AWS D1.1规范下的焊接缺陷(干货)
声明:本文章内所有图片均来自白羊说焊接《焊接基础知识培训》中的图片,我也曾经发过一些缺陷的文章,但是确实不如白羊文章当中的图片好,所以特此借鉴一下,如有使用不当,请即使联系我。
都说焊工是工业界的 ‘钢铁裁缝’,一把焊枪走天下,焊花飞溅处,裂缝变整体。但行内人都懂一个真理:当一个能焊出无缺陷焊缝的焊工,难如登天;而当一个能集齐 AWS D1.1 规范里所有焊接缺陷的 ‘全能焊工’,那简直是难上加难 —— 毕竟缺陷这东西,既要 ‘天赋异禀’(操作失误),还得 ‘天时地利’(环境、材料不给力),才能精准踩中所有 ‘雷区’。今天咱们就来盘点下 AWS D1.1(美国钢结构焊接规范)里那些让焊工头疼、让质检抓狂的焊接缺陷,看看这些 ‘钢铁伤疤’ 到底有哪些花样。
一、外部缺陷:一眼就能看穿的 ‘表面功夫’
外部缺陷是指肉眼或简单检测工具就能发现的表面问题,相当于焊接后的 ‘直观翻车现场’,AWS D1.1 对其外观、尺寸有明确的限制要求,超标的直接判定为不合格。
1.咬边:焊缝与母材交界处出现未被焊材填满的沟槽状凹陷。典型产生原因包括焊接电流过大、电弧过长,焊条 / 焊枪角度不当,运条速度过快导致热量未分散到两侧。AWS D1.1 核心限制要求:承受静载的结构中,板厚 t≤12.7mm 时咬边深度≤1.6mm;t>12.7mm 时深度≤t/8 且≤3.2mm,连续咬边长度≤100mm,累计长度不超过焊缝总长的 10%。
2.未焊透:焊缝根部或层间未完全熔合,存在明显缝隙,肉眼可见或通过渗透检测发现。多因焊接电流过小、焊接速度过快,坡口角度过小、钝边过厚,根部间隙不足导致熔透深度不够。AWS D1.1 核心限制要求:严禁完全未焊透;局部未焊透的深度和长度需符合规范,重要结构中不允许出现影响承载的未焊透。
3.未熔合:焊缝金属与母材或层间未完全熔合,形成 “两层皮”,表面可能无明显痕迹但边缘有剥离感。主要原因是焊接热量不足、母材或焊道表面有未清理的油污铁锈、焊条 / 焊丝摆动不当未覆盖到位。AWS D1.1 核心限制要求:任何形式的未熔合均为严重缺陷,需 100% 清除,返修后重新检测。
4.焊缝成形不良:焊缝外观不规则,包括过高、过宽、过窄、波纹不均匀、焊瘤、下塌等。由焊接电流电压匹配不当、运条速度和摆动幅度不稳定、焊枪角度变化过大、母材装配间隙不均匀导致。AWS D1.1 核心限制要求:对接焊缝余高≤3mm(t≤25mm),t>25mm 时余高≤t/8 且≤6mm;焊缝宽度均匀,边缘过渡平滑无明显突变。
5.飞溅:焊接时熔化的金属颗粒飞溅到母材或焊缝表面形成附着杂物。常见原因有焊接电流过大、电弧不稳定,焊条 / 焊丝受潮、药皮脱落,保护气体流量不足或纯度不够,母材表面有杂质。AWS D1.1 核心限制要求:飞溅需清理干净,不得影响焊缝外观和后续涂装,残留飞溅不得损伤母材或导致焊缝尺寸超标。
6.表面裂纹:焊缝表面或近表面出现弧形或直线形线性开裂,肉眼可见或通过磁粉 / 渗透检测发现。多因焊接应力过大、母材含碳量或合金元素过高、焊后冷却过快未消应力、焊缝金属杂质超标导致。AWS D1.1 核心限制要求:任何表面裂纹均不允许,需彻底清除裂纹及影响区域,重新焊接验证。
7.弧坑裂纹与弧坑缩孔:焊缝收尾处形成凹陷(弧坑),伴随微小裂纹或孔洞。主要是焊接收尾未填满弧坑、电流突然切断,收尾处冷却过快应力集中,保护气体未持续到弧坑冷却。AWS D1.1 核心限制要求:严禁弧坑裂纹;弧坑缩孔深度≤1.6mm,需填满修补,确保与母材平滑过渡。

