準與質量,2014,01:252.
[2]周新寶,張治軍,郭偉.淺析長輸管道焊接施工中裂紋的控制措施[J].能源與節能,2014,01:181-183.
關鍵詞：壓力容器 焊接缺陷 產生原因 預防 措施
壓力容器，一般泛指在工業生產中用于完成反應、傳質、傳熱、分離和存儲等生產工藝過程，并能承受壓力的密封容器。他被廣泛用于石油、化工、能源、冶金、機械、輕紡、醫藥、國防以至民用等領域，在國民經濟中的發展占有重要地位。壓力容器制造、檢驗技術不斷地進步，為全面提高壓力容器質量獲得良好經濟效果做出可靠保證，在制造過程中，不可避免出現焊接，如何保證焊接質量是關鍵問題。如果焊接存在缺陷，就有可能造成滲漏、泄露、甚至引起壓力容器爆炸，造成人員傷亡和財產的重大損失。
壓力容器焊接缺陷種類很多，按其位置不同可分為外部缺陷和內部缺陷，依據JB/T4730-2005中對焊接接頭中的缺陷按性質可分為裂紋、未融合、未焊透、條形缺陷和圓形缺陷共五類，下面介紹焊接缺陷產生的原因和預防措施。如下圖所示焊接缺陷：
外部缺陷：存在于焊縫表面，用肉眼或借助于低倍放大鏡可直接觀察，如焊縫尺寸超標、咬邊、焊瘤、表面氣孔、表面裂紋、弧坑等。
內部缺陷：存在于焊縫內部，如氣孔、夾渣、未溶合、未焊透、裂紋、層狀撕裂等。
1、裂紋
裂紋是壓力容器危害性較大的缺陷之一。由于焊接裂紋成因復雜， 形態各異， 極易擴展，有很多不可預見的因素， 因此必須要高度重視焊接裂紋的處理。防止產生裂紋的主要措施是：嚴格控制焊接工藝參數、減慢冷卻速度、適當提高焊縫形狀系數、盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產生裂紋；同時要認真執行焊接工藝規程， 選取合理的焊接工藝程序， 以防止焊接裂紋的產生。
2、未熔合
未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。產生原因：①焊接熱輸入太低；②電弧指向偏斜；③坡口側壁有繡垢及污物；④層間清渣不徹底等。預防未熔合措施：①適當加大的焊接電流；②正確地選擇焊接工藝參數；③注意坡口及層間部位的清潔。
3、未焊透
未焊透是焊接時接頭根部未完全熔透，對于對接焊縫也指焊縫深度未達要求。指母材金屬未熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部的現象產生原因①焊接電流小，熔深淺；②坡口和間隙尺寸不合理，鈍邊太大；③磁偏吹影響；④焊條偏芯度太大；⑤層間及焊根清理不良。
預防未焊透措施：①使用較大電流來焊接是預防未焊透的基本方法；②焊角焊縫時，用交流代替直流以預防磁偏吹；③合理設計坡口并加強清理；④用短弧焊等措施。
4、條形缺陷和圓形缺陷
1）條形缺陷 長寬比大于3的氣孔、夾渣和夾鎢等缺陷。
2）圓形缺陷 長寬比不大于3的氣孔、夾渣和夾鎢等缺陷。
a氣孔是指焊接時，熔池中的氣體未在金屬凝固前逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。其氣體可能是熔池從外界吸收的，也可能是焊接冶金過程中反應生成的。產生氣孔的主要原因母材或填充金屬表面有銹、油污等，焊條及焊劑未烘干會增加氣孔量，因為銹、油污及焊條藥皮、焊劑中的水分在高溫下分解為氣體，增加了高溫金屬中氣體的含量。焊接線能量過小，熔池冷卻速度大，不利于氣體逸出。焊縫金屬脫氧不足也會增加氧氣孔。
預防氣孔措施：①清除焊絲，工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物；②采用堿性焊條、焊劑，并徹底烘干；③采用直流反接并用短電弧施焊；④焊前要預熱，減緩冷卻速度；⑤用偏強的規范施焊。
b夾渣是指焊后溶渣殘存在焊縫中的現象。夾渣產生的原因①坡口尺寸不合理；②坡口有污物；③多層焊時，層間清渣不徹底；④焊接線能量小；⑤焊縫散熱太快，液態金屬凝固過快；⑥焊條藥皮，焊劑化學成分不合理，熔點過高；⑦鎢極惰性氣體保護焊時，電源極性不當，電流密度大， 鎢極熔化脫落于熔池中；⑧手工焊時，焊條擺動不良，不利于熔渣上浮。可根據以上原因分別采取對應措施以預防夾渣的產生。
5、其他缺陷
焊接中還經常看到一些咬邊、焊瘤、弧坑、過熱和過燒及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷
1）咬邊是由于選擇的焊縫參數不當、操作工藝不正確造成的。
產生原因：①焊接參數選擇不對，U、I太大，焊速太慢；②電弧拉得太長。熔化的金屬不能及時填補熔化的缺口。
2）弧坑是由于收弧和斷弧不當在焊道末端形成的低洼部分。
產生原因：焊絲或者焊條停留時間短，填充金屬不夠。
3）焊瘤熔化金屬流淌到焊縫以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。
產生原因：①焊接參數選擇不當；②坡口清理不干凈；③電弧熱損失在氧化皮上；④使母材未熔化。
可根據以上原因分別采取對應措施防止咬邊、弧坑、焊瘤的產生。
4）焊縫化學成分或組織成分不符合要求： 焊材與母材匹配不當，或焊接過程中元素燒損等原因，容易使焊縫金屬的化學成份發生變化，或造成焊縫組織不符合要求。這可能帶來焊縫的力學性能的下降，還會影響接頭的耐蝕性能。因此要選用相匹配的焊材與母材進行焊接。
5）過熱和過燒： 若焊接規范使用不當，熱影響區長時間在高溫下停留，會使晶粒變得粗大，即出現過熱組織。若溫度進一步升高，停留時間加長，可能使晶界發生氧化或局部熔化，出現過燒組織。
關鍵詞：長輸管道施工；常見焊接；缺陷；控制
中圖分類號：TU71文獻標識碼：A 文章編號：
前言：
