时间：2023-05-29 18:00:48
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇焊接缺陷，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】焊接；焊接形式；缺陷；原因
1. 前言
1.1 电容器箱壳焊接是电容器制造过程中必不可少的一个环节，焊接质量的好与坏直接影响密封性和外观；我们对焊接有一定的感性和理性的认识，如果没有正确科学理论作为指导，在生产工作中会遇到很多焊接质量问题。因此，焊接质量和企业运营是息息相关，如果能够切实提升焊接质量，那么在售后、维护等方面，将会降低公司人力、物力、财力的投入，提升公司的效率。
1.2 焊接，两个分离的物体通过原子或者分子之间的结合和扩散造成永久性联接的工艺。焊接过程是一个冶金和铸造的过程，利用电能或者其他形式的能量产生高温使得金属熔化，形成熔池，熔化的金属在熔池中经冶金反应冷却，将两母材牢固结合。为了防止空气中的氮、氧进入熔融的金属，在焊接过程中采取一定的保护措施。手工电弧焊接过程中，焊条外层的药皮高温时分解产生的中性或者还原气体作为保护层，气体保护焊过程中利用氩气或者二氧化碳等保护气体作为保护层。
1.3 焊缝过程中，具有以下特点：
（1）温度高。手工焊电弧温度高达6000～8000℃，熔滴温度1800～2400℃，在这样的高温作用下，外界气体会大量分解，熔入液态金属，随后在冷却过程中析出，所以焊缝易形成气孔缺陷。
（2）温度梯度比较大。焊接工程是局部加热，熔池温度在1700℃以上，而周围都是冷态金属，形成很陡的温度梯度，从而导致较大内应力，从而易引起裂纹缺陷。
（3）熔池小、冷却速度快。金属从熔化到最后冷却凝固仅仅几秒时间，冶金反应过程是不均匀，不平衡的，不平衡过程的进行，必然导致成分的不均匀，成分的均匀必将导致偏析，偏析出现，偏析对焊接接头的性能会产生一定的影响。
2. 焊接接头的形式
2.1 焊接接头的形式：对接、角接、搭接和T型接头等。我们现在主要接触到的都是对接、角接。
2.2 坡口焊：在大外壳焊接过程中，由于母材较厚，为了保证两个母材在焊接过程中完全熔合，焊前对母材在坡口机上进行了一定形状的加工，这种加工后的形状成为坡口。坡口的参数主要是坡口角度、钝边、根部间隙等。一般情况下加工只加工外坡口，除非在管道焊接过程中，为了保证接管尺寸，才进行内坡口的加工。
2.3 坡口设计应该注意以下事项：
（1）焊条电弧焊时，为了保证焊条能够接近接头根部，并能在多层焊时侧边熔合良好，当减小坡口角时，根部间隙必须增大。注意，前者减小，可用较少的填充金属量。而后者增大，却增加填充金属量。研究发现，板厚δ20mm时用小坡口角度大根部间隙的坡口形式才算经济的。
（2）根部间隙过小，根部难以熔透，并须采用较小规定的焊条，从而减慢焊接过程；若根部间隙过大，虽然应用衬垫可保证焊接质量，但需较多的填充金属，从而提高焊接成本，并增加焊接变形。
（3）熔化气体保护焊由于焊丝细，且使用特殊导电嘴，可以实现厚板（>200mm）L 形坡口的窄间隙（
（4）开坡口的接头，不留钝边的坡口称锐坡口，背面无衬垫情况下焊接第一层焊道时极易烧穿，而且需用较多的填充金属，故一般都留钝边。钝边的高度以既保证熔透又不至烧穿为度。焊条电弧焊V或U形坡口的钝边一般取0～3mm，双面V或U形坡口取0～2mm。埋弧焊的熔深比焊条电弧焊大，故钝边可适当加大以减小填充金属。留钝边的接头，根部间隙的大小主要决定于焊接工艺与焊接位置。在保证焊透的前提下，间隙尽可能小。平焊时，可允许用较大焊接电流，根部间隙可为零；立焊时根部间隙宜大些，焊厚板时可在3mm以上。在单面焊背面成形操作工艺中，根部间隙一般较大，约与所用焊条的直径相当。背面有永久性衬垫时，应取消钝边，因为这时的钝边会减小接头根部与衬垫之间的熔合。
（5）J形或U形坡口上常做出根部半径，主要是为了在深坡口内焊条或焊丝能接近焊缝根部，并降低第一层焊道的冷却速度，以保证根部良好的熔合和成型。焊条电弧焊时，根部半径一般取R=6～8mm，随板厚增加和坡口角减小而适当增大。
（6）若条件允许，板厚结构宜设计或选用双面开坡口的焊缝，双面V形焊缝不仅比单面V形焊缝少用一半的填充材料，而且可作两面交替焊接，把焊接角度控制到最小。
（7）背面无衬垫的对接接头，在钝边部位常有未焊透或夹杂等缺陷，一般都要求从背面进行清根。现广泛采用碳弧气刨方法清根。清根深度应确保露出无缺陷的焊缝金属，而且清根后的沟槽轮廓形状也应便于运条施焊。
单面焊双面成型过程中，坡口的主要形式有I、V、单V、U型等；双面焊接坡口形式有I、X、双U、K、J型等。
3. 常见的焊接缺陷及产生原因
焊接中常见的缺陷主要有以下几类：
3.1 裂纹：裂纹的产生本质是应力集中产生的。焊接过程中或者焊后，在焊缝或者母材的热区局部破裂的缝隙。裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种。
（1）热裂纹：施焊过程中工艺不当造成的，一般是沿着晶界开裂。
（2）冷裂纹：又称为延迟裂纹，由于焊接应力过高，焊条焊剂中含氢量过高或者焊件刚性差异过大造成。拘束应力、淬硬组织、扩散氢是产生延迟裂纹的主要因素。一般在焊缝根部、焊道下、焊趾部位等。
（3）再热裂纹：焊件在焊接之后二次加热产生的裂纹，主要是加热后产生焊接残余应力松弛，导致较大的附加变形，同时热区的粗晶部位析出硬化相，如果粗晶部位的蠕变塑性不足以适应应力松弛所产生的附加变形，则沿着晶界开裂。
3.2 未熔合：填充金属与母材金属，或者焊缝金属之间未熔合在一起的缺陷。
（1）产生未熔合的原因：焊接电流过小、运条速度过快、焊条角度不对、产生弧偏吹、坡口不干净等。
（2）按照所在的部位，未熔合可以分成根部、层间、坡口未熔合三种。未熔合是一种面积型缺陷，其危害仅次于裂纹。
3.3 未焊透：焊接接头部分金属未完全熔透的现象。
（1）产生未焊透的原因主要是焊接电流过小、运条速度过快、坡口角度太小、根部钝边太大、间隙太小、焊条角度不当、电弧太长等。
（2）未焊透分成根部、层间、中间未焊透三种，其危害取决于缺陷形状、深度、长度。
3.4 夹渣：焊接后残存在焊缝金属内部的熔渣或者非金属夹杂物。
（1）产生非金属夹渣主要原因：焊接电流过小、焊接速度太快、熔池金属凝固过快、运条不正确、铁水与熔渣分离不好、层间清渣不彻底等。
（2）产生金属夹渣主要原因：焊接电流过大或者钨极直径太小、氩气保护不良引起钨极烧损、钨极触及熔池或者焊丝而剥落。
（3）夹渣的会减少焊缝受力截面，夹渣棱角还会引起应力集中，成为交变载荷过程中的疲劳源。
3.5 气孔：溶入焊缝金属的气体在熔池凝固过程中来不及逃逸而形成的空洞。
（1）生成气孔的主要原因是母材和焊材表面的杂质分解燃烧产生的气体。熔化的金属在高温下可以吸收大量的气体，冷却时候，气体在金属内的溶解度就会降低，气体就会析出并且聚集生成气泡上升，在上浮过程中如果无法突破焊缝金属结晶的阻碍就无法逸出，留在金属内部直接形成气孔。
（2）气孔会减少焊缝的受力截面，深气孔有时会破坏焊缝的致密性。
4. 结论
综上所述，大多数焊接缺陷的产生，我们完全可以避免，只要掌握了其成因，在实际生产过程中规范操作，那么我们就能规避好多由于操作不当等人为因素而导致的质量缺陷（缺欠），降低了缺陷发生的几率，本质上讲就是提高了产品的质量。
参考文献
[1] 中国机械工程学会焊接学会，《焊接手册》焊接结构第三版，机械工业出版社，2008年第1月.
[2] 胡传忻，《实用焊接手册》，北京工业大学出版社，1998年第12月.
[3] 邱葭菲，《焊接方法》，机械工业出版社，2009年1月.
