上海振华重工（集团）股份有限公司长兴分公司上海201913
摘要：随着我国经济水平的不断提高，工业也得到了很好的发展，焊接技术作为港口机械制造、造船、航空、建筑等工业生产中重要的技术之一，主要被用于工业产品的钢结构制造加工中，如果出现焊接缺陷，会对产品质量造成严重影响，而且还会危害到产品的正常运行。
关键词：焊接缺陷；成因；措施
1钢结构焊接缺陷的影响因素
1.1焊接人员
钢结构施工过程中，焊工是施工过程中的操作人员，钢结构质量的好坏往往与焊工水平直接相关。首先，焊工必须具备上岗证书，这是衡量焊工的基本技术证明；然后焊工需要对相关的焊接方法较为熟悉，并且具备较高的实践动手能力；此外，焊工还需要在实践操作的时候必须要有强烈的责任心与严谨的工作作风。因此作为一名合格的焊工，相关的职业培训是极其有必要的，这是因为焊工职业培训不仅可以提高理论水平，同时也使焊工初学者掌握了一定的实际操作水平。但是，由于焊工本身责任心不够强，很多持有焊工证，拥有培训证明的焊工并没有所应具备的职业素质，实践经验极其缺乏，因此常常造成焊工的焊接工作效果不尽人意，导致钢结构焊接过程中产生缺陷。
1.2焊接机设备
在焊接过程中，焊接设备地位举足轻重。一个优秀的焊接工如果没有质量可靠的焊机就如同巧妇难为无米之炊。因此要想保证焊机的质量，就必须定期的检查、维护和保养设备，实施必要的维修养护。一般而言对机器设备上的各种精密仪表需要仔细检查，保证焊接过程中各项指标（电压、电流）显示准确。按照相关规定，对于一些关键节点的焊接施工，为保险期间，需要在焊接之前校准焊接设备。但是在实际中，由于工期等方面的原因很少有焊工按照这样的操作标准进行操作，最多只是对设备进行简单粗略的检查，对相关的仪表设备并不进行细致的校准。再者，在完成施工任务之余，焊工或相关人员仅仅为应付工作任务，很少对焊机进行合理的养护。钢结构在这样一种设备下完成焊接任务，钢结构焊接中出现缺陷是不可避免的。
1.3焊接工艺技术
广泛的工程实践经验可知，焊接工艺技术往往直接体现在焊接工件的质量上，在具备一定的工艺技术水准想要获得好的焊接质量的前提是需要严格按照焊接操作工艺规程来操作，例如根据母材选用相应强度的焊材、焊接电压、电流、焊接速度的范围等，还有焊接结束后对焊件的质量检查等。目前出现的焊接缺陷大多是由于焊接工艺技术水准不够所导致的。
2常见质量缺陷和预防措施
2.1咬边
2.1.1现象及成因
咬边是焊缝两侧发生将母材部分熔化，造成沿焊趾的沟槽或凹陷。焊接不规范是产生咬边的原因。咬边处会造成应力集中，降低结构承受动荷的能力和降低疲劳强度。因此这种焊接缺陷对钢结构造成的危害极大，在焊接中应当极力避免，而为解决上述缺陷，相应的预防措施是非常有必要的，下面将详细介绍相应的预防措施。
2.1.2预防措施
一般而言，咬边通常是由于不正确的焊接技艺引起的，特别是如果当焊接运行速度过快，与焊缝连接的母材金属的熔化所引起的凹穴没有充足的填充金属适当的填入，咬边更易产生。当焊接加热过高，引起母材金属过多熔化，或当运条不当，咬边也可产生。因此，预防焊缝咬边的措施可按如下步骤：第一，正确选择焊接电流，要注意焊接速度不宜过快；第二，采用正确的运条方式和运条角度，矫正操作姿势。通过工程实践发现，按照上述措施，构件中的咬边缺陷大幅减少，这说明上述措施是有效合理的。
2.2气孔
2.2.1现象及成因
“由于在固化过程中气体残留而形成的空穴缺陷”我们称之为气孔。焊接气孔的成因主要有焊件未清洁表面的油、污、锈、垢及氧化膜；焊条受潮或质量不好；保护气体不纯；焊丝和母材的化学成分不匹配等原因，使焊接后吸附或自产生的气体来不及排出而形成气孔。因此这种施工缺陷对工程结构造成的危害极大，在工程中应当极力避免，而为解决上述缺陷，相应的预防措施是非常有必要的，下面将详细介绍相应的预防措施。