隨著我國經濟建設的不斷發展，對能源的需求也越來越大，加上我國能源資源十分有效，這就使保證能源運輸的安全性十分重要。管道運輸作為主要的能源運輸方式，保證其安全性也就變得十分必要。近幾年來，長輸管道在實際的運用中出現了一些問題，其中長輸管道施工的常見焊接問題也表現較為明顯，這些問題也給能源的安全運輸帶來了很大影響，也給社會經濟建設的進度帶來了一定的阻礙。因此，加強對長輸管道的常見焊接問題的解決十分必要，這是保證能源正常供應、施工正常進行的重要保證。
一、長輸管道施工中常見焊接的質量缺陷
（一）咬邊
所謂咬邊是指焊道咬肉，這主要是因為在焊接過程中，熔敷金屬沒能蓋住母材的坡口，在焊道邊留下了低于母材的缺口。一般來說，比較淺短的咬邊可以不會有大的影響，但是較深的咬邊就會對焊道力學性能造成比較嚴重的影響。咬邊可能導致母材的有效截面積的減少，然后在咬邊處引起應力集中，從而減低接頭的強度，使得咬邊的邊緣組織被淬硬，容易引起裂紋。
（二）加渣
焊縫中存在的熔渣、鐵銹或者其他物質就是加渣，加渣在焊道的根部、層間都有可能存在，比較常見的地方是層間加渣。加渣的形狀、大小不一，其中呈尖銳形的加渣是危害最大的，它能夠嚴重影響焊道的塑性，特別是在焊道遭受拉應力的時候，產生比較嚴重的應力集中。加渣的存在將會給長輸管道的焊接造成嚴重的阻力，進而影響長輸管道焊接施工的正常進行。
（三）未熔合和未焊透
未熔合主要是指在長輸管道焊接時，焊道與母材的坡口、上層焊道和下層焊道之間沒有完全熔合結合而成的缺陷，這種未熔合是一種面積上的缺陷，破口與根部的未熔合對承載截面積的減小非常明顯，應力集中也就非常嚴重，危害性與裂紋也相差不大。未焊透就是指母材金屬沒能熔化，焊縫金屬沒有進入接頭根部的現象。未焊透對焊道的危害十分大，它能夠減少焊道的有效截面積，由于其屬于開口性缺陷，將會造成比較嚴重的應力集中。在管道的下溝作業或者承壓很高的情況下，未焊接深度很深的話，將會使長輸管道焊道沿著未焊透處撕裂，進而給整個長輸焊道造成非常嚴重的破壞，進而給整個能源的運輸造成困擾。
（四）氣孔
熔池中的氣體在熔化金屬凝固時沒有逸出就會形成氣孔。氣孔的形式主要有條形氣孔、密集氣孔、球形氣孔、柱狀氣孔等等。氣孔的缺陷主要體現在深度很深的柱孔和面積非常大得圓形氣孔，這兩種情況都是屬于危害性比較嚴重的，其他的氣孔相對來說危害性比較小，有些甚至還會出現止裂傾向。
（五）裂紋
裂紋是長輸管道焊接缺陷的另外一種表現，裂紋是焊接中危害性最大的一種缺陷，主要分為結晶裂紋、液化裂紋及延遲裂紋。裂紋具有延伸性，因此在焊道存在內應力的條件下裂紋會得到持續延伸擴展，直到焊道破壞為止。所以，在長輸管道的施工中，必須嚴格杜絕裂紋缺陷，也不準予返修，而必須進行割口重新焊接。在管道施工過程中，出現裂紋等現象，主要是由工藝規程執行不當，外部的應力太大而引起的。因此，在長輸管道施工中應該小心謹慎，盡量避免裂紋的出現。
二、長輸管道施工中常見焊接質量缺陷的控制方法
針對以上管道焊接質量的各種常見缺陷，以下將提出有效的控制方法，盡可能避免常見缺陷對能源運輸安全的影響，保證長輸管道的安全性能。
（一）針對長輸管道中的咬邊缺陷，可以通過具體的預防措施來解決：1.對焊接參數進行調整，以避免因電流過大、電弧太長和電弧力不集中而引起的熔池熔敷不到位；2.對焊條或焊絲的傾斜角度進行調整，避免偏吹現象的出現；3.施工人員在進行操作時，其操作手法要盡量穩當，運條的擺動也要到位，避免出現失誤或偏差。
（二）針對長輸管道施工焊接另一常見缺陷加渣，應該采取以下這些措施：1.進行多層焊接時，要對焊絲、焊條等產生的熔渣要清理干凈，保持焊道的暢通；2.盡可能避免焊接電流平偏小，以免熔渣不能夠被完全熔化而浮出熔池；3.要盡量保持坡口適中或上層焊道與坡口之間沒有夾角，以幫助熔渣迅速溶解。
（三）對于未熔合和未熔透，應該采取的預防措施有：1.要嚴格規范執行坡口加工，保持適當的角度，保證間隙寬度的適度，而且鈍邊不可以過厚；2.對層間進行適當地清理，不要過度，盡可能避免坡口被打寬，進而導致溝槽的形成。
（四）對氣孔的處理也十分重要，首先，在焊接之前，要將焊材、坡口等清理干凈，使其不被鐵銹、油污等污染，還要避免焊材受潮；其次，要控制好焊接的電壓、電流，保證焊接的正常進行；最后，焊接的速度不能過大，以免影響到焊接的效果。
（五）裂紋作為長輸管道焊接施工中危害最大的一項缺陷，必須對其引起百分百的重視，不可掉以輕心。首先，必須嚴格按照焊接工藝評定的基本要求進行施工，挑選抗裂性較好的鋼材來制作鋼管，以保證焊縫組織結構的塑性和韌性；其次，如果在冬季進行施工的話，必須采取恰當的保溫辦法，在必要的情況下，要進行適當的熱處理或在焊后進行加熱；最后，對應力進行嚴格的控制，最好不要使用對口器進行強制組對。對裂紋的控制是實現長輸管道焊接成功的關鍵因素，也是保證整個能源運輸的重要保障。
結語：
通過以上對長輸管道施工焊接缺陷進行分析，并針對每一項缺陷提出相應的預防措施，為長輸管道施工中焊接缺陷的彌補提供了有效的措施，在一定程度上，保證了長輸管道的運輸的暢通，也大大提高了管道焊接技術，為以后焊接缺陷的控制提供了有效的方法和經驗，進而保證我國能源管道運輸的安全性和高效性。
參考文獻：
[1] 王新秀.長輸管道施工的焊接安全技術措施研究[J].城市建設理論研究（電子版）,2012,(7).
[2] 曾君,張升.CRC P600自動焊接技術在大口徑管道施工中的應用[J].焊接技術,2011,40(8):52-54.
[3] 米秋占,于英姿,王樂生等.油氣長輸管道的焊接技術[J].焊接技術,2006,35(1):4-6.
[4] 劉雪松.長輸管道焊接缺陷預防措施[J].電焊機,2010,40(6):90-92.
