案例研究(2)－DH快速弯管的高安全性检讨

  李胜男 / 德翰智慧科技公司 副总经理
date : 2017-09-09

前言
　　本文将藉由近期的一个石油业工厂的执行实案例，探讨德翰公司的「DH快速重型冷作弯管」技术(以下简称：｢DH快速弯管」)的执行成效及高安全性检讨。DH快速弯管技术是将传统耗用大量人力的工业配管作业，利用现代发展的大型数字化弯管加工机台进行一个大量的改良配管弯头(elbow)接头工作，以达到降低成本、降低工期、提升质量、降低品检负荷、降低日后维修工量、提高工厂操作安全度等多方面的成果。

关键词: DH快速重型冷作弯管, DH快速弯管,德翰,dehan

一、个案说明

建物工址：高雄市，工业区，石油气业工厂。
建物分类：工厂室外作业区，具易燃、高爆、高危险性。
工程性质：维修。
特别要求：工期力求极小化、动火安全度极注重。
使用技术：与现有管线接合处采传统弯头焊接；新作管线部份采快速弯管。

二、DH快速弯管的工期压缩能力

　　对于具高爆、高危险性的石油气业工厂储槽区管线的维修作业，一向都以工期短、安全要求高闻名。由于工厂内管线内容物都是易燃性的油气体，见火即爆，即使在管线吹驱后，仍存在一定的危险性。管线修护时要求的工期相当短，以期能在最短的时间内恢复系统运作，工期短也使得必须动用大量专业焊工人力，去处理大量管线焊接作业。

　　DH快速弯管的工期压缩能力的来源有三 (随便提几个吧)：

 (1) 成本较低，弯头不必特意采购：

　　管线中存在弯头(elbow)是无法避免的。在进行维修前，厂内一般都会先期采购大量的各种管径弯头，提供给包商配管施工时使用(由于维修的量太低、工期太短，弯头零件一般都由业主方直接采购供料)。采购弯头是必须提前进行的，管径和数量都是预估的(会先清点，但疏漏难免，每每都必须追着料件跑或调借用)，会与真正进行的维修工作所需的数额不一样，所以业主方有时必须被迫多买，形成库房堆置。多买浪费，少买会被痛骂，不得不然。弯头以90度弯头为主，其他角度(一般为45度)则必须另为裁切，有时会形成材料浪费。

DH快速弯管的特色是直接利用「直管」进行弯曲，角度可以在数字弯管加工机台上选用，大抵并无限制 (机台不是万能的。不可否认，这还是有限制的，但不影响配管工作)。直管的采购、取得、库存比较容易，成本也较低许多。直接使用直管弯曲，明显的，成本会下降许多。容易取得，意即：时间也会节省。

(2) 成本较低，管线弯头不必特意焊接：

　　工业配管的管线大多是由直管和弯头构成(当然还如法兰等，但数量上不足比)。一般弯头多是90度弯头为主，两端接于直管，所以每一个弯头两端就需要两个环口焊缝。一场大型石化建厂，动辄到达数十万、上百万Dia-inch焊缝。管线直径越大，环口焊道越长；管线壁厚越厚，环口焊道越深越宽，也就是越花人工、越花焊条。例如图2-1的左图所示，一个连续4弯管，共可以节省8道环口焊道的人工焊接、且节省4个弯头(elbow)。

▲图2-1：快速弯管，此一连续弯管可节省8道环焊(图左)，各式角度弯管(图右)

　　以3吋管(如ASTM A106)为例，每一环口焊道的焊接施工，包含前置的放样、裁切、倒角切削、焊面研磨、运搬、对准(假固定)、人工焊接、检视补焊、焊后磨平、标示、再加上必要的检验(如PT/RT等)，使用人工大约是1.5人(包含专业焊工及辅助工)，所需时间大约是1至3小时。如上种种，可以得知耗费的工序繁复及成本高昂。配管业使用工人多，对经营者或管理者而言，实务上管理耗费心血繁多，不是可以计量的；善待员工与善待自己是个哲学问题，通常不是法律可以轻易解决的；读者如果层级够，相信可以感同身受。

