作者：李亚江、陆小斌、吕杰 等编著
出版社：化学工业出版社
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焊工实用修复技术试读：
前言
我国拥有上百万名焊工，在焊接结构生产中，焊接修复技术越来越受到重视，特别是针对焊工操作的一些焊接修复受到人们的关注。操作技能精湛的焊接操作者作为焊接修复实施的主角，已经渗透到制造业的各个领域，并直接影响焊接产品的质量。
本书的特点是注重突出焊接操作者的实用修复技能，从焊接工艺、操作技能、焊接修复示例、焊接修复质量与检验等方面，阐明解决一般焊接修复问题的方法和焊接修复操作的特殊技能。能帮助焊接操作者掌握焊接修复的一般规律，了解焊接缺陷的内在原因和防止对策等，特别是给出了很多来自生产实践中成功的焊接修复示例，可以为焊接修复实践提供技术支持。《焊工实用修复技术》一书将突出焊接修复实践中的焊接操作者操作和工程示例，具有针对性和实用性，适用于指导实际焊接结构修复，有助于推进焊接操作者的修复水平和推动焊接技术进步。
本书主要供从事焊接操作的人员和与焊接技术相关的工程技术人员、管理和质量检验人员使用，也可供高等院校、科研院（所）、企事业单位的有关监察人员参考。
参加本书编写的人员有：李亚江、陆小斌、吕杰、张永喜、王娟、马群双、刘坤、李嘉宁、刘强、胡效东、夏春智、马海军、陈茂爱、沈孝芹、黄万群、蒋庆磊、魏守征、杜红燕等。
书中存在的不足之处，恳请广大读者批评指正。编著者第1章 概述
机械零部件大多数是用金属材料制造的，在复杂和苛刻的条件下，零部件长期工作会出现裂纹、磨损或其他形式的损坏，严重时甚至导致设备报废，因此，在很多情况下，需要对零部件进行焊接修复。目前先进制造技术的发展趋势影响着焊接技术的发展，优质、高效的焊接新工艺、新材料不断涌现，推动了焊接修复技术向众多工程领域进行渗透。焊接修复和堆焊技术作为焊接技术的一个分支日益引起人们的重视。1.1 焊接修复的特点1.1.1 修复破损或磨损的部件
机械产品的损坏往往是由于个别零部件失效造成的，而零部件失效往往是由于局部破坏造成的。将机械产品中那些易损零部件进行焊接修复，可以恢复机械零部件的使用性能，保证设备的生产运行。与一般焊接制造工艺不同的是，焊接修复技术是采用焊接方法对破损或报废零部件局部进行修复的加工工艺过程。焊接修复的目的在于恢复零部件的尺寸或增加零部件表面耐磨、耐热、耐腐蚀等性能。因此，焊接修复技术除了具有一般焊接方法的特点外，还有其特殊性。
几乎所有的焊接方法都可用于破损零部件的焊接修复。但目前应用最为广泛的修复方法是焊条电弧焊和气体保护焊。随着焊接技术的发展和焊接工艺的改进，自动化焊接方法在修复中的应用范围日益扩大。例如：药芯焊丝CO气体保护焊提高了焊接修复的工作效率，改2善了焊接工艺性能和操作者的工作条件；应用电弧自熔性合金可获得熔深浅、表面光整、性能优异的表面堆焊层。
目前，我国每年的铸铁件产量为800多万吨，其中10％～15％具有不同形状的铸造缺陷，需要用焊接方法进行焊补。焊接修复技术修复了大量有缺陷的铸铁件，因而节约了大量资金。在工程和机械零部件中，损坏或磨损的铸铁件有很多（如机床床身、底座、导轨等部件），这些铸铁件经过机械加工，价格昂贵，损坏时采用焊接技术对其进行修复，其经济效益是显著的。此外，铸铁件与其他金属进行焊接，生产的各种零部件可具备几种材料各自的优势，成为焊接界与铸造界研究者们共同关注的课题。
铸铁焊补在农机制造与修复、矿山机械、交通运输及其他产业部门中具有重要的作用。在机床制造业中，铸铁的用量占50％～80％，用于制造各种机床的床身、工作台、变速箱体、导轨等。在农机制造中，铸铁的用量占40％～60％，用来制造拖拉机的气缸体、气缸盖、差速器、曲轴，以及排灌机械、脱粒机等。在交通运输业中，铸铁主要用于制造重型汽车、机车、轮船的柴油机气缸、底座等。汽车、农机铸铁零部件焊接修复方法见表1-1。表1-1 汽车、农机铸铁零部件焊接修复方法
在铸铁生产过程中，浇铸后的铸铁件不可避免会产生气孔、夹渣、缩孔、裂缝等缺陷，而且有缺陷的铸铁件所占的比例通常是比较高的，这些缺陷使铸造成品率大为降低。以重型机床的床身为例，它的重量达数十吨，若因铸造缺陷而报废，不仅损失巨大，还会给重新熔炼带来很大困难。有的大型铸铁件已经进行机械加工，在机械加工接近完成时才发现缺陷，若这时报废，既浪费了材料、工时，又提高了成本。因此，在机械制造中将铸铁焊补作为一道工序，既可保证铸铁件质量、提高成品率、降低成本，又能挽回因铸铁件报废所造成的经济损失。
有些大型设备是工厂的关键设备，当大型设备的钢结构件或铸铁件（如冲压机床身）在使用过程中出现裂纹或损坏时，会严重影响正常生产。在这种情况下，焊接修复技术将发挥它独到的作用，即花费最小的代价，在最短的时间内将破损件予以修复并恢复正常生产。
目前，国内采用焊接修复技术解决了许多设备零部件失效难题并取得重大经济效益。由于采用了新技术，经过修复后的零部件不仅恢复了其原有的性能，而且修复后的零部件的性能还会大大超过新件，例如，重型载重汽车的轴承内外圈配合面修复后，相对耐磨性比更换新件高好几倍；变速箱的输出法兰盘采用焊接技术修复后，其使用寿命得到了延长（是更换新件的2倍多）。长江三峡工程中，挖泥船的发动机曲轴因局部磨损，不能工作，如从日本购买新轴，从订购到交货需三个多月时间，停产损失严重，采用焊接技术进行修复，总费用仅为新轴价格的3％，并且避免了时间成本。1.1.2 修复制造新部件——再制造技术
现代制造业的发展对各种机械设备零部件的性能要求越来越高，一些在高速、高温、高压、重载荷、腐蚀介质等条件下工作的零部件，往往因其局部损坏而使整个零部件报废，最终导致设备或装备停用，浪费了大量的金钱，如果这些零部件能够修复重用，将会为企业带来巨大的经济效益。基于这种目标，越来越多的人致力于零部件修复领域的研究。
多年来，由于人们环保意识的增强，“用后丢弃”的观念开始向“再制造”的观念转变。另一方面，随着先进制造技术的不断发展，使原先的原样修复成为可实现超过原始性能的改进性修复。原先的被动修复变为制造与修复纳入设备和零部件的设计、制造与运行全过程的系统工程。未来的制造与维修工程将是一个考虑设备和零部件的设计、制造、运行直至报废的全过程，也是一个以优质、高效、节能为目标的系统工程。
