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咬边是焊接过程中由于熔敷金属未完全覆盖在母材的已熔化部分，在焊趾处产生的低于母材表面的沟槽，或是由于焊接电弧把焊件边缘熔化后，没有得到焊条熔化金属的补充所留下的缺口。咬边是焊缝成形缺陷的一种，严重咬边可能影响构件性能甚至引起断裂。
根据咬边在焊缝中的分布，有连续咬边和间断咬边；根据咬边的形状，可分为宽型咬边、狭型或极狭型咬边和浅狭型咬边。
①宽型咬边 是在大的热输入和熔池呈紊流状态下施焊时，将邻近焊趾的母材金属熔化或冲刷掉，而焊缝金属在没有熔融金属流回充填焊趾的情况下产生的沟槽凹缝。焊趾沟槽的宽度与深度属同一数量级，大约为1mm，利用量规可以测量和评定。
②狭型或极狭型咬边 与宽型咬边相反，沟槽几乎被焊缝填满。目测沟槽底部的形貌难以评定，可用干式渗透或磁粉检测方法检测焊缝表面的非连续性，但难以测量其深度。当沟槽较深且结构可达性较好时，可采用超声波检测。
③浅狭型咬边 与宽型和狭型咬边相比，浅狭型咬边属于显微裂纹的性质。一般在0.25mm深度以内，这种沟槽是由焊趾部位存在冶金残渣，并在邻近焊趾的母材金属上有黏稠区或软化区所引起的。焊缝金属收缩过程中横向作用在焊趾上的焊后残余拉应力达到材料的屈服极限，使其在应力集中作用下类似潜在的显微裂纹开口。
咬边或焊趾沟槽是沿着焊缝焊趾伸展的连续的或断续的缺口，势必增大局部应力集中。咬边底部应力、局部应力升高的幅度取决于沟槽底部的形状。如果沟槽底部比较尖锐，咬边对焊缝形状和截面变化造成的应力会较大。
咬边对焊接接头质量的影响与作用于结构上的应力有关。如果施加于结构上的应力大致平行于咬边或焊趾沟槽，咬边对焊趾沟槽扩展成明显裂纹的影响较小；但如果施加的应力或其中一个分力与焊趾沟槽相垂直，根据结构局部形状和载荷类型，可能引起焊接结构件的严重破坏。
塑性结构中咬边引起的局部应力会促使沟槽底部局部屈服，以塑性变形释放应力。拉伸载荷卸载后底部弹性伸长的材料在弹性恢复后将受压；相反，受压构件卸载后沟槽底部端处的残余应力将是拉应力。如果施加的载荷极高，超过总屈服则弹性恢复可减至最小限度。所以咬边构件在塑性状态下在残留的咬边平面内随载荷大小可呈全拉伸或全压缩状态。咬边对对接接头、T形接头或腹板截面的影响如图2.13所示。咬边会减小焊接接头的截面积，升高局部应力。但若咬边与所加应力平行，又处于塑性状态，则不会影响接头性能。
在脆性状态下任何形式的咬边都会增加脆断的危险，对于一些高强度材料或厚壁焊件，可允许的咬边值极低，甚至不允许有咬边缺陷。
图2.13 咬边对对接接头、T形接头或腹板截面的影响
咬边或焊趾沟槽对焊接结构疲劳强度的作用比较复杂，与咬边的类型、咬边底部的尖锐程度及咬边深浅有关。如圆形沟槽、尖锐沟槽或显微裂纹等对疲劳强度的影响不同。尖锐的焊趾沟槽会深及部分截面，并在显微裂纹处引起扩展；圆形沟槽如表面上无显微裂纹，应力集中则较小。
咬边深度与疲劳强度的关系是咬边越深，疲劳强度越低。如厚度为9.5mm的800MPa高强钢焊缝，咬边深度为0.3mm时，疲劳寿命缩短10%～20%；咬边深度为0.64mm时，疲劳寿命缩短1/3。咬边将减少母材的有效截面积，在咬边处可能引起应力集中，特别是低合金高强钢的焊接，咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹和断裂。
咬边或焊趾沟槽在腐蚀环境中由于积聚腐蚀产物会加速局部腐蚀，较低的干燥速度与潮湿的焊趾沟槽会使应变加剧，在含有冶金残渣的区域危害更大。焊趾周围的由停滞不动至紊流状态的液流对咬边腐蚀也有影响。