【关键词】压力管道；焊接缺陷；夹渣；气孔；裂纹
1.和压力管道焊接缺陷有关的因素
压力管道构件当中最为薄弱的环节就是焊接点，每一个焊接点都关系到整个压力管道对压力的承载能力。因此如果压力管道的焊接点存在着缺陷，则很容易产生泄漏的问题以至于引发事故。在焊接当中产生的主要问题有以下几点：裂痕、焊接不彻底、焊接面没有融合、焊接面咬边、焊接面夹渣、焊接面出现大量气孔等严重问题。这些问题一般用肉眼无法观察出来，存在于整个金属基体当中，使得整个金属面被割裂，最终产生应力集中的现象，在介质内压的作用力下对以上缺陷进行压力施加，使得基杆逐渐开裂，并慢慢发展成为宏观意义上的裂纹，最终对管道内壁进行贯穿，直接导致泄露以及爆炸的事故频繁发生。因此对于压力管道来说，焊接的质量将会直接影响到压力管道的安全程度，从某种意义上来说，也会对管道本身的安全运行产生十分重大的影响。焊接缺陷一般说来会被以下的若干因素决定：焊接材料、焊接参数指标、坡口形式以及焊接工人本身的手艺技术。
2.压力管道焊缝的具体种类
2.1夹渣
夹渣是一种常见于焊缝当中的焊接失误。夹渣主要分为两种，首先是金属夹渣，其次是非金属夹渣。其分布的种类样式有很多，主要包括以下的几种样式：斑点状、条纹状、锁链状、密集分布形状的夹渣。根据统计，在焊缝内部被深埋的斑点状夹渣以及条纹状夹渣是在管道的检查当中被发现次数最多的一种焊接缺陷，对于这一类夹渣的断面观察，我们可以发现其形状一般都是近似椭圆的光滑面。
2.2气孔
气孔主要就是指在进行焊接作业的时候熔池当中的一些气体在金属完全凝固之前没有逸出来，同时残存于焊缝当中，形成了相应的空洞。整个气孔的构成方式有很多。气孔当中所残存的气体构成一般为氢气或者是一氧化碳，对于气孔的填充处一般来说都有锈迹或者是污迹等，其形成的物理原因主要是因为焊条没有进行彻底烘干以及熔池的冷却速度超出了预计的速度。一般来说，气孔多数分布在焊缝的近表面位置，这也是造成管道表面冷裂纹的主要原因。
2.3没有焊透或者是没有熔合
没有焊透的意思就是说，在进行焊接的时候接头部分没有完全熔合完整而直接导致了一部分被留了下来；这是一种十分常见的缺陷，其主要原因是工人在进行作业的时候没有按照要求进行操作，手法不熟练。没有熔合也是一种常见的缺陷，主要是指熔焊的金属和母材之间产生了超出标准要求的缝隙，或是相邻的焊道之间也产生了不应该产生的缝隙。对于通用管道当中常用的X焊接坡口来说，无论是没有焊透或是没有熔合这一类的缺陷一般都是存在于所有焊坡接口的中间部分，距离表面的位置很深，断面的形状一般来说是椭圆形的或是不规则形状的。
2.4焊缝表面经常产生的裂痕
当焊缝表面接触部分的原子结构产生了原子层面上的结合力破坏，就会给接缝处的表面增添裂纹，从而产生相应的缝隙。这一类缺陷对于管道来说是十分致命的，因为这一类缺陷一般来说是管道破裂的最直接因素。这些裂纹的类型一般来说可以分成以下种类：结晶性质的裂纹、液化性质的裂纹、热应力性质的裂纹、延迟性质的裂纹、应力腐蚀性质的裂纹以及其它性质的裂纹等。
3.对于压力管道焊接缺陷的控制方法
3.1针对错边或是角变形的方法
在进行压力管道的组装过程当中，错边以及角变形是不可能完全避免的。但是，一旦压力管道在进行组装或者是在以后的使用当中出现了错边或者是角变形的问题，要想把这个情况消除也是十分困难的。唯一正确的预防方法就是在进行施工的时候严格执行相应的施工标准，把整个缺陷控制在可以进行调校的范围之内。如果在施工的时候没有把握好这一步，后续的错边或者是角变形就会产生强大的几何应力，同时也能产生相应的附加弯曲的应力。
3.2气孔和夹渣
这一类问题属于深埋的缺陷，在进行自检的时候必须进行消除，同时还要进行重新焊接作业，否则在进行使用的时候必然会发生泄漏以及爆炸的情况。根据观察统计，大多数的压力管道所有的气孔以及夹渣没有大幅度扩散的迹象。针对这样的特点，为了对气孔和夹渣进行克服，对于炭化的管道来说最好是进行氩弧焊作业打底。
3.3没有焊透或者是没有熔合
没有焊透的情况主要是出现在两种焊接手段（手工焊接和自动焊接）的交接面上。在进行处理的时候，如果出问题的地方在允许尺寸的范围之内，可以免除返修的步骤；没有熔合的情况一般来说会发生在焊缝部位金属和破口的交界部位，这个时候最稳妥的方式就是进行补焊作业，以避免出现意外。焊接材料对整个压力管道的质量是起到决定性质作用的，因此应该选用合格的焊接材料进行填充，以保证质量。
3.4裂纹
裂纹是管道问题当中最重要的问题，也是危害性最大的问题。一般来说我们的处理方法有以下方式：首先，所有的浅表裂纹都可以通过对其进行打磨的方式进行消除；其次，如果裂痕本身的大小长度远远超出了规定的允许长度则必须采取补焊的方式进行处理，使之消除；最后，如果可以保证管道本身的使用安全，可以对一些细小的裂纹进行保留，以便对其发展规律进行研究，使其后续发展趋势被观察记录到，获得潜在危险的发展趋势并加以预防。
射线透照检测主要是采用γ射线或χ射线对焊缝进行透照，通过底片上的影像所反应的缺陷性质、尺寸、数量和密集程度，判定焊缝的质量等级。缺陷性质通常分为裂纹、未熔合、未焊透、圆形缺陷和条形缺陷五类。焊缝的质量等级可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级。若焊缝中各类缺陷评定的质量级别不同时，以质量最差的级别作为焊缝综合评定级别。射线透照检测前焊缝表面质量应经外观检查合格，表面的不规则状态在底片上的图像应不掩盖焊缝中的缺陷或与之混淆，否则应做适当处理。根据射线检测技术的灵敏度，分为A级（低）、AB级（中）、B级（高）三级，一般应采用AB级检测技术。对特殊材料、焊接工艺制作的对焊接头，可采用B级。根据透照的管材厚度、检测需达到的灵敏度，检查所选胶片的象质计灵敏度、黑度等质量是否符合 JB/T4730规定的要求，以确保检测技术的灵敏度符合要求。应根据需要检测的材料厚度和透照质量等级，按 JB/T4730中的规定选择合适的射线能量（即射线源）及其与管道焊缝表面的距离和位置。管道焊缝透照常采用外透法，应根据管道外径（周长）、射线源与管道的距离及发出的射线角度，计算底片应使用的张数。管道焊缝透照部位应有透照标记，主要包括底片中心标记、搭接标记及识别标记（包括管段编号、焊缝编号、透照部位编号和日期等）和返修标记。检查胶片冲洗处理、评片室的环境状况是否整洁、安静、有合适的亮度，以保证胶片冲洗质量和评片的准确性。
4.结语
为了避免产生管道爆炸泄漏的事故，我们要在整套管道运行系统的运行以及检修方面进行大规模的管理，同时还要在安装环节上对质量进行严格检测，并在发现问题的时候进行及时修补，以此来实现管道运行的可靠性。
【参考文献】
关键词：船舶焊接缺陷防止措施
船舶焊接是保证船舶密性和强度的关键，是保证船舶质量的关键，是保证船舶安全航行和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起船舶沉没。据对船舶脆断事故调查表明，40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在乡镇船舶造船中，船舶的焊接质量问题尤为突出。在对船舶进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保航行安全。
船舶焊接缺陷种类很多，按其位置不同，可分为外部缺陷和内部缺陷。常见缺陷有气孔、夹渣、焊接裂纹、未焊透、未熔合、焊缝外形尺寸和形状不符合要求、咬边、焊瘤、弧坑等。
一、气孔
气孔是指在焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水份、油污和锈迹；焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，低氢型焊条焊接时，电弧过长，焊接速度过快；埋弧自动焊电压过高等，都易在焊接过程中产生气孔。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围。埋弧焊时，应选用合适的焊接工艺参数，特别是薄板自动焊，焊接速度应尽可能小些。
二、夹渣
夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快。在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。进行埋弧焊封底时，焊丝偏离焊缝中心，也易形成夹渣。防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。多层焊时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。
三、咬边
焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因，都会造成焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面，从而在咬边处造成应力集中，故在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的，或到咬边深度有所限制。防止产生咬边的办法是：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度；埋弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，焊机轨道要平整。
四、未焊透、未熔合
焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透；在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象，称为未熔合。未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊缝会出现间断或突变，焊缝强度大大降低，甚至引起裂纹。因此，在船体的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。未焊透和未熔合的产生原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净，或在焊接时该处流入熔渣妨碍了金属之间的熔合或运条手法不当，电弧偏在坡口一边等原因，都会造成边缘不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净；封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。
五、焊接裂纹
焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中要采取一切必要的措施防止出现裂纹，在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹。一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。
焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面，呈现氧化色彩，裂纹末端略呈圆形。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质(如FeS等)。由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低。因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。防止产生热裂纹的措施是：一要严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；二是认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。
焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：1)在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织；2)焊缝中存在有过量的扩散氢，且具有浓集的条件；3)接头承受有较大的拘束应力。防止产生冷裂纹的措施有：1)选用低氢型焊条，减少焊缝中扩散氢的含量；2)严格遵守焊接材料(焊条、焊剂)的保管、烘焙、使用制度，谨防受潮；3)仔细清理坡口边缘的油污、水份和锈迹，减少氢的来源；4)根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等，选择合理的焊接工艺参数和线能量，如焊前预热、焊后缓冷，采取多层多道焊接，控制一定的层间温度等；5)紧急后热处理，以去氢、消除内应力和淬硬组织回火，改善接头韧性；6)采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以减少焊接应力。
六、其他缺陷
焊接中还常见到一些焊瘤、弧坑及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。产生焊瘤的主要原因是运条不均，造成熔池温度过高，液态金属凝固缓慢下坠，因而在焊缝表面形成金属瘤。立、仰焊时，采用过大的焊接电流和弧长，也有可能出现焊瘤。产生弧坑的原因是熄弧时间过短，或焊接突然中断，或焊接薄板时电流过大等。焊缝表面存在焊瘤影响美观，并易造成表面夹渣；弧坑常伴有裂纹和气孔，严重削弱焊接强度。防止产生焊瘤的主要措施严格控制熔池温度，立、仰焊时，焊接电流应比平焊小10-15%，使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，保持均匀运条。防止产生弧坑的主要措施是在手工焊收弧时，焊条应作短时间停留或作几次环形运条。
关键词：长输管道焊接；焊接缺陷；防治要点
中图分类号： P755 文献标识码： A
一、焊接缺陷的产生原因与防治要点
1、烧穿产生原因与防治要点
所谓“烧穿”指的是填充层或者热焊层在焊接的过程中烧漏了前几层或者上一层，其产生原因主要是因焊接工艺的参数过大或者根焊道过薄；而烧穿的防治要点主要包括根焊道的厚度要保持在3mm左右，根焊的焊接工艺参数要保持在合理的范围内，在出现烧穿问题的时候必须立即停止焊接工作，并按照相关要求打磨出根部间隙与坡口角度，重新进行根焊和热焊等工作。
2、裂纹产生原因与防治要点
所谓“裂纹”指的是在焊后冷却过程中，焊道产生的应力要高于母材抑或因焊缝金属强度导致的缝隙，其产生原因主要是强行组对且普遍存在于连头组对焊接或者弯管组对焊接的时候。具体来说，直管段摆放的角度与弯头的角度和现实的施工有着一定的差异存在。而在组对的时候，为了组对好管口就需要施加足够大的外力，但由此产生的应力也不容小觑，并由此在根焊道相对较薄的地方产生裂纹缺陷。另外，因焊道扩散的氢含量相对较高或者根焊道的温度降低相对过快，也会造成焊缝产生裂纹的现象。这主要是因为长输管道在冬季野外施工的时候，气温往往都在零度以下并给焊接工作带来了一定程度上的影响。下向焊工艺所需的材料包括药芯焊丝、纤维素型焊条等，这使得焊后焊道扩散的氢含量相对较高并发生聚集，从而造成裂纹的产生引起焊接的缺陷问题。就裂纹的防治要点来说，主要是对强力组对作有效的避免；在焊前需要进行预热工作，即对根焊焊道的厚度作适当的增加，并在根焊完成之后进行盖面、填充、热焊等；在冬季施焊的时候，必须对焊道焊后的缓冷作充分的重视，为扩散氢的逸出提供一定的便利，避免裂纹的产生。
3、未焊透产生原因与防治要点
所谓“未焊透”指的是熔孔在根部焊道焊接的时候没有完全打开或者没有打开，从而造成原始钝边的残留，且一般分为根部完全未焊透和单侧未焊透这两种。就产生原因而言，根部完全未焊透是因钝边过厚或者组对间隙过小，而单侧未焊透是因为两侧钝边值的不等或者错边量的超标。就未焊透的防治要点而言，主要是在焊接前需要对焊缝进行认真的修磨与组对，使焊条和焊丝在根焊的时候可以顺畅伸入坡口的根部。而在根焊不能产生熔孔时，需要打磨出符合相关要求的根部间隙并对焊接的参数作适当的调节。另外，未熔合这一焊接缺陷的返修是很难进行的。特别是一些壁厚相对较大的焊道，其焊接与打磨的难度都非常大，因此需要尽量避免这一缺陷的产生。
4、气孔产生原因与防治要点
所谓“气孔”指的是因焊接时熔池内可能残留的气体形成了孔穴或者因凝固时的收缩产生的孔穴等，就不同类别气孔的产生原因而言，其中根部气孔容易在选用STT方法进行焊接的时候产生，且多表现为珍珠链式或者密集气孔，亦称虫孔，其产生原因包括相对较大的气体水含量、气体干燥器的干燥作用并未充分发挥以及气体不纯，抑或大壁厚的管道在焊接的时候因坡口的深而窄，使得保护气体无法对熔池进行有效的保护；填充层气孔容易在电弧电压过高的时候产生，其产生原因主要是焊工在焊接的过程中为了更好地熔合两侧的坡口面并避免夹沟的产生，从而对电弧电压作一定程度上的提高。然后，施工现场的移动电站对焊接电源提供的电压有时会出现波动的情况，且在电压偏高的时候会导致气孔的产生。此外，在焊接立焊部位的时候，焊工为了使填充厚度得到一定的增加，会对焊接速度作一定的降低，而当熔池一旦超前于焊丝的时候，就可能导致蜂窝状气孔的产生。就气孔的防治要点而言，主要是在焊接前仔细检查导管、流量计、加热器、减压表等气路，对气体的纯度作一定程度上的保证；在焊接的时候，要保证电弧电压与送丝速度的适当，并对焊丝伸出长作一定程度上的保持；另外，在下向立焊的时候，需要对焊接速度作有效的控制。
5、夹渣产生原因与防治要点
所谓“夹渣”指的是在焊缝金属中有焊接熔渣的残留，其产生原因主要是因为在焊接填充的时候，上一层的焊道存在死角或者没有彻底清理熔渣，而在被后一层的焊道进行覆盖的时候就容易产生夹渣且多为点状或者条状。另外，长输管道在进行填充和盖面的时候往往采用的工艺是药芯焊丝半自动下向焊，而在焊接的过程中如果半自动设备出现间歇性的故障，就容易产生顶丝现象。焊丝与此同时穿进了熔池，而在熔池迅速冷却之后再度引燃的一瞬，绝大部分的焊缝例就会裹带熔渣或者金属杂物，并由此产生夹渣形成焊接缺陷。就夹渣的防治要点而言，主要是在根焊前需要对坡口进行认真的清理，要对填充、盖面焊时产生的熔渣进行仔细的清理，尤其是层间死角处，使送丝机送丝的均匀得到一定程度上的确保。另外，选用的焊接参数必须具有一定的合理性。
二、长输管道缺陷预防措施
1、施工人员的控制
从事长输管道焊接的焊工必须持证上岗，正式施焊前焊工经试焊合格后方能上岗。焊接机组人员都必须尽心、尽责、尽力做好本职工作，保证焊接质量。
2、质量检验
加强对长输管道焊接治理的检验工作能够有效提高长输管道使用寿命，长输管道一般都是长距离输送油气，运行压力较高，为确保管道使用寿命及安全，必须对焊缝的施工质量进行检验，以确保管道不会在运行中泄露、爆管等，导致输送介质外泄，造成经济损失和环境污染。长输管道质量检验目前主要是焊缝无损检测和管道耐压试验两个方面。无损检测是检验焊接质量的重要手段，在长输管道工程中，用得最为普遍的是X射线探伤和超声波探伤相结合的方法，检测质量达到标准要求。另外管道耐压试验（包括强度试验和严密性试验）也是检验管道质量重要环节。长输管道耐压试验一般分段进行，按照管道试压时最低点压力不超过管道屈服强度的90%，最高点达到设计压力的要求进行分段试压。
3、焊接设备
用于焊接的设备有电焊机、保温桶、发电机等。焊接设备必须有专人管理。建立设备档案。制定相应的安全操作规定和维护保养规定并认真贯彻执行。保证设备参数稳定、调节灵活、安全可靠和满足焊接过程的基本工艺要求。
结束语
焊接技术在近几年得到了不断的发展与持续的完善，并为我国的长输管道建设提供了很大程度上的帮助，并进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达到100%，且一些焊接缺陷仍旧存在并急需解决。焊接缺陷对长输管道使用寿命有着很大程度上的影响，甚至可能导致管道内的输送介质燃烧、泄漏、爆炸等，这势必会对人们的生命安全、企业与国家的财产安全造成极大的影响。长输管道焊接质量与焊接设备和焊工技能有一定的联系，也在一定程度上与材料、天气、地形等外部因素息息相关。为了避免以上可能出现的危害，必须对常见焊接缺陷作详细的分析与研究并制定出相应的防治措施，对能源生命线的安全以及社会经济的建设作一定的保障。
参考文献
[1]胡秋月.长输管道焊接缺陷预防措施[J].中国石油和化工标准与质量,2014,01:252.
[2]周新宝,张治军,郭伟.浅析长输管道焊接施工中裂纹的控制措施[J].能源与节能,2014,01:181-183.
关键词：压力容器 焊接缺陷 产生原因 预防 措施
压力容器，一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和存储等生产工艺过程，并能承受压力的密封容器。他被广泛用于石油、化工、能源、冶金、机械、轻纺、医药、国防以至民用等领域，在国民经济中的发展占有重要地位。压力容器制造、检验技术不断地进步，为全面提高压力容器质量获得良好经济效果做出可靠保证，在制造过程中，不可避免出现焊接，如何保证焊接质量是关键问题。如果焊接存在缺陷，就有可能造成渗漏、泄露、甚至引起压力容器爆炸，造成人员伤亡和财产的重大损失。
压力容器焊接缺陷种类很多，按其位置不同可分为外部缺陷和内部缺陷，依据JB/T4730-2005中对焊接接头中的缺陷按性质可分为裂纹、未融合、未焊透、条形缺陷和圆形缺陷共五类，下面介绍焊接缺陷产生的原因和预防措施。如下图所示焊接缺陷：