早在1984年，美国《技术评论》就提倡旧品翻新或再生（称为“重新制造”），在重新制造中大量采用先进技术，把因损坏、磨损或腐蚀等失效的可以维修的机械零部件翻新如初。日本也提出了“再生工厂技术的概念”。1990年10月在法国召开的欧洲国家维修团体联盟第10次会议的主题是“维修——对未来的投资”，反映了发达国家对维修的新认识。我国现在需要对“再制造”技术从可持续发展的战略高度进行再认识。制造技术将统筹考虑整个设备寿命周期内的维修策略，而修复技术也将渗透到产品的再制造工艺中。“维修”已被赋予了更广泛的含义。随着先进制造技术及设备的不断发展，制造与维修将越来越趋于统一。
工程结构件修复-再制造的费用，一般只占产品价格的5％～10％，可以大幅度提高产品的性能及附加值，从而使企业获得更高的利润。据统计，采用焊接修复措施的平均效益可达原零部件的几倍或十几倍，再制造技术（例如采用表面工程措施）的效益甚至可达20倍以上。
用堆焊修复的方法提高零部件耐磨性的重要意义在于它符合“再制造工程”发展的要求。再制造工程技术属于绿色先进制造技术，是对先进制造技术的补充和发展。批量破损或报废产品的再制造是对其产品全寿命周期管理的延伸和创新，也是实现可持续发展的重要途径。1.2 焊接修复的应用现状及前景1.2.1 焊接修复的应用现状
我国由于机械设备零部件的损坏和失效，每年造成的巨大损失难以计数。仅以磨损和腐蚀为例，每年损失达数百亿元。因此，对重大工程装备和机械零部件的焊接修复具有重要意义，已经引起世界各国的普遍关注。焊接修复操作工艺简便易行，适用范围广泛，在修复损坏的机械设备零部件和工程结构件方面发挥了越来越大的作用，取得了显著的经济效益。（1）焊接修复技术的应用领域
焊接修复和堆焊技术作为焊接技术领域中的一个分支，就其应用范围而言，它广泛应用于汽车、拖拉机、冶金机械、矿山、煤矿机械、动力机械、石油、化工设备，建筑、运输设备、工程机械以及工具模具及金属结构件的制造与维修中。焊接修复技术的应用领域见表1-2。表1-2 焊接修复技术的应用领域
在冶金机械的焊接修复和堆焊中，轧辊修复和堆焊占有很大比重，几乎所有的大、中型钢厂都有轧辊修复和堆焊能力。一些研究院（所）一直在致力于研究与生产有关的轧辊修复和堆焊的材料、设备和工艺。现有的用于轧辊堆焊的材料有几十种，例如，30CrMnSi、40CrMn等低合金钢，由于合金含量低，具有良好的塑性、韧性和抗裂性，在恢复轧辊尺寸和打底层方面具有重要的作用。3Cr2W8、3Cr5Mn2MoSi等热作模具钢，具有良好的耐磨性和抗热疲劳性能，已广泛应用于轧机、板带及各种类型轧机的开坯轧辊的堆焊；Cr18Ni8Mn6、Cr16Ni8Mn6、Cr20Ni10Mn6等奥氏体加工硬化不锈钢，由于加工硬化效果显著，在使用过程中硬度明显增加，加之它的热稳定性和抗氧化性较高，在深孔轧辊的孔型堆焊中取得很好的效果。
模具、锻模等作为机械制造业的重要工艺装备，采用堆焊技术进行模具修复具有显著的经济效益，在国内外备受关注。模具钢具有较高的碳和合金元素含量，堆焊修复时需要先堆焊过渡层。对使用温度高、堆焊修复难度大的模具钢，常采用镍基过渡合金。国内在堆焊修复5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8的锻模时，常采用10Mn2和08Mn2Si等材料作为过渡层。
随着焊接修复和堆焊技术的进步和焊接材料的开发，采用马氏体钢堆焊丝材——CrNiWMoNb堆焊合金作为表面工作层，修复的压铸模可以大大提高其耐热疲劳性，使用寿命延长5～10倍；断裂模具修复后，可保证具有足够的力学性能；在塑料成型模具上进行堆焊，可以获得良好耐蚀、耐磨和优异的镜面加工性能。
焊接修复和堆焊技术不仅可以修复已经损坏或旧的机械零部件，还可在工件表面形成复合层，使其具有特殊的性能，达到降低成本和延长工件使用奉命的效果。据统计，目前用于修复旧零部件的堆焊合金量约占堆焊合金总量的70％。例如堆焊修复旧轧辊的费用仅是制造新轧辊的30％左右，而使用寿命却比新轧辊成倍提高。因此，广泛采用堆焊技术修复旧零部件，对降低成本、节省材料、缩短制造周期具有重要的意义。
采用焊接或堆焊技术修复机械零部件，不仅可以发挥零部件的综合技术性能和金属材料的潜力，还能节约大量贵重金属。例如，一般热锻模采用5CrMnMo或5CrNiMo等合金钢整体制造，而我国有的单位已成功地应用45Mn2铸钢作为热锻模基体、表面工作层堆焊耐磨合金材料，从而节约了大量贵重的Ni、Mo等合金元素。我国还成功地将高频堆焊应用于农机犁铧，使农机具的制造技术向前迈进了一大步。
振动电弧堆焊是采用细焊丝并使其连续振动的焊接方法，能在小电流下保证堆焊过程的稳定性，使零部件受热较少，热影响区小，可获得薄而平整、硬度较高的堆焊合金层，在机械零部件修复中得到了广泛应用。特别是在汽车、拖拉机零部件修复中应用比较广泛。但由于生产率低、修复零件的抗疲劳性能不高，因此振动电弧堆焊对于重要机械零部件的修复应用受到一定的限制。（2）焊接修复时焊接工艺的选择
采用焊接或堆焊技术修复损坏的零部件是工程中普遍采用的方法，形成了独特的技术特点。焊接修复工艺要根据被修复件的材质、破损部位和使用性能要求来选择，应考虑采用的焊接方法、坡口形式、相应的焊接材料、焊接顺序、工艺参数、焊前预热和焊后热处理等一系列措施。要想达到焊接修复的质量要求，上述选择是十分重要的。
焊接修复是一项较复杂的工作，它受诸多因素的影响。首先要确定焊接方法和焊接材料，选用合适的坡口形式，根据损坏零部件的几何形状，制定坡口的加工方法，以保证缺陷全部被清除。其次在选择坡口形式时，应以损坏零部件易于焊透、不出现裂纹，且尽量少消耗焊材为目的，有时还要考虑焊接修复后的加工性和工件的变形。
焊接修复工艺参数的选择要点包括以下几点。
①根据被修复零部件母材的要求，选用相匹配的焊接材料，同时还要根据现场的焊接设备情况，选用酸性或碱性焊条（或焊剂），以及适当的焊丝或保护气体。
②在焊接修复工作量不大时，尽量采用较小直径焊条或焊丝进行焊接修复。