经过保护性处理的构件，会使咬边或焊趾沟槽处难以湿润填满。残留内容物或其腐蚀产物的膨胀和收缩，或残存内容物的腐蚀反应，均有可能破坏金属与保护层之间的结合力而使构件失效。因此，应慎重选取表面层保护方法和咬边或焊趾沟槽的容限规范。
焊缝咬边的形成与焊缝表面固-液-气三相界面张力的相互作用密切相关。如果不考虑电弧压力，从静力学角度考虑，稳定状态下电弧平板焊
图2.14 电弧焊咬边缺陷的二维模型
接熔化金属的形状可由图2.14所示的二维模型来分析。
在熔池边缘的固-液-气三相交界点处的表面张力合力为：
s = s sg -（ s sl + s gl cos θ ） （2.1）
式中 θ ——固-液界面接触角，（°）；
s sg ——固-气表面张力系数；
s sl ——固-液表面张力系数；
s gl ——气-液表面张力系数。
当 s =0时，表面张力合力刚好达到平衡，是不发生咬边的临界情况； s >0，合力指向熔池外部，不发生咬边； s <0，合力指向熔池内部，熔池金属将向内部聚拢并形成咬边。因此，采取减小接触角、减小熔宽和增加熔敷量的措施可以避免咬边。
1）临界焊接速度 咬边是电弧冲刷或熔化了近缝区母材金属后又未能充填的结果。这与焊接速度有密切关系。当焊接速度过大时，熔池液态金属凝固过快，缺乏充足的时间流至焊趾并填补母材熔缺部位，容易形成咬边。钨极氩弧焊和CO 2 气体保护焊方法产生咬边的临界焊接速度 v 分别为
TIG焊 v = K 1 U /（ I 0 . 5 T m ） （2.2）
CO 2 焊 v = K 2 UI 1 . 22 /T m （2.3）
式中 U ——电弧电压，V；
I ——焊接电流，A；
T m ——母材金属的熔点，℃；
K 1 ， K 2 ——常数。
图2.15 不同焊接方法形成咬边的临界焊接速度
（1in=25.4mm）
不同焊接方法形成咬边的临界焊接速度如图2.15所示。
2）电弧电压和焊接电流的影响 电弧电压和焊接电流决定焊接热输入。焊接T形角焊缝时，采用较大的热输入单道焊最可能产生咬边。因为熔池尺寸大，焊缝金属在凝固成三角形前即行下垂而在上表面留有缺口产生咬边。如在腹板两侧施行并列双弧焊时会在腹板两侧同时产生咬边。热输入过大时，特别是焊接电流过高，焊接速度过快，不但有未焊透的可能，还会削减熔合区的材料导致焊趾局部下凹，故应适当控制焊接热输入。
此外，焊接操作不当，如电弧过长、运条方式和角度不当、坡口两侧停留时间太长或太短均可能产生咬边。
咬边的形成与熔池的扰动、熔融金属形成紊流及焊缝金属在凝固前未能填满沟槽相关。促使熔池两侧急剧搅动的因素有焊条类型、电弧长度、电流大小及电特性、待焊件的结构状态等。防止咬边的要点如下。
①熔池特征、近缝区金属的特性及两者间的某些反应，或熔池因冲刷而削弱，或部分邻接金属因过多熔化，都会影响熔化金属的容量。焊缝金属应能随着熔池边缘适时凝固，稳定地熔化，以获得正确的熔池侧缘形状。比较理想的熔化应使熔池凝固时表面的几何形状既无咬边或焊趾沟槽，又无未熔合。
②操作者必须控制焊条位置，既保证完全熔化，又赋予焊接熔池以正确的外形。注意调整焊条倾斜角度，使熔池凝固时有足量的熔融金属来充填焊趾处。
③采用摆动焊工艺时，要注意运条方式。摆动至两边缘时，焊条应短时停顿，可使焊缝金属与邻接板材之间的温度接近，并使填充金属与母材金属混合均匀，焊缝金属外形饱满，还可减少该接头区的热收缩应变。
④有经验的操作者选用的焊条角度能最低限度减少电弧吹力导致咬边的任何倾向。
⑤当有可能形成过量咬边时，可考虑避免在水平位置进行角焊缝的操作，如采用船形位置焊接。过量的摆动有时会产生咬边，因此宜采用多道焊工艺。当咬边的容限非常小时，应寻求适当的工艺，必要时可先进行试验探索。
⑥焊接时要控制好焊接电流，应选用合适的电流，避免电流过大；操作时电弧不能拉得过长，并控制好焊条的角度和运条的方法。