焊接中的常见缺陷的成因和防止措施

焊接中的常见缺陷的成因和防止措施（通用5篇）

焊接中的常见缺陷的成因和防止措施 篇1

焊接是保证结构强度的关键，是保证质量的关键，是保证安全和作业的重要条件。如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、渗漏，甚至引起事故。据对脆断事故调查表明，40%脆断事故是从焊缝缺陷处开始的。在进行检验的过程中，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，以确保安全。

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。

焊接中的常见缺陷的成因和防止措施 篇2

关键词：缺陷,气孔,夹渣,未焊透,未熔合

管道焊接是保证管道密性和强度的关键, 是保证管道质量的关键, 是保证管道安全生产的重要条件。如果焊接存在着缺陷, 就有可能造成穿孔、渗漏, 甚至引起管道断裂。据对管道穿孔事故调查表明, 40%穿孔事故是从焊缝缺陷处开始的。在油田地面产能建设中, 管道的焊接质量问题尤为突出。在对管道进行检验的过程中, 对焊缝的检验尤为重要。

管道焊接缺陷种类很多, 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。

1 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:焊条要进行烘焙, 装在保温筒内, 严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。选择合适的焊接电流和焊接速度, 清理干净坡口边缘水份、油污和锈迹, 直至发出金属光泽。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。按照焊接工艺要求进行焊件预热。

2 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件清理不干净, 多层多道焊层间药皮清理不干净, 焊接过程中药皮脱落在熔池中等;另外电弧过长、焊接角度不对、焊层过厚、焊接电流太小或焊接速度过快等, 导致熔池中熔化的杂质未浮出而在熔池凝固。防止产生夹渣的措施是:正确选取坡口尺寸, 认真清理坡口边缘并打磨, 直至发出金属光泽, 焊条要进行烘焙, 不使用偏芯、受潮等不合格焊条, 选用合适的焊接电流和焊接速度, 运条摆动要适当, 不能过快。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。

3 咬边

咬边是指在沿着焊趾的母材部位烧熔形成的沟槽或凹陷。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:加强焊接标准和评定缺陷标准的学习, 正确判断咬边的深度和长度, 同时加强焊工基本技能培训, 按照工艺要求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;特别要注意焊接速度不宜过快。

4 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, 在高压等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加强练习, 提高操作技术, 培养焊工责任心, 针对不同的母材、焊材, 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。

5 焊接裂纹

焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。产生裂纹的原因因为不同钢种、焊接方法、焊接环境、预热要求、焊接接头中杂质的含量、装配及焊接应力的大小等而不同, 但产生裂纹的根本原因有两点:产生裂纹的内部诱因和必须得应力。由于结构的破坏多从裂纹处开始, 所以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。防止产生裂纹的方法是严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊接条件, 提高焊接操作技能, 熟练掌握焊接方法, 同时限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害杂质的含量, 主要限制硫含量, 提高锰含量;提高焊条或焊剂的碱度, 以降低杂质含量, 改善偏析程度;改进焊接结构形式, 采用合理的焊接顺序, 提高焊缝收缩时的自由度。对已经产生裂纹的焊接接头, 制定处理措施, 采取挖补等处理,

6 结论

在油田地面施工中, 管道焊接性直接决定着生产能否正常进行, 因此, 应及早发现缺陷, 从施工管理、质量管理、技术管理角度把焊接缺陷限制在一定范围内, 这样才能确保生产安全。

参考文献

论常见焊接缺陷的成因和预防措施 篇3

摘要：随着我国工业的快速发展，在发展中焊接工作的质量要求也越发严格，本文阐述了焊接缺陷的种类、产生原因及其防止措施，并时焊缝质量检验的方法进行介绍。

关键词：焊接缺陷；预防措施；质量检验

根据大型安装工程建设的施工经验，焊接是安装建造期间的一项关键工作，其进度直接影响到计划的工期，其质量的好坏直接影响到工程的安全运行和使用寿命，其效率的高低直接影响工程的建造周期和建造成本。焊接的基本原理是借助于原子间的联系和质点间的扩散，获得形成整体接头的过程。焊接工艺作为机械制造过程中的重要工艺之一，但如果焊接存在着缺陷，就有可能造成结构断裂、伤及人员及设备的严重后果。因此，应及早发现缺陷，提高焊接质量，避免常规缺陷的产生；如何制定预防措施，对焊接技术工作者是一项必须面对的课题。