③在保证焊接修复时能够焊透、熔合良好、不出现裂纹和夹渣的情况下，尽量选用焊接电流的下限，以防止因温度过高造成工件变形、飞溅过大、咬边、气孔等缺陷；为了防止产生缺陷，焊接时电弧不要拉起过长或把电弧压的太低，应根据具体情况，以电弧正常稳定燃烧为准。
④根据焊接修复时坡口的形式和焊后加工的要求，在保证熔合良好的情况下，焊接速度可根据被修复零部件的形状灵活控制；焊接修复时一般采用多层多道焊，因为多层多道焊能起到特殊的预热和缓冷的作用，有利于提高焊缝金属的塑性和韧性。1.2.2 焊接修复的应用前景
现代装备制造业的一个显著特点是朝着自动化和高速化方向发展，对于焊接自动化的要求涉及许多领域，采用自动化焊接技术修复或再制造机械零部件的应用领域也越来越广泛。采用焊接或堆焊技术修复零部件，比整体更换设备零部件要经济得多（特别是对于大型零部件），在许多场合，还能提高零部件使用性能，成为一项具有重大经济效益的实用性技术。
十几年来，一些先进和特殊的焊接工艺方法得到迅速发展。例如激光表面熔敷、电子束堆焊等技术，这些工艺方法的能源利用率很高，可达30％以上。基体加热不受金属蒸气的影响，熔敷金属冷却速度快，熔敷层的耐磨性大大提高。但激光设备、电子束堆焊设备的一次性投资昂贵，运行费用高。
随着计算机技术的发展，为了提高及稳定焊接修复或堆焊质量，国内外已建立焊接修复和堆焊的计算机专家系统，如德国建立的堆焊专家系统，可根据零部件磨损程度和磨损形式及母材成分确定该零部件是否适宜焊接修复和堆焊、是否需要过渡层，并能够选择焊接材料和确定焊接修复或堆焊工艺及参数。这有利于指导操作人员制定较好的焊接修复或堆焊工艺，促进焊接修复技术的发展和堆焊质量的提高，扩大焊接修复和堆焊的应用范围。
随着科技的发展及精密产品的需求，等离子弧等高能密度热源的粉末堆焊技术得到迅速发展。等离子弧堆焊是利用等离子弧高温加热的一种熔化堆焊方法，与一般电弧不同之处在于，它是一种经过压缩而成的等离子弧。等离子弧堆焊具有热量集中、堆焊层性能好、堆焊层稀释率低、表面成形美观等一系列优点，易于实现机械化和自动化，是一种很有发展前途的堆焊工艺。
总体来说，焊接修复和堆焊技术的应用主要表现在以下几个方面。（1）修复磨损件
机械零部件的表面磨损是众多厂矿企业经常遇到的问题，用焊接或堆焊方法修复已磨损的零件是一种常用的工艺方法，修复后的零部件不仅能正常使用，很多情况下还能超过原零部件的使用寿命，因为将新工艺、新材料用于焊接修复，可以大幅度提高原有零部件的性能。
焊接修复及堆焊技术在耐磨损、耐腐蚀零部件上的主要应用包括以下几个方面。
①各种轧辊及立柱的焊接及堆焊修复，如冷轧辊、热轧辊及异型轧辊的表面堆焊修复，水压机立柱及工作缸塞柱、轧钢设备中行星轧机的支撑辊和初轧机轧辊等的修复。
②各种轴类、模具等的焊接及堆焊修复，如汽车和拖拉机曲轴、车轴、柴油机缸套、机床主袖、机床导轨、热锻模、锻铁镦、各类模具等的修复。
③各种阀门密封面的堆焊或等离子弧喷涂，如用于化肥厂的耐腐蚀不锈钢阀门，用于炼油厂和电站的耐高温高压阀门、耐磨损阀门，用于军工部门的特殊阀门等的喷涂。
④工程机械（挖掘机、推土机、装载机等）和农用机械（拖拉机、农用车、插秧机、收割机等）磨损件的焊接及堆焊修复等。
⑤汽轮机叶轮叶片、船用螺旋桨叶片磨损部位的焊接及堆焊修复等。（2）裂纹的焊接修复
焊接结构或机械设备零部件运行中出现的裂纹不仅影响正常的生产运行，甚至可能造成灾难性的事故。据统计，焊接结构出现的各种事故中，除少数是由于设计不当、选材不合理和运行操作上的原因外，大多数是由裂纹引起的破坏。焊接结构或机械零部件中的裂纹问题危害很大，对生产运行中产生裂纹的焊接结构或机械零部件进行焊接修复，已经引起许多焊接工作者的关注，并积累了宝贵的经验。
焊接生产中如何避免产生裂纹以及一旦出现裂纹如何进行焊接修复，是工程中十分重要的问题。要做到“预防为主”，就必须善于控制各种影响裂纹产生的因素，在一定的生产工艺条件下，必须进行焊接性分析，必要时应进行抗裂性试验，以制定出最佳的焊接工艺。
各种零部件上裂纹的焊接修复主要应用在如下几个方面。
①各种轴类零件中裂纹的焊接修复，如柴油机曲轴裂纹的焊接修复、磨煤机变速箱高速轴断裂后的修复、空心轴裂纹的焊接修复、轧制机齿轮轴和齿轮的焊接修复等。
②电站锅炉蒸汽管道、管座裂纹的焊接修复，热锻模底座裂纹的焊接修复等。
③水轮机和汽轮机叶轮、叶片损坏件（包括裂纹）的焊接修复，如水泵壳体裂纹的焊接修复、汽轮机主汽门裂纹的焊接修复等。
④各种机械加工设备床身、机床底座裂纹的焊接修复，如大型卷板机机座和刀刃板裂纹的焊接修复、立式车床主刀杆断裂的焊接修复、大型球磨机裂纹的焊接修复等。
⑤各种车辆和运载工具主轴、框架和车体裂纹的焊接修复，如机车、载重汽车、吊装车、轻型车、挖掘机、推土机、装载机、舰船等的焊接修复。
⑥柴油机气缸、电动机底座、水泵外壳等裂纹的焊接修复等。（3）特殊结构的焊接或喷涂修复
由于电力、石油化工、航空航天、核工业等技术的发展，对材料的特殊性能（如耐高温、隔热、导电绝缘、防辐射等）提出较高的要求。在工作条件极其苛刻的场合下运行的设备零部件易受到损坏，整体制作这些相关的零部件成本极高，采用焊接修复却可以缩短维修周期、保证生产运行并能满足使用要求。特殊结构零部件的焊接或喷涂修复的应用举例如下。
①热电偶丝的焊接修复，环形线锯的焊接修复等。
②高炉热风支管等离子弧喷涂镍包铝粉，可延长使用寿命1～3倍。
③高炉风口套火焰或等离子弧喷涂碳化钨耐热合金，提高使用寿命1倍以上。
④钛合金表面等离子弧喷涂制造生物相容性良好的人造骨及关节。
⑤在特殊工件上喷铝、喷铜制作电磁屏蔽涂层。（4）其他应用
近年来，焊接修复、堆焊及喷焊喷涂技术的应用已经扩展到很多技术领域。在生物工程、模具制造、喷射成形等方面也开始应用。从热喷涂技术的应用角度看，在过去主要用于装饰性涂层、喷锌和喷铝为主的防腐蚀涂层或者修复一些常用的钢制机械零部件。现在热喷涂技术修复的零件已经有了新的意义，即由于涂层材料优异的性能（例如喷涂陶瓷、金属间化合物等），使所修复的旧零件使用寿命在许多情况下超过了更换新件。这就促使热喷涂技术直接在新产品上的应用，从发展观点看，热喷涂技术将会改变许多新产品的结构和设计。
