焊接未熔合(Lack of Fusion, LOF)分析
發(fā)布時(shí)間:
2025-05-31
焊接未熔合是指焊縫金屬與母材(或焊道之間)未能完全熔合,形成界面分離或弱結(jié)合區(qū)域,屬于嚴(yán)重的焊接缺陷,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降、應(yīng)力集中甚至開(kāi)裂。
焊接未熔合是指焊縫金屬與母材(或焊道之間)未能完全熔合,形成界面分離或弱結(jié)合區(qū)域,屬于嚴(yán)重的焊接缺陷,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降、應(yīng)力集中甚至開(kāi)裂。
1. 未熔合的類(lèi)型
(1)按位置分類(lèi)
類(lèi)型 | 特征 |
側(cè)壁未熔合 | 焊縫與母材坡口側(cè)壁未熔合(常見(jiàn)于V型坡口焊接)。 |
層間未熔合 | 多層焊時(shí),焊道之間未完全熔合(如厚板焊接)。 |
根部未熔合 | 焊縫根部與母材未熔透(常伴隨未焊透缺陷)。 |
(2)按形成原因分類(lèi)
類(lèi)型 | 特征 |
冷未熔合 | 溫度不足導(dǎo)致熔合不良(如電流過(guò)小)。 |
熱未熔合 | 熔池流動(dòng)差,未能潤(rùn)濕母材(如焊速過(guò)快)。 |
機(jī)械未熔合 | 熔渣或氧化膜阻礙熔合(如層間清理不徹底)。 |
2. 未熔合的形成原因
影響因素 | 具體原因 |
焊接工藝 | ①電流過(guò)?。簾崃坎蛔?,熔深不夠; ②電壓過(guò)高:電弧過(guò)長(zhǎng),能量分散; ③焊速過(guò)快:熔池未充分潤(rùn)濕母材; ④坡口角度過(guò)?。喝鄢仉y以到達(dá)側(cè)壁。 |
焊材與母材 | ①焊材直徑過(guò)大(如厚板用小直徑焊條); ②母材導(dǎo)熱性高(如銅、鋁散熱快); ③母材表面污染(油污、氧化皮)。 |
操作因素 | ①焊槍/焊條角度錯(cuò)誤(未指向熔合區(qū)); ②電弧偏吹(磁場(chǎng)或氣流影響); ③運(yùn)條方式不當(dāng)(如直線(xiàn)運(yùn)條不擺動(dòng))。 |
3. 未熔合的危害
強(qiáng)度降低:未熔合區(qū)域無(wú)法承受載荷,易成為斷裂起點(diǎn)。
應(yīng)力集中:未熔合邊緣易產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展(尤其在動(dòng)載荷下)。
密封性失效:管道或壓力容器中可能導(dǎo)致泄漏。
檢測(cè)困難:部分未熔合與未焊透相似,需高靈敏度檢測(cè)。
4. 未熔合的檢測(cè)方法
檢測(cè)方法 | 適用情況 |
目視檢查(VT) | 表面未熔合(如坡口邊緣未熔)。 |
滲透檢測(cè)(PT) | 表面開(kāi)口型未熔合。 |
超聲波檢測(cè)(UT) | 最有效方法,可檢測(cè)內(nèi)部未熔合(反射波明顯)。 |
射線(xiàn)檢測(cè)(RT) | 可檢出未熔合(呈細(xì)線(xiàn)狀影像),但靈敏度低于UT。 |
金相分析 | 切片觀察未熔合界面(用于實(shí)驗(yàn)室分析)。 |
5. 預(yù)防與解決措施
(1)工藝優(yōu)化
調(diào)整焊接參數(shù):
適當(dāng)提高電流(確保足夠熔深);
降低電壓(避免電弧過(guò)長(zhǎng));
控制焊速(保證熔池充分潤(rùn)濕母材)。
優(yōu)化坡口設(shè)計(jì):
增大坡口角度(如從60°改為70°);
減少鈍邊高度(避免根部未熔合)。
(2)材料與設(shè)備控制
選用合適焊材:
厚板焊接選用大直徑焊條(如Φ4.0mm以上);
高導(dǎo)熱材料(如鋁)需更高熱輸入。
確保設(shè)備穩(wěn)定性:
檢查電纜接觸,防止電壓波動(dòng);
使用直流反接(DCEP)增加熔深。
(3)操作規(guī)范
正確運(yùn)條技術(shù):
焊條/焊槍角度偏向母材側(cè)(如80°~90°);
多層焊時(shí)擺動(dòng)焊條(覆蓋前一焊道邊緣)。
清理焊道:
層間打磨去除熔渣、氧化皮;
焊前用丙酮或鋼絲刷清潔母材。
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