一、外观缺陷及预防措施

1、弧坑

由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成低洼的坑穴称为弧坑。弧坑中常伴有裂纹和气孔等缺陷，使该处焊缝的强度降低。产生弧坑的主要原因有：熄弧时间过短或焊接突然中断；焊接薄板时电流过大。预防方法是选用合适的焊接电流，收弧时焊条应作短时间停留或作几次环形运条。

2、气孔

焊接过程中，如果熔池中的气泡在熔池金属凝固时未能逸出，就会在焊缝内部或表面形成气孔。气孔会使焊缝的有效截面减小，降低焊接接头的强度，破坏焊缝金属的致密性。产生气孔的原因有：坡口边缘不清洁，有水、油、锈等杂质；焊条或焊剂受潮，含有水分；焊条锈蚀或药皮变质、剥落等。另外，采用碱性焊条焊接时，如果电弧拉得过长或焊接速度过快，也会产生气孔。预防气孔的方法是严格按规定保管和烘干焊接材料，焊前认真清理坡口边缘的杂质，选择合适的焊接电流和焊接速度，控制焊接电弧长度。

3、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"；使用碱性焊條时，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。预防产生夹渣的措施是：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，埋弧焊要注意预防焊偏。

4、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。预防产生咬边的办法是：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。

5、未熔合和未焊透

焊接时，母材与焊缝金属或焊缝层间局部未熔透的现象称为未熔合，接头根部未完全熔透的现象称为未焊透。未熔合和未焊透减小了焊缝工作截面，造成应力集中，降低了焊接接头强度，并且是焊缝开裂的根源。产生未熔合的原因有：焊件坡口表面的氧化膜、油污等杂物未清理干净；焊接时，熔渣妨碍了金属间的熔合；运条手法不当，电弧偏在坡口一侧。产生未焊透的原因有：焊件装配间隙或坡口角度太小；坡口钝边太厚；焊条直径太大；焊接电流过小或焊接速度过快；焊接电弧过长等。预防未熔合和未焊透的方法是：正确选取坡口尺寸，焊前认真清理坡口表面，合理选用焊条直径、焊接电流和焊接速度，控制电弧长度，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。

6、其它

除以上缺陷外，气焊时由于火焰能率过大，焊接速度慢或炬在某处停留时间长，以及火焰性质不适当等，都会引起焊缝金属过热或过烧。

过热的特征是金属表面变黑，并起氧化皮，金属晶粒粗大，性能变脆，赤烧时，金属晶粒粗大，晶粒表面被氧化而破坏了晶粒之间的连接，使金属变脆，产生过烧缺陷时，必须将其铲除重新焊接。

为防止过热和过烧，应选用适宜的火焰能率，注意火焰性质，掌握好焊接速度，适时拍起火焰不使熔池温度过高。手工钨极氩弧焊时，由于焊接电流过大， 氩气纯度低对钨极保护不良等造成钨极烧损；操作中钨极碰触焊丝或熔池等，都会使钨过渡到焊缝金属内引起夹钨缺陷，夹钨会使焊缝性能变坏，焊接时也应防止产生夹钨缺陷。

二、焊缝质量的检验

焊缝检验是保证焊接质量的重要手段。经检验后，如果发现焊缝存在超过允许值的缺陷，应采用适当方法将缺陷去除，再进行补焊。另外，某些重要结构不允许修补，这时则必须将存在重大缺陷的焊件作废品处理。常用的焊缝质量检验方法有外观检验、密性试验和无损探伤。

1、外观检验

外观检验的工作内容是对焊缝外表进行检查，以确定焊缝外观尺寸和形状是否符合要求，是否存在咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、表面夹渣、表面裂纹，以及根部未焊透等缺陷。

2、密性试验

密性试验是检验焊缝致密性的试验方法，根据结构形状和部位的不同，可采用煤油试验、气压试验、灌水试验、冲水试验等方法。

3、无损探伤

无损探伤是检验和发现焊缝内部缺陷最有效的方法，对于一些重要的结构，出厂前都要求进行无损探伤。常见的无损探伤方法有渗透探伤、磁粉探伤、超声波探伤和射线探伤。

三、结束语

由于焊接过程存在潜在的危险，为此对从事该作业人员应严格要求，必须对其进行相应的、专门的安全技术理论学习和实际操作训练，提高此类作业人员的安全技术素质，并经考核合格取得安全技术操作证后方准独立作业；同时通过培训使他们了解焊接生产特点、焊接操作基本原理及焊接工艺、工具的安全使用；严格执行安全规程和实施防护措施，保证安全生产，避免发生事故。

参考文献：

[1]刘刚.常见焊接缺陷和变形成因分析及解决方法[J].铁道建筑, 2009,(01) .