連接金屬材質不可缺失焊接，它是必備的流程。機械制造中常用焊接，焊接得到可用的金屬。然而檢測獲取的數值表明：超出40%現有的配件缺陷都被歸結為焊接缺陷。焊接配件附帶的接頭很難規避細微的裂痕、小孔以及夾帶的焊渣。查驗焊接的缺陷，便于及時著手去調控。確保配件彼此的整合，清除附帶的冗余焊渣、其余的雜物等。要調控適宜的電流速率，注重密閉配件銜接之處。唯有注重細節，才能全方位規避缺陷。
1 解析焊接缺陷
1.1 未能完全焊接
有些情形下，沒能焊接透徹將造成原材不被熔化。針對于母材類，若起初焊接并不透徹，材質將不會熔化，金屬沒能延展至根基的接頭。焊接不夠透徹根源于如下：坡口擬定了不適宜的初期尺寸，沒能慎重地調控它的間隔；偏心度缺失了精準性，布設焊條有著偏差；電流強度偏低，沒能吻合設定好的熔深；母材根部夾帶著細微的雜物。焊接若沒能透徹，將縮減焊縫占到的總面積，接頭缺失了穩固性，焊縫很難長時段承載負荷。此外，熔合也可能不夠充分，金屬彼此沒能緊密熔合成整體，由此帶來缺陷。這類成因包括：偏離了起初的焊接角、電流不夠大、焊接速率偏快、母材附著了雜物。這樣的狀態下，金屬彼此缺失了契合性，承載面積過小。熔合不夠的這種原材聚集了偏多的應力，很難提升本體的荷載。
1.2 含有細微的裂痕
焊接得出的金屬常常存有細微裂痕，是常見的缺陷。結晶金屬經由焊接而被變更為后續的固態，轉化流程增添了裂痕。焊接終結之后，短時段內將會凸顯裂紋。裂紋被布設于熔合線條之內，母材邊界也會包含，冷熱雙重的焊接之下將會帶來裂痕。
詳細來看，結晶帶來偏熱態勢下的裂痕，它起始于偏析的位置。熔池留存了晶體雜物，它們有著熔點偏低的特點，凝結點也很高。遇有外來的應力，晶體將會被拉伸，內部附帶了裂紋。與之相應，焊接流程終結以后才會增添冷裂痕。配件被焊接完畢，內部后期將延展紋路。焊接后幾分鐘，甚至一天以內都被歸入產生裂紋的時段。冷裂紋毀損了本體的構架，傷害到配件本身。
1.3 夾帶焊渣
焊縫殘存下來的熔化焊渣沒能被除掉，就會帶來夾渣。夾渣毀損了原本致密的焊縫，縮減它的強度。夾渣成因含有：焊縫被切割后，有氧切割增添了殘存著的熔渣；坡口被設定得過小，經由的電流偏小，設定了起初的過快焊接；焊條表現出偏酸性，偏小電流之下這類焊條會附帶著糊渣，干擾著后續的焊接。然而，即便選取的焊條傾向于堿性，若設定了偏差的電弧及極性，也將帶來夾渣狀態。此外，焊條如果偏芯，夾渣很易形成。
1.4 咬邊及內在氣孔
在邊緣之處焊縫殘存了凹凸，它們被看成咬邊。這是由于經由的總電流是偏大的，焊條提快了移動速率。此外，設定了偏長的電弧，焊絲布設了不適宜的方位角，都會添加焊縫內的不平。在埋弧焊中，配件若熔化得偏深、焊接速率太快、焊接依循的軌道不夠平順都將引發這樣的咬邊。后續添加進來的額外金屬沒能填充凹陷，咬邊縮減了截面之處的有效接頭，聚集了凸顯的過大應力。為此，受力類的配件不準凸顯咬邊。焊接氣孔含有內外在的雙重氣孔，接頭及表層都會附帶氣孔。氣孔的成因可分成：坡口夾帶了水分，表層不夠潔凈；附有銹蝕痕跡或偏重的油污；沒能依循規程來烘焙焊條，選取的焊劑不適宜；焊芯被緩慢腐蝕，外皮滑脫或變質。若選取了低氫類的焊條，氣孔產生于偏快的速率、過長電弧總量、偏高的自動電壓。氬弧焊更易附帶潛在的氣孔，若沒能及時排掉它們，這類氣孔將埋設于配件內。氣孔縮減了本體強度，金屬不再十分致密。
1.5 其余常見缺陷
金屬焊接若沒能達到預設的化學成分，將干擾焊接總的進程，也會造成缺陷。焊縫內在組織沒能吻合要求，減小了應有的力學特性，接頭可以耐住的腐蝕會縮減。氫氣小孔根源于不潔凈的坡口。如果殘存油污、殘存水分也將帶來氣孔。焊條起初的角度要合適，即便凸顯了咬邊，金屬也可填滿它。咬邊聚集了偏多的反作用力，裂縫沒能承受住添加的上側壓力，配件將會碎裂。
2 防控各類的缺陷
伴隨技術進展，焊接被用于多重的現有領域，拓展了它的運用范疇。平日生產不可脫離金屬類的材質，搭配的焊接類手段也被更新。焊接中的弊病增添了后續危害，甚至威脅安全。為了規避復雜流程中的焊接弊病，要擬定更為科學的焊接步驟。采納焊接類的新穎技術，提升焊接得出的配件質量，這樣做不僅防控了焊接隱患，也協助把控了多重的產出流程。
2.1 針對于配件的裂痕
依循焊接擬定的流程慎重操控，把控關聯著的多重環節。焊接流程應被設定得更適當，選購最優的焊條。要辨識焊條本體的酸堿性，選購進來的焊條應被安放于預備好的保溫箱，隨時予以調取，這樣做規避了緩慢的焊條受潮。真正去焊接前，徹底除掉配件附帶的接口雜質，去除殘存于此的油漬、水漬以及銹蝕。可選取小電流，細分多重的焊接層次。設定更多現有的焊道，規避彼此銜接的微小裂紋。妥善調控焊縫的形態，縮減額外的總體應力。
2.2 針對熔合不透徹
焊接先要設定最佳的尺寸、坡口的角度等，依照設定出來的直徑來篩選焊條，選出來的焊條要確認是適當的。焊接進行中，隨時查驗經由的電流、各時點的焊接速率。輕微擺動焊條，熔合步驟之內要查驗雙側變更的焊條狀態。依循精準的技術規程予以操控，執行焊接規程。
2.3 針對于夾渣
若選取的焊條偏重酸性，要提升電流；若偏重于堿性，則要調控現有的電弧總長，電弧不可過長。這是因為，偏長電弧將引發凸顯的夾渣狀態。此外，確認坡口應有的角度，在可調控范疇之內調節速率，不要過快去焊接。杜絕夾渣的弊病要強化日常流程的焊接培訓。把控焊接的分支流程，自覺去查驗擬定好的焊接步驟。經由培訓流程后，焊工才可進到接續的焊接步驟。
2.4 其他防控的路徑
隨時辨識周邊潛在的環境偏差，調控溫濕度等。例如：若測得了現有溫度在0℃以下，則要填補必備的熱能，確保配件最適宜的溫度。要專設清潔區，定時去填補配件的凹凸，嚴格各時段內的查驗。打磨鎢絲燈時，應當把控角度，確認最佳的停留時段。管路之內不可透過氣流，應當阻塞這樣的管路頂部。施工場地增設定時通風，維持最優的濕潤。此外，妥善填充氬氣，增添焊接中的安全保障。
3 修正細微的缺陷
3.1 對于焊瘤予以修正
焊接某一配件會凸顯焊瘤或外形存有細微的尺度差值，這是由于運條缺失了勻稱性，熔池測得了偏高的總體溫度。在熔池的內部，液體金屬慢慢就被凝固，而后慢慢墜落下來。這樣一來，焊縫表層將表現出金屬焊瘤。若擬定了偏大的弧長或經由的電流太大，也會突發焊瘤狀態。弧坑根源于偏短的熄滅時間，焊接很易被阻斷。初期設定了較大的經由電流，表層就不會維持著平整。如果存在焊瘤，縮減了配件應有的美感，表面將帶來夾渣。弧坑伴隨著更多的氣孔、配件的裂痕等，削減了縫隙強度。為此，仰焊要側重去調控電流，電流要被縮減成90%，至少不應超出平焊流程內的電流。調控熔池本體的溫度，焊條若呈現出堿性，還要選取短弧來銜接它們。運條應能確保勻稱，在某一時段內，焊條可以適當予以停留。
3.2 阻止裂紋的延展
裂痕是很危險的，如果裂痕被延展，將阻礙長久的焊接進展。若查出了延展的裂痕，先要辨識它的兩端深度，在這樣的基礎上再去清除表層雜物，可選取風鏟以便清除潛藏的裂痕。具體操作中，先要打出雙側的止裂孔，阻止裂痕接著延展。可設定10毫米特有的鉆頭直徑，鉆孔得出的總深度應能超出2毫米這樣的裂痕本體。若選取了氣刨的途徑，刨削要沿著兩側，直到消除了現有的裂痕。兩側被整平后，再除掉完整的裂痕。消除缺陷以后，要填補必備的坡口，妥善進行補焊。有些情形下，很難發覺內在的微小氣孔。一旦確認存有氣孔，則要立即去清除。先要形成坡口，而后依循設定的規程來焊補。
3.3 補焊時的側重點