外部缺陷：存在于焊缝表面，用肉眼或借助于低倍放大镜可直接观察，如焊缝尺寸超标、咬边、焊瘤、表面气孔、表面裂纹、弧坑等。
内部缺陷：存在于焊缝内部，如气孔、夹渣、未溶合、未焊透、裂纹、层状撕裂等。
1、裂纹
裂纹是压力容器危害性较大的缺陷之一。由于焊接裂纹成因复杂， 形态各异， 极易扩展，有很多不可预见的因素， 因此必须要高度重视焊接裂纹的处理。防止产生裂纹的主要措施是：严格控制焊接工艺参数、减慢冷却速度、适当提高焊缝形状系数、尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；同时要认真执行焊接工艺规程， 选取合理的焊接工艺程序， 以防止焊接裂纹的产生。
2、未熔合
未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷。产生原因：①焊接热输入太低；②电弧指向偏斜；③坡口侧壁有绣垢及污物；④层间清渣不彻底等。预防未熔合措施：①适当加大的焊接电流；②正确地选择焊接工艺参数；③注意坡口及层间部位的清洁。
3、未焊透
未焊透是焊接时接头根部未完全熔透，对于对接焊缝也指焊缝深度未达要求。指母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象产生原因①焊接电流小，熔深浅；②坡口和间隙尺寸不合理，钝边太大；③磁偏吹影响；④焊条偏芯度太大；⑤层间及焊根清理不良。
预防未焊透措施：①使用较大电流来焊接是预防未焊透的基本方法；②焊角焊缝时，用交流代替直流以预防磁偏吹；③合理设计坡口并加强清理；④用短弧焊等措施。
4、条形缺陷和圆形缺陷
1）条形缺陷 长宽比大于3的气孔、夹渣和夹钨等缺陷。
2）圆形缺陷 长宽比不大于3的气孔、夹渣和夹钨等缺陷。
a气孔是指焊接时，熔池中的气体未在金属凝固前逸出，残存于焊缝之中所形成的空穴。其气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。产生气孔的主要原因母材或填充金属表面有锈、油污等，焊条及焊剂未烘干会增加气孔量，因为锈、油污及焊条药皮、焊剂中的水分在高温下分解为气体，增加了高温金属中气体的含量。焊接线能量过小，熔池冷却速度大，不利于气体逸出。焊缝金属脱氧不足也会增加氧气孔。
预防气孔措施：①清除焊丝，工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物；②采用碱性焊条、焊剂，并彻底烘干；③采用直流反接并用短电弧施焊；④焊前要预热，减缓冷却速度；⑤用偏强的规范施焊。
b夹渣是指焊后溶渣残存在焊缝中的现象。夹渣产生的原因①坡口尺寸不合理；②坡口有污物；③多层焊时，层间清渣不彻底；④焊接线能量小；⑤焊缝散热太快，液态金属凝固过快；⑥焊条药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高；⑦钨极惰性气体保护焊时，电源极性不当，电流密度大， 钨极熔化脱落于熔池中；⑧手工焊时，焊条摆动不良，不利于熔渣上浮。可根据以上原因分别采取对应措施以预防夹渣的产生。
5、其他缺陷
焊接中还经常看到一些咬边、焊瘤、弧坑、过热和过烧及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷
1）咬边是由于选择的焊缝参数不当、操作工艺不正确造成的。
产生原因：①焊接参数选择不对，U、I太大，焊速太慢；②电弧拉得太长。熔化的金属不能及时填补熔化的缺口。
2）弧坑是由于收弧和断弧不当在焊道末端形成的低洼部分。
产生原因：焊丝或者焊条停留时间短，填充金属不够。
3）焊瘤熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的局部未熔合。
产生原因：①焊接参数选择不当；②坡口清理不干净；③电弧热损失在氧化皮上；④使母材未熔化。
可根据以上原因分别采取对应措施防止咬边、弧坑、焊瘤的产生。
4）焊缝化学成分或组织成分不符合要求： 焊材与母材匹配不当，或焊接过程中元素烧损等原因，容易使焊缝金属的化学成份发生变化，或造成焊缝组织不符合要求。这可能带来焊缝的力学性能的下降，还会影响接头的耐蚀性能。因此要选用相匹配的焊材与母材进行焊接。
5）过热和过烧： 若焊接规范使用不当，热影响区长时间在高温下停留，会使晶粒变得粗大，即出现过热组织。若温度进一步升高，停留时间加长，可能使晶界发生氧化或局部熔化，出现过烧组织。
关键词：长输管道施工；常见焊接；缺陷；控制
中图分类号：TU71文献标识码：A 文章编号：
前言：
随着我国经济建设的不断发展，对能源的需求也越来越大，加上我国能源资源十分有效，这就使保证能源运输的安全性十分重要。管道运输作为主要的能源运输方式，保证其安全性也就变得十分必要。近几年来，长输管道在实际的运用中出现了一些问题，其中长输管道施工的常见焊接问题也表现较为明显，这些问题也给能源的安全运输带来了很大影响，也给社会经济建设的进度带来了一定的阻碍。因此，加强对长输管道的常见焊接问题的解决十分必要，这是保证能源正常供应、施工正常进行的重要保证。
一、长输管道施工中常见焊接的质量缺陷
（一）咬边
所谓咬边是指焊道咬肉，这主要是因为在焊接过程中，熔敷金属没能盖住母材的坡口，在焊道边留下了低于母材的缺口。一般来说，比较浅短的咬边可以不会有大的影响，但是较深的咬边就会对焊道力学性能造成比较严重的影响。咬边可能导致母材的有效截面积的减少，然后在咬边处引起应力集中，从而减低接头的强度，使得咬边的边缘组织被淬硬，容易引起裂纹。
（二）加渣
焊缝中存在的熔渣、铁锈或者其他物质就是加渣，加渣在焊道的根部、层间都有可能存在，比较常见的地方是层间加渣。加渣的形状、大小不一，其中呈尖锐形的加渣是危害最大的，它能够严重影响焊道的塑性，特别是在焊道遭受拉应力的时候，产生比较严重的应力集中。加渣的存在将会给长输管道的焊接造成严重的阻力，进而影响长输管道焊接施工的正常进行。
（三）未熔合和未焊透
未熔合主要是指在长输管道焊接时，焊道与母材的坡口、上层焊道和下层焊道之间没有完全熔合结合而成的缺陷，这种未熔合是一种面积上的缺陷，破口与根部的未熔合对承载截面积的减小非常明显，应力集中也就非常严重，危害性与裂纹也相差不大。未焊透就是指母材金属没能熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象。未焊透对焊道的危害十分大，它能够减少焊道的有效截面积，由于其属于开口性缺陷，将会造成比较严重的应力集中。在管道的下沟作业或者承压很高的情况下，未焊接深度很深的话，将会使长输管道焊道沿着未焊透处撕裂，进而给整个长输焊道造成非常严重的破坏，进而给整个能源的运输造成困扰。
（四）气孔
熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出就会形成气孔。气孔的形式主要有条形气孔、密集气孔、球形气孔、柱状气孔等等。气孔的缺陷主要体现在深度很深的柱孔和面积非常大得圆形气孔，这两种情况都是属于危害性比较严重的，其他的气孔相对来说危害性比较小，有些甚至还会出现止裂倾向。
（五）裂纹
裂纹是长输管道焊接缺陷的另外一种表现，裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷，主要分为结晶裂纹、液化裂纹及延迟裂纹。裂纹具有延伸性，因此在焊道存在内应力的条件下裂纹会得到持续延伸扩展，直到焊道破坏为止。所以，在长输管道的施工中，必须严格杜绝裂纹缺陷，也不准予返修，而必须进行割口重新焊接。在管道施工过程中，出现裂纹等现象，主要是由工艺规程执行不当，外部的应力太大而引起的。因此，在长输管道施工中应该小心谨慎，尽量避免裂纹的出现。
二、长输管道施工中常见焊接质量缺陷的控制方法
针对以上管道焊接质量的各种常见缺陷，以下将提出有效的控制方法，尽可能避免常见缺陷对能源运输安全的影响，保证长输管道的安全性能。
（一）针对长输管道中的咬边缺陷，可以通过具体的预防措施来解决：1.对焊接参数进行调整，以避免因电流过大、电弧太长和电弧力不集中而引起的熔池熔敷不到位；2.对焊条或焊丝的倾斜角度进行调整，避免偏吹现象的出现；3.施工人员在进行操作时，其操作手法要尽量稳当，运条的摆动也要到位，避免出现失误或偏差。
（二）针对长输管道施工焊接另一常见缺陷加渣，应该采取以下这些措施：1.进行多层焊接时，要对焊丝、焊条等产生的熔渣要清理干净，保持焊道的畅通；2.尽可能避免焊接电流平偏小，以免熔渣不能够被完全熔化而浮出熔池；3.要尽量保持坡口适中或上层焊道与坡口之间没有夹角，以帮助熔渣迅速溶解。
（三）对于未熔合和未熔透，应该采取的预防措施有：1.要严格规范执行坡口加工，保持适当的角度，保证间隙宽度的适度，而且钝边不可以过厚；2.对层间进行适当地清理，不要过度，尽可能避免坡口被打宽，进而导致沟槽的形成。
（四）对气孔的处理也十分重要，首先，在焊接之前，要将焊材、坡口等清理干净，使其不被铁锈、油污等污染，还要避免焊材受潮；其次，要控制好焊接的电压、电流，保证焊接的正常进行；最后，焊接的速度不能过大，以免影响到焊接的效果。
（五）裂纹作为长输管道焊接施工中危害最大的一项缺陷，必须对其引起百分百的重视，不可掉以轻心。首先，必须严格按照焊接工艺评定的基本要求进行施工，挑选抗裂性较好的钢材来制作钢管，以保证焊缝组织结构的塑性和韧性；其次，如果在冬季进行施工的话，必须采取恰当的保温办法，在必要的情况下，要进行适当的热处理或在焊后进行加热；最后，对应力进行严格的控制，最好不要使用对口器进行强制组对。对裂纹的控制是实现长输管道焊接成功的关键因素，也是保证整个能源运输的重要保障。
结语：
通过以上对长输管道施工焊接缺陷进行分析，并针对每一项缺陷提出相应的预防措施，为长输管道施工中焊接缺陷的弥补提供了有效的措施，在一定程度上，保证了长输管道的运输的畅通，也大大提高了管道焊接技术，为以后焊接缺陷的控制提供了有效的方法和经验，进而保证我国能源管道运输的安全性和高效性。
参考文献：
[1] 王新秀.长输管道施工的焊接安全技术措施研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(7).
[2] 曾君,张升.CRC P600自动焊接技术在大口径管道施工中的应用[J].焊接技术,2011,40(8):52-54.
[3] 米秋占,于英姿,王乐生等.油气长输管道的焊接技术[J].焊接技术,2006,35(1):4-6.
[4] 刘雪松.长输管道焊接缺陷预防措施[J].电焊机,2010,40(6):90-92.