[2]徐新,彭锡明,滕玮,卓奇敏.焊接缺陷成因及消除方法[J].科技信息, 2009,(36) .

[3]沈德福,赵祥.常见焊接缺陷产生的原因及预防[J].农业机械, 2009,(06) .

焊接中的常见缺陷的成因和防止措施 篇4

摘要：本文根据湖南省高强度预应力管桩施工的实际情况和刀具厂三车间厂房桩基础工程的施工经验，对高强度预应力管桩在施工中出现的质量缺陷的成因进行了分析，提出了在各种不同地质条件下桩基础施工预防质量缺陷的措施。此文可供建设单位、建筑设计院设计时选择桩型，监理单位、施工单位在施工中对质量缺陷的控制和预防时提供参考。

关键词：预应力管桩 施工质量缺陷 成因分析预防措施

一、高强度预应力管桩应用

在建筑工程中，桩基础是最常用的基础形式。随着现代建筑业的飞速发展和科学技术的进步，桩基础已从木桩逐渐发展为钢筋混凝土桩和钢桩，桩基础的施工方法与施工机械也有了长足的发展。同时为了满足现代建筑的质量标准和可靠性，制桩方法也有了很大的改变，预制桩是在专业化工厂生产，采用的是大型现代化设备，有成熟的生产工艺和完整的质量管理体系，各项指标由计算机控制，使产品质量在生产运行的全过程中得到有效地控制。因此预制桩在全国已经得到普遍使用。

经过三十多年在工业和民用建筑等工程中的使用实践，预制桩不仅适用于多层和高层建筑（广东、广西、上海等地区应用预应力管桩作基础的楼房已高达60层），在湖南，用于18-32层高层建筑的项目有：顺天*黄金海岸、先锋*水韵花都、中嘉*裙原、珠江花城、益阳银色现代城、当代MOMA城、世纪金源房地产、新河三角洲房地产、长沙市二馆一厅等，用于多层和别墅的项目有：保利*云阆别墅、创远*第三城、和记黄浦*金星住宅项目、南山*苏迪亚诺、比华利山、长沙民政职业技术学院、常德金汇广场等。

同时也适用于厂房建筑和设备基础等，在湖南地区已经用于厂房基础的有：株冶钻石工业园三分厂管桩基础工程、中联重科泉塘工业园技改二期和三期项目、麓谷工业园技改工程管桩基础、湖南新天和湘潭九华工业园等。在湖南目前已经有9家压桩机生产厂，规模大、质量好、产品规格齐全的有湖南新天和工程设备有限公司等。湖南液压静力压桩机产量占全国总产量的85%，年产值在5亿元以上。

在湖南，目前生产规模已经超过100万米的砼预应力管桩生产厂—湖南建华管桩有限公司和湘江管桩有限公司。

在湖南目前已经有十多台液压静力压桩机和约150台柴油锤桩机在全省范围内施工。并且施工设备和施工队伍还在不断增加中。

与其它的桩型相比较，预制桩施工有明显的优势。预制桩施工目前有二种主要施工方法，一是锤击法，一是静压法（目前正在进行推广的还有一种栽桩法）。

二、高强度预应力管桩静压施工特点

静压桩机静压预应力管桩从八十年代开始应用，经过二十多年的发展，逐步走向成熟。静压桩施工法适应范围广，一般粘土、软弱土、淤泥土、砂层地质土等都适宜，特别是覆土不太厚的岩溶地区和持力层深的沿海地区优势更为明显。在静压预应力管桩应用得比较多的地区，如广东、广西、海南、福建、江苏、浙江、上海、天津、北京、山东、山西、河南、湖北、江西、安徽、辽宁、吉林、黑龙江、陕西等省市；其它的桩型如：锤击桩、钢管桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩和钻孔灌注桩的使用范围逐步减少或正逐步被淘汰，桩基施工质量事故的发生频率也在大幅度下降。根据二十多年的使用实践证明，静压预应力管桩有如下优点：

1、供设计选用范围广

管桩规格型号多，直径从300mm~1200mm不等；单桩承载力从600KN~1000KN不等，各种建筑的基础都能适用。

目前在全国大部分城市都有管桩生产工厂，工厂生产的产品都能满足工程施工需要；根据建筑结构荷载的大小和土质情况，设计院可选用不同直径、不同壁厚和桩长的管桩，为业主节约工程投资；在施工中也容易解决布桩问题。