補焊可選較小的、平穩狀態下的電流，補焊要設定很多道。不可選取偏大的這種電流來補焊。補焊若針對剛性配件，那么補焊得出的這類配件還要經由錘擊，確保它的穩固。起初及終結時的弧形應被彼此錯開。若測得了偏低的現場溫度，則增設預熱以便防控配件的裂開。針對查驗得出的某一缺陷應確保一次補焊，不可以突發中斷。
關鍵詞: 焊縫表面尺寸、裂紋;未焊透;未熔合;氣孔;夾渣、焊瘤、弧坑、夾鎢
電弧焊作為一種常用的焊接形式,焊接過程的特點主要是溫度高、溫差大,偏析現象很突出,因此,在焊接過程中往往會產生不同類型的焊接缺陷而遺留在焊縫中。如裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣、焊瘤、弧坑以及夾鎢等。從而降低了焊縫的強度性能,給生產帶來很大的不利。但是,不論什么樣的缺陷,它在形成過程中都具有特定的形成機理和規律,只要掌握其形成的基本特點,就會對我們在生產中制定焊接工藝措施,防止缺陷的產生起到很好的作用。因此,本人針對焊縫中常見缺陷的形成及其危害性進行分析,并提出防范措施;
1焊縫表面尺寸不符合要求
主要是焊件坡口角度不對,裝配間隙不均勻,焊接速度不當或運條手法不正確,焊條和角度選擇不當或改變,加上埋弧焊焊接工藝選擇不正確等都會造成改種缺陷。由于焊縫表面高低不平、焊縫寬窄不齊、尺寸過大或過小、角焊縫單邊以及焊角尺寸不符合要求,容易使焊縫產生應力集中,造成裂紋及應力腐蝕斷裂。防止措施是選擇適當的坡口角度和裝配間隙;正確選擇焊接工藝參數,特別是焊接電流值,采用恰當運條手法和角度,以保證焊縫成型均勻一致。
2裂紋
裂紋分為熱裂紋和冷裂紋。熱裂紋一般是在焊縫金屬結晶過程中形成的,是應力對焊縫金屬結晶過程作用的結果,冷裂紋是焊縫冷卻過程中出現的,它可在焊接后立即出現,也可在焊接后較長時間后出現。裂紋是焊縫中危害性最大的一種缺陷,尖端是一個尖銳的缺口,應力集中很大,任何焊縫都不能允許有裂紋出現,一經發現必須馬上返修。熱裂紋的預防措施是控制鋼材及焊條中的有害雜質的含量即碳、硫、磷的含量,減少溶池中低溶點共晶體的形成;預熱:以降低冷卻速度,改善應力狀況;采用堿性焊條以降低焊縫中的雜質含量,改善焊縫金屬組織;控制焊縫形狀,盡量避免得到深而窄的焊縫;冷裂紋的預防措施是首先從減少氫元素的來源入手,焊接是采用堿性焊條,焊條在使用前必須按規定進行烘干、保溫;對接頭部位必須先清除油污、水分和銹蝕;焊接是采用焊前預熱、焊后熱處理等措施,以利于氫的溢出;
3未焊透
主要是焊縫坡口鈍邊過大,坡口角度太小,焊根未清理干凈,間隙太小,焊條或焊絲角度不正確,電流過小,速度過快,弧長過大;焊接時有磁偏吹現象;或電流過大,焊件金屬尚未充分加熱時,焊條已急劇融化;層間或母材邊緣的鐵銹、氧化皮及油污等未清理干凈,焊接位置不佳,焊接可達性不好等;未焊透屬于一種面狀缺陷,通常都是為裂紋類缺陷,未焊透的存在會導致焊縫的有效截面減少,從而降低焊縫的強度。在應力主要作用下很容易擴展形成裂紋導致構件破壞。若是連續性未焊透,更是一種及其危險的缺陷。所以焊縫中的未焊透是一種不允許存在的缺陷。防止措施是正確選用和加工坡口尺寸,保證必須的裝配間隙,正確選用焊接電流和焊接速度,認真操作,防止焊偏等;
4咬邊
主要是由于焊接工藝參數選擇不當,焊接電流過大,電弧過長,運條速度和焊條角度不正確等;咬邊最大的危害是損傷了母材,使母材有效面積減少,也會引起應力集中;.防止措施是選擇正確的焊接電流及焊接速度,電流不宜過大,且控制弧長,盡量采用短弧焊接,掌握正確的運條方法和運條角度;
5未熔合
主要是焊接電流過小,焊接速度太快,使母材坡口或先焊的金屬未能完全熔化;層間清渣不干凈;焊條偏心,焊條擺動幅度太窄等;未熔合缺陷大都是以面狀存在于焊縫中,通常也被視為裂紋類型的缺陷。其實質就是一種虛焊現象,從而導致焊縫的有效截面積減少,在交變應力高度集中的情況下致使焊縫的強度降低,塑性下降,最終造成焊縫開裂。在焊縫中是不允許存在未熔合缺陷的;防止措施是焊前對坡口周圍進行認真清理,去除油污和鐵銹;加強層間清渣;焊接電流過小,焊接速度太快;防止焊條偏心,注意焊條擺動等;
6氣孔
產生氣孔的原因很多,如母材周圍的鐵銹和油污未清理干凈;焊接時焊縫大,熔池深,氣體從熔池中溢出困難;堿性焊條比酸性焊條對鐵銹和水分的敏感大得多,即在同樣的條件下,堿性焊條十分容易產生氣孔;當采用未經很好烘干的焊條進行焊接時,使用交流電源,焊縫最易出現氣孔,采用堿性焊條時,一定要用直流反接,如果使用直流正接,則生成氣孔的傾向顯著增大;焊接速度增加,焊接電流增大,電弧電壓升高都會使氣孔傾向顯著增大;
氣孔屬于體積性缺陷,它主要是削弱焊縫的有效截面積,降低焊縫的機械性能和強度,尤其是焊縫的彎曲強度和沖擊韌性。同時也破壞了焊縫金屬的致密性。應力宜集中,也易誘發裂紋等更嚴重的缺陷;防止措施是焊接前應按規定烘干焊條,仔細清除坡口及母材表面的上的鐵銹和油污等雜質;采用合適的焊接工藝參數,使用堿性焊條時,一定要用短弧焊;注意大氣的變化,刮風、下雨要有遮擋措施;
7夾渣
夾渣一般是由于焊接電流太小,以至于液態金屬和熔渣分不清楚;焊接速度太快使熔渣來不及浮起;焊件的坡口設計不合理,坡口的角度太小。多層焊接時清渣不徹底;焊件坡口處雜質及油污和有機物質清理不徹底,焊縫成形系數過小以及手弧焊時焊條角度不正確等;其危害是影響了焊縫金屬的致密性及連貫性,易引起應力集中。夾渣缺陷有尖銳的邊緣,同時也會因減少焊縫的有效截面積而降低焊縫機械強度、塑性、韌性和耐腐蝕的能力以及疲勞極限。防止措施是設計合理的焊接坡口,焊前因嚴格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等;多層焊時特別要注意前道焊渣的徹底清理;選擇適當的焊接規范,采用具有良好工藝性能的焊條,正確選用焊接電流和運條角
度,防止焊縫金屬冷卻過快;焊接過程中不斷地攪動熔池中的熔化金屬,促使熔渣與鐵水分離;
8焊瘤
主要是焊接電流過大或焊接速度過慢造成的。操作不熟練和運條角度不當也有很大的影響;危害是焊瘤處易引起應力集中且影響整個焊縫的外觀質量;預防措施是提高操作的技術水平,正確選擇焊接參數,焊接是注意熔池的大小,以便調整焊接電流和焊接速度;靈活調整焊條角度,裝配間隙不易過大,嚴格控制熔池溫度,不使其過高;
9弧坑
主要是斷弧和熄弧、電弧拉得過長,焊條角度的不當和裝配間隙太大等引起的;弧坑的存在減小了焊縫截面,降低了接頭的有效強度,并且弧坑處常伴有弧坑裂紋,危害較大;預防措施是盡量減少斷弧次數,每次熄弧前應稍微停留或多幾次擺動焊條,使較多的焊條融化填滿弧坑處;
10夾鎢
主要是在采用鎢極氣體保護焊時,由于焊接電流過大,使鎢極端頭融化進入焊縫的液態金屬中。由于鎢的熔點高,在冷卻凝固過程中,鎢首先以自由狀態結晶析出而停留于焊縫中。焊接過程中鎢極與熔池接觸以及采用接觸短路法引弧等 ;焊縫中存在的鎢夾渣缺陷的形狀與一般的夾渣是一樣的,因此,它的危害性與夾渣的危害性基本上是一致的。防止措施是首先要選擇良好的鎢極夾具,鎢極的直徑要根據焊件的規格、材質而選擇;根據鎢極的直徑選擇適當的焊接電流;加強氣體保護的效果,防止鎢極燒損;焊接過程別要避免鎢極直接觸及熔池或焊絲;盡量采用高頻引弧;
結論:
通過以上介紹的方法能夠很好的消除和預防上述缺陷的發生,能夠得到性能優良的焊縫。
參考文獻:
[1]GB3375-82焊接名詞術語.北京:中國標準出版社,1983.