2.2.2预防的措施
预防措施一般有以下几个方面。第一，控制二氧化碳气体保护焊保护气体来源；防止焊条受潮，及时烘焙；及时清除焊接区域表面的油、污、锈、垢及氧化膜等等各种杂质；第二，严格执行相关的焊接工艺规程；第三，选用符合国家标准的焊条；第四，采用直流反接法进行焊接；第五，加强防护，如防风防雨，其缘由和第一条类似。通过工程实践发现，按照上述措施，构件中的气孔缺陷大幅减少，这说明上述措施是有效合理的。
2.3夹渣
2.3.1现象及成因
通过对工程实践的总结分析，夹渣是焊缝中的熔渣或其他非金属夹杂物，这种缺陷在工程实践中往往难以避免，因此属于常见的施工缺陷，其中最主要的特征是形状呈现不规则状。这种缺陷的产生有如下几类原因：焊道上油、锈等未清理干净、熔池温度过低、电弧过长或极性不正确，焊丝位置偏离等各种各样的原因。因此这种施工缺陷对工程结构造成的危害极大，在工程中应当极力避免，而为解决上述缺陷，相应的预防措施是非常有必要的，下面将详细介绍相应的预防措施。
2.3.2预防措施
一般而言，在工程上防止夹渣的方法多种多样，从夹渣的起因可知，相关的预防措施可以从中寻找，通过总结分析，得到有效的预防措施如下：第一，注意坡口及焊层间的清理，将凸凹不平处铲平，然后施焊；第二，正确运条，弧长适当，使熔渣能上浮到熔化金属表面，防止焊渣超前与熔化金属而引起夹渣；第三，正确选择焊条，降低焊渣的熔点和粘度。第四，严重的夹渣应铲除补焊。通过工程实践发现，按照上述措施，构件中的夹渣缺陷大幅减少，这说明上述措施是有效合理的。
2.4未焊透
2.4.1现象及成因
未焊透仅跟坡口焊缝有关，当要求全熔透时，焊缝金属没有贯穿整个接头的厚度。未焊透所引起的危害是很大的，其危害程度往往大于强度下降所带来的危害，这是因为未焊透造成的裂纹是造成焊缝破坏的重要起因，未焊透的成因多种多样，比如有如下几种情况，破口角过小、焊接速度不合理，金属未熔化、电流太小，使熔深减小，造成未焊透。因此这种施工缺陷对工程结构造成的危害极大，在工程中应当极力避免，而为解决上述缺陷，相应的预防措施是非常有必要的，下面将详细介绍相应的预防措施。
2.4.2预防措施
一般而言，在工程上使用防止未焊透的方法多种多样，但主要预防措施有：第一、焊工应严格对待，严格执行相关的操作规程，避免操作不当。第二、改善接头的形状设计便于实现熔透。第三、焊接前清理干净接头中的污物。第四、某些特定情况可适当增加焊接电流来达到熔透的目的。第五、超过标准的未焊透缺陷应采用碳弧气刨去有缺陷的焊缝。通过工程实践发现，按照上述措施，构件中的未焊透的缺陷将大幅减少，这说明上述措施是有效合理的。
2.5焊接裂纹
2.5.1现象及成因
裂纹是最危险的焊接缺陷，之所以危害性最大是因为裂纹是线性不连续，而且它的端部非常尖锐。正是因为裂纹的端部非常尖锐，所以它在有应力的情况下易于扩展和延伸。
当载荷或应力超过构件的抗拉强度时会产生裂纹。换句话说，在过载的情况下会产生裂纹。焊接时或是有载荷时可产生应力。载荷没有超过构件的最大承载能力时，已存在的缺口或应力集中处可产生局部应力集中，裂纹就在应力集中处产生了。因此，裂纹通常跟内部和表面不连续有关，因为这些不连续会产生应力集中，而这些不连续是和焊接有关的。根据工程实践经验，焊接裂纹的产生是多种因素共同作用产生的，其基本原理不外乎是焊缝的冷却过程产生的热应力超过材料强度，从而导致裂纹的产生。焊接裂纹是一种极其严重的缺陷，在钢结构工程中应当极力避免。另外，在实际工程中发现，裂纹的产生不仅出现在焊接施工阶段而且也存在与施工结束阶段，具有一定的潜伏期。裂缝产生的原因主要有焊件及焊条内含硫、锰、铜等杂质多；焊接熔池中存在低熔点杂质，由于结晶凝固最晚，凝固后的强度又极低等；焊缝约束应力过大；母材厚度较大，冷却过快；电流太大；首道焊道不足抵抗收缩应力等。为解决上述缺陷，相应的改善措施是非常有必要的，下面将详细介绍相应的改善措施。