2、对地质条件复杂、持力层起伏变化大的地基适应性强 管桩桩长可以由施工单位根据试桩的桩长要求生产（从5m~15m），各种长度的桩可以任意搭配焊接，配桩简单，桩长可以在5~70 m范围任意搭配，在施工过程中可根据地质条件和承载力变化随时调整桩长，减少不必要的投资。

3、单位承载力造价便宜

虽然管桩每米造价比沉管灌注桩贵，但管桩单桩承载力高，按单位（每吨）承载力造价比较（管桩总长度或者根数要少），管桩造价比沉管灌注桩要低；这在多年前已经成为公认的事实。虽然管桩单方混凝土造价比人工挖孔桩和钻孔灌注桩高，但管桩持力层与人工挖孔和钻孔灌注的持力层不在同一平面（二者比较管桩桩长短一些），在计取其它的费用后，综合费用管桩要低。

长时期使用实践证明，在同样直径、同样土壤的条件下，由于静压预应力管桩对桩周及桩端土壤的挤压，静压预应力管桩的桩侧摩擦力和桩端阻力都要比其它桩型大很多，这在理论界和设计院都有定论，只是各地设计院在设计时选取参数时掌握分寸不一。

为了尽量减少不必要的投资，许多有经验又懂行的业主，采取先试桩，要求设计院在试桩完成后进行复核计算，调整设计方案，采用最合理、最经济的优化方案。

4、成桩质量稳定可靠

（1）管桩是在专业化工厂生产，采用的是大型现代化设备，有成熟的生产工艺和完整的质量管理体系，各项指标由计算机控制，使产品质量在生产运行的全过程中得到有效地控制。

（2）管桩采用离心成型、压蒸养护与混凝土科学配比掺外加剂工艺，确保砼强度等级大于C60（高强砼PHC管桩砼强度等级达到C80以上），比普通砼预制桩承载力高2~4倍。选用的是高强度预应力钢棒，采用成熟的先张法预应力工艺有较高的抗裂、抗弯强度。

（3）成桩质量可靠性高

因桩在工厂制作，桩身平整直立，在施工中静压桩机能随时调整桩的垂直度，确保桩的垂直度符合规范要求。

桩在施工中的偏差因静压桩是将桩抱紧后强制压入土，外界因素不会造成桩的跑偏，能确保桩位准确无误。压桩过程中桩的阻力由静压桩机上的仪表反映出来，所以每根桩的单桩承载力可以很直观地观测和记录（相当于每根桩都做了静载试验），监理工程师和建设方现场代表在现场对施工质量和工程量计量的监督工作变得简单，减轻了工作强度，节约了人力资源。

（4）由于压桩过程中，桩的单桩承载力可以很直观地观测和记录，所以桩的质量可靠，一方面不会出现检测不合格，需要大面积检测和补桩的质量事故；另一方面，在施工中出现的地质土层变化等问题能及时反映到设计院和监理公司，针对出现的问题能及时采取措施解决。

4、施工速度快、工效高、工期短、检测简单快速

在市场经济发展的今天，“工期就是效益，时间就是金钱”。静压管桩施工速度是所有基础施工项目中最快的一种，一台800吨的静压桩机在正常情况下每天可压桩20-80根（最高记录是每天可压桩1600米）。

由于静压桩过程中，桩对周边土壤和地下水的干扰相对较少，所以压入桩的最终压力值要大于桩的实际承载力，因此可在压桩施工后立刻对桩进行检测；检测合格可马上进行桩基承台施工；这样可大大缩短工期，提高工效；同时可以节省施工费用，缩短投资回收时间。

基桩的检测主要是由静载试验检测桩的单桩承载力和小应变检测桩身的质量，静力压桩机可以作为静载试验的反力加载装置，无需外请吊车、堆沙包、砌承重墙和重新修建施工临时道路等工作，检测时间可以缩短数倍，检测费用大大降低，只是原来的30-50%；如一个项目施工桩的数量在1000根，按规范要求要检测桩的数量是10根，设计承载力是220吨，常规检测费用是：220吨*2倍*55元/吨*10根=242000元；如果采用桩机做反力机构，检测单位取费：每根桩在3000元以内（长沙市市场价），设备使用台班费：2000元/根，检测费用是：5000元/根*10根=50000元；二者相差192000元。

5、运输装卸方便，接桩快捷，压桩长度不受限制

静力压桩机都配备有16t以上的液压吊车，各种建筑施工材料可随到随卸。接桩采用电焊法，由两个电焊工对焊。压桩的长度可以根据地质持力层的变化随时调整，桩长从5m~70m或更长都可以灵活搭配。