[2]機械工程手冊編輯委員會編.北京:機械工程出版社,1982.
（中國核動力研究設計院，四川 成都 610213）
【摘 要】核電站主管道現場安裝采用窄間隙TIG自動焊可提高主管道現場安裝施工質量、縮短施工周期。介紹了福清、方家山兩個核電工程自主研發的主管道窄間隙TIG自動焊工藝的焊接設備、坡口形式、焊接材料、工藝參數等，組對情況、性能試驗、無損檢測及焊接工期表明窄間隙TIG自動焊技術在核電站主管道現場焊接的工程應用是成功的，但由于窄間隙自動焊技術是國內核電工程首次應用，需加強反饋、積累經驗。
關鍵詞 核電站；主管道；窄間隙；TIG自動焊；焊接未熔合
0 前言
目前國內百萬千瓦級核電站采用M310型機組，每臺機組反應堆冷卻劑系統為三環路布置，每條環路包括反應堆壓力容器、蒸汽發生器、主泵三大主設備，通過反應堆冷卻劑系統管道（簡稱主管道）將三大主設備連接起來，構成高溫（設計溫度343℃）、高壓（設計壓力17.2MPa，abs）、帶放射性的反應堆冷卻劑流動的環路。主管道現場焊接是整個核電廠建造的關鍵環節，直接關系到核電廠建造的質量和進度，國內M310型核電機組主管道現場安裝采用了自主研發的窄間隙自動鎢極惰性氣體保護電弧焊（TIG）技術，相比以往的手工TIG打底加手工電弧焊填充的氬電聯合手工焊工藝，該技術可提高主管道現場安裝施工質量、縮短施工周期。
1 主管道簡介
M310型機組每條環路的主管道由熱段、冷段和過渡段組成。單個環路主管道結構示意圖見圖1，圖中C1、C4、F1、F4、U1、U2、U4、U6為需在核電站工程現場安裝焊接的8道主管道焊口。8個現場焊口處外徑最小Φ832.5mm、最大Φ976mm，壁厚最小67mm、最大95.7mm。
主管道為鑄造奧氏體——鐵素體雙相不銹鋼Z3CN20-09M，三大主設備接管嘴材料為鍛造控氮奧氏體不銹鋼Z2CND18-12N。兩種材料的碳含量很低，具有良好的焊接性能。
2 窄間隙TIG自動焊工藝
窄間隙TIG自動焊工藝是一種高效、優質的先進焊接方法。研究及應用表明[1-3]：核電廠主管道現場焊接采用窄間隙TIG自動焊工藝是可行的，焊接質量是可靠的，具有以往采用的氬電聯合手工焊工藝無法比擬的優勢。
2.1 焊接設備
焊接設備選用加拿大利保帝（LIBUEDI）公司的全位置脈沖TIG自動焊機，該設備包括一個帶有數字化控制臺的焊接電源、一個管道焊接機頭和軌道、一個監視系統，性能穩定、操作簡單，可進行焊接過程遠程視頻監控和鎢極位置微調。
2.2 焊接坡口形式
主管道窄間隙坡口為V型和U型組合坡口，如圖2所示，坡口底部寬度約7mm左右，坡口單邊寬度≤10mm，該坡口形式有利于焊接時形成好的焊縫形狀。坡口鈍邊厚度2.5mm，組對要求為：焊縫根部間隙0mm~1mm（目標值0mm），坡口內錯邊量≤1.5mm。
2.3 焊接材料
根部焊道焊接材料為RCC-M規范[4]中ER316L不銹鋼實心焊絲，填充及蓋面焊道為ASME規范[5]中ER316LSi不銹鋼實心焊絲，焊絲化學成分見表1。高Si含量的ER316LSi焊絲具有較好的熔敷金屬潤濕性和流動性，有利于填充焊道側壁和層間充分熔合。
2.4 保護氣體
焊縫背面和熔池的保護采用純度不低于99.99%的氬氣進行保護。相比國外采用氦氣+氬氣混合保護的焊接工藝，由于保護氣體為氬氣，適當提高了焊接電流來增加熔深，以降低層間和側壁未熔合風險，同時通過提高焊接速度控制焊接熱輸入。
2.5 焊接工藝參數
焊縫焊接按圖3所示分為四個工序部分：根部焊道、填充焊道、填充末期焊道、蓋面焊道，每個工序采用不同的焊接規范選取方式精確控制焊接參數。各工序焊接數據單見表2。
2.6 無損檢測
在焊道熔敷15mm厚度左右和50%厚度左右進行射線照相檢測，焊后進行射線照相檢測、超聲波檢測和液體滲透檢測。通過射線檢測和超聲波檢測相結合，提高焊接未熔合缺陷的檢出率。
3 窄間隙自動焊工程應用
3.1 應用情況
相比氬電聯合手工焊，窄間隙TIG自動焊工藝較易出現側壁和層間未熔合缺陷，但自主研發的窄間隙TIG自動焊技術還是成功應用于福清、方家山等核電站主管道的現場焊接[3，6]。
福清、方家山5臺機組共120道焊口組對間隙及內錯邊量均滿足要求，合格率100%；工藝評定和焊接見證件性能試驗自動焊接頭拉伸強度與手工焊接頭強度相當，而且自動焊接頭熔敷金屬的沖擊韌性明顯好于手工焊接頭，特別是自動焊對熱影響區韌性的降低更是遠小于手工焊的影響；5臺機組共120道焊口和10個焊接見證件均按要求進行了無損檢測，檢測結果總體良好，特別是最先施焊的2臺機組焊縫無損檢測合格率100%；采用窄間隙自動焊技術，單道焊口焊接時間為10~15天，相比手工焊約30天/焊口，單道焊口焊接時間縮短將近一半。
3.2 焊接缺陷
福清、方家山5臺機組共120道焊口和10個焊接見證件無損檢測未發現焊接導致的咬邊、裂紋等缺陷，除6道焊口出現個別焊接未熔合及氣孔超標，其余都滿足RCC-M規范[4]一級焊縫質量要求，無損檢測結果總體良好。5臺機組主管道窄間隙TIG自動焊接頭未熔合和超標氣孔缺陷情況見表3。
2.編號1和2的機組最先焊接，編號3、4、5的機組在編號1和2的機組焊接完成后才開始進行焊接.