随着焊接技术的不断发展，焊接修复技术的应用领域将日益广泛。焊接修复、堆焊及喷涂技术在包括各个尖端技术部门在内的许多制造业领域中应用的深度和广度还会继续扩大。因此培养高水平的操作者，推广焊接修复和堆焊技术具有重大的社会经济意义。第2章 焊接缺陷及修复方法
焊接缺陷直接影响焊接接头的质量，而接头质量又影响到整体焊接结构件的安全运行。设备零部件在生产运行中不可避免要发生不同程度的损坏或存在焊接缺陷，采用焊接方法进行修复是恢复生产设备正常运行的重要手段。阐明焊接缺欠与焊接缺陷的关系对保证焊接质量和焊接结构的安全运行是很重要的，特别是依据相关标准，判定焊接缺欠容限、产生的原因等，给出在材料、工艺、结构等方面采取防止措施，可以保证焊接结构件的质量和运行安全。2.1 焊接缺陷及分类、评级2.1.1 焊接缺欠与缺陷（1）焊接缺欠与缺陷的定义
焊接缺欠与缺陷，均表征产品不完整或有缺损。但对于焊接结构而言，基于合于使用准则，有必要对缺欠与缺陷赋予不同的含义。
在焊接接头中的不连续性、不均匀性以及其他不健全等的缺欠，统称为焊接缺欠（weld imperfection）。不符合焊接产品使用性能要求的焊接缺欠，称为焊接缺陷（weld defect）。也就是说，焊接缺陷是属于焊接缺欠中不可接受的那一种缺欠，该缺陷必须经过修复处理才能使用。换句话说，广义的焊接缺陷是指焊接接头中的不连续性、不均匀性以及其他各种不完整性，正确的专业术语为焊接缺欠。焊接缺欠的存在使焊接接头的质量下降、性能变差。
不同的焊接产品对焊接缺欠有不同的容限标准，国际焊接学会（IIW）第V委员会从质量管理角度提出的焊接缺欠的容限标准如图2-1所示。图2-1 焊接缺欠的容限标准示意图
图2-1中用于正常质量管理的质量标准为Q，它是生产厂家努力A的目标（也是用户的期望标准），必须按Q进行管理生产。Q是根AB据合于使用准则确定的反映缺欠容限的最低质量水平，只要产品质量不低于Q水平，该产品即使有缺欠，也能满足使用要求。也就是A说，使具体焊接产品不符合其使用性能要求的焊接缺欠，即不符合Q水平要求的缺欠，称为焊接缺陷。B
焊接缺欠，按其尺寸可分为宏观缺欠和显微缺欠。宏观缺欠是指那些肉眼可以辨认的焊接缺欠，如裂纹、气孔、夹杂和焊缝几何形状偏差等；显微缺欠主要是焊缝金属中的元素偏析、非金属夹杂物和晶间微裂纹等。（2）焊接缺欠与焊接缺陷的关系
焊接结构在制作过程中，由于受到设计、工艺、材料、环境等各种因素影响，生产出的每一件产品不可能完美无缺，不可避免的会有一些焊接缺欠，缺欠的存在不同程度地影响到产品的质量和安全使用。存在焊接缺欠，即便使焊接接头的质量和性能下降，但不超过容限标准，不影响设备的运行，是可以容许的，对焊接结构的运行不致产生危害。
焊接缺陷是焊接过程中或焊后在接头中产生的不符合标准要求的缺欠，或者说焊接缺陷超出了焊接缺欠的容限，是不容许的，存在焊接缺陷的产品应被判废或必须进行返修。因为焊接缺陷的存在将直接影响焊接结构件的安全使用。
在图2-1中，达不到Q标准的焊接产品便是有焊接缺欠的产品，A达不到Q标准的焊接产品为有焊接缺陷的产品；处于Q和Q标准之BAB间的产品就属于虽有缺欠但可使用的一般质量的产品。这里Q的质B量水平便成为产品验收的最低标准。
由于各类焊接缺陷的分布形态不同，所产生的应力集中程度也不同，对结构的危害程度各不一样。即焊接缺陷对每一结构，甚至每一结构中的每一构件都不相同。
例如，锅炉和压力容器制造中，对焊接质量提出了相当严格的要求。如果焊接接头中存在某种缺陷，就可能在焊接应力和工作应力或其他环境条件（如腐蚀介质）的联合作用下逐渐扩展，深入母材并最终导致整台容器的提前失效或破断。严重的危险性缺陷甚至会导致灾难性的事故。
按我国现行的锅炉和压力容器制造标准和规程的规定，在各种承压容器焊接接头中，不允许存在裂纹、未焊透和未熔合之类的平面缺陷。气孔、夹杂和咬边等缺陷的容限尺寸也应控制在较严格的范围内。在锅炉、压力容器、石化（石油、天然气、炼油）管线、电力管道等焊接生产中，防止各种焊接缺陷是一项很重要的任务。2.1.2 焊接缺欠对接头质量的影响（1）内部缺欠和外部缺欠
根据焊接缺欠在焊缝中的位置，可将焊接缺欠分为外部缺欠和内部缺欠两大类。
①外部缺欠 外部缺欠（也称宏观缺欠）是位于焊缝金属外表面的缺欠，是指用肉眼能够观察到的明显缺陷或用低倍放大镜和检测尺等能够检测出来的缺欠。外部缺欠大多是由于操作工艺不当引起的，易造成应力集中、设备泄漏，影响焊接结构的使用寿命。因此，一旦产生外部焊接缺欠要及时铲除、修补，把焊接缺欠控制在技术要求规定的容限范围之内。
外部缺欠包括：焊缝余高过高或过低、焊缝宽度差过大、接头过高或脱节、外部气孔、裂纹、未熔合、咬边、未焊透、烧穿、焊瘤、电弧擦伤和成形不良等。
②内部缺欠 内部缺欠（也称微观缺欠）位于焊缝金属的内部，用肉眼看不见，与被焊构件的材质、结构形状、焊接材料及工艺等有关。焊接内部缺欠包括：裂纹、气孔、夹渣、未熔合等。其中危险性最大的内部缺欠是裂纹，焊接裂纹又可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等。内部缺欠需要用探伤方法或破坏性试验来检验。
焊接接头常见缺欠的分类见表2-1。表2-1 焊接接头常见缺欠的分类（2）缺欠对接头质量的影响
随着焊接结构强度、韧性、耐热和耐腐蚀性等性能的提高，对焊接质量提出了更高的要求，控制焊接缺欠和防止焊接缺陷是提高焊接产品质量的关键。据统计，世界上各种焊接结构的失效事故中，除属于设计不合理、选材不当和操作上的问题之外，绝大多数焊接事故是由焊接缺陷，特别是焊接裂纹引起的。
焊接缺欠对工程结构制造与生产的影响因素包括：
a.人员——关键要素；
b.母材和焊材——决定要素；
c.焊接设备状况——重要因素；
d.标准/规范的执行状况——施工管理要素；
e.环境管理状况——施工管理要求。
焊接缺陷对产品质量的影响不仅给生产带来许多困难，而且可能带来灾难性的事故。由于焊接缺陷的存在减小了结构承载的有效截面积，更重要的是在缺陷周围产生了应力集中。因此，焊接缺陷对结构的承载强度、疲劳强度、脆性断裂以及抗应力腐蚀开裂都有重要的影响。
