摘 要：本文详细分析了焊缝外观缺陷及其影响，并提出了合理的对焊缝外观缺陷的控制，以有效地保证焊缝的整体质量。 关键词：焊缝外观 焊接质量 焊缝质量直接影响焊接结构的使用性能与安全性，焊缝的质量直接体现焊工的技术水平，决定其工作能力，焊缝外观质量能直接体现焊缝的整体质量。在焊接生产中，焊工往往只注重无损检测人员的探伤结果，对焊缝的外观质量不能引起足够的重视，从而经常导致焊缝外观不合格而返工，降低了劳动生产率。
1 焊缝形状尺寸与焊缝质量的关系
对接接头最重要的尺寸是熔深H，它直接影响到接头的承载能力；另一个重要尺寸是焊缝宽度B。B与H之比构成的焊缝成形系数影响到熔池中的气体逸出的难易、熔池的结晶方向，以及焊缝中心偏析严重程度等。
焊缝的另一个尺寸是余高，余高可避免熔池金属凝固收缩时形成缺陷，也可增大焊缝截面提高承载能力。但余高过大将引起应力集中或疲劳寿命的下降，因此要限制余高的尺寸。当工件的疲劳寿命是主要因素时，焊后应将余高去掉。
DL/T869―2004中详细规定了各类焊接接头的外观质量，包括焊缝余高、焊缝余高差、焊缝宽度、角变形量及焊缝表面缺陷如裂纹、未熔合、根部未焊透、气孔、夹渣、咬边、根部凸出和内凹等。
2 焊接参数和工艺因素对焊缝尺寸的影响
2.1 焊接电流
焊接电流增大，工件上电弧力的热输入均增大，热源位置下移，熔深增大；弧柱直径增大，电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽基本不变；焊丝熔化量也成比例地增多，所以余高增大。
2.2 电弧电压
电弧电压增大后，电弧功率加大，工件热输入有所增大，同时弧长加大，分布半径增大，热输入量减小，因此熔深减小而熔宽增大，焊丝因熔宽增大而熔化量略有减小，从而导致余高减小。
2.3 焊接速度
焊速提高时热输入量减小，熔宽和熔深都减小。余高也因单位长度焊缝上的焊缝金属的熔敷量与焊速成反比而有所减小。
2.4 电流的种类和极性
熔化极电弧焊时，直流反接时焊缝熔深和熔宽都要比直流正接时大，交流电焊接时介于两者之间；钨极氩弧时直流正接的熔深最大，反接最小。
2.5 焊丝直径和伸出长度的影响
熔化极电弧焊时，如果电流不变，焊丝直径小，则焊丝上的电流密度变大，热量集中，因此熔深增大，熔宽减小，余高加大，焊丝伸出长度加大时焊丝电阻热增大，焊丝熔化量增多，余高增大，熔深略有减小。
2.6 坡口和间隙
其他条件不变时，坡口和间隙的尺寸越小，余高越小。
2.7 工件的材料和厚度
工件材料的密度越大，液态金属排出越困难，熔深减小；工件的厚度越大，熔宽和熔深越小。
3 焊缝缺陷产生的原因分析和预防措施
3.1 咬边（如图3-1）
咬边是常见的焊缝外观缺陷，咬边是由于焊接参数选择不正确。或操作工艺不正确和焊接技能不熟练，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。如焊接电流太大，电弧过长，运条方式和角度不当，坡口两侧停留时间太长或太短等均有产生咬边的可能。而正确咬边选择焊接电流及焊接速度，电弧不能拉得太长，掌握正确的运条方法，灵活调整焊条角度均可以有效防止咬边的产生。
3.2 未焊透（如图3-2）
在单面焊和双面焊时都能产生此类缺陷，主要原因是焊接电流小，焊速过快和坡口尺寸、装配间隙不当及焊丝未对准焊缝中心。
3.3 未熔合（如图3-3）
熔池金属在电弧力作用下被排向尾部而形成沟槽，当电弧向前移动时，沟槽中又填充熔池金属，如果这时槽壁处的液态金属层已凝固，填充熔池的金属热量又不足以使之再度熔化，则形成未熔合。多数情况下未熔合区内部有渣流入。这就需要加强层间清理，正确选择焊接电流，注意焊条摆动等。
3.4 焊瘤（如图3-4）
产生焊瘤的原因通常有：根部间隙过大、焊条角度和运条方法不正确、焊接电流大及焊接速度过慢等。焊接时要严格控制熔池温度，不使其过高。
3.5 烧穿
焊接电流过大、焊速过小或者间隙坡口尺寸过大都可能形成烧穿。另外，还有凹坑和塌陷等表面缺陷。焊接时可以采用衬垫或使用脉冲电流防止烧穿。
4 控制焊缝外观
4.1 加强焊接管理。
4.1.1 全面落实焊接规定，强化每位焊工的焊接规范意识。
通过车间对检修人员考评办法的实施，使每位检修工、焊工端正工作态度。特别是电焊工的管理，因为焊工的工作态度、心理状态决定每条焊缝的外观质量。同时，要求检修工学习焊接管理规定，让其熟知焊接知识常识和现场焊接要求。
4.1.2 焊接材料和焊接工件的准备
保证在焊前一定要按焊接工艺卡要求、焊接工件的材料性质，正确匹配焊接材料，同时严格按照焊条说明烘干，保证随取随用，条件允许情况下，选择品牌较好的焊条。工作前按标准准备焊接坡口，严格清理焊口，合理进行装配以便利于焊接。
4.2 提高焊工的业务技术水平。
每位焊工都应熟知焊接规范，正确了解和熟练掌握各种焊接位置的焊接每一种运条方式。加强理论培训，熟悉焊接理论，了解焊接缺陷知识。在生产实际中对于无法避免的困难位置焊接前，应进行模拟练习，保证实际工作中的焊接质量。
4.3 选择合理的焊接方法，控制外观质量。
在熟悉掌握九种基本运条方式的基础上，将锯齿运条法加以改进，得出一个新的运条方式，可以有效避免咬边缺陷的发生。保证焊缝的咬边即使存在，也可将其控制在正品范围之内。
改变过去横焊接头方式，将焊条引燃后，回拉至前一个熔池立即做一个向下切的动作，后直接向前移动，这样便可以有效地阻止焊接接头过高的缺陷。（见下图）
4.4 加强实际操作练习、考核。
焊工熟悉掌握焊接缺陷标准，充分利用空余时间，有针对性地进行强化训练，训练必须有步骤，循序渐进，由易到难。同时要有时间限制，如每位焊工一星期至少完成三条合格焊缝，由班组成员对照标准共同进行测评，结果与奖金挂钩，以此来提高焊工练习的主动性，可以进一步提高焊工的操作技能。
结束语
实践证明，严格控制焊缝外观对提高焊接质量能收到事半功倍的效果。
参考文献：
［１］刘云龙.焊工技师手册.北京：机械工业出版社，1998.