　　DH快速弯管的特色是直接将「直管」弄上加工机台，大约花5至30秒的时间，即将一个3吋管弯曲完成(还包含两个环口端，非焊接环口焊缝)，如图2-2所示。若像图2-1的左图的连续4弯管，大概也花不了2分钟(总还是要挪一挪、标定一下。sorry,我们还没有完全自动化)。对于熟手的朋友，大概不必多作叙述了：「时间省太多了」。容小弟再补一脚：「成本省太多了」。

▲图2-2：直管在数字弯管加工机台上进行冷作弯管
(照片中管材为4"_SCH.40S , A106)

(3) 成本较低，减少弯头环口焊接的检验：

　　没有弯头(elbow)，就没有环口焊道，当然就没有焊道检验。
传统的弯头焊接，焊道检验一般采用非破性检验的PT/RT检验，由于委托第三方检验公司进行，必须要累积有一定的部品预制量规模，才能降低检验师傅的出工时间(成本)；常是需要等一段时间的焊接工作累积，才会统一进行。所以常会在预制场上看到满地堆置的预制成品或半成品，效率低、耗时、占地、要多花人工整理。

　　DH快速弯管的特色是直管与弯头相连成弯管，没有焊接(环口焊)，所以焊道检验就省下来了，时间节省了，当然成本也节省了。图2-3所示的即为6吋弯管加工机台的适用管材(部份)。

那 …… DH快速弯管如何检定其质量呢？一般都使用「减薄率」来标定。当「直管」在加工机台上弯曲成「弯管」时，虽然有稳固的导模加以围护，但金属材质的管壁仍会有「减薄」，与原始的直管壁厚相比，即可得到「减薄率」。图2-4所示的即为弯管成形后的管材减薄率(部份尺寸)。传统的弯头(elbow)在加工厂制作时，常利用高周波加热再予以弯曲成形，其实也是有「减薄率」产生，只要合于规格即可。

DH快速弯管成品，可以在机台旁侧直接利用超音波测厚器材，实时检验其壁厚，是一个几乎是立即产生的检测数据。必要时，将弯管切片下来作厚度检验也可以(参考图3-7)。

▲图2-3：快速弯管，厚度适用表 (1/2”至5”管等级)

 
▲图2-4：快速弯管，真圆度及减薄率

　　讲到这里，顺便谈一下残余应力的问题。传统的弯头(elbow)在弯曲加工时也是有残余应力产生，只是借由加热退热的过程，尽力使残余应力降低，并非没有残余应力。而传统的弯头在进行弯头环口焊接，人工电焊产生的数百度高温以熔接弯头母材、直管母材、焊条，使其结合，对母材造成永久性的伤害，当中所产生的局部残余应力才是真正吓死人的高(可能高达50%)，如图2-5所示。（注意喔，这是说"局部"残余应力，不是"全部"。在管线弯头环口焊道中，只要有一个点的残余应力超高，日后即可能从"该处"发生破损，这有点像应力集中的味道。）

而在图2-6的照片中，我们可以看见实际工厂运作的损害控制中，除了法兰接头外，在管线中最容易发生状况的部位就是弯头和直管接头焊接部位 (注：为什么老是在这地方出状况呢？此处最脆弱，合理推测可能是高温烧焊后的应力破坏或焊工疏失吧！工厂操作维修量很高)，反而弯头及直管比较少出现损害管理缺失。熟悉工厂运作的操作主管人员应是最能理解了，这也是工厂危机管理控制的重点。这也是我们发展DH快速弯管的目的之一：降低管线破损灾害的发生率，相对应提高工厂运转安全性。

 
▲图2-5：传统的管线弯头预制，环口焊道会产生高温破坏

  
▲图2-6：传统破管抢修止漏(左图)与焊道旁管线母材穿孔泄漏(右图)

　　DH快速弯管主要是将「具有延展性」的金属管(例如ASTM A106材质的直管)，加以冷弯加工成所需要的弯管，所产生的残余应力相对于高温焊接的残余应力，来的少很多。只有在不良的操作下才会产生不合格品，如图2-7所示，这些瑕痴几乎可以肉眼检视或手触得知，不良供货商是绝对无法闪避掩饰；这是品检上的优点，几近100%出厂良率。

  
▲图2-7：弯管良品(图左)，操作不良时会产生残次品/管壁皱褶(图右)