连接金属材质不可缺失焊接，它是必备的流程。机械制造中常用焊接，焊接得到可用的金属。然而检测获取的数值表明：超出40%现有的配件缺陷都被归结为焊接缺陷。焊接配件附带的接头很难规避细微的裂痕、小孔以及夹带的焊渣。查验焊接的缺陷，便于及时着手去调控。确保配件彼此的整合，清除附带的冗余焊渣、其余的杂物等。要调控适宜的电流速率，注重密闭配件衔接之处。唯有注重细节，才能全方位规避缺陷。
1 解析焊接缺陷
1.1 未能完全焊接
有些情形下，没能焊接透彻将造成原材不被熔化。针对于母材类，若起初焊接并不透彻，材质将不会熔化，金属没能延展至根基的接头。焊接不够透彻根源于如下：坡口拟定了不适宜的初期尺寸，没能慎重地调控它的间隔；偏心度缺失了精准性，布设焊条有着偏差；电流强度偏低，没能吻合设定好的熔深；母材根部夹带着细微的杂物。焊接若没能透彻，将缩减焊缝占到的总面积，接头缺失了稳固性，焊缝很难长时段承载负荷。此外，熔合也可能不够充分，金属彼此没能紧密熔合成整体，由此带来缺陷。这类成因包括：偏离了起初的焊接角、电流不够大、焊接速率偏快、母材附着了杂物。这样的状态下，金属彼此缺失了契合性，承载面积过小。熔合不够的这种原材聚集了偏多的应力，很难提升本体的荷载。
1.2 含有细微的裂痕
焊接得出的金属常常存有细微裂痕，是常见的缺陷。结晶金属经由焊接而被变更为后续的固态，转化流程增添了裂痕。焊接终结之后，短时段内将会凸显裂纹。裂纹被布设于熔合线条之内，母材边界也会包含，冷热双重的焊接之下将会带来裂痕。
详细来看，结晶带来偏热态势下的裂痕，它起始于偏析的位置。熔池留存了晶体杂物，它们有着熔点偏低的特点，凝结点也很高。遇有外来的应力，晶体将会被拉伸，内部附带了裂纹。与之相应，焊接流程终结以后才会增添冷裂痕。配件被焊接完毕，内部后期将延展纹路。焊接后几分钟，甚至一天以内都被归入产生裂纹的时段。冷裂纹毁损了本体的构架，伤害到配件本身。
1.3 夹带焊渣
焊缝残存下来的熔化焊渣没能被除掉，就会带来夹渣。夹渣毁损了原本致密的焊缝，缩减它的强度。夹渣成因含有：焊缝被切割后，有氧切割增添了残存着的熔渣；坡口被设定得过小，经由的电流偏小，设定了起初的过快焊接；焊条表现出偏酸性，偏小电流之下这类焊条会附带着糊渣，干扰着后续的焊接。然而，即便选取的焊条倾向于碱性，若设定了偏差的电弧及极性，也将带来夹渣状态。此外，焊条如果偏芯，夹渣很易形成。
1.4 咬边及内在气孔
在边缘之处焊缝残存了凹凸，它们被看成咬边。这是由于经由的总电流是偏大的，焊条提快了移动速率。此外，设定了偏长的电弧，焊丝布设了不适宜的方位角，都会添加焊缝内的不平。在埋弧焊中，配件若熔化得偏深、焊接速率太快、焊接依循的轨道不够平顺都将引发这样的咬边。后续添加进来的额外金属没能填充凹陷，咬边缩减了截面之处的有效接头，聚集了凸显的过大应力。为此，受力类的配件不准凸显咬边。焊接气孔含有内外在的双重气孔，接头及表层都会附带气孔。气孔的成因可分成：坡口夹带了水分，表层不够洁净；附有锈蚀痕迹或偏重的油污；没能依循规程来烘焙焊条，选取的焊剂不适宜；焊芯被缓慢腐蚀，外皮滑脱或变质。若选取了低氢类的焊条，气孔产生于偏快的速率、过长电弧总量、偏高的自动电压。氩弧焊更易附带潜在的气孔，若没能及时排掉它们，这类气孔将埋设于配件内。气孔缩减了本体强度，金属不再十分致密。
1.5 其余常见缺陷
金属焊接若没能达到预设的化学成分，将干扰焊接总的进程，也会造成缺陷。焊缝内在组织没能吻合要求，减小了应有的力学特性，接头可以耐住的腐蚀会缩减。氢气小孔根源于不洁净的坡口。如果残存油污、残存水分也将带来气孔。焊条起初的角度要合适，即便凸显了咬边，金属也可填满它。咬边聚集了偏多的反作用力，裂缝没能承受住添加的上侧压力，配件将会碎裂。
2 防控各类的缺陷
伴随技术进展，焊接被用于多重的现有领域，拓展了它的运用范畴。平日生产不可脱离金属类的材质，搭配的焊接类手段也被更新。焊接中的弊病增添了后续危害，甚至威胁安全。为了规避复杂流程中的焊接弊病，要拟定更为科学的焊接步骤。采纳焊接类的新颖技术，提升焊接得出的配件质量，这样做不仅防控了焊接隐患，也协助把控了多重的产出流程。
2.1 针对于配件的裂痕
依循焊接拟定的流程慎重操控，把控关联着的多重环节。焊接流程应被设定得更适当，选购最优的焊条。要辨识焊条本体的酸碱性，选购进来的焊条应被安放于预备好的保温箱，随时予以调取，这样做规避了缓慢的焊条受潮。真正去焊接前，彻底除掉配件附带的接口杂质，去除残存于此的油渍、水渍以及锈蚀。可选取小电流，细分多重的焊接层次。设定更多现有的焊道，规避彼此衔接的微小裂纹。妥善调控焊缝的形态，缩减额外的总体应力。
2.2 针对熔合不透彻
焊接先要设定最佳的尺寸、坡口的角度等，依照设定出来的直径来筛选焊条，选出来的焊条要确认是适当的。焊接进行中，随时查验经由的电流、各时点的焊接速率。轻微摆动焊条，熔合步骤之内要查验双侧变更的焊条状态。依循精准的技术规程予以操控，执行焊接规程。
2.3 针对于夹渣
若选取的焊条偏重酸性，要提升电流；若偏重于碱性，则要调控现有的电弧总长，电弧不可过长。这是因为，偏长电弧将引发凸显的夹渣状态。此外，确认坡口应有的角度，在可调控范畴之内调节速率，不要过快去焊接。杜绝夹渣的弊病要强化日常流程的焊接培训。把控焊接的分支流程，自觉去查验拟定好的焊接步骤。经由培训流程后，焊工才可进到接续的焊接步骤。
2.4 其他防控的路径
随时辨识周边潜在的环境偏差，调控温湿度等。例如：若测得了现有温度在0℃以下，则要填补必备的热能，确保配件最适宜的温度。要专设清洁区，定时去填补配件的凹凸，严格各时段内的查验。打磨钨丝灯时，应当把控角度，确认最佳的停留时段。管路之内不可透过气流，应当阻塞这样的管路顶部。施工场地增设定时通风，维持最优的湿润。此外，妥善填充氩气，增添焊接中的安全保障。
3 修正细微的缺陷
3.1 对于焊瘤予以修正
焊接某一配件会凸显焊瘤或外形存有细微的尺度差值，这是由于运条缺失了匀称性，熔池测得了偏高的总体温度。在熔池的内部，液体金属慢慢就被凝固，而后慢慢坠落下来。这样一来，焊缝表层将表现出金属焊瘤。若拟定了偏大的弧长或经由的电流太大，也会突发焊瘤状态。弧坑根源于偏短的熄灭时间，焊接很易被阻断。初期设定了较大的经由电流，表层就不会维持着平整。如果存在焊瘤，缩减了配件应有的美感，表面将带来夹渣。弧坑伴随着更多的气孔、配件的裂痕等，削减了缝隙强度。为此，仰焊要侧重去调控电流，电流要被缩减成90%，至少不应超出平焊流程内的电流。调控熔池本体的温度，焊条若呈现出碱性，还要选取短弧来衔接它们。运条应能确保匀称，在某一时段内，焊条可以适当予以停留。
3.2 阻止裂纹的延展
裂痕是很危险的，如果裂痕被延展，将阻碍长久的焊接进展。若查出了延展的裂痕，先要辨识它的两端深度，在这样的基础上再去清除表层杂物，可选取风铲以便清除潜藏的裂痕。具体操作中，先要打出双侧的止裂孔，阻止裂痕接着延展。可设定10毫米特有的钻头直径，钻孔得出的总深度应能超出2毫米这样的裂痕本体。若选取了气刨的途径，刨削要沿着两侧，直到消除了现有的裂痕。两侧被整平后，再除掉完整的裂痕。消除缺陷以后，要填补必备的坡口，妥善进行补焊。有些情形下，很难发觉内在的微小气孔。一旦确认存有气孔，则要立即去清除。先要形成坡口，而后依循设定的规程来焊补。
3.3 补焊时的侧重点
补焊可选较小的、平稳状态下的电流，补焊要设定很多道。不可选取偏大的这种电流来补焊。补焊若针对刚性配件，那么补焊得出的这类配件还要经由锤击，确保它的稳固。起初及终结时的弧形应被彼此错开。若测得了偏低的现场温度，则增设预热以便防控配件的裂开。针对查验得出的某一缺陷应确保一次补焊，不可以突发中断。
关键词: 焊缝表面尺寸、裂纹;未焊透;未熔合;气孔;夹渣、焊瘤、弧坑、夹钨
电弧焊作为一种常用的焊接形式,焊接过程的特点主要是温度高、温差大,偏析现象很突出,因此,在焊接过程中往往会产生不同类型的焊接缺陷而遗留在焊缝中。如裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤、弧坑以及夹钨等。从而降低了焊缝的强度性能,给生产带来很大的不利。但是,不论什么样的缺陷,它在形成过程中都具有特定的形成机理和规律,只要掌握其形成的基本特点,就会对我们在生产中制定焊接工艺措施,防止缺陷的产生起到很好的作用。因此,本人针对焊缝中常见缺陷的形成及其危害性进行分析,并提出防范措施;
1焊缝表面尺寸不符合要求
主要是焊件坡口角度不对,装配间隙不均匀,焊接速度不当或运条手法不正确,焊条和角度选择不当或改变,加上埋弧焊焊接工艺选择不正确等都会造成改种缺陷。由于焊缝表面高低不平、焊缝宽窄不齐、尺寸过大或过小、角焊缝单边以及焊角尺寸不符合要求,容易使焊缝产生应力集中,造成裂纹及应力腐蚀断裂。防止措施是选择适当的坡口角度和装配间隙;正确选择焊接工艺参数,特别是焊接电流值,采用恰当运条手法和角度,以保证焊缝成型均匀一致。
2裂纹
裂纹分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹一般是在焊缝金属结晶过程中形成的,是应力对焊缝金属结晶过程作用的结果,冷裂纹是焊缝冷却过程中出现的,它可在焊接后立即出现,也可在焊接后较长时间后出现。裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷,尖端是一个尖锐的缺口,应力集中很大,任何焊缝都不能允许有裂纹出现,一经发现必须马上返修。热裂纹的预防措施是控制钢材及焊条中的有害杂质的含量即碳、硫、磷的含量,减少溶池中低溶点共晶体的形成;预热:以降低冷却速度,改善应力状况;采用碱性焊条以降低焊缝中的杂质含量,改善焊缝金属组织;控制焊缝形状,尽量避免得到深而窄的焊缝;冷裂纹的预防措施是首先从减少氢元素的来源入手,焊接是采用碱性焊条,焊条在使用前必须按规定进行烘干、保温;对接头部位必须先清除油污、水分和锈蚀;焊接是采用焊前预热、焊后热处理等措施,以利于氢的溢出;
3未焊透
