科普焊接—焊縫中的缺陷/缺欠—根部未熔合、未焊透

1、 概述

破壞的特徵顯示，根部未熔合和未焊透是造成破壞的原因。「最好的實踐」為焊工提供了最大程度在製造中避免這種缺陷的指南。

SS Schenectady,1943年，一艘全焊接油輪，在船塢中斷為兩截， 主要原因是設計不合理和製造質量差。

2、 製造和使用過程中的缺陷和缺欠

從是否能夠使用的角度的來看，焊接接頭中有缺欠不意味著部件是有缺陷的，所以使用的術語是缺欠而不是缺陷。由於這個原因，一個部件的生產質量是根據一個質量水平來定義的，在該質量水平中，缺欠種類和大小的限制被清楚地定義，例如根據ISO 5817的要求的B、C或D等級。對於美國標準ASME IX和AWS D1.1，驗收級別包含在以上標準中。

應用規程會規定基於不同接頭形式必須要達到的質量等級。

缺欠可能是部件或結構在製造過程中和在使用期，由於不利條件而形成，大致可以根據以上條件進行分類。典型的缺欠如下：

2.1 製造

— 未熔合

— 未焊透

— 裂紋

— 氣孔

— 夾渣

— 焊縫形狀和尺寸錯誤

2.2 使用

— 脆性斷裂

— 應力腐蝕裂紋

— 疲勞斷裂

焊接工藝、坡口形式和可達性和焊工的技能會直接影響製造中缺陷的產生。錯誤的工藝和不好的技術可能造成缺陷的產生，並導致使用中產品的破壞。

3、 根部未熔合或未焊透

3.1 特徵

根部未熔合是未能將接頭一側的根部熔合在焊縫中。根部未熔合也可能是接頭兩側根區未熔合。在下列情況下可能出現這類典型的缺陷：

— 對接焊時，坡口鈍邊過大（圖a）

— 根部間隙過小 （圖b）

— 焊縫錯位（圖c）

— 在雙面焊縫中，背面清根不夠(圖d)

— 使用過低的焊接熱輸入（圖e）

— 坡口角度過小,

— MMA焊時使用的焊條直徑過大（圖f g）

a) 鈍邊多大

b) 根部間隙過小

c) 焊縫錯位

d) 熱輸入過小

e) 電弧熱量過低

f) 過大的焊條直徑;

g) 小焊條直徑

3.2 原因

這些類型的缺欠在熔化電極工藝（MIG、MAG、FCAW、MMA和SAW）中更可能發生，其中電弧熔化電極絲或棒，使其「自動」熔敷成焊縫金屬。焊工對熔池熔透的控制是受限制的，其不能控制熔敷金屬的熔敷。因此，非熔化電極（TIG）工藝中，焊工能夠控制與熔透有關的焊材的熔敷，這種類型的缺陷較少發生。

MMA焊時（焊條電弧焊）, 使用正確的焊接參數和電極直徑，提供足夠的電弧能量輸入和足夠的熔透，可以減少根部熔合和根部未焊透的傾向。電極直徑也很重要，因為它應該足夠小，以充分接近根部，特別是當使用小的坡口角度時（圖2）。通常使用直徑為2.5mm或3.25mm的焊條進行根部焊接，以便焊工能夠控制焊池和熔透程度。然而，對於滲透性要求不太嚴格的填充焊道，可以使用4mm或5mm直徑的焊條來實現更高的熔敷率。

MIG焊時，基於材料的厚度選擇的正確的焊接參數，以及短的電弧長度，應該可以獲得理想的焊道熔合。對一定尺寸的鈍邊，寸太低的電流水平會導致熔合不良。過高的電電流，會導致焊工的焊接速度過快，將導致熔池在根部橋接不足而不實現足夠的熔合。T

還必須選擇正確的鈍邊和坡口角度，並準確地設計根部間隙。為了防止焊接期間根部間隙過小，需要適當的進行點固焊。

3.3 如何防止

以下技術可以用於避免根部未熔合：

— TIG焊時，不要使用過大的鈍邊或過小的根部間隙，並保證電流大小適合以形成足夠的熔池來完全連接熔合根部

— 在MMA焊時，電流的大小應合適，根部焊道焊接時所使用的焊條直徑不要過大

— 在 MIG / MAG焊時，使用合適的較高電流，並配合合適的電壓

— 使用有間隙的坡口，間隙應有一定的寬度以保證在點焊及隨後的焊接過程中間隙過小

— 不能使用過小的電流，因為此時焊接熔池過小無法使根部完全連接熔合

4 驗收等級

ISO5817中三個質量驗收等級都有對未熔合和未焊透的限制要求。

對於B級（高級）和C級（中級），根部未熔合是不允許的。然而，對於驗收等級為C級（中級）的雙面部分熔透對接焊縫是例外。

對於D級（低級），短缺欠的未熔合是允許的。

壓力容器製造時，根部未熔合是不允許的，但管道製造時，某些材料和壁厚情況下，根部未熔合是允許的。

5 返修焊

如果根部無法直接檢驗，例如無法使用滲透或磁粉檢驗，可以使用射線或超聲波檢驗。對於返修工藝，通常要求通過打磨或刨削清理根部，以獲得理想的坡口，並使用原有的工藝重新焊接。

最後讓我們從宏觀圖片認識一下吧！

根部未熔合

根部未焊透

根部未焊透

未焊透