　　谈到这里，好像不知道是在谈「节省工期」，或者是在谈「节省成本」？或者应该说是「以上皆是」。
上述的数据，读者可以在德翰公司官网 (www.dehantech.com) 于2017-07-01公布的「快速重型冷作弯管技术简介」文章中找到更进一步的应用数据。
 

三、DH快速弯管的优异弯头质量

　　前面谈的是钱和时间，现在藉由实案例来谈一下主题：「DH快速弯管的高安全性」。

 ▲图3-1：本案例中的管线微破损，临时止漏 (传统环口焊接)

　　在图3-1的照片，是在本案例中的管线微破损情形，被发现该处(新维修完工)的管线中有泄漏气体的状况，而加以临时止漏的照片。这是一家石油气工厂储区的输送管线，管线内容物是易燃易爆的压力气体。该处刚完成了维修作业 (是我们的伙伴公司所承揽)，在各个管线工作完成面都进行了必要的检验及巡查，才交接给业主运转。但在厂方运转后的安全巡检中被发现管线中有泄漏气体的状况，流量读数也出现异常，只好一支一支的管线逐步逐条的检查，费了好大工夫，才发现泄露点，临时先以止泄带及手工夹具予以固定。再立即进行修护工作，更是风险战战竞竞，配合以三条氮气进行吹驱，辅助安全，才敢进行现场补焊修漏。

事后想来，更真的是「心惊胆跳」不已，配管这行饭真的是「不好吃」。相信业主方人员也是怕的要死，若等到一段时间（如保固期过了），工厂操作人员的生命健康及饭碗可能就有问题了。这种危险泄漏的情况在所有的工厂、所有的管线公司，其实都会发生、也都曾经发生，有些工厂还履履发生(可能因工厂太大、分厂太多、操作不熟悉、或者管线内流体特殊性有关，无法一言蔽之。事后大多被归类到机械异常，哈，大家都没责任)。只要发生一次，工厂内鸡飞狗跳、工厂外抗议不断、行政上处罚不轻、有时司法上难以脱罪。最好是不要发生为佳。

　　实际上，指派担任焊接工作的也是十数年经验以上的专业老焊工，不能说是经验不足，但还是出现百密一疏之遗憾。真要是发生气爆情况，可能又是一场大灾难，施工商赔不完，对附近居民伤害很大(因为地狭人稠，台湾的工业区几乎和住宅区相比邻，安全影响无法避免)，对工厂经营管理层的威吓也很大，尤其是现在的法律要求、刑度及罚金更高了，更遑论居民/环团的环保抗争了。我们经验里，这种类似的情形，也在其他的工厂都发生过。石化工厂被列为高危险场所、严加看管，不是无因。

事实上，台湾地区由于各种人力问题，包含年轻人较无意愿担任辛苦/危险的焊接体力活，石化业的工程投资额也逐渐缩减，导致配管业工作接案量不够稳定，影响人员雇用等情形，管线配管业的人员也都驱于老化，能留下来的都是老焊工了 (为生活操劳、为家庭负重)，现场可见的许多都是头发灰白的中壮年员工了。(接案工作量不大时还好，工作量一大，就容易出现状况，这是人力衔接上的问题。配管工程不像营造业，可以轻易以外劳人力填补，多只能使用本地焊工。这一段说明的是：配管业长期经营下的人力困境，有必要以机械化取代部份人力，以求企业的高值化，也让年轻人愿意来就业。)

　　事后，我们重新作了一段改进检讨。使用专业焊工、仔细的焊接作业、扎实的管线材料及焊条、逐条逐项的检查等，都是我们日常很谨慎、很规率、很习惯的作业要求，焊工也很守本分，焊道也都逐一检查，为何还是会出现气体泄漏问题？

 (1) 人工焊接无法百分百免除焊接瑕痴：

　　专业焊工是经过严格培训的焊工，可以极力降低焊接工作错误的发生率，但是无法完全消除。人毕竟不是神，再专业的焊工也还是人。

以下的因素都会影响焊接成品质量：专业焊工体力上的负荷(包括长工时的工作、加班、熬夜等)、工作时的心情/心理状态、工地的工作场所环境差(预制场可能好一些)、天候(风雨)、辅助工具、辅助人员等，甚至老婆吵架、老板发不发薪水等，都可能是错误发生原因。图2-5中可以见到焊接工作是辛苦的体力活。这些负面的影响因素，一旦造成了焊道上的瑕痴(如：微裂痕、焊道缺损等)，都可以造成很大的伤亡灾难。