主要是焊缝坡口钝边过大,坡口角度太小,焊根未清理干净,间隙太小,焊条或焊丝角度不正确,电流过小,速度过快,弧长过大;焊接时有磁偏吹现象;或电流过大,焊件金属尚未充分加热时,焊条已急剧融化;层间或母材边缘的铁锈、氧化皮及油污等未清理干净,焊接位置不佳,焊接可达性不好等;未焊透属于一种面状缺陷,通常都是为裂纹类缺陷,未焊透的存在会导致焊缝的有效截面减少,从而降低焊缝的强度。在应力主要作用下很容易扩展形成裂纹导致构件破坏。若是连续性未焊透,更是一种及其危险的缺陷。所以焊缝中的未焊透是一种不允许存在的缺陷。防止措施是正确选用和加工坡口尺寸,保证必须的装配间隙,正确选用焊接电流和焊接速度,认真操作,防止焊偏等;
4咬边
主要是由于焊接工艺参数选择不当,焊接电流过大,电弧过长,运条速度和焊条角度不正确等;咬边最大的危害是损伤了母材,使母材有效面积减少,也会引起应力集中;.防止措施是选择正确的焊接电流及焊接速度,电流不宜过大,且控制弧长,尽量采用短弧焊接,掌握正确的运条方法和运条角度;
5未熔合
主要是焊接电流过小,焊接速度太快,使母材坡口或先焊的金属未能完全熔化;层间清渣不干净;焊条偏心,焊条摆动幅度太窄等;未熔合缺陷大都是以面状存在于焊缝中,通常也被视为裂纹类型的缺陷。其实质就是一种虚焊现象,从而导致焊缝的有效截面积减少,在交变应力高度集中的情况下致使焊缝的强度降低,塑性下降,最终造成焊缝开裂。在焊缝中是不允许存在未熔合缺陷的;防止措施是焊前对坡口周围进行认真清理,去除油污和铁锈;加强层间清渣;焊接电流过小,焊接速度太快;防止焊条偏心,注意焊条摆动等;
6气孔
产生气孔的原因很多,如母材周围的铁锈和油污未清理干净;焊接时焊缝大,熔池深,气体从熔池中溢出困难;碱性焊条比酸性焊条对铁锈和水分的敏感大得多,即在同样的条件下,碱性焊条十分容易产生气孔;当采用未经很好烘干的焊条进行焊接时,使用交流电源,焊缝最易出现气孔,采用碱性焊条时,一定要用直流反接,如果使用直流正接,则生成气孔的倾向显著增大;焊接速度增加,焊接电流增大,电弧电压升高都会使气孔倾向显著增大;
气孔属于体积性缺陷,它主要是削弱焊缝的有效截面积,降低焊缝的机械性能和强度,尤其是焊缝的弯曲强度和冲击韧性。同时也破坏了焊缝金属的致密性。应力宜集中,也易诱发裂纹等更严重的缺陷;防止措施是焊接前应按规定烘干焊条,仔细清除坡口及母材表面的上的铁锈和油污等杂质;采用合适的焊接工艺参数,使用碱性焊条时,一定要用短弧焊;注意大气的变化,刮风、下雨要有遮挡措施;
7夹渣
夹渣一般是由于焊接电流太小,以至于液态金属和熔渣分不清楚;焊接速度太快使熔渣来不及浮起;焊件的坡口设计不合理,坡口的角度太小。多层焊接时清渣不彻底;焊件坡口处杂质及油污和有机物质清理不彻底,焊缝成形系数过小以及手弧焊时焊条角度不正确等;其危害是影响了焊缝金属的致密性及连贯性,易引起应力集中。夹渣缺陷有尖锐的边缘,同时也会因减少焊缝的有效截面积而降低焊缝机械强度、塑性、韧性和耐腐蚀的能力以及疲劳极限。防止措施是设计合理的焊接坡口,焊前因严格清理母材坡口及附近的油污、氧化皮等;多层焊时特别要注意前道焊渣的彻底清理;选择适当的焊接规范,采用具有良好工艺性能的焊条,正确选用焊接电流和运条角
度,防止焊缝金属冷却过快;焊接过程中不断地搅动熔池中的熔化金属,促使熔渣与铁水分离;
8焊瘤
主要是焊接电流过大或焊接速度过慢造成的。操作不熟练和运条角度不当也有很大的影响;危害是焊瘤处易引起应力集中且影响整个焊缝的外观质量;预防措施是提高操作的技术水平,正确选择焊接参数,焊接是注意熔池的大小,以便调整焊接电流和焊接速度;灵活调整焊条角度,装配间隙不易过大,严格控制熔池温度,不使其过高;
9弧坑
主要是断弧和熄弧、电弧拉得过长,焊条角度的不当和装配间隙太大等引起的;弧坑的存在减小了焊缝截面,降低了接头的有效强度,并且弧坑处常伴有弧坑裂纹,危害较大;预防措施是尽量减少断弧次数,每次熄弧前应稍微停留或多几次摆动焊条,使较多的焊条融化填满弧坑处;
10夹钨
主要是在采用钨极气体保护焊时,由于焊接电流过大,使钨极端头融化进入焊缝的液态金属中。由于钨的熔点高,在冷却凝固过程中,钨首先以自由状态结晶析出而停留于焊缝中。焊接过程中钨极与熔池接触以及采用接触短路法引弧等 ;焊缝中存在的钨夹渣缺陷的形状与一般的夹渣是一样的,因此,它的危害性与夹渣的危害性基本上是一致的。防止措施是首先要选择良好的钨极夹具,钨极的直径要根据焊件的规格、材质而选择;根据钨极的直径选择适当的焊接电流;加强气体保护的效果,防止钨极烧损;焊接过程别要避免钨极直接触及熔池或焊丝;尽量采用高频引弧;
结论:
通过以上介绍的方法能够很好的消除和预防上述缺陷的发生,能够得到性能优良的焊缝。
参考文献:
[1]GB3375-82焊接名词术语.北京:中国标准出版社,1983.
[2]机械工程手册编辑委员会编.北京:机械工程出版社,1982.
（中国核动力研究设计院，四川 成都 610213）
【摘 要】核电站主管道现场安装采用窄间隙TIG自动焊可提高主管道现场安装施工质量、缩短施工周期。介绍了福清、方家山两个核电工程自主研发的主管道窄间隙TIG自动焊工艺的焊接设备、坡口形式、焊接材料、工艺参数等，组对情况、性能试验、无损检测及焊接工期表明窄间隙TIG自动焊技术在核电站主管道现场焊接的工程应用是成功的，但由于窄间隙自动焊技术是国内核电工程首次应用，需加强反馈、积累经验。
关键词 核电站；主管道；窄间隙；TIG自动焊；焊接未熔合
0 前言
目前国内百万千瓦级核电站采用M310型机组，每台机组反应堆冷却剂系统为三环路布置，每条环路包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵三大主设备，通过反应堆冷却剂系统管道（简称主管道）将三大主设备连接起来，构成高温（设计温度343℃）、高压（设计压力17.2MPa，abs）、带放射性的反应堆冷却剂流动的环路。主管道现场焊接是整个核电厂建造的关键环节，直接关系到核电厂建造的质量和进度，国内M310型核电机组主管道现场安装采用了自主研发的窄间隙自动钨极惰性气体保护电弧焊（TIG）技术，相比以往的手工TIG打底加手工电弧焊填充的氩电联合手工焊工艺，该技术可提高主管道现场安装施工质量、缩短施工周期。
1 主管道简介
M310型机组每条环路的主管道由热段、冷段和过渡段组成。单个环路主管道结构示意图见图1，图中C1、C4、F1、F4、U1、U2、U4、U6为需在核电站工程现场安装焊接的8道主管道焊口。8个现场焊口处外径最小Φ832.5mm、最大Φ976mm，壁厚最小67mm、最大95.7mm。
主管道为铸造奥氏体——铁素体双相不锈钢Z3CN20-09M，三大主设备接管嘴材料为锻造控氮奥氏体不锈钢Z2CND18-12N。两种材料的碳含量很低，具有良好的焊接性能。
2 窄间隙TIG自动焊工艺
窄间隙TIG自动焊工艺是一种高效、优质的先进焊接方法。研究及应用表明[1-3]：核电厂主管道现场焊接采用窄间隙TIG自动焊工艺是可行的，焊接质量是可靠的，具有以往采用的氩电联合手工焊工艺无法比拟的优势。
2.1 焊接设备
焊接设备选用加拿大利保帝（LIBUEDI）公司的全位置脉冲TIG自动焊机，该设备包括一个带有数字化控制台的焊接电源、一个管道焊接机头和轨道、一个监视系统，性能稳定、操作简单，可进行焊接过程远程视频监控和钨极位置微调。
2.2 焊接坡口形式
主管道窄间隙坡口为V型和U型组合坡口，如图2所示，坡口底部宽度约7mm左右，坡口单边宽度≤10mm，该坡口形式有利于焊接时形成好的焊缝形状。坡口钝边厚度2.5mm，组对要求为：焊缝根部间隙0mm~1mm（目标值0mm），坡口内错边量≤1.5mm。
2.3 焊接材料
根部焊道焊接材料为RCC-M规范[4]中ER316L不锈钢实心焊丝，填充及盖面焊道为ASME规范[5]中ER316LSi不锈钢实心焊丝，焊丝化学成分见表1。高Si含量的ER316LSi焊丝具有较好的熔敷金属润湿性和流动性，有利于填充焊道侧壁和层间充分熔合。
2.4 保护气体
焊缝背面和熔池的保护采用纯度不低于99.99%的氩气进行保护。相比国外采用氦气+氩气混合保护的焊接工艺，由于保护气体为氩气，适当提高了焊接电流来增加熔深，以降低层间和侧壁未熔合风险，同时通过提高焊接速度控制焊接热输入。
2.5 焊接工艺参数
焊缝焊接按图3所示分为四个工序部分：根部焊道、填充焊道、填充末期焊道、盖面焊道，每个工序采用不同的焊接规范选取方式精确控制焊接参数。各工序焊接数据单见表2。
2.6 无损检测
在焊道熔敷15mm厚度左右和50%厚度左右进行射线照相检测，焊后进行射线照相检测、超声波检测和液体渗透检测。通过射线检测和超声波检测相结合，提高焊接未熔合缺陷的检出率。
3 窄间隙自动焊工程应用
3.1 应用情况
相比氩电联合手工焊，窄间隙TIG自动焊工艺较易出现侧壁和层间未熔合缺陷，但自主研发的窄间隙TIG自动焊技术还是成功应用于福清、方家山等核电站主管道的现场焊接[3，6]。
福清、方家山5台机组共120道焊口组对间隙及内错边量均满足要求，合格率100%；工艺评定和焊接见证件性能试验自动焊接头拉伸强度与手工焊接头强度相当，而且自动焊接头熔敷金属的冲击韧性明显好于手工焊接头，特别是自动焊对热影响区韧性的降低更是远小于手工焊的影响；5台机组共120道焊口和10个焊接见证件均按要求进行了无损检测，检测结果总体良好，特别是最先施焊的2台机组焊缝无损检测合格率100%；采用窄间隙自动焊技术，单道焊口焊接时间为10~15天，相比手工焊约30天/焊口，单道焊口焊接时间缩短将近一半。
3.2 焊接缺陷
福清、方家山5台机组共120道焊口和10个焊接见证件无损检测未发现焊接导致的咬边、裂纹等缺陷，除6道焊口出现个别焊接未熔合及气孔超标，其余都满足RCC-M规范[4]一级焊缝质量要求，无损检测结果总体良好。5台机组主管道窄间隙TIG自动焊接头未熔合和超标气孔缺陷情况见表3。
2.编号1和2的机组最先焊接，编号3、4、5的机组在编号1和2的机组焊接完成后才开始进行焊接.