①对结构承载强度的影响 焊缝中出现成串或密集气孔缺陷时，由于气孔的截面较大，同时还可能伴随着焊缝力学性能的下降（如氧化等），使承载强度明显地降低。因此，成串气孔要比单个气孔危险性大。夹杂对强度的影响与其形状和尺寸有关。单个的间断小球状夹杂物并不比同样尺寸和形状的气孔危害大。直线排列的、细条状且排列方向垂直于受力方向的连续夹杂物是比较危险的。
焊接缺陷对结构的静载破坏和疲劳强度有不同程度的影响，在一般情况下，材料的破坏形式多属于塑性断裂，这时缺陷所引起的强度降低，大致与它所造成承载截面积的减少成比例。焊接缺陷对疲劳强度的影响要比静载强度大得多。例如，焊缝内部的裂纹由于应力集中系数较大，对疲劳强度的影响较大；气孔引起的承载截面积减小10％时，疲劳强度的下降可达50％。焊缝内部的球状夹杂物当其面积较小、数量较少时，对疲劳强度的影响不大，但当夹杂物形成尖锐的边缘时，对疲劳强度的影响十分明显。6
咬边对疲劳强度的影响比气孔、夹杂大得多。带咬边接头在10次循环条件下的疲劳强度大约仅为致密接头的40％，其影响程度也与负载方向有关。此外，焊缝成形不良，焊趾区及焊根处的未焊透、错边和角变形等外部缺陷都会引起应力集中，易产生疲劳裂纹而造成疲劳破坏。
夹渣或夹杂物，根据其截面积的大小成比例地降低材料的抗拉强度，但对屈服强度的影响较小。几何形状造成的不连续性缺陷，如咬边、焊缝成形不良或焊穿等不仅降低了构件的有效截面积，而且会产生应力集中。当这些缺陷与结构中的残余应力或热影响区脆化晶粒区相重叠时，会引发脆性不稳定扩展裂纹。
未熔合和未焊透比气孔和夹渣更有害。虽然当焊缝有增高量或用优于母材的焊条制成焊接接头时，未熔合和未焊透的影响可能不十分明显。事实上许多焊接结构已经工作多年，焊缝内部的未熔合和未焊透并没有造成严重事故。但是这类缺欠在一定条件下可能成为脆性断裂的引发点。
裂纹被认为是危险的焊接缺陷，易造成结构的断裂。裂纹一般产生在拉伸应力较大和热影响区粗晶组织区，在静载非脆性破坏条件下，如果塑性流动发生于裂纹失稳扩展之前，则结构中的残余拉应力将没有很大的影响，而且也不会产生脆性断裂；但是一旦裂纹失稳扩展，对焊接结构的影响就很严重了。
②应力集中 焊接接头中的裂纹、未熔合和未焊透比气孔和夹渣的危害大，它们不仅降低了结构的有效承载截面积，而且更重要的是产生了应力集中，有诱发脆性断裂的可能。尤其是裂纹，在其尖端存在着缺口效应，容易诱发出现三向应力状态，导致裂纹的失稳和扩展，以致造成整个结构的断裂，所以裂纹（特别是延迟裂纹）是焊接结构中最危险的缺陷。
焊接接头中的裂纹常常呈扁平状，如果加载方向垂直于裂纹的平面，则裂纹两端会引起严重的应力集中。焊缝中的气孔一般呈单个球状或条虫形，因此气孔周围应力集中并不严重。焊缝中的单一夹杂具有不同的形状，其周围的应力集中也不严重。但当焊缝中存在密集气孔或夹杂时，在负载作用下，如果出现气孔间或夹杂间的连通，则将导致应力区的扩大和应力值的急剧上升。
焊缝的形状不良、角焊缝的凸度过大及错边、角变形等焊接接头的外部缺陷，都会引起应力集中或产生附加应力。
焊缝增高量、错边和角变形等几何不连续缺欠，有些虽然为现行规范所允许，但都会在焊接接头区产生应力集中。由于接头形式的差别也会出现应力集中，在焊接结构常用的接头形式中，对接接头的应力集中程度最小，角接头、T形接头和正面搭接接头的应力集中程度相差不多。重要结构中的T形接头，如动载下工作的H形板梁，可采用开坡口的方法使接头处应力集中程度降低；但搭接接头不能做到这一点，侧面搭接焊缝沿整个焊缝长度上的应力分布很不均匀，而且焊缝越长，不均匀度越严重，故一般钢结构设计规范规定侧面搭接焊缝的计算长度不得大于60倍焊脚尺寸。超过此限定值后，即使增加侧面搭接焊缝的长度，也不会降低焊缝两端的应力峰值。
含裂纹的结构与占同样面积的气孔的结构相比，前者的疲劳强度比后者降低15％。对未焊透来说，随着其面积的增加，疲劳强度明显下降。而且，这类平面形缺陷对疲劳强度的影响与负载方向有关。
③对结构脆性断裂的影响 脆性断裂是一种低应力下的破坏，而且具有突发性，事先难以发现，因此危害性较大。焊接结构经常会在有缺陷处或结构不连续处引发脆性断裂，造成灾难性的破坏。一般认为，结构中缺陷造成的应力集中越严重，脆性断裂的危险性越大。由于裂纹尖端的尖锐度比未焊透、未熔合、咬边和气孔等缺陷要大得多，所以裂纹对脆性断裂的影响最大，其影响程度不仅与裂纹的尺寸、形状有关，而且与其所在的位置有关。如果裂纹位于拉应力高值区就容易引起低应力破坏；若位于结构的应力集中区，则更危险。如果焊缝表面有缺陷，则裂纹很快在缺陷处形核。因此，焊缝的表面成形和粗糙度、焊接结构上的拐角、缺口、缝隙等都对裂纹形成和脆性断裂有很大的影响。
气孔和夹渣等体积类缺陷低于5％时，如果结构的工作温度不低于材料的塑性-脆性转变温度，对结构安全影响较小。带裂纹构件的临界温度要比含夹渣构件高得多。除用转变温度来衡量各种缺陷对脆性断裂的影响外，许多重要焊接结构都采用断裂力学作为评价的依据，因为用断裂力学可以确定断裂应力和裂纹尺寸与断裂韧度之间的关系。许多焊接结构的脆性断裂是由微裂纹引发的，在一般情况下，由于微裂纹未达到临界尺寸，结构不会在运行后立即发生断裂。但是微裂纹在装备运行期间会逐渐扩展，最后达到临界值，导致发生脆性断裂。
所以在结构使用期间要进行定期检查，及时发现和监测接近临界条件的缺欠，是防止焊接结构脆性断裂的有效措施。当焊接结构承受冲击或局部发生高应变和恶劣环境影响，容易使焊接缺陷引发脆性断裂，例如疲劳载荷和应力腐蚀环境都能使裂纹等缺陷变得更尖锐，使裂纹的尺寸增大，加速达到临界值。
④应力腐蚀开裂 焊接缺陷的存在也会导致接头出现应力腐蚀疲劳断裂，应力腐蚀开裂通常总是从表面开始。如果焊缝表面有缺陷，则裂纹很快在缺陷处形核。因此，焊缝的表面粗糙度、焊接结构上的拐角、缺口、缝隙等都对应力腐蚀有很大的影响。这些外部缺陷使浸入的介质局部浓缩，加快了微区电化学过程的进行和阳极的溶解，为应力腐蚀裂纹的扩展成长提供了条件。