對表3中無損檢測結果進一步分析，存在如下現象：
1）后焊機組焊接缺陷比先焊機組焊接缺陷多。根據表3最先焊接的編號1和2兩臺機組共48道焊口無損檢測未發現不滿足設計要求的焊接缺陷，焊縫質量良好；在編號1和2兩臺機組焊接完成后進行的其它機組主管道的焊接，都出現了不滿足設計要求的焊接缺陷。
2）采用自動焊工藝返修處易出現缺陷。在編號5的機組主管道焊接過程中，1U4和1U6焊口缺陷去除后采用窄間隙自動焊返修時再次出現不滿足設計要求的焊接缺陷。
4 焊接缺陷原因分析及反饋
4.1 后焊機組焊接缺陷較多
在焊接缺陷出現后，經過詢問焊接操作工、調閱焊接記錄及焊接視頻、檢查焊接設備，缺陷主要由以下原因造成：
1）焊道表面與坡口側壁邊緣熔合區存在輕微的高低不均勻現象，在進行下一道焊接時，焊接操作工未對輕微不平處修整清理，導致后續焊道焊接時該處焊縫熔合不良。
2）焊接時焊絲出現輕微抖動等異常后未及時停止焊接，導致后續焊接出現熔合不良。
3）焊機軌道接頭處些微不平整、導絲嘴孔徑磨損增大等設備異常導致焊縫熔合不良。
4）出現焊絲尖偏離、鐵水前涌等異常時，焊接操作工視頻監控時觀察重點為焊縫表面成型及側壁熔合情況，未關注焊縫中心熔合情況，沒有及時進行焊接過程中的微調，導致焊縫中心未熔合。
由于主管道窄間隙TIG自動焊技術是國內核電工程首次應用，結合上述缺陷原因分析，出現后焊機組焊縫缺陷比先焊機組缺陷多的現象：一是先焊接的機組因為是窄間隙TIG自動焊的首次應用，技術人員及焊接操作工等各方人員高度重視，嚴格按相關操作規程執行，在前兩臺機組焊接零缺陷后，其它機組焊接時人員思想上出現松懈，焊接參數及鎢極位置微調不及時，道間焊縫成形觀察、修整不到位，都易導致出現焊縫缺陷；二是首次應用，自動焊工程經驗不足，對自動焊機保養、易損件磨損情況及其對焊接操作的影響把握不到位，導致出現焊縫缺陷。
4.2 采用自動焊工藝返修處易出現缺陷
查閱焊接記錄，自動焊返修處焊道寬度基本靠近工藝覆蓋下限，且焊接缺陷人工打磨去除，打磨后坡口面不如機加平整，再根據焊接視頻中熔池流動情況，分析認為自動焊工藝返修處易出現缺陷主要是打磨去除缺陷過程中因顧忌傷及母材，影響窄間隙焊道坡口狀況，缺陷打磨后的焊道很窄，且打磨坡口面的修整不夠，導致返修過程中出現氣孔、側壁未熔合等新缺陷。
4.3 反饋
無損檢測結果表明，主管道窄間隙TIG自動焊技術能有效降低焊接未熔合風險，所進行的無損檢測也能有效發現焊接未熔合缺陷，確保主管道焊接質量。但后焊的幾臺機組出現的缺陷處理情況表明：
1）窄間隙TIG自動焊對坡口狀況要求極高，焊道間目視檢查應觀察到位，對成形不好的焊道應及時修整；
2）窄間隙TIG自動焊對焊接操作工要求極高，焊接過程中要觀察到位，應能根據異常情況及時對鎢極位置和送絲進行微調；
3）進一步把握自動焊接設備保養要點，對焊機易磨損也應加強監控，及時更換。
5 結論
1）主管道現場焊接采用窄間隙TIG自動焊焊接過程穩定，焊縫質量高，接頭性能特別是沖擊韌性優于手工焊接頭，且相比以往的氬電聯合手工焊工藝有效縮短焊接工期，窄間隙TIG自動焊技術在核電站主管道現場焊接的工程應用是成功的。
2）無損檢測結果表明主管道窄間隙TIG自動焊技術對坡口形狀、焊接設備狀況及焊接操作工要求極高，由于窄間隙自動焊技術是國內核電工程首次應用，需加強反饋、積累經驗，進一步提高焊縫質量。
參考文獻
［1］唐識.核電站主管道窄間隙脈沖TIG自動焊工藝[J].焊接技術，2010，39（8）:27-32.
［2］王海東，任偉，裴月梅，等.壓水堆核電站主回路管道窄間隙自動焊工藝研究[J]. 電焊機，2010，40（8）:21-27.
［3］黃炳炎，張意翼，黃宗仁，等.核電站主管道窄間隙TIG自動焊應用研究[J].中國核電，2014，7（增刊1）:139-144.
［4］RCC-M 壓水堆核島機械設備設計和建造規則[S].2000.
［5］ASME 鍋爐及壓力容器規范[S].2004.
關鍵詞：長輸管道 質量缺陷 質量控制
0 前言
由于近年來我國經濟的迅猛發展，致使東西部能源供需矛盾日益突出。為解決此矛盾，隨著鋼管制造水平與焊接技術的提高，長輸管道運輸這種經濟高效的長距離流體介質運輸方式也已經得到了越來越充分的應用。
長輸管道焊接一般具有野外作業、焊接環境不穩定、非固定電網取電、管固定位置不確定、焊道內部成型難以觀測等特點。
1 長輸管道施工各工藝簡介
大口徑長輸管道壁厚一般都在8mm以上，采用多層焊接。目前應用最廣的就是纖維素焊條下向焊打底加半自動藥芯焊絲自保護下向焊填充蓋面工藝，大部分管道施工都使用此種工藝進行施工。
由于管徑大，輸送壓力高，因此長輸管道所用鋼管鋼級都在X60以上，西氣東輸二線更是第一次采用X80鋼，均屬于高強鋼。管道焊縫一般也都是同種材質的鋼管相互焊接。
2 焊縫常見質量缺陷及成因
本文主要討論焊縫成型缺陷。常見焊縫缺陷有咬邊、夾渣、未熔合、未焊透、燒穿燒融、氣孔、內凹、裂紋等缺陷。其中對管道使用壽命影響最大的就是未焊透和裂紋等開口性缺陷。
2.1 咬邊
咬邊主要是由于在焊接過程中熔敷金屬未能蓋住母材的坡口，在焊道邊緣留下的低于母材的缺口。淺短的咬邊可以不做處理，但過深的咬邊會對焊道力學性能產生嚴重的影響，產生應力集中，降低接頭強度。
產生原因：1、電流太大，電弧過長，電弧力不集中導致熔池熔敷不到位。2、焊條或焊絲的傾斜角度不正確，出現偏吹等情況。3、手法不穩，擺動不到位。
2.2 夾渣
夾渣是指焊縫中存在的熔渣、鐵銹或其他物質。其在焊道根部、層間均有可能存在，最常見的就是層間夾渣。
產生原因：1、多層焊時焊絲、焊條等產生的熔渣沒有清理干凈，導致熔渣埋入焊道。2、焊接電流較小，熔渣不能充分融化浮出熔池。3、坡口太小，或上層焊道與坡口間形成了夾角，熔渣不能充分融化浮出熔池。
2.3 未熔合及未焊透
未熔合是指焊接時焊道與母材坡口、上層焊道與下層焊道之間沒有完全熔化結合形成的缺陷。未焊透對焊道的危害很大，它使焊道的有效截面積減少，同時由于屬于開口性缺陷，又能造成嚴重的應力集中。
產生原因：1、坡口加工不規范，角度太小，間隙不夠，鈍邊太厚。2、層間清理過度，造成坡口被打寬，形成溝槽等。3、手法不穩，電流較小，線能量輸入太小。
2.4 燒穿燒融
燒穿是指在焊接過程中，由于種種原因導致熔池熔穿前層焊道金屬，使熔化金屬自坡口背面流出，造成孔洞的缺陷。燒穿使焊縫有效截面積變小，在管道受內壓的情況下也會造成應力集中。如果不做處理，在后層焊道的焊接中該處更容易出現燒穿，造成孔洞越來越深。