6、施工文明，现场整洁，对周围的环境影响少 静力压桩机施工是一种全机械化施工，最大的特点是无噪音、无振动、无污染、无建筑垃圾外运，现场文明整洁，工人劳动强度低。特别适宜在对噪音有管制和对震动有限制的市区、危房、精密仪器房附近及河口、地铁、立交桥等地区施工。

7、静力压桩对施工场地的土质有很大的改善，挤土桩形成过程中对桩周的土壤有一定的挤压，能极大地增加摩擦力；桩机行走灵活，施工效率高。

8、预制桩施工，不受流砂，地下水位，淤泥质土壤的影响，不良地质不会影响施工进度和施工重量。

9、施工安全：由于预制桩施工工艺简单，施工环境和施工条件较好，所以施工安全有保证。

经过二十多年的使用，在沿海地区和内陆地区，静压桩机静压预应力管桩已经成为最普通最常用的施工方法，业主、设计院、监理公司、施工单位公认这种施工法是最经济最可靠的施工法。

三、施工质量问题

静压桩机静压预应力管桩施工法虽然得到普遍推广和使用，但在施工过程中由于管理和质量控制不完善，管桩桩基础施工产生的质量问题是：桩位及桩身倾钭超过规范要求；桩头破裂；桩身（包括桩尖和接头）破损断裂；桩端达不到设计持力层；单桩承载力达不到设计要求；桩的长度不够；基坑开挖不当引起大面积群桩倾钭；桩身上浮。