　　可以想象得到，每 1,000 米的焊接中，只要有一处失误，就可能会造成重大工安/公安伤亡；当然，是要想尽办法，尽可能地防止这种失误，至少，要能尽可能降低失误发生率。

　　在本案例中，其他的新作弯头我们使用了DH快速弯管制作，并未发生泄漏的情形。例如图3-2所示是案例中的其他配管情形，图中间的管线中，标号1/2处使用了DH快速弯管，标号3/4处则为传统环口焊接(因为要与法兰或三通接合)，图右的标号5则是更长的多重连续弯管。我们可以见到1/2/5处的DH快速弯管是完全无接点的平滑程度(不是人工研磨的)，完工时我们明显看到业主方人员几近赞叹的欣赏表情，不只是安全，还包含一份工业级作品的优美与优雅曲线 (哈，学工科的人，看法比较单纯，美就是美，没有修饰语助词)。相信您如果是行家，应该可以理解。

  
▲图3-2：案例中的配管情形-单弯管(1/2/5为DH快速弯管，3/4为传统环口焊接)

　　在图3-3所示，是同案中使用DH快速弯管的连续弯管情形。施工商老板看到的应该是标号1/2/3/4所省下的4个环口焊道的金钱成本吧。我们则是看到所能省下的时间成本，可以让我们使用更少的焊工人力，尤其在这个专业焊工不易找得到、养得成、留得住的时代，能以半自动机械化的方式来运作更大、更精密的配管产能。

在图3-4所示，是同案例中使用DH快速弯管的管排情形，相同的管径/弯径/造形，可以体会到快速弯管加工也可以使用到 ”Copy”(复制) 的指令吧，我们的机台作到了。

 
▲图3-3：案例中的配管情形-连续弯管 (DH快速弯管)

 
▲图3-4：案例中的配管情形 - 管排 (DH快速弯管)

　　理论上，DH快速弯管加工机台是可以24小时作业的 (很像7-11超商吧！)、计算机控制数字化作业、精确度很高，这样… 您可以体会到和传统的配管方式的差异有多大吧！
除了弯管加工外，我们更将他们发展为可以产生其他更高的附加价值产品及服务 (以后再介绍加盟系统总部计划、自动化工厂等)。

 (2) 检验也无法百分百检出焊接瑕痴：

　　检验是验证成品质量的唯一途径。

传统配管工程，弯头(elbow)都是自加工厂或贸易商购入，基本上都有标示型号，没有检测的必要(有无瑕痴并不清楚)。直管更是大宗物资，也无检验必要(管材厂是大厂，瑕痴应该没有，否则这管材厂大概无法在业界生存)。弯管成品的主要检测点是在弯头与直管接口的环口焊道，一般都采用PT/RT检验，委由第三方公司进行检验，检测都有一定比例的样本抽测率，但要作到 100% 就比较困难点(成本与工期)。

　　DH快速弯管是冷作弯管类，由加工机台弯曲后，成品管壁厚度的减薄率可以直接使用「超音波测厚仪」予以直接量取读数(属非破坏性试验)。坊间市售的超音波测厚仪有多种厂牌可用，欧、美、日、中、台产的都相当普及，价格约为台币1万至数万元不等，取得管道十分容易。如图3-6所示为台湾市场中可取得的几家超音波测厚仪，提供参考(注:数据是随意自网络上搜寻下来的)。业主或委制客户可以委由第三方公司检测，也可以自备仪器随时随地进行检测。在我们自家工厂产制的弯管，在出厂前可以为客户量测合格与否，以确保弯管成品的质量受到严格控管；如果客户要求，也可以作到百分之百的检测 (在商言商，价格是跟服务要求相互连动的)。

  
▲图3-6：市场销售的几款超音波测厚仪
(数据源：全华精密公司、益瀚国际公司网站)

   
▲图3-7：弯管切片，准备作壁厚量测 (减薄最大处在弯管凸缘中央)