產生原因：1、電流過大，熱輸入太大。2、停留時間過長，擺動太慢。3、電弧太長，電弧力太大。4、層間清理打磨過度，導致前層焊道厚度太薄。
2.5 氣孔
氣孔一般是由于熔池中的氣體在熔化金屬凝固時沒有逸出所形成。氣孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔、面積很大的圓形氣孔外，其他氣孔的危害性一般都比較小，甚至還有止裂傾向。
產生原因：1、焊材、坡口不清潔，有鐵銹油污等，焊材受潮。2、電源電壓不穩，電流不穩。3、焊接速度太大。4、保護方式不合適，如氣保護焊時保護氣流量過大或過小。
2.6 內凹
內凹就是指焊道根部不飽滿突出，向外焊道一側凹進的缺陷。其與燒穿燒融一樣，都屬于焊道厚度薄于期望值的缺陷。
產生原因：1、對口間隙太大，坡口太大，鈍邊太薄、根焊道太寬。2、管道內部存在垂直焊縫的氣流，如連死頭時管道內“噴氣”等。
2.7 裂紋
裂紋是焊接中危害性最大的一種缺陷。由于其均有延伸性，在焊道存在內應力的情況下裂紋會一直延伸擴展，直至焊道破壞為止。因此在長輸管道的施工中，裂紋缺陷是不允許存在的，通常也不允許返修，必須割口重焊。因此本文主要討論容易由以上原因造成的結晶裂紋、液化裂紋、延遲裂紋。
2.7.1 結晶裂紋
結晶裂紋是比較常見的一種熱裂紋，一般是在焊縫凝固過程中所形成。由于焊縫冷卻都是從坡口邊向中心開始凝固，因此結晶裂紋都在焊縫中心及兩側產生。最常見的結晶裂紋就是弧坑裂紋，一般焊接時把弧坑填滿，多增加熔敷金屬就可解決。
2.7.2 液化裂紋
液化裂紋的產生原因與結晶裂紋基本相同。
2.7.3 延遲裂紋
延遲裂紋在管道施工中是最常見的裂紋。它屬于冷裂紋的一種，一般在焊后幾小時甚至幾天后才開始出現，并隨著時間的推移逐漸增多和加長。延遲裂紋的產生原因主要決定于母材的淬硬傾向、焊接接頭承受的應力以及焊縫中的氫含量。
綜上所述，避免延遲裂紋的產生主要從減緩焊縫冷卻速度、改善焊縫組織和減小焊接應力三方面進行控制。常用的措施有：1）選用抗裂性好的鋼材制作鋼管，合理選擇焊接材料及烘干，嚴格按照焊接工藝施工來確保焊縫的組織結構塑性和韌性。2）嚴格按照工藝要求進行預熱。3）嚴格控制組對應力。
3 焊道缺陷的返修處理
返修采用的辦法通常都是按照射線檢測底片位置在焊口上進行標記，然后采用角向磨光機或碳弧氣刨將焊縫打開，找到缺陷后磨除，然后補焊。由于碳弧氣刨難以掌握，同時管道的壁厚一般也在20mm以下，因此一般都是采用角向磨光機進行返修。
4 管道施工常用質量檢驗方法
常用的質量檢驗大體分有非破壞性檢驗和破壞性檢驗兩種方式。非破壞性檢驗是不破壞被檢物體的外觀及內部結構的方法，包括外觀檢查、無損檢測、壓力試驗等方式。破壞性檢驗是指從焊道上取樣（或焊件整體）進行破壞性試驗，以檢驗其力學性能、金相組織、成分等，包括力學性能試驗、化學分析試驗、金相分析試驗等。
試壓時要注意嚴禁超壓、試壓過程中不得敲擊管道、環境溫度不得低于-5℃、試壓前管道內不得有大量空氣等。
分段試壓完成后管道的連頭處將無法再進行試壓。因此施工時要求連頭用管必須是單獨試完壓的管材，連頭焊口必須采用射線、超聲波檢測。
5 管道焊接質量控制
管道質量控制因素主要可以歸納為以下幾個方面：1）人員設備因素；2）材料因素；3）環境因素；4）工藝因素。由于管道施工前的焊接工藝都是經過嚴格的制訂，并經過了多種檢驗手段的檢定，因此施工中產生的質量問題一般都是由前三個方面導致。
5.1 人員設備控制
任何長輸管道工程都要求參與焊接的每個電焊工都必須有壓力容器操作資格證，同時開工前都要對擬上崗的電焊工進行一次考試，合格后方可上崗。
焊接設備采用康明斯HSE-75型發電機、DC-400型電焊機、SB-30型吊管機進行管道的焊接施工，由于各種設備的性能都比較可靠，因此在施工中由于設備原因導致的焊接質量問題一直比較少。
5.2 材料因素
對于焊接材料的控制，通常從采購、運輸、保管、焊前烘干幾個方面進行控制。如焊絲焊條必須采用工藝規程中要求的牌號型號，選購廠家必須是合格的供貨商等。焊前烘干是必須進行的一道關鍵工序，尤其對于低氫焊條，更應該嚴格注意。
5.3 環境因素
一般在焊接工藝規程中都會對施工環境進行要求。通常焊接時對于濕度的要求都不得大于90%。對于風速要求，半自動焊通常是不大于8m/S，手工焊是5m/S，全自動焊是2m/S。對于環境溫度，一般低于5℃就屬于冬季施工，需要采取特定的工藝措施，低于-15℃時都將不允許施工。
采用防風棚、防雨棚、保溫被等是在環境惡劣時保證焊接質量的有效措施。現在這些配置都已經成為焊接施工機組的必備材料。
6 結束語
長輸管道開始采用X80鋼作為主材，國外某些管道甚至已經開始進行X120鋼級管道的研究與施工研究。由于管道用鋼向著高強度發展，這就要求有更尖端的焊接技術支持，微觀組織缺陷控制將可能是關鍵。
參考文獻:
關鍵詞：引弧板；高錳低鎳不銹鋼；裂紋；未熔合
1 發現問題情況概述
在對某機械有限公司制造的壓力容器（熱交換器殼體）進行制造監督檢驗時，發現該制造單位在焊接筒體縱焊縫時，兩端使用的引弧板和引出板在拆除后，引弧板的引弧段常出現縱向裂紋缺陷（見圖1），筒體縱焊縫兩端斷面存在毛刺且未打磨平整（見圖2），就直接與封頭組對焊接，導致筒體與封頭的交叉焊縫部位常出現未熔合的缺陷（見圖3）。
2 問題原因分析
查看該壓力容器的設計圖紙知道該壓力容器筒體和封頭的設計材料為牌號S30408奧氏體不銹鋼，并查看了制造單位提供實際使用的材料質量證明書和材料標志移植情況，均沒有發現問題。但經詢問發現該制造單位使用的引弧板和引出板不是與筒體材料一起購買，而是從國內市場隨意購買的不銹鋼材料，且沒有材料質量證明書，材質不明。為明確是否因材質問題引起的裂紋或未熔合缺陷，使用光譜分析儀對筒體、封頭、引弧板分別進行檢測，檢測結果顯示筒體的材料化學成分質量分數中，含鉻約18.55%、含鎳約8.40%、含錳約1.18%，封頭含鉻約18.32%、含鎳約8.33%、含錳約1.21%，而引弧板含鉻約14.77%、含鎳約0.936%、含錳約9.28%（見圖4），據GB24511-2009《承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶》，筒體和封頭板材均符合S30408奧氏體不銹鋼要求，而引弧板不屬于S30408奧氏體不銹鋼，而是國產的高錳低鎳不銹鋼，屬于200系列不銹鋼，該種鋼因以錳元素基本代替全部鎳元素，且氮元素無控制保障[1]，抗腐蝕性能、熱塑性、低溫脆性、焊接性能都較300系列不銹鋼要差，但是價格比300系列不銹鋼要便宜[2-3]。