四、施工质量缺陷原因分析

1．桩顶偏位过大

主要原因：

（1）测量放线有误，或样桩在施工过程中位移；

（2）插桩对中误差较大；

（3）先沉入的桩被挤位偏移，在饱和的软土地区的大片密集群桩施工时最易出现；

（4）施工顺序不当，引起桩位移；（5）沉桩过程中桩尖遇到坚硬的障碍物或地层土质突变，产生断裂带，桩位正好在陡变区，桩在沉降过程中受到偏心力作用，将桩挤偏；

（6）接桩不直，或用了“香蕉形”的预制桩；

（7）基坑挖土施工引起坑中的桩身倾斜或大偏位；

（8）在软土地基上由于重型施工机械的偏压也易引起桩的偏位.2.桩身倾斜

主要原因：

（1）施工场地不平；或地表松软，使打桩机倾斜；或打桩机导（挺）杆未校直；

（2）插桩不正，底桩倾斜过大；或初入土时就发生倾斜；

（3）桩身弯曲度过大；

（4）桩顶与桩身中轴线不同心；

（5）桩尖偏心不对中；

（6）打桩时桩锤、桩帽、桩身中心线不在同一直线上；

（7）桩垫或锤垫不平；

（8）桩帽太大，引起偏心锤击；

（9）遇到孤石或坚硬障碍物；

（10）接桩时上下节桩不在同一直线上，或用了“香蕉形”桩；

（11）大片密集群桩中，打（压）桩时土体挤压邻桩；

（12）在软土地区施工，送桩器太大且送桩太深也会引起桩顶偏位或桩身倾斜；（13）基坑开挖不当引起了大批桩身倾斜或折断；

（14）钻孔植桩法施工时导孔倾斜。

3．桩顶破碎

主要原因：

（1）桩的制作质量差，如原材料质量差，配合比不当，振捣不密实，养护不当等；

（2）桩顶结构不合理；

（3）桩身养护时间不足；

（4）桩顶面不平，或桩顶与桩身轴线不垂直；

（5）桩锤太轻，锤击次数过多；

（6）桩锤太重，或落距太大；

（7）没有设桩垫，或桩垫厚度不够，或桩垫未及时更换；

（8）桩帽太小、太大、太深，或桩帽结构变形；

（9）桩锤、桩帽、桩身轴线不重合而偏心锤击；

（10）遇到孤石或硬岩面时继续猛打；

（11）收锤贯入度要求过小；

（12）在厚粘性土层中停歇时间久再重打时，易打坏桩头；

（13）送桩器尺寸不合适、送桩太深击碎桩头；

（14）截桩头后再复打时桩顶易碎。

4．桩身断裂 主要原因：

（1）桩身制作质量不符合要求，存在质量隐患；

（2）桩在堆放、吊运过程中已产生断裂或裂缝；

（3）遇硬岩面时继续强打，特别是在石灰岩地区、“上软下硬、软硬突变”的地质条件下施工，桩身更易断裂；

（4）桩尖沿硬岩面滑移而将桩身蹩断；

（5）桩身弯曲过大，偏心锤击；

（6）桩尖进入硬土层后倾斜过大，误用移动桩架等强行扳回的方法纠偏易将桩身折断；

（7）桩身自由段长细比过大，且桩尖已进入硬土层时，易将桩身打裂；

（8）打桩中发生过大的拉应力，桩身易引起地面以下的桩身断裂；

（9）压桩时夹具不当，夹力太大易将桩身夹爆；

（10）收锤贯入度要求过小，总锤击数太多；

（11）沉桩完毕，露出地面的桩受施工机械碰撞引起地面以下的桩身断裂；

（12）开挖基坑不当易引起桩身倾斜而被折断；

（13）接头质量差，打桩时易断裂；挤土严重时，接头易拉脱。

5．沉桩达不到设计控制要求

主要原因：

（1）地质勘察资料与实际桩端持力层不符，持力层顶面标高变化大，预制桩长度不够；

（2）设计选择持力层不当，或设计承载力过高，无法将桩打至要求的行力层，以致打桩破损率大；（3）沉桩时遇地下障碍物或厚度较大的硬夹层；

（4）打桩锤太小，压桩机压力不够；

（5）桩头被击碎或桩身被打断，无法继续沉桩；

（6）在较厚的粘性土层中，沉桩中间休歇时间太长；

（7）布桩密集或打桩顺序不当，使后打的桩无法达到原先的设计深度。

6．桩身上浮

桩基础施工时，由于施工操作不当或地质情况复杂，有时会产生桩身上浮的现象。这种情况在上海、浙江、广东、湖北等地发生过。其原因是：

（1）地下水位高，土层中含水率高，桩在下沉过程中，由于土体被挤密实，地下水在桩的挤压下无法及时消散，桩的下端部形成一个相对密闭容器状水土混合体，桩端施压的压力越大，下部的水和土的混合体的压强越大，水将土挤得更加密实，水就更加难消散，这样就会使桩沉不到要求的持力层。而静载试验时，由于桩的停歇时间已久，桩下部的水已经消散，桩的承载力比施工时的实际承载力要低很多，这样就会造成较大的质量事故。

（2）同样原理，桩在下沉过程中，由于持力层是基岩，桩端下部的水土混合体对周围的岩土均匀施压，岩石和硬质结构土体的强度大，不易挤碎，而此时新压入的相邻桩的桩侧摩擦力没有完全恢复，水土混合体顶起管桩，造成相邻桩上浮。

（3）对端承桩而言，上述二种情况是主要原因；在沿海地区和江浙一带，摩擦桩是主要的桩型，摩擦桩一般情况不会出现浮桩的情况。在桩的静载试验时由于桩的下沉量大，有时误判断是桩上浮，这是对土力学、桩的受力原理和桩基础施工缺乏了解所致。局部土质差异，地下水和地表水的变化，沉桩后停歇时间的长短，桩下端部土质承载力差等，都有可能产生桩的承载力变少，沉降量大。这需要专业人员根据实际情况判断确认。

7．基坑开挖不当引起大面积群桩倾钭 软土地区施打（压）大面积密集的预制桩后，在沉桩区进行深基坑开挖（开挖深度4~5 米以上），在沿海地区，在此深度范围内存在着淤泥等软弱土层，这就给开挖带来许多困难，并引起桩身大幅度位移、倾倒或折断。原因是：

（1）打（压）桩后，由于土体被挤紧挤密，土的挤压内应力没有完全消散掉，土体中的水没有形成流动通道，在深基坑开挖时，原有的平衡被破坏，土的挤压内应力和水压力得到释放，加上淤泥本身的流动性，土体产生侧向力向开挖方向流动，而基桩对水平力的抵抗能力小，于是随着土体的位移而向开挖方向倾斜，造成桩顶大量位移。