　　客户也可以要求切片检验(属破坏性试验)，将管片切下来，作厚度量测，如图3-7所示。但此方式手续繁复、相当耗时、成本也高。既然时代已进步到「超音波测厚仪」机器都已经面世，费用不多、使用极便利、人员操作容易、通过各类国际标准认证(如 ASTM E 797、EN15317 等)、数据信任度也够，我们建议直接使用机器为佳，没必要重回石器时代吧！似乎没什么怀旧价值吧。

　　低成本、快速、精准、数字、环保无耗材、随时随地皆可进行、无等待浮时是快速检验的特色。甚至可以连上计算机作后段的海量数据处理作业，形塑出弯管成品产命履历、信任度，有助于部品零件质量掌握，对于要求度高的高科技或生技产业，极为适用。

这一段主要在描述DH快速弯管的检验如何赶上时代的要求，作一辅助性叙述。

四、结论和建议

　　谈不上什么伟大的结论与建议，只是随便讲讲，同业同好们参酌参酌。

　　对于传统的工业配管工程而言，DH快速弯管是个新技术。从来，新技术进入一个旧市场，都是一定会被质疑、抨击、排挤的，从来都是如此。不光是技术那么简单，更牵动到既有市场的变动与业者的防御，前进与保守的两力拔河，不可免。

但工业发展史和人类历史也告诉我们一些已经发生过、以及正在发生中的事实：
新技术取代旧技术，不可避免；传统认知的改变只是时间早晚的问题罢了。

　　本文藉由实案例的事实介绍，期以重新对于DH快速弯管和传统弯头予以比较，来发现更好的技术应用层次。在本案例中，传统弯头的环口焊接是使用了行之数十年的专业焊工的人工焊接（慢工细磨）；而DH快速弯头则是使用了最新的科技产品—大型数字弯管加工机台，来进行将直管弯曲成弯管（快速成形）。两者之间，不论使用的人、机、料、工作方法、思惟、检验、安全性考虑、耐久性、施工速度，甚至是比较市侩气息的成本与利润的商业性思考，都确实存在极大的差异。

以前的弯管机只能作简单的弯管，而且只有薄管，例如常见的不锈钢栏杆等；简单的讲，就是「把管子弯曲了」而已。在工业级配管领域，须耐高温、高压、内容物特殊（如具腐蚀性、毒性、扩散性、污染性、易燃性、或高爆性等，相当危险），管线材质要求高，管壁厚度也较厚许多，一般现有弯管机是无法运用克服的。现在，大型弯管加工机台研发出来，出力更大、可弯管壁更厚、可弯管外径更大、可弯弯曲半径更小 (传统弯管多只能到达 3DR，DH弯管可达 1DR 至 1.5DR)、导模更复杂精密，才能运用于工业级配管上。并借助台湾强项：计算机硬件能力，来使弯管得以数字化、自动控制、甚至数据大量处理，使得效益更佳、产能更大。

使用自动化机械生产，取代传统的人工生产，是一个不是你我可以力阻狂澜的「世界趋势」。

　　工业强国德国2012年就提出了「工业4.0」(Industry 4.0)蓝图、美国2014年--「AMP」(Advanced Manufacturing Partnership)、韩国2014年--「制造创新3.0」(Manufacturing Innovation 3.0)，连中国也宣告启动「中国制造2025」(China Manufacturing 2025)，无一不是要使国家工业生产搭上智能化、自动化、高规格化的高速轨道。

台湾则是在 "讲" 「生产力4.0」，调子是高了，但似乎有点行动阙如。工业配管行业是一个耗费大量劳动力的传产行业，虽然谈不上完全自动化，但作到半自动化的程度，还是可以努力达成的。德翰公司的DH快速弯管就是朝向此一目标前进，我们也希望有一天，配管工业可以真正的「生产力4.0」。德翰公司技术并不逊于世界强国。

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　　email: service@dehantech.com