由于引弧板、引出板中鉻元素含量較S30408偏低、鎳元素幾乎沒有，從而降低了其焊接性能，也降低了其塑性和韌性，此外最重要的是在引弧和熄弧過程中，含量過多的錳雜質在高溫下會熔融擴散到筒體縱焊縫的兩端，形成低熔點結晶物，在結晶偏析時，出現偏聚，容易導致結晶時沿晶開裂形成裂紋[3]。另外在引弧和熄弧過程中，焊接高溫會使得引弧板和熄弧板的材質擴散到筒體縱焊縫兩端，加上拆除引弧板和熄弧板時，容易出現加工硬化的高錳低鎳奧氏體不銹鋼殘留在筒體縱焊縫兩端橫斷面上[4]，當打磨不干凈，則容易導致在筒體與封頭組對焊接時，在交叉焊縫部分，常出現未熔合缺陷。
由于材質不一樣，在焊接熔融時，因高錳低鎳不銹鋼晶粒較S30408奧氏體不銹鋼晶粒要大，焊接形成的組織不均勻，存在電位差，易在以后使用過程中形成電偶腐蝕[5]，加上低熔點結晶物偏析，可能導致交叉焊縫部位存在肉眼看不到的裂紋，同時容易出現局部應力集中，在容器以后的使用過程中留下了安全隱患，容易出現裂紋發展延伸導致的開裂、泄漏，應力集中導致的材料疲勞、脆化、應力腐蝕以及電偶腐蝕等問題。
3 防范措施及建議
針對該壓力容器檢驗所發現的問題及原因分析，提出以下幾點建議，有效消除安全隱患：（1）制造單位應嚴格按照法規標準控制容器制造質量，所使用的引弧板和引出板的材料應使用與筒體為同一牌號材料，而且在在筒體縱焊縫焊接完畢后，應用砂輪切掉引弧板和引出板，并修磨平整切口處，不得用錘擊落引弧板和引出板；（2）制造單位在制造不銹鋼壓力容器時，應對不銹鋼來料板材進行有效的復驗，從而有效避免200系列的高錳低鎳不銹鋼誤當成S30408奧氏體不銹鋼使用；（3）檢驗機構在監檢時應把關好出廠壓力容器質量，應加強對一些容易被忽略的環節的監檢力度，監檢過程中嚴格按照法規標準要求驗證引弧板及引出板的材質質量證明書。
參考文獻：
[1]郝培鋼.高錳低鎳奧氏體不銹鋼發展的喜與憂[N].中國冶金報，2004-05-22（008）.
[2]馬蓉.低鎳奧氏體不銹鋼的凝固模式及高溫力學性能[D].蘭州：蘭州理工大學，2010.
[3]付瑞東.高錳奧氏體鋼低溫沿晶脆性的產生原因及抑制方法的研究[D].河北：燕山大學，2003.
【關鍵詞】氬--電連焊技術油田管道建設
[Abstract] this paper discusses Argon -- even welding technology in oil pipeline construction in the application, the talent for reference.
[keyword] Argon -- even welding oil pipeline construction
中圖分類號：P755.1文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)
氬-電連焊技術是近些年來，日趨成熟的一種金屬連接的工藝技術。即：氬弧焊封底，焊條填充、蓋面。
石油化工類管道大都存在于高溫、高壓、有害、腐蝕等環境中。目前，油田企業在新建、改建、擴建工程中，為保證管線的在用安全，對管道焊接質量的控制，均作出了一些明確的要求。在設計文件中，根據管道的材質、介質及壓力、溫度等參數的不同，也均給出了強制性規定：焊縫需進行無損檢測（基本以RT方法為主）檢驗，要求100%檢驗或至少不低于5%的抽檢。并規定：抽檢不合格的，按原抽檢數量的2倍擴大檢查；再次出現不合格的，該焊工所有焊縫進行100%檢查。基于此，氬-電連焊技術，特別在石油化工管道類、容器類建設現場施工中，得到了較為普遍的應用。
1、主要焊接缺陷的原因分析
一般地，管道焊縫RT檢測不合格，其焊接缺陷主要存在于封底焊道。主要缺陷為：夾渣、氣孔、燒穿、未焊透、未熔合等，其中80%以上的缺陷性質為未焊透。未焊透的危害后果是淺而易見的：降低了工件的承載厚度；管線隱蔽下溝時的斷裂；在用時泄露而引發的環境污染等等。而未焊透缺陷全出現于封底焊道，其主要原因：焊縫的填充、蓋面層，相對封底焊道而言：持續加熱的過程較長，冷卻速度減緩，可使得前道焊接留存于焊縫中的氣孔、夾雜等焊接缺陷逸出焊縫表面，不再形成焊接缺陷。在填充、蓋面的焊接工序中，只要焊工操作得當、施焊條件許可、參數選擇合理，即可大幅度地降低焊接缺陷。而采用焊條封底焊時，主要由于管子周向角度速率變化大致使焊接位置變化快，熔池在熔渣的影響下不清晰、不直觀，在施焊過程中，又受到焊條直徑及焊口幾何尺寸的影響，使得焊縫冷卻速度加快，從而加大了未焊透、未熔合等缺陷的存在幾率。采用氬弧焊封底，由于熱源和填充焊絲可分別控制，熱輸入容易調節，熔化狀況直觀，特別適用于單面焊雙面成型，故有效地降低了未焊透、未熔合等焊接缺陷存在的概率。
2、氬弧焊封底焊接的注意事項
1）、氬弧焊時，對材料的表面質量要求很高，焊前必須經過嚴格清理，清除填充焊絲及工件坡口和坡口兩側表面至少20mm范圍內的油污、水分、灰塵、氧化膜等，以保障電弧的穩定性及焊縫成形，可有效降低氣孔、夾渣、未熔合等焊接缺陷形成的幾率。
2）、氬弧焊熔深淺，熔敷速率小，故對鈍邊和對接間隙的尺寸參數有一定要求。依據材料類別、工件厚度等，通過焊接工藝評定、按照焊接工藝指導書，選擇合理的焊接工藝參數。一般情況下：鈍邊與對接間隙均應小于3mm。
3）、相較于焊條電弧焊，氬弧焊的熔池保護僅依靠外部給予的氬氣，因其質量輕、壓力低，在野外油田管道施工中受自然風特別是穿堂風的影響比較大，這就要求對氣體的保護有更強的措施，可利用焊接工位自制的擋風棚，管線兩端塑料薄膜等密閉端口加以解決。
結束語：
氬-電連焊技術與全焊條電弧焊相較，其最大優點：
1、焊接質量
由于封底焊道采用氬弧焊不形成熔渣，焊接熔池清晰、直觀，易于操作，單面焊雙面成型的狀態便于受控，可有效地提高焊接質量。
2、焊接效率
減少了焊道填充層焊接前的清理、打磨工序，有效地提高了施工效率。
3、在油田新建管道與站場死口焊道、工藝裝配的固定焊口等，因焊接位置限制，為保障焊口質量，采用氬-電連焊工藝是十分可行的。
參考文獻：
〔1〕斯重遠.焊接手冊.焊接方法與工藝，1995