应力集中对腐蚀疲劳也有很大的影响。焊接接头应力腐蚀裂纹的扩展和腐蚀疲劳破坏，大都是从焊趾处开始，然后扩展穿透整个截面导致结构的破坏。因此，改善焊趾处的应力集中也能大大提高接头的抗腐蚀疲劳的能力。错边和角变形等焊接缺陷也能引起附加的弯曲应力，对结构的脆性破坏也有影响，并且角变形越大，破坏应力越低。
综上所述，焊接结构中存在焊接缺陷会明显降低结构的承载能力。焊接缺陷的存在，减小了焊接接头的有效承载面积，造成了局部应力集中。非裂纹类的应力集中源在焊接产品的工作过程中也极有可能演变成裂纹源，导致裂纹的萌生。焊接缺陷的存在甚至还会降低焊接结构的耐蚀性和疲劳寿命。所以，在焊接产品的制造过程中，应采取措施，防止产生焊接缺陷；在焊接产品的使用过程中，应进行定期检验，以及时发现缺陷，采取修补措施，避免事故的发生。2.1.3 焊接缺欠的分类与评级2.1.3.1 焊接缺欠的分类
根据其性质、特征，焊接缺欠可分为不连续性缺欠（如裂纹、夹渣、气孔和未熔合等）和几何偏差缺欠两大类。国家标准《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》（GB/T 6417.1—2005）和《金属压力焊接头缺欠分类及说明》（GB/T 6417.2—2005）根据缺欠的性质和特征将焊接缺欠分为六大类。
第一类：裂纹；
第二类：孔穴；
第三类：固体夹杂；
第四类：未熔合及未焊透；
第五类：形状及尺寸不良；
第六类：其他缺欠。
每一大类中又按缺欠存在的位置及状态分为若干小类。为了方便使用和管理，标准采用缺欠代号表示各种焊接缺欠。（1）熔焊接头的缺欠分类
国标《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》（GB/T 6417.1—2005）对于熔焊接头焊接缺欠按其性质进行了分类，共有6类。
1）裂纹 一种在固态下由局部断裂产生的缺欠，它可能源于冷却或应力效果。
在显微镜下才能观察到的裂纹称为微裂纹，裂纹缺欠有以下几种。
①纵向裂纹，是指基本与焊缝轴线相平行的裂纹。它可能位于焊缝金属、熔合区、热影响区及母材等区域。
②横向裂纹，是指基本与焊缝轴线相垂直的裂纹。
③放射状裂纹，是指具有某一公共点的放射状裂纹，这种类型的小裂纹称为星形裂纹。
④弧坑裂纹，是指在焊缝弧坑处的裂纹，它可能是纵向的、横向的或放射状的。
⑤间断裂纹群，是指一群在任意方向、间断分布的裂纹。
⑥枝状裂纹，是指源于同一裂纹并且连在一起的裂纹群。
横向裂纹、放射状裂纹、间断裂纹群及枝状裂纹都可能位于焊缝金属、热影响区及母材的区域。
2）孔穴 孔穴缺欠包括：气体、缩孔、微型缩孔等。
①气孔，是指残留气体形成的孔穴，有以下几种。
a.球形气孔，是指球形的孔穴。
b.均布气孔，是指均匀分布在整个焊缝金属中的一些气孔。
c.局部密集气孔，是指呈任意几何分布的一群气孔。
d.链状气孔，是指与焊缝轴线平行的一串气孔。
e.条状气孔，是指长度方向与焊缝轴线平行的非球形气孔。
f.虫形气孔，是指因气体逸出而在焊缝金属中产生的一种管状气孔穴。其形状和位置由凝固方式和气体的来源决定。通常该气孔成串聚集，并呈鲱骨形状。有些虫形气孔可能暴露在焊缝表面上。
g.表面气孔，是指暴露在焊缝表面的气孔。
②缩孔，是指由于凝固时收缩造成的孔穴，可以分为以下几种。
a.结晶缩孔，是指冷却过程中在树枝晶之间形成的长形缩孔，可能残留有气体，这种缺欠通常可在焊缝表面垂直处发现。
b.弧坑缩孔，是指焊道末端的凹陷孔穴，未被后续焊道消除。
c.末端弧坑缩孔，是指在焊道末端，减少焊缝横截面处的外露气孔。
③微型缩孔，是指仅在显微镜下可以观察到的缩孔，有以下两种。
a.微型结晶缩孔，是指冷却过程中，沿晶界在树枝晶之间形成的长形缩孔。
b.微型穿晶缩孔，是指凝固时，穿过晶界形成的长形气孔。
3）固体夹杂 固体夹杂是在焊缝金属中残留的固体夹杂物，包含以下几种。
①夹渣，是指残留在焊缝中的熔渣。
②焊剂夹渣，是指残留在焊缝中的焊剂渣。
③氧化物夹杂，是指凝固时残留在焊缝中的金属氧化物。在某些情况下，特别是铝合金焊接时，因焊接熔池保护不善和紊流的双重影响而产生大量的氧化膜，称为皱褶缺欠。
④金属夹杂，是指残留在焊缝金属中的外来金属颗粒。这些颗粒可能是钨、铜或其他金属。
夹渣、焊剂夹渣、氧化物夹杂等可能是线状的、孤立的或成簇的。
4）未熔合及未焊透
①未熔合，焊缝金属和母材或焊缝金属各焊层之间未结合的部分称为未熔合。它可以分为：侧壁未熔合、焊道间未熔合及根部未熔合等几种形式。
②未焊透，实际熔深与公称熔深之间的差异称为未焊透。在焊缝根部的一个或两个熔合面未熔化就是根部未焊透缺欠。
5）形状和尺寸不良 焊缝的外表面形状或接头的几何形状不良，包括以下各项。
①咬边，是指母材（或前一道熔敷金属）在焊趾处因焊接而产生的不规则缺口。可分为：连续咬边、间断咬边、缩沟、焊道间咬边、局部交错咬边的缺欠。
②凸度过大，是指角焊缝表面上焊缝金属过高。
③下塌，是指过多的焊缝金属伸到了焊缝的根部。
④焊缝形面不良，是指母材金属表面与靠近焊趾处焊缝表面的切面之间的夹角过小。
⑤焊瘤，是指覆盖在母材金属表面，但未与其熔合的过多焊缝金属。它可分为焊趾焊瘤及根部焊瘤等。
⑥错边，是指两个焊件表面应当平行对齐时，未达到规定的平行对齐要求而产生的偏差，它包括板材的错边及管材的错边等。
⑦下垂，是指由于重力而导致的焊缝金属塌落。
⑧烧穿，是指焊接熔池塌落导致的焊缝内形成的孔洞。
⑨未焊满，是指因焊接填充金属堆敷不充分，在焊缝表面产生纵向连续或间断的沟槽。
⑩表面不规则，是指焊缝表面粗糙过渡。焊接接头不良，是指焊缝在引弧处局部表面不规则。它可能发生在盖面焊道及打底焊道。焊缝尺寸不正确，是指与预先规定的焊缝尺寸产生的偏差。包括焊缝厚度过大、焊缝宽度过大、焊缝有效厚度不足或过大等缺欠。
另外，还包括焊缝超高、角度偏差、焊脚不对称、焊缝宽度不齐、根部收缩、根部气孔、变形过大等各种缺欠。
6）其他缺欠 其他缺欠是指以上第1）～第5）类未包含的其他缺欠。例如电弧擦伤、飞溅（包括钨飞溅）、表面撕裂、磨痕、凿痕、打磨过量、定位焊缺欠（例如焊道破裂或熔合、定位未达到要求就施焊等）、双面焊道错开、回火色（不锈钢焊接区产生的轻微氧化表面）、表面鳞片（焊接区严重的氧化表面）、焊剂残留物、残渣、角焊缝的根部间隙不良，以及由于凝固阶段保温时间加长使轻金属接头发热而造成的膨胀缺欠等。（2）压焊接头的缺欠分类