二、内部缺陷(需射线 RT、超声波 UT 等无损检测发现)
1.气孔:焊缝内部形成圆形或椭圆形孔洞,RT 检测显示为黑色圆点,由焊接时气体未及时逸出导致。产生原因包括焊条 / 焊丝受潮、药皮变质,保护气体不足或泄漏、纯度低,母材或坡口表面有易产气杂质,电弧过长保护效果差。AWS D1.1 核心限制要求:单个气孔直径≤3mm 且≤板厚 1/3;任意 100mm 焊缝内气孔数量≤3 个,累计面积≤焊缝截面积 1%;重要结构不允许密集气孔。
2.夹渣:焊缝内部残留熔渣或外来杂物,RT 检测显示不规则黑色阴影,UT 检测有反射信号。多因焊接电流过小、运条速度过快导致熔渣未上浮,坡口角度过小使熔渣难以排出,多层焊前一层焊渣未清理干净。AWS D1.1 核心限制要求:单个夹渣长度≤6mm(t≤12.7mm),t>12.7mm 时≤t/2 且≤12mm;任意 100mm 焊缝内累计长度≤25mm;不允许密集夹渣或贯穿性夹渣。
3.内部裂纹:焊缝内部或热影响区出现线性开裂,包括冷裂纹、热裂纹等,RT/UT 检测显示清晰线性缺陷信号。主要原因是焊接接头拘束应力过大,母材或焊材含碳量、合金元素过高,焊接工艺不当(预热不足、焊后未缓冷),焊缝金属氢含量过高。AWS D1.1 核心限制要求:任何内部裂纹均为致命缺陷,需彻底清除裂纹及热影响区扩展部分,合格工艺返修后重新无损检测。
4.内部未焊透 / 未熔合:与表面同类缺陷本质相同,但位于焊缝内部(如多层焊层间、厚板焊缝中间)。多因厚板焊接根部预热不足、多层焊层间清理不彻底、坡口设计不合理导致。AWS D1.1 核心限制要求:与表面缺陷限制一致,重要结构(承受动载、疲劳载荷)不允许存在,普通结构需满足深度和长度限制,否则必须返修。
5.缩孔:焊缝凝固时金属体积收缩未充分补充,在中心或根部形成椭圆形或不规则孔洞。由焊接电流过小、熔池温度不足凝固过快,焊缝余高过小,焊接速度过快导致熔池未填满。AWS D1.1 核心限制要求:缩孔直径≤3mm 且不得贯穿焊缝厚度;任意 100mm 焊缝内数量≤2 个,累计体积≤焊缝截面积 0.5%;重要结构不允许出现缩孔。
三、AWS D1.1 “缺陷零容忍” 原则(必须 100% 返修)
1.任何形式的裂纹,包括表面裂纹、内部裂纹、弧坑裂纹,无论大小均不允许;
2.贯穿性未焊透、未熔合,即缺陷贯穿焊缝厚度,影响结构整体性;
3.密集气孔、密集夹渣,缺陷间距≤5mm 或 100mm 焊缝长度内超过规范限制数量;
4.咬边深度超过 3.2mm,或连续咬边长度超过 100mm 且未采取补焊措施;
5.焊缝成形严重不良,导致接头受力不均(如焊缝宽度突变、焊瘤过高影响结构装配)。
四、结尾:缺陷是警钟,规范是底线
其实焊接缺陷就像焊工操作的 ‘错题本’,每一个缺陷背后都对应着操作、工艺或环境的问题。AWS D1.1 规范之所以对这些缺陷 ‘吹毛求疵’,本质上是为了保障钢结构的安全 —— 毕竟在桥梁、厂房、机械装备等场景中,一个小小的裂纹都可能引发灾难性后果。
所以,与其追求 ‘焊全缺陷’ 的 ‘反向全能’,不如深耕 ‘零缺陷焊接’ 的真功夫。记住:焊枪在手,责任在肩,遵守 AWS D1.1 规范,控制每一个细节,才能让焊接接头真正成为钢铁结构的 ‘坚固纽带’,而不是隐藏隐患的 ‘薄弱环节’。毕竟,能焊出无缺陷焊缝的焊工,才是真正的行业 ‘大神’!