对表3中无损检测结果进一步分析，存在如下现象：
1）后焊机组焊接缺陷比先焊机组焊接缺陷多。根据表3最先焊接的编号1和2两台机组共48道焊口无损检测未发现不满足设计要求的焊接缺陷，焊缝质量良好；在编号1和2两台机组焊接完成后进行的其它机组主管道的焊接，都出现了不满足设计要求的焊接缺陷。
2）采用自动焊工艺返修处易出现缺陷。在编号5的机组主管道焊接过程中，1U4和1U6焊口缺陷去除后采用窄间隙自动焊返修时再次出现不满足设计要求的焊接缺陷。
4 焊接缺陷原因分析及反馈
4.1 后焊机组焊接缺陷较多
在焊接缺陷出现后，经过询问焊接操作工、调阅焊接记录及焊接视频、检查焊接设备，缺陷主要由以下原因造成：
1）焊道表面与坡口侧壁边缘熔合区存在轻微的高低不均匀现象，在进行下一道焊接时，焊接操作工未对轻微不平处修整清理，导致后续焊道焊接时该处焊缝熔合不良。
2）焊接时焊丝出现轻微抖动等异常后未及时停止焊接，导致后续焊接出现熔合不良。
3）焊机轨道接头处些微不平整、导丝嘴孔径磨损增大等设备异常导致焊缝熔合不良。
4）出现焊丝尖偏离、铁水前涌等异常时，焊接操作工视频监控时观察重点为焊缝表面成型及侧壁熔合情况，未关注焊缝中心熔合情况，没有及时进行焊接过程中的微调，导致焊缝中心未熔合。
由于主管道窄间隙TIG自动焊技术是国内核电工程首次应用，结合上述缺陷原因分析，出现后焊机组焊缝缺陷比先焊机组缺陷多的现象：一是先焊接的机组因为是窄间隙TIG自动焊的首次应用，技术人员及焊接操作工等各方人员高度重视，严格按相关操作规程执行，在前两台机组焊接零缺陷后，其它机组焊接时人员思想上出现松懈，焊接参数及钨极位置微调不及时，道间焊缝成形观察、修整不到位，都易导致出现焊缝缺陷；二是首次应用，自动焊工程经验不足，对自动焊机保养、易损件磨损情况及其对焊接操作的影响把握不到位，导致出现焊缝缺陷。
4.2 采用自动焊工艺返修处易出现缺陷
查阅焊接记录，自动焊返修处焊道宽度基本靠近工艺覆盖下限，且焊接缺陷人工打磨去除，打磨后坡口面不如机加平整，再根据焊接视频中熔池流动情况，分析认为自动焊工艺返修处易出现缺陷主要是打磨去除缺陷过程中因顾忌伤及母材，影响窄间隙焊道坡口状况，缺陷打磨后的焊道很窄，且打磨坡口面的修整不够，导致返修过程中出现气孔、侧壁未熔合等新缺陷。
4.3 反馈
无损检测结果表明，主管道窄间隙TIG自动焊技术能有效降低焊接未熔合风险，所进行的无损检测也能有效发现焊接未熔合缺陷，确保主管道焊接质量。但后焊的几台机组出现的缺陷处理情况表明：
1）窄间隙TIG自动焊对坡口状况要求极高，焊道间目视检查应观察到位，对成形不好的焊道应及时修整；
2）窄间隙TIG自动焊对焊接操作工要求极高，焊接过程中要观察到位，应能根据异常情况及时对钨极位置和送丝进行微调；
3）进一步把握自动焊接设备保养要点，对焊机易磨损也应加强监控，及时更换。
5 结论
1）主管道现场焊接采用窄间隙TIG自动焊焊接过程稳定，焊缝质量高，接头性能特别是冲击韧性优于手工焊接头，且相比以往的氩电联合手工焊工艺有效缩短焊接工期，窄间隙TIG自动焊技术在核电站主管道现场焊接的工程应用是成功的。
2）无损检测结果表明主管道窄间隙TIG自动焊技术对坡口形状、焊接设备状况及焊接操作工要求极高，由于窄间隙自动焊技术是国内核电工程首次应用，需加强反馈、积累经验，进一步提高焊缝质量。
参考文献
［1］唐识.核电站主管道窄间隙脉冲TIG自动焊工艺[J].焊接技术，2010，39（8）:27-32.
［2］王海东，任伟，裴月梅，等.压水堆核电站主回路管道窄间隙自动焊工艺研究[J]. 电焊机，2010，40（8）:21-27.
［3］黄炳炎，张意翼，黄宗仁，等.核电站主管道窄间隙TIG自动焊应用研究[J].中国核电，2014，7（增刊1）:139-144.
［4］RCC-M 压水堆核岛机械设备设计和建造规则[S].2000.
［5］ASME 锅炉及压力容器规范[S].2004.
关键词：长输管道 质量缺陷 质量控制
0 前言
由于近年来我国经济的迅猛发展，致使东西部能源供需矛盾日益突出。为解决此矛盾，随着钢管制造水平与焊接技术的提高，长输管道运输这种经济高效的长距离流体介质运输方式也已经得到了越来越充分的应用。
长输管道焊接一般具有野外作业、焊接环境不稳定、非固定电网取电、管固定位置不确定、焊道内部成型难以观测等特点。
1 长输管道施工各工艺简介
大口径长输管道壁厚一般都在8mm以上，采用多层焊接。目前应用最广的就是纤维素焊条下向焊打底加半自动药芯焊丝自保护下向焊填充盖面工艺，大部分管道施工都使用此种工艺进行施工。
由于管径大，输送压力高，因此长输管道所用钢管钢级都在X60以上，西气东输二线更是第一次采用X80钢，均属于高强钢。管道焊缝一般也都是同种材质的钢管相互焊接。
2 焊缝常见质量缺陷及成因
本文主要讨论焊缝成型缺陷。常见焊缝缺陷有咬边、夹渣、未熔合、未焊透、烧穿烧融、气孔、内凹、裂纹等缺陷。其中对管道使用寿命影响最大的就是未焊透和裂纹等开口性缺陷。
2.1 咬边
咬边主要是由于在焊接过程中熔敷金属未能盖住母材的坡口，在焊道边缘留下的低于母材的缺口。浅短的咬边可以不做处理，但过深的咬边会对焊道力学性能产生严重的影响，产生应力集中，降低接头强度。
产生原因：1、电流太大，电弧过长，电弧力不集中导致熔池熔敷不到位。2、焊条或焊丝的倾斜角度不正确，出现偏吹等情况。3、手法不稳，摆动不到位。
2.2 夹渣
夹渣是指焊缝中存在的熔渣、铁锈或其他物质。其在焊道根部、层间均有可能存在，最常见的就是层间夹渣。
产生原因：1、多层焊时焊丝、焊条等产生的熔渣没有清理干净，导致熔渣埋入焊道。2、焊接电流较小，熔渣不能充分融化浮出熔池。3、坡口太小，或上层焊道与坡口间形成了夹角，熔渣不能充分融化浮出熔池。
2.3 未熔合及未焊透
未熔合是指焊接时焊道与母材坡口、上层焊道与下层焊道之间没有完全熔化结合形成的缺陷。未焊透对焊道的危害很大，它使焊道的有效截面积减少，同时由于属于开口性缺陷，又能造成严重的应力集中。
产生原因：1、坡口加工不规范，角度太小，间隙不够，钝边太厚。2、层间清理过度，造成坡口被打宽，形成沟槽等。3、手法不稳，电流较小，线能量输入太小。
2.4 烧穿烧融
烧穿是指在焊接过程中，由于种种原因导致熔池熔穿前层焊道金属，使熔化金属自坡口背面流出，造成孔洞的缺陷。烧穿使焊缝有效截面积变小，在管道受内压的情况下也会造成应力集中。如果不做处理，在后层焊道的焊接中该处更容易出现烧穿，造成孔洞越来越深。
产生原因：1、电流过大，热输入太大。2、停留时间过长，摆动太慢。3、电弧太长，电弧力太大。4、层间清理打磨过度，导致前层焊道厚度太薄。
2.5 气孔
气孔一般是由于熔池中的气体在熔化金属凝固时没有逸出所形成。气孔缺陷中除了一些深度很深的柱孔、面积很大的圆形气孔外，其他气孔的危害性一般都比较小，甚至还有止裂倾向。
产生原因：1、焊材、坡口不清洁，有铁锈油污等，焊材受潮。2、电源电压不稳，电流不稳。3、焊接速度太大。4、保护方式不合适，如气保护焊时保护气流量过大或过小。
2.6 内凹
内凹就是指焊道根部不饱满突出，向外焊道一侧凹进的缺陷。其与烧穿烧融一样，都属于焊道厚度薄于期望值的缺陷。
产生原因：1、对口间隙太大，坡口太大，钝边太薄、根焊道太宽。2、管道内部存在垂直焊缝的气流，如连死头时管道内“喷气”等。
2.7 裂纹
裂纹是焊接中危害性最大的一种缺陷。由于其均有延伸性，在焊道存在内应力的情况下裂纹会一直延伸扩展，直至焊道破坏为止。因此在长输管道的施工中，裂纹缺陷是不允许存在的，通常也不允许返修，必须割口重焊。因此本文主要讨论容易由以上原因造成的结晶裂纹、液化裂纹、延迟裂纹。
2.7.1 结晶裂纹
结晶裂纹是比较常见的一种热裂纹，一般是在焊缝凝固过程中所形成。由于焊缝冷却都是从坡口边向中心开始凝固，因此结晶裂纹都在焊缝中心及两侧产生。最常见的结晶裂纹就是弧坑裂纹，一般焊接时把弧坑填满，多增加熔敷金属就可解决。
2.7.2 液化裂纹
液化裂纹的产生原因与结晶裂纹基本相同。
2.7.3 延迟裂纹
延迟裂纹在管道施工中是最常见的裂纹。它属于冷裂纹的一种，一般在焊后几小时甚至几天后才开始出现，并随着时间的推移逐渐增多和加长。延迟裂纹的产生原因主要决定于母材的淬硬倾向、焊接接头承受的应力以及焊缝中的氢含量。
综上所述，避免延迟裂纹的产生主要从减缓焊缝冷却速度、改善焊缝组织和减小焊接应力三方面进行控制。常用的措施有：1）选用抗裂性好的钢材制作钢管，合理选择焊接材料及烘干，严格按照焊接工艺施工来确保焊缝的组织结构塑性和韧性。2）严格按照工艺要求进行预热。3）严格控制组对应力。
3 焊道缺陷的返修处理
返修采用的办法通常都是按照射线检测底片位置在焊口上进行标记，然后采用角向磨光机或碳弧气刨将焊缝打开，找到缺陷后磨除，然后补焊。由于碳弧气刨难以掌握，同时管道的壁厚一般也在20mm以下，因此一般都是采用角向磨光机进行返修。
4 管道施工常用质量检验方法
常用的质量检验大体分有非破坏性检验和破坏性检验两种方式。非破坏性检验是不破坏被检物体的外观及内部结构的方法，包括外观检查、无损检测、压力试验等方式。破坏性检验是指从焊道上取样（或焊件整体）进行破坏性试验，以检验其力学性能、金相组织、成分等，包括力学性能试验、化学分析试验、金相分析试验等。
试压时要注意严禁超压、试压过程中不得敲击管道、环境温度不得低于-5℃、试压前管道内不得有大量空气等。