国标《金属压焊接头缺欠的分类及说明》（GB/T 6417.2—2005）对于压焊接头焊接缺欠按其性质进行了分类，共有6类。
①裂纹 裂纹是一种在固态下由局部断裂产生的缺欠，通常源于冷却或应力。裂纹缺欠包括：纵向裂纹、横向裂纹、星形裂纹、熔核边缘裂纹、结合面裂纹、热影响区裂纹、母材裂纹、焊缝区的表面裂纹以及钩状裂纹（例如对焊试件飞边区域内的裂纹，通常始于夹杂物）等。纵向裂纹及横向裂纹可能位于焊缝、热影响区、未受影响的母材区域中。
②孔穴 孔穴缺欠包括：气体、缩孔、锻孔等。
③固体夹杂 固体夹杂包括：夹渣、氧化物夹杂、金属夹杂及铸造金属夹杂等缺欠。夹渣、氧化物夹杂缺欠，可能是孤立的或成簇分布。
④未熔合 接头未完全熔合包括：未焊上、熔合不足、箔片未焊合等缺欠。
⑤形状和尺寸不良 形状缺欠是指与要求的接头形状有偏差。它包括咬边、飞边超限、组对不良、错边、角度偏差、变形、熔核或焊缝尺寸的缺欠，熔核熔深不足、单面烧穿、熔核或焊缝烧穿、热影响区过大、薄板间隙过大、表面缺欠、熔核不连续、焊缝错位、箔片错位及弯曲接头等缺欠。
⑥其他缺欠 其他缺欠是指以上5类未包含的缺欠。例如飞溅、回火色（电焊或缝焊区域的氧化表面）、材料挤出物（从焊接区域挤出的熔化金属，包括飞溅或焊接喷溅）等缺欠。（3）钎焊接头的缺欠分类
我国目前还没有关于钎焊接头缺欠的代号、分类及说明的国家标准。参考ISO18279：2003（E）的规定，钎焊接头的缺欠有以下几类。
①裂纹 钎焊接头的裂纹是指材料的有限分离，主要是二维扩展。裂纹可以是纵向的或横向的。裂纹可能存在于：钎缝金属、界面和扩散区、热影响区以及未受影响的母材区中。
②气孔 气孔包括：气穴、气孔、大气窝、表面气孔、表面气泡、填充缺欠及未焊透等。
③固体夹杂物 固体夹杂是钎焊金属中的外部金属或非金属颗粒，它可以分为：氧化物夹杂、金属夹杂以及钎剂夹杂等。
④钎合缺欠 钎合缺欠是指钎缝金属与母材之间未钎合或未足够钎合。
⑤钎缝的形状及尺寸 这类缺欠包括：钎焊金属过多、形状缺欠、线性偏差、角偏差、变形、局部熔化、母材表面熔化、填充金属溶蚀、凹形钎焊金属、粗糙表面、钎角不足及钎角不规则等。
⑥其他缺欠 其他缺欠是指不属于以上5类的缺欠。它包括：钎剂渗漏、飞溅、变色或氧化、母材及填充材料的过合金化、钎剂残余物、过多钎焊金属流动及蚀刻等。2.1.3.2 焊接缺陷的评级
焊接结构的生产朝着大型化、高温、高压、耐蚀、低温等方向发展的同时，所用钢材的强度和厚度不断提高，这就给焊接质量控制提出了新的难题，其中防止和控制焊接缺陷是提高焊接产品质量的关键。据统计，在世界上各种焊接结构的失效事故中，除少数是属于设计不合理、选材不当和操作上的问题之外，绝大多数是由焊接缺陷，特别是焊接裂纹引起的。（1）评级依据
对有焊接产品设计规程或法定验收规则的产品，焊接缺陷应按这些规定，确定相应的级别。对无产品设计规程或法定验收规则的产品，可根据表2-2所列因素确定焊接缺陷的级别。表2-2 确定焊接缺陷级别应考虑的因素（2）焊接缺陷分级
焊接缺陷的分级在国家标准《钢熔化焊接头的要求及缺陷分级》（GB/T 12469—1990）中有明确的规定，见表2-3。从该表中可以看出，缺欠共分4级。不同级别的缺欠分别对应着各自焊缝的级别。显然，Ⅰ级缺欠的要求是最严格，而Ⅳ级缺欠的要求最低。它们分别对应着Ⅰ级焊缝（优质的焊缝）及Ⅳ级的焊缝（最低级的焊缝）。表2-3 钢熔化焊接头的焊接缺陷分级①咬边如经修磨并平滑过渡则只按焊缝最小允许厚度值评定。②特定条件下要求平缓过渡时不受本规定限制，如搭接或不等厚板的对接和角接组合焊缝。注：除表明角焊缝缺陷外，其余均为对接、角接焊缝通用。δ为板厚。
从表2-3还可以看出，裂纹、焊瘤这两种缺欠，对于4个级别的焊缝都是不允许的。在表中所列出的全部缺欠条目中，Ⅰ级缺欠标准中，有12条均明确写出是“不允许”的。只有这样才能严格保证焊接质量。（3）焊接缺陷的产生原因
焊接缺陷产生的原因是多方面的，对不同的缺陷，影响因素也不同。焊接缺陷的产生既有冶金的原因，也有应力和变形的作用。焊接缺陷通常出现在焊缝及其附近区域，而这些部位正是焊接结构中拉伸残余应力最大的地方。焊接裂纹缺陷产生的主要原因见表2-4。其他焊接缺陷产生的主要原因见表2-5。表2-4 焊接裂纹缺陷产生的主要原因表2-5 其他焊接缺陷产生的主要原因（4）常见缺陷及防止措施
①熔化焊常见缺陷及防止措施 熔化焊时，由于加热温度较高，焊缝金属发生快速冷却凝固，如果选材、接头设计、工艺参数选择、焊接操作不当，都可能引起熔化焊接头组织性能的变化，产生裂纹或其他缺陷，降低接头的使用性能。熔化焊常见焊接缺陷的产生原因及防止措施见表2-6。表2-6 熔化焊常见焊接缺陷的产生原因及防止措施
②堆焊常见缺陷及防止措施 由于材料、设备、工艺及操作等方面的原因，堆焊焊道有时会出现裂纹、气孔、未焊透等缺陷。堆焊工艺参数一般是在大量的工艺性试验后得出的，改变工艺参数会导致过渡合金元素、堆焊层组织性能的变化，降低抗裂性，产生裂纹或其他缺陷。因此堆焊过程中应严格遵守工艺操作规程，随时注意工艺参数的变化并及时调整。堆焊常见焊接缺陷及防止措施见表2-7。表2-7 堆焊常见焊接缺陷及防止措施2.1.4 焊接缺欠的控制及修复（1）焊接缺欠的控制
焊接产品在制造过程中，不可避免地会出现不同类型的缺欠。分析焊接缺欠的产生原因，是为了防止缺欠的产生。从而有针对性地采取相应的技术措施，减少或消除焊接缺欠，以提高焊接产品的质量水平。同时，还要对于已经出现的缺欠进行分析、研究解决办法及补救的措施。并且明确指出：缺欠达到什么程度时，就应当判定为“缺陷”。也就是要通过理论分析与计算确定缺欠的“容限”。结合具体的焊接产品，确定Q、Q的质量标准，这是非常重要的工作。AB
①气孔的控制
a.按国家标准要求，加强施工环境控制，现场建立合理的施工清洁区；严禁焊接场所有穿堂风，采取端部封堵等措施。
b.按焊接施工方案要求进行坡口清理，严格控制坡口两侧的清洁度；加强现场通风条件，控制空气潮湿度不大于90％。