2.5.2预防措施
第一、合理选用焊接规范，严格控制焊接工艺参数，选择适当的焊接电压、焊接电流。第二、限制或减小硫、磷等有害元素的含量。第三、选用焊接工艺性好、符合标准要求的低氢焊条，保持焊接材料的干燥和清洁。第四、焊前预热母材和焊后保温缓冷。第五、合理的焊缝设计及次序。第六、坡口焊缝尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹。按上述方法构件中的焊缝裂纹的缺陷大幅减少，这说明上述措施是有效合理的。
2.6焊瘤
2.6.1现象及成因
焊瘤是指在焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上，未能和母材或前道焊缝熔合在一起而堆积的金属。焊瘤的成因多种多样，一般有不外乎如下几种情况，第一，熔池温度过高，在铁水自重作用下下坠形成焊瘤；第二，焊接电流过大；第三，焊丝和母材的化学成分不匹配。焊瘤一般都是上述三种原因所导致的，但也存在其他一些特殊的原因，由于很少遇见，这里不再展开阐述。
2.6.2预防措施
对于焊瘤的预防措施如下：第一，利用焊条左右摆动和挑弧动作加以控制；第二，在搭接或帮条接头立焊时，焊条左右摆动时在中间部位走快些，两边稍慢些；第三，可选用小直径的焊条，并应适当减小焊接电流。按照上述措施，构件中的焊瘤的缺陷将大幅减少，这说明上述措施是有效合理的。
3钢结构焊接缺陷的负面影响
焊接缺陷会对钢结构产生巨大的影响，这些影响往往是多个方面的，下面将从结构的非脆性和脆性入手分析焊缝缺陷对这两方面的影响。
3.1对结构非脆性破坏影响
气孔与残值导致焊接的不连续性。一方面，如果焊缝之间不规则的气泡或残渣过多，会影响焊接结构的承载能力，促使非脆性破坏的现象出现的概率大幅提升，这种情况不论是在钢结构制造过程之中还是之后的使用过程中，均会对整个工程产生不利影响。另一方面，钢结构在焊接中存在的某些垂直排列的残渣会对结构的抗拉强度产生很大的影响，这种抗拉强度不仅关系到工程质量，同时也会减少工程寿命。存在这样的缺陷下，焊接构件更容易非脆性破坏。
3.2对结构脆性破坏的影响
构件的焊接缺陷对结构脆性破坏的主要影响体现在于结构不连续的位置，在一定的外力作用下，往往导致严重的脆性断裂破坏，引起重大的安全事故。在实际的施工过程中，一些细小的钢结构关键部件的焊接裂纹非常微小，不容易察觉，但并不符合相应的规定和规范，这种缺陷虽然短时间内不会看出什么差别，但是随着时间的推移，受到各种外在因素的影响，量变转化为质变，构件的焊接裂缝越来越大，进而导致裂缝达到临界尺寸，直接发生脆性断裂。所以，为防止这种情况的产生，对结构构件，特别是关键的结构构件要做定期的检查与维护，一旦发现微小裂纹，需要及时采取必要的措施进行补救。否则，当脆性破坏时，将会造成的后果会产生难以估计的损失。
结束语：焊接质量直接关系着设备能否正常运行，所以必须重视焊接过程中出现的缺陷，否则就有可能出现安全事故。因此工作人员一定要按照工作规范进行操作，及时解决焊接中出现的焊接缺陷问题，同时相关人员要不断提高自身的技术水平，学习先进的焊接技术，提高焊接工作的效率，制造出高质量的产品，从而促进我国工业的快速发展。
参考文献：
[1]焊接检验工艺学。MOODY2006年7月版
[2]美国焊接学会AWSD1.1-2015
[3]肖春来.浅谈钢结构焊接中的常见问题与应对措施[J].科技与企业，2015（11）：252.