分段试压完成后管道的连头处将无法再进行试压。因此施工时要求连头用管必须是单独试完压的管材，连头焊口必须采用射线、超声波检测。
5 管道焊接质量控制
管道质量控制因素主要可以归纳为以下几个方面：1）人员设备因素；2）材料因素；3）环境因素；4）工艺因素。由于管道施工前的焊接工艺都是经过严格的制订，并经过了多种检验手段的检定，因此施工中产生的质量问题一般都是由前三个方面导致。
5.1 人员设备控制
任何长输管道工程都要求参与焊接的每个电焊工都必须有压力容器操作资格证，同时开工前都要对拟上岗的电焊工进行一次考试，合格后方可上岗。
焊接设备采用康明斯HSE-75型发电机、DC-400型电焊机、SB-30型吊管机进行管道的焊接施工，由于各种设备的性能都比较可靠，因此在施工中由于设备原因导致的焊接质量问题一直比较少。
5.2 材料因素
对于焊接材料的控制，通常从采购、运输、保管、焊前烘干几个方面进行控制。如焊丝焊条必须采用工艺规程中要求的牌号型号，选购厂家必须是合格的供货商等。焊前烘干是必须进行的一道关键工序，尤其对于低氢焊条，更应该严格注意。
5.3 环境因素
一般在焊接工艺规程中都会对施工环境进行要求。通常焊接时对于湿度的要求都不得大于90%。对于风速要求，半自动焊通常是不大于8m/S，手工焊是5m/S，全自动焊是2m/S。对于环境温度，一般低于5℃就属于冬季施工，需要采取特定的工艺措施，低于-15℃时都将不允许施工。
采用防风棚、防雨棚、保温被等是在环境恶劣时保证焊接质量的有效措施。现在这些配置都已经成为焊接施工机组的必备材料。
6 结束语
长输管道开始采用X80钢作为主材，国外某些管道甚至已经开始进行X120钢级管道的研究与施工研究。由于管道用钢向着高强度发展，这就要求有更尖端的焊接技术支持，微观组织缺陷控制将可能是关键。
参考文献:
关键词：引弧板；高锰低镍不锈钢；裂纹；未熔合
1 发现问题情况概述
在对某机械有限公司制造的压力容器（热交换器壳体）进行制造监督检验时，发现该制造单位在焊接筒体纵焊缝时，两端使用的引弧板和引出板在拆除后，引弧板的引弧段常出现纵向裂纹缺陷（见图1），筒体纵焊缝两端断面存在毛刺且未打磨平整（见图2），就直接与封头组对焊接，导致筒体与封头的交叉焊缝部位常出现未熔合的缺陷（见图3）。
2 问题原因分析
查看该压力容器的设计图纸知道该压力容器筒体和封头的设计材料为牌号S30408奥氏体不锈钢，并查看了制造单位提供实际使用的材料质量证明书和材料标志移植情况，均没有发现问题。但经询问发现该制造单位使用的引弧板和引出板不是与筒体材料一起购买，而是从国内市场随意购买的不锈钢材料，且没有材料质量证明书，材质不明。为明确是否因材质问题引起的裂纹或未熔合缺陷，使用光谱分析仪对筒体、封头、引弧板分别进行检测，检测结果显示筒体的材料化学成分质量分数中，含铬约18.55%、含镍约8.40%、含锰约1.18%，封头含铬约18.32%、含镍约8.33%、含锰约1.21%，而引弧板含铬约14.77%、含镍约0.936%、含锰约9.28%（见图4），据GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》，筒体和封头板材均符合S30408奥氏体不锈钢要求，而引弧板不属于S30408奥氏体不锈钢，而是国产的高锰低镍不锈钢，属于200系列不锈钢，该种钢因以锰元素基本代替全部镍元素，且氮元素无控制保障[1]，抗腐蚀性能、热塑性、低温脆性、焊接性能都较300系列不锈钢要差，但是价格比300系列不锈钢要便宜[2-3]。
由于引弧板、引出板中铬元素含量较S30408偏低、镍元素几乎没有，从而降低了其焊接性能，也降低了其塑性和韧性，此外最重要的是在引弧和熄弧过程中，含量过多的锰杂质在高温下会熔融扩散到筒体纵焊缝的两端，形成低熔点结晶物，在结晶偏析时，出现偏聚，容易导致结晶时沿晶开裂形成裂纹[3]。另外在引弧和熄弧过程中，焊接高温会使得引弧板和熄弧板的材质扩散到筒体纵焊缝两端，加上拆除引弧板和熄弧板时，容易出现加工硬化的高锰低镍奥氏体不锈钢残留在筒体纵焊缝两端横断面上[4]，当打磨不干净，则容易导致在筒体与封头组对焊接时，在交叉焊缝部分，常出现未熔合缺陷。
由于材质不一样，在焊接熔融时，因高锰低镍不锈钢晶粒较S30408奥氏体不锈钢晶粒要大，焊接形成的组织不均匀，存在电位差，易在以后使用过程中形成电偶腐蚀[5]，加上低熔点结晶物偏析，可能导致交叉焊缝部位存在肉眼看不到的裂纹，同时容易出现局部应力集中，在容器以后的使用过程中留下了安全隐患，容易出现裂纹发展延伸导致的开裂、泄漏，应力集中导致的材料疲劳、脆化、应力腐蚀以及电偶腐蚀等问题。
3 防范措施及建议
针对该压力容器检验所发现的问题及原因分析，提出以下几点建议，有效消除安全隐患：（1）制造单位应严格按照法规标准控制容器制造质量，所使用的引弧板和引出板的材料应使用与筒体为同一牌号材料，而且在在筒体纵焊缝焊接完毕后，应用砂轮切掉引弧板和引出板，并修磨平整切口处，不得用锤击落引弧板和引出板；（2）制造单位在制造不锈钢压力容器时，应对不锈钢来料板材进行有效的复验，从而有效避免200系列的高锰低镍不锈钢误当成S30408奥氏体不锈钢使用；（3）检验机构在监检时应把关好出厂压力容器质量，应加强对一些容易被忽略的环节的监检力度，监检过程中严格按照法规标准要求验证引弧板及引出板的材质质量证明书。
参考文献：
[1]郝培钢.高锰低镍奥氏体不锈钢发展的喜与忧[N].中国冶金报，2004-05-22（008）.
[2]马蓉.低镍奥氏体不锈钢的凝固模式及高温力学性能[D].兰州：兰州理工大学，2010.
[3]付瑞东.高锰奥氏体钢低温沿晶脆性的产生原因及抑制方法的研究[D].河北：燕山大学，2003.
【关键词】氩--电连焊技术油田管道建设
[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
中图分类号：P755.1文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
氩-电连焊技术是近些年来，日趋成熟的一种金属连接的工艺技术。即：氩弧焊封底，焊条填充、盖面。
石油化工类管道大都存在于高温、高压、有害、腐蚀等环境中。目前，油田企业在新建、改建、扩建工程中，为保证管线的在用安全，对管道焊接质量的控制，均作出了一些明确的要求。在设计文件中，根据管道的材质、介质及压力、温度等参数的不同，也均给出了强制性规定：焊缝需进行无损检测（基本以RT方法为主）检验，要求100%检验或至少不低于5%的抽检。并规定：抽检不合格的，按原抽检数量的2倍扩大检查；再次出现不合格的，该焊工所有焊缝进行100%检查。基于此，氩-电连焊技术，特别在石油化工管道类、容器类建设现场施工中，得到了较为普遍的应用。
1、主要焊接缺陷的原因分析
一般地，管道焊缝RT检测不合格，其焊接缺陷主要存在于封底焊道。主要缺陷为：夹渣、气孔、烧穿、未焊透、未熔合等，其中80%以上的缺陷性质为未焊透。未焊透的危害后果是浅而易见的：降低了工件的承载厚度；管线隐蔽下沟时的断裂；在用时泄露而引发的环境污染等等。而未焊透缺陷全出现于封底焊道，其主要原因：焊缝的填充、盖面层，相对封底焊道而言：持续加热的过程较长，冷却速度减缓，可使得前道焊接留存于焊缝中的气孔、夹杂等焊接缺陷逸出焊缝表面，不再形成焊接缺陷。在填充、盖面的焊接工序中，只要焊工操作得当、施焊条件许可、参数选择合理，即可大幅度地降低焊接缺陷。而采用焊条封底焊时，主要由于管子周向角度速率变化大致使焊接位置变化快，熔池在熔渣的影响下不清晰、不直观，在施焊过程中，又受到焊条直径及焊口几何尺寸的影响，使得焊缝冷却速度加快，从而加大了未焊透、未熔合等缺陷的存在几率。采用氩弧焊封底，由于热源和填充焊丝可分别控制，热输入容易调节，熔化状况直观，特别适用于单面焊双面成型，故有效地降低了未焊透、未熔合等焊接缺陷存在的概率。
2、氩弧焊封底焊接的注意事项
1）、氩弧焊时，对材料的表面质量要求很高，焊前必须经过严格清理，清除填充焊丝及工件坡口和坡口两侧表面至少20mm范围内的油污、水分、灰尘、氧化膜等，以保障电弧的稳定性及焊缝成形，可有效降低气孔、夹渣、未熔合等焊接缺陷形成的几率。
2）、氩弧焊熔深浅，熔敷速率小，故对钝边和对接间隙的尺寸参数有一定要求。依据材料类别、工件厚度等，通过焊接工艺评定、按照焊接工艺指导书，选择合理的焊接工艺参数。一般情况下：钝边与对接间隙均应小于3mm。
3）、相较于焊条电弧焊，氩弧焊的熔池保护仅依靠外部给予的氩气，因其质量轻、压力低，在野外油田管道施工中受自然风特别是穿堂风的影响比较大，这就要求对气体的保护有更强的措施，可利用焊接工位自制的挡风棚，管线两端塑料薄膜等密闭端口加以解决。
结束语：
氩-电连焊技术与全焊条电弧焊相较，其最大优点：
1、焊接质量
由于封底焊道采用氩弧焊不形成熔渣，焊接熔池清晰、直观，易于操作，单面焊双面成型的状态便于受控，可有效地提高焊接质量。
2、焊接效率
减少了焊道填充层焊接前的清理、打磨工序，有效地提高了施工效率。
3、在油田新建管道与站场死口焊道、工艺装配的固定焊口等，因焊接位置限制，为保障焊口质量，采用氩-电连焊工艺是十分可行的。
参考文献：
〔1〕斯重远.焊接手册.焊接方法与工艺，1995