c.加强焊接操作者基本技能的培训，严格执行工艺规程，控制焊接电弧的合适长度。
d.焊条电弧焊采用低氢型焊条，焊前按要求烘干焊条。
e.氩弧焊控制氩气纯度（Ar≥99.99％）；按工艺评定要求，控制氩气流量，避免出现紊流。
f.选择设备性能稳定且标定合格的焊接设备。
②夹渣的控制
a.加强焊接操作者基本技能的培训，操作中控制铁水与熔渣分离。
b.按焊接工艺卡要求，控制焊接电流。
c.使用合适规格的焊条，加强焊接过程的层道间清理。
d.焊接接地线应在工件中合理牢固接地，控制电弧偏吹。
③未熔合的控制
a.加强焊接操作者基本技能的培训，从操作上消除根部未熔合缺陷产生。
b.注意焊层之间的修整，避免出现沟槽及运条不当而导致未熔合。
c.严格按焊接工艺文件要求，采用合理的焊接电流（或焊接热输入）。
d.正确处理钨极的打磨角度和焊接停留时间。
④未焊透的控制
a.加强焊接坡口质量检查，控制合理的钝边量。
b.加强装配质量检查，严把装配质量关，控制合理的装配间隙和错边量。
c.加强焊接操作者基本技能的培训，避免内部缺陷的错判。
d.按焊接工艺文件要求采用合理的焊接电流（或焊接热输入）。
e.使用合适规格的焊材（焊条、焊丝）。
f.正确处理钨极的打磨角度。
⑤错边的控制
a.加强焊接坡口的检验，控制两部件的壁厚差达到标准要求。
b.加强质量检验人员在现场对装配质量的检查，严把焊接装配质量关，控制合理的错边量。
c.加强操作者自检，按要求进行点固焊，确保装配质量。
d.加强装配图纸的审查，避免设计在设备、阀门与管道尺寸接口存在问题。
当产品焊接缺欠被检出来后，除对它进行评定并做出处理外，还有一项更为重要的工作，即对产生的焊接缺欠进行原因分析。找出产生焊接缺欠的内外原因，才能“对症下药”，根治焊接缺欠，特别是防止缺欠的再次发生。
了解各种焊接缺陷对结构质量的影响，对控制焊接结构的安全是十分必要的。应明确哪些焊接缺陷可能对焊接结构带来灾难性的后果，哪些焊接缺欠不会对焊接结构安全运行有大的影响。通过严格控制缺欠，可确保优质焊接工程的实现。（2）焊接修复的类型
根据实际焊接件的工况条件，焊接修复的工艺类型可分为返修焊接、维修焊接、补焊等，对焊接修复工艺有不同的要求。
①返修焊接 返修焊接是指在产品焊接过程中或焊接后，焊缝质量达不到相应的技术标准及质量等级要求，为修复不符合技术要求的焊接缺陷而重新进行的焊接作业。返修是“为使不合格产品满足预期用途而对其采取的焊接措施”。返修焊是以焊接产品为载体，以焊接缺陷为处理对象，是焊接修复的主要内容之一。
指导返修焊接操作的焊接工艺，称为返修焊工艺。承压设备及重要的焊接结构生产流程中，对返修焊接工艺及操作有明确的要求和规定。常作为企业焊接质量保证体系中的纠错措施，编写在焊接规程等文件中，用于指导不合格产品的修复处理。
②维修焊接 用于对损坏的焊接结构或机电产品进行焊接维修（批量化的焊接维修可看作是再制造），包括对服役设备中裂纹等缺陷的修复和对磨损、腐蚀表面的堆焊等焊接修复。维修焊接有如下几个特点。
a.个性化，针对具体产品或结构的失效机理，制定专用修复工艺及措施，进行焊接修复。
b.复合性，采用多种技术的复合作业进行焊接维修。
c.改进性，焊接修复后的质量和性能（如耐磨性等）达到或超过新制品的技术要求。
③补焊 多用于铸件、锻件、切削加工件存在的局部缺陷，为修补工件中的缺陷而进行的焊接修复，俗称为补焊。补焊也是焊接修复的主要内容之一。补焊修复具有设备简单、投入成本低、产出价值高、使用资源减量化等特点。（3）焊接修复工艺的适应性
①通用焊接修复工艺 针对典型金属材料或大批量生产的焊接产品中经常出现的缺陷，制定行业或企业技术标准，依据是经过试验考核的焊接修复工艺、规范和指导这类焊接修复的操作。例如，行业标准《重型机械通用技术条件 第7部分：铸钢件补焊》（JB/T5000.7—2007）为重型机械制造行业的通用焊接修复技术要求。这类标准有明确的适用范围，对一定范围产品的焊接修复工作具有普遍指导意义。根据技术发展状况在使用一段时间后，进行技术标准的修订完善工作。
②专用焊接修复工艺 针对某件产品或某个关键零部件制定的专用焊接修复工艺，指导焊接操作者进行具体的焊接修复工作。由于焊接修复对象差异很大，材质和使用性能要求不同，在特殊条件和要求下无法采用通用焊接修复工艺进行焊接修复指导，因此有必要制定专用的焊接修复工艺，用以指导特殊零部件的焊接修复。（4）制定焊接修复工艺的原则
①技术可行性 分析焊接修复工艺的技术可行性，是制定焊接修复工艺时必须认真考虑的首要问题。只要焊接修复工艺能够有效指导操作者的焊接修复施工，即可满足焊接修复工艺的技术可行性要求。焊接修复技术经过多年来的生产实践，积累了很多成功的经验，但仍存在某些方面的局限性。
目前的焊接修复方法多以熔焊为主，必然存在着焊接冶金反应、焊缝凝固结晶、焊接缺陷、热影响区组织转变、焊接残余应力等问题。如果处理得当，可以满足修复产品的技术要求。但如果与产品技术要求存在难以解决的矛盾，不宜采用焊接方法进行修复。
焊接修复的可行性与材料焊接性密切相关，焊接修复技术适用于焊接性较好的钢材及有色金属，如低碳钢、低合金钢等具有较好的焊接性，可以保证焊接修复质量。而焊接性差的金属材料，容易产生焊接缺陷，而且焊接接头性能较差，不宜进行焊接修复。
焊接修复的可行性还与工件承受载荷和服役环境有直接关系。焊接修复技术适用于承受静载荷或低频次疲劳载荷的金属结构，不适用于承受高频次动载荷或交变疲劳载荷的金属结构。例如，承受高频次动载荷的列车车轮就不允许进行焊接修复，如果违规进行焊接修复有可能产生非常严重的后果。
②质量可靠性 根据产品技术要求和使用情况确定焊接修复质量等级，通过结构形式、承载性质、缺陷状况等方面的分析，选用质量可靠的焊接方法和焊接材料，提出焊接修复的质量控制措施和对焊工操作水平的要求，明确质量检验方法、技术标准和合格等级。
进行长时间、大面积、高质量要求的焊接修复时，选用自动化的焊接方法和装备能获得较好的质量可靠性。焊缝返修焊时，应选用经
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