后记：
1. 这篇简文本是针对石化管线的弯头环口焊道的微破损发生情形的检讨，及预防未来的隐患而写的。

2. 原本这只是一件极为普通的管线维修案，十多年经验的专业焊工驾轻就熟，对于拥有四十余年工作经的专业配管公司本应是轻松愉快的工作。但事后发现的破损泄漏，让整个案子变的有点棘手。在这个案子里，我们注意到传统弯头的环口焊接是最不稳定的地方，焊工素质当然是有影响，检查检验方式也有影响，但一定就可靠吗？1,000个接头，只要有1个接头出问题，在某年某月的某一天就可能变成一件大问题了。(这个意思是焊接时只要焊工的手多抖几下或多停留２秒钟，或是停下来抽支烟，都可能造成未来的隐患。因为"人工使用" 本身就是一件不能100%确定的事情)

　　石化工业的管线，非常注意安全要求，管线内容物特性复杂，且都是压力管(内压力)。管线内流体日以继夜的流动，会逐渐冲击(流动会有动能)、侵蚀(跟流体物性相关)，只要整个环口焊道上有一个小缺点(如焊道破损、不足、或是焊材结合不密实等，弯头环口焊道本就是整条管在线的最大弱点所在)，在长时期的作用下，会逐渐将一个小洞扩大成一个足以危害的大洞，那时灾害就会隐现，随时爆发(特别是管线内容物是易燃或易爆特性时，像本案例即是)，「水能穿石」就是类似的道理。很多的石化工厂突发性灾害，可能都来源自这种隐患。

　　所以我们必须针对这种问题加以预防。方法是「减少弯头的环口焊道」，当然最好是完全不使用环口焊道(消失是不可能的，减少才是务实药方)。刚好在案例中，我们也使用到DH快速弯头，正好用以一并检讨。基本上，那是不使用弯头环口焊道的方式。在一个案中，要使用 1,000个环口焊道，若能减少其中 2/3 的量，不只是成本降低、工期缩短，对完工检验、日常操作巡检、安全维护、都是极具正面价值的作法。

　　以往，因弯管加工机具的能量不足，无法满足石化管线的要求，只能依循传统人工焊接的作法来处理弯头。现在，大型弯管加工机台已在台湾开发出来，主要是针对重型管线(厚管)而开发，已能够充份满足石化管线需求。借助直接弯管功能，降低环口焊道的数目来提升未来灾害预防的效果，降低破管隐患，相信对于工厂运转的危机控管是有极大帮助的。当然，太大口径的管线由于需求量少，是不可能列入到加工机台的近期开发行列当中 (商业社会，量力而为，有量才有机台)。目前数字弯管加工机台的开发，能量上已到达 12” 管，实用上仍以 6” 管以下为主。(upd.@2017-09-12)

3.  焊道外观缺陷简述：

　　外观缺陷(表面缺陷)是指不用藉助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹、单面焊的根部未焊透等。

A、咬边：是指沿着焊趾，在母材部分形成的凹陷或沟槽，它是由于电弧将焊缝边缘的母材熔化后，没有得到熔敷金属的充分补充所留下的缺口。产生咬边的主要原因是电弧热量太高(即电流太大)、运条速度太小所造成的。焊条与工件间角度不正确、摆动不合理、电弧过长、焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时，电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。某些焊接位置(立、横、仰)会加剧咬边。
咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。
矫正操作姿势，选用合理的规范，采用良好的运条方式都会有利于消除咬边。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊，也能有效地防止咬边。

B、焊瘤：焊缝中的液态金属流到加热不足未熔化的母材上、或从焊缝根部溢出，冷却后形成的未与母材熔合的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过强、焊条熔化过快、焊条质量欠佳(如偏芯)，焊接电源特性不稳定及操作姿势不当等都容易带来焊瘤。在横、立、仰位置更易形成焊瘤。
焊瘤常伴有未熔合、夹渣缺陷，易导致裂纹。同时，焊瘤改变了焊缝的实际尺寸，会带来应力集中。管子内部的焊瘤减小了它的内径，可能造成流动物堵塞。
防止焊瘤的措施：使焊缝处于平焊位置，正确选用规范，选用无偏芯焊条，合理操作。

C、凹坑：凹坑指焊缝表面或背面局部的低于母材的部分。
凹坑多是由于收弧时焊条(焊丝)未作短时间停留造成的(此时的凹坑称为弧坑)。仰立、横焊时，常在焊缝背面根部产生内凹。
凹坑减小了焊缝的有效截面积。弧坑常带有弧坑裂纹和弧坑缩孔。
防止凹坑的措施：选用有电流衰减系统的焊机、尽量选用平焊位置、选用合适的焊接规范、收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动、填满弧坑。