（2）基坑开挖时，一般采用机械开挖，机械设备的重量、振动、土体标高的高低差和土体的重量都是引起淤泥质土体移动的主要因素。

四、质量缺陷防范措施

主要是：

１．加强施工管理和上岗人员的培训，施工前进行技术和安全交底，对施工重点和难点要有保证措施；

２．施工前要有施工方案，施工中要严格按施工方案和操作规程执行；

３．严格遵守公司的质量管理制度，对进场的管桩等主要材料在沉桩前要进行检查，确保施工前材料的质量全部合格；

４．每个项目都有专职质量员负责质量检查，对每一道工序都要进行复检，杜绝人为因素造成的质量问题发生；

5．施工前和施工中都要认真研究地质勘察报告，对不良土质和地下水高等情况要有措施，确保施工质量。

6．桩基础施工看起来简单，其实需要有专业理论知识和施工经验的施工管理和技术人员来管理，施工前能有预见性，能发现问题，施工质量才能有保证。目前施工单位管理混乱，挂靠多，很多情况是出现问题后再来处理，影响工期和造成经济损失；所以施工队伍、施工管理人员、施工技术人员和施工设备是决定施工质量的主要因素。7．基坑开挖要由有经验的技术人员编制施工方案，确定开挖程序，注意保持基坑围护结构或边坡土体的稳定，基坑边严禁堆土和重物；

8．施工大片密集的预制管桩时采用设置袋装砂井、打插塑料排水板，开挖降水井和防挤土沟等技术措施来降低孔隙水压力，减少土体的隆起。

9．选择桩机时应注意桩机重量和设计的承载力要求，一般是三比一比较合适，对静压桩机的夹桩夹具要有选择，夹具是造成桩身裂纹的主要原因。

10掌握地质特点、根据土层变化，控制锤击冲程，控制停锤标准，发现桩身剧烈抖动或贯人度突然增大、桩身严重倾斜时应立即停锤进行研究处理；

11．锤击桩机在施工时，要及时更换锤垫桩垫，防止桩顶破损；

12施工前要根据地质资料选择桩位试桩，根据试桩情况合理配桩，确保桩顶的标高基本达到设计要求，减少锯桩和接桩数量，杜绝在没有达到压力值时停止压桩或超过终压力值时继续压桩。

13．测量设备和仪器、桩机上的压力表、水平仪都要经常检查和标定。

14．对桩的垂直度和桩位偏差要严格控制。

五．缺陷桩处理

1．桩位偏差超过规范，按设计院要求可以增大承台，增补桩来处理。

2．断桩一般采用补桩处理，对三类桩的处理要根据情况采用灌芯或补桩。

3．桩上浮采用复压。

4．桩的承载力不够，要分析原因，找出问题，然后分别采取复压或补桩。

5．桩顶标高低于设计标高，要接桩。

6．桩顶标高高于设计标高，要锯桩。

六、在经济发展中的作用 本项目研究开发的“2000-3000吨港口桩基础施工专用液压静力压桩机”，是《中国机械工业行业调整发展导向意见汇编》中属“工程机械行业”所列产品，是国家和湖南省鼓励、支持发展的无公害桩工机械。

近几年来，国家持续加大基础建设的力度，对建设工程的速度与质量提出更高要求，而液压静力压桩机的应用，对于加快工程施工进度、防止“豆腐渣”工程的出现能起到一定的积极作用。

焊接中的常见缺陷的成因和防止措施 篇5

下向焊工艺是从60年代中期开始发展起来的一种手工电弧焊焊接工艺方法, 目前, 这种方法因其生产率高、易保证焊接质量等特点, 在国内已用于压力容器和大口径输油、输气管线的焊接。下面根据在石化行业天燃气管道工程的实际应用情况, 对其焊接缺陷及防止措施进行简单介绍。

1下向焊焊接特点及采用纤维素下向焊焊条的优点

1.1在长输管道的焊接中经常采用下向焊焊接工艺, 例如在石化行业天燃气管道工程中采用了纤维素焊条打底、药芯半自动填充盖面和复合型下向焊焊接工艺。

1.2下向焊焊接特点是, 在管道水平放置固定不动的情况下, 焊接热源从顶部中心开始垂直向下焊, 一直到底部中心。其焊接部位的先后顺序是:平焊、立平焊、立焊、仰立焊、仰焊。

1.3下向焊焊接工艺采用纤维素下向焊焊条, 这种焊条以其独特的药皮配方设计, 与传统的由下向上施焊方法相比, 其优点主要表现在:

1.3.1焊接速度快, 生产效率高。应用该种焊条铁水浓度低, 不淌渣, 比由下向上施焊提高效率50%。

1.3.2焊接质量好, 纤维素焊条焊接的焊缝根部成型饱满, 电弧吹力大, 穿透均匀, 焊道背面成型美观, 抗风能力强, 适于野外作业。

1.3.3减少焊接材料的消耗, 与传统的由下向上焊接方法相比焊条消耗量减少20%-30%。

1.3.4焊接一次合格率可达96%以上。

2在使用向下焊焊接工艺施工过程中易产生的缺陷

2.1夹渣产生的原因

2.1.1打底焊后不彻底, 致使在快速热焊时, 未能使根部熔渣完全溢出。

2.1.2打底焊清根的方法不当, 使根部焊道俩侧沟槽过深, 呈现W状。在快速热焊时, 流到深槽的熔渣来不及溢出而形成夹渣。

2.1.3在6点钟位置收弧过快也易产生夹渣。

2.2气孔产生的原因

2.2.1盖面焊时, 熔池过热, 吸覆大量的周边空气。

2.2.2盖面焊时, 焊条摆动幅度太大, 熔池保护不良。

2.2.3根部间隙过小, 容易产生根部针形气泡。

2.2.4焊条未在规定时间内用完或长时间暴露在空气中。

2.3裂纹产生的原因

2.3.1如果施工地段起伏较大, 土墩未及时垫到位, 使管子处在受力状态, 在焊接收弧点 (尤其是6点钟位置) 易出现应力裂纹。

2.3.2在焊接过程中, 如果早松开或撤离对口器, 致使熔池中的铁水未来的及凝固好, 在焊接收弧处容易产生裂纹。

2.3.3焊工在6点钟位置采用直线熄弧等不当的收弧方法, 致使熔池未填满形成弧坑而出现弧坑裂纹。

2.4内凹产生的原因

2.4.1打底焊时焊条送入深度不够。

2.4.2焊接电流过大, 热焊时在5-7点位置运弧太慢。

2.4.3对口间系过大。

3针对易产生的缺陷所采用的措施

根据工程用的管材和焊材要求, 对每次工程要作好焊接工艺评定, 编写好焊接工艺操作规程, 并要求电焊工严格按焊接工艺规程要求进行操作施焊。

作好焊接的保护, 焊条在运输和存放过程中, 严禁摔、撞、磕及碰等, 确保焊接的完好性。

3.1焊前准备要求

3.1.1组对前应将坡口及其外侧表面不小于25mm区域范围内的油、漆、垢、锈和毛刺等杂物采用电动钢丝刷清理干净, 且不得有裂纹、夹层等缺陷, 并呈现金属光泽。

3.1.2组对前要对坡口进行修磨, 使坡口角度及钝边等符合设计参数和焊接工艺要求。

3.1.3焊接施工前应用砂轮机将钢管两端15mm内的螺旋焊缝磨成缓坡, 以保证该处焊道熔合良好。

3.1.4管道组对尺寸要符合焊接工艺要求。

3.2焊接过程中采取的措施

3.2.1防止夹渣的措施

打底焊后要派专业砂轮工进行清渣, 清根要彻底, 每个接头点一定要打平。清根时要将根焊道清成“U”形槽, 避免清成“W”形槽。6点钟收弧时要将熔池填满后, 再运弧到成形的焊缝上进形收弧, 要采用平甩法熄弧。

3.2.2防止气孔的方法

3.2.2.1盖面时, 电流不要太大 (电流应低于填充焊电流) , 采用小电流、短电弧、快焊焊接, 避免过热现象, 防止表面气孔。

3.2.2.2焊接时采用适应的运条技术, 否则将使熔池超前, 易造成长时间短路、焊条粘在焊道上, 这对脱氧不利, 易产生气孔, 但是焊条摆动宽度不应超过焊条直径的两倍, 否则也易产生气孔。

3.2.2.3防止组对间隙过小缺陷, 由于组对间隙过小, 在焊接时造成过大的母材稀释作用, 而妨碍排气, 致使形成根部针状气泡。

3.2.2.4焊条在使用过程中, 要存放在焊条保温筒内, 要随用随取, 严禁焊条暴露在外, 以防焊条受潮。

3.2.3防止裂纹的措施

3.2.3.1再起伏地段施工时, 土墩要及时垫到位, 或采用倒链严格控制在焊接过程中焊口受力。

3.2.3.2焊接过程中严禁松撤对口器。

3.2.3.3电焊工在6点钟位置收弧时, 一定要保证熔池填满, 且采用平焊法方式熄弧, 严禁采用直线式方法熄弧。

3.2.4防止内凹缺陷的措施

3.2.4.1加强质检力度, 控制组队质量, 确保组队间隙, 钝边符合焊接工艺要求。

3.2.4.2土墩一定要垫得足够高 (一般不低于400mm) 以便于焊工操作, 保证运条深度。

3.2.4.3打底焊时电流不易过大, 而热焊在5-7点钟位置时运条速度要适中, 不要太慢。

4结论