D、未焊满：未焊满是指焊缝表面上连续的或断续的沟槽。填充金属不足是产生未焊满的根本原因。规范太弱、焊条过细、运条不当等会导致未焊满。
未焊满同样削弱了焊缝，容易产生应力集中。同时，由于规范太弱使冷却速度增大，容易带来气孔、裂纹等。
防止未焊满的措施：加大焊接电流、加焊盖面焊缝。

E、烧穿：烧穿是指焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面流出，形成穿孔性缺。
焊接电流过大、速度太慢、电弧在焊缝处停留过久，都会产生烧穿缺陷。工件间隙太大、钝边太小也容易出现烧穿现象。
烧穿是锅炉压力容器产品上不允许存在的缺陷，它完全破坏了焊缝，使接头丧失其联接飞及承载能力。
选用较小电流并配合合适的焊接速度、减小装配间隙、在焊缝背面加设垫板或药垫、使用脉冲焊，能有效地防止烧穿。

F、其他表面缺陷：
(1)成形不良：指焊缝的外观几何尺寸不符合要求。有焊缝超高、表面不光滑、以及焊缝过宽、焊缝向母材过渡不圆滑等。
(2)错边：指两个工件在厚度方向上错开一定位置。它既可视作焊缝表面缺陷，又可视作装配成形缺陷。
(3)塌陷：单面焊时，由于输入热量过大、熔化金属过多而使液态金属向焊缝背面塌落，成形后焊缝背面突起，正面下塌。
(4)表面气孔及弧坑缩孔。
(5)各种焊接变形：如角变形、扭曲、波浪变形等都属于焊接缺陷，O角变形也属于装配成形缺陷。(upd.@ 2017-09-17)

4.焊接残余应力

定义

焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限（Yield strength），以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。 这样，焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。焊接过程的不均匀温度场以及由它引起的局部塑性变形和比容不同的组织是产生焊接应力和变形的根本原因。

焊接残余应力，是焊接工程研究领域的重点问题。涉及焊接的各种工程应用中，都十分关注残余应力的影响。例如，在土木工程领域，对于钢结构焊接连接，残余应力对结构的疲劳性能，稳定承载力等均有影响。

影响

1.对结构或构件的响

焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力，在构件服役过程中，和其他所受荷载引起的工作应力相互迭加，使其产生二次变形和残余应力的重新分布，不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下，还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。

2.对结构刚度的影响

当外载产生的应力δ与结构中某区域的残余应力迭加之和达到屈服点fy时，这一区:域的材料就会产生局部塑性变形，丧失了进一步承受外载的能力，造成结构的有效截而积减小，结构的刚度也随之降低。结构上有纵向和横向焊缝时(例如工字梁上的肋板焊缝)，或经过火焰校正，都可能在较大的截面上产生残余拉伸应力，虽然在构件长度上的分布范围并不太大，但是它们对刚度仍然能有较大的影响。特别是采用大量火焰校正后的焊接梁，在加载时刚度和卸除时的回弹量可能有较明显的下降，对于尺寸精确度和稳定性要求较高的结构是不容忽视的。

3.对静载强度的影响

对于焊接构件，只要构件和焊道本身具有较好的塑性变形能力(没有低温、动荷载等使钢材变脆的不利因素)，残余应力不会降低构件的静力强度。因为有残余应力的构件承受逐渐增大的轴心拉力时，外荷载引起的拉应力将迭加截面的残余应力。

由于截面残余应力为自相平衡应力分布，故静力荷载相等，即残余应力不会降低构件的静力强度。但是塑性材料在一定条件下会失去塑性，变成脆性或者构件材料塑性较低，残余应力将会影响构件的静力强度。因为构件无足够的塑性变形产生，在加载过程中，应力峰值不断增加，直至达到材料强度极限后发生破坏。因而残余应力对其有影响。

(数据源http://www.twwiki.com/wiki/%E7%84%8A%E6%8E%A5%E6%AE%98%E9%A4%98%E6%87%89%E5%8A%9B)
(upd.@ 2017-10-01)

上图：弯头焊道锈蚀状况 (upd.@ 2017-10-01)