金屬材料焊接中的主要缺陷及對策研究

摘 要：在金屬材料的實際焊接工作中，往往會因為外界或者內(nèi)在的各種因素的影響而造成一些焊接缺陷的產(chǎn)生。這些缺陷不僅僅讓工件的使用強(qiáng)度、使用壽命受到影響，同時也會帶來資源的浪費與不安全因素的產(chǎn)生，值得我們?nèi)ゼ右蕴剿鞑⑾氤鲆恍┖侠淼慕鉀Q方法。在本文中，筆者結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗，從金屬焊接常用的幾個工藝入手，分析各種情況下產(chǎn)生缺陷的原因，針對各個原因提出合理的解決對策。

關(guān)鍵詞：金屬材料;焊接;主要缺陷;解決對策

金屬材料的焊接工作相對于其他類型的工作而言比較精細(xì)，這樣的細(xì)致是為了讓金屬焊接的質(zhì)量更能達(dá)到實際情況的要求。由于金屬材料焊接工作的工藝要求比較高，對環(huán)境的要求也比較高，所以在實際操作過程中難免會出現(xiàn)許多的焊接缺陷。所以我們需要對這些缺陷的產(chǎn)生進(jìn)行分析與研究，找出焊接缺陷產(chǎn)生的原因，提出一些可行的方法去解決這些問題或者引導(dǎo)我國金屬焊接工藝的發(fā)展與進(jìn)步。

一、目前常用的金屬材料焊接工藝的主要缺陷

（一）焊接不充分

焊接不充分這個工藝缺陷可以說是影響我國目前的金屬材料焊接工藝最嚴(yán)重的一個問題。焊接不充分在實際金屬焊接操作的具體表現(xiàn)為焊接的接頭部位并沒有真正的熔化完全，主要是被焊接金屬、焊絲材料以及寒風(fēng)部位這三處沒有真正的熔化與結(jié)合。筆者在實際焊接現(xiàn)場通過長期的實際操作與總結(jié)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生焊接不充分的因素有很多，比如說焊絲與焊接材料的熔渣有可能會阻礙各個方面的金屬熔合、在焊接前期準(zhǔn)備的焊接配縫與坡口角度大小不合理、使用的焊條直徑大于焊縫的實際寬度以及焊縫表面的氧化物沒有清理干凈導(dǎo)致熔融的金屬與被焊接金屬之間不能很好的連接。

（二） 熔渣殘留

熔渣殘留的實際含義就是在金屬材料焊接過程中會有一部分的熔渣殘留在焊縫中，還可能會在焊縫之間產(chǎn)生疏松多孔的結(jié)構(gòu)這就會在很大程度上影響到焊縫的強(qiáng)度，造成焊接缺陷的產(chǎn)生。產(chǎn)生熔渣殘留的主要有以下幾種情況：首先，就是如果焊接處的邊沿在進(jìn)行有氧切割或者進(jìn)行碳弧氣刨工藝時會產(chǎn)生大量的熔渣;其次，就是由于焊條的本身性質(zhì)所決定的，如果焊條的性質(zhì)為酸性，那么在金屬材料焊接操作時也會產(chǎn)生大量的熔渣;最后，熔渣的產(chǎn)生也與具體的實際操作有關(guān)，如果事先設(shè)定的焊接電流過小或者焊接時移動焊條的速度過快也會產(chǎn)生熔渣而影響焊接的質(zhì)量。

（三） 焊接處存在裂紋

在焊接處出現(xiàn)裂紋是金屬材料焊接工藝中最常見的一種缺陷之一。從理論上我們對這些裂紋根據(jù)其產(chǎn)生原因的不同可以大致分為兩類：冷裂紋與熱裂紋。前者的產(chǎn)生是在工件在冷卻過程中或者在冷卻之后產(chǎn)生的，通常會出現(xiàn)在焊接金屬的母材上，或者會發(fā)生在焊接處與木材的結(jié)合處。產(chǎn)生原因主要取決于三個條件：首先，在焊接的熱循環(huán)的熱影響區(qū)反應(yīng)生成了淬硬組織，接著在焊縫之間擴(kuò)散進(jìn)了過量的氫并且淬硬組織區(qū)富集，最后在工件遇冷時這部分的淬硬組織會受到來自工件本身的應(yīng)力作用，從而會破壞原有的焊接組織產(chǎn)生裂紋。后者裂紋的產(chǎn)生通常是在液態(tài)金屬結(jié)晶轉(zhuǎn)化為固態(tài)金屬的過程中，通常會產(chǎn)生于焊縫的中心位置。產(chǎn)生熱裂紋的機(jī)理與冷裂紋的不同，主要是焊接作業(yè)中熔融的金屬中可能會存在一些可塑性比較差、材質(zhì)強(qiáng)度比較低，但是它的凝點比較高。這樣的材質(zhì)混雜在熔融的金屬液中，當(dāng)金屬液處于凝固過程中就會受到不同方向的應(yīng)力作用，從而產(chǎn)生外界約束力形成了裂紋。

（四）其它缺陷

在實際金屬材料焊接操作過程中除了上述三條比較常見焊接缺陷以外，還有其他類型的焊接缺陷，比如說焊接過程中最容易產(chǎn)生焊接氣孔、焊瘤、電弧坑等。筆者根據(jù)工作經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)這些缺陷的產(chǎn)生基本上就是由于焊條材料、母材、焊縫的處理、電流電壓的穩(wěn)定與控制、焊接速度等條件所影響。

二、金屬材料焊接缺陷的對策與分析

（一） 防止焊接不充分的對策

避免焊接不充分我們就要注意焊縫的尺寸大小，選擇合理的焊接坡口;做好焊接處的雜質(zhì)清理;合理的移動焊條保持適當(dāng)?shù)暮附铀俣?做好焊接電源的穩(wěn)流穩(wěn)壓處理，時刻注意焊接材料的變化并采取措施。

（二） 防止熔渣殘留的對策

防止熔渣殘留的方法最關(guān)鍵的做法就是及時發(fā)現(xiàn)殘留物的產(chǎn)生，只有做到及時發(fā)現(xiàn)才能采取方法去彌補(bǔ)。在進(jìn)行熔渣殘留焊接缺陷的彌補(bǔ)時要注意焊接材料的預(yù)熱處理與修正。采用合適的電流大小與焊接速度，焊接過程做好適度的擺條以避免熔渣的產(chǎn)生。

（三） 防止焊接裂紋產(chǎn)生的對策

對于冷裂紋的產(chǎn)生，在前面我們已經(jīng)具體的分析了其產(chǎn)生機(jī)理與原因在處理方向上我們主要考慮了如下幾點：首先就是我們要考慮好在焊接金屬材料之前我們應(yīng)該選擇什么類型材料的焊絲，適當(dāng)選擇含氫量比較低的焊絲，因為適當(dāng)?shù)慕档秃瑲淞窟€可以降低焊縫處出的油污與水分，提高焊接處的清潔度與強(qiáng)度。焊絲的直徑為多少時更適合，當(dāng)然焊絲直徑的選取我們要根據(jù)焊縫的大小來確定;其次，要保持焊接材料的干燥性，在材料保管方面要嚴(yán)格按照相關(guān)的制度進(jìn)行，做好制度的約束與規(guī)范;最后，在實際焊接操作中，我們要適時的改變焊接處附近的焊接應(yīng)力與材料韌性，具體的處理方法就是降低焊接處材質(zhì)的含氫量，并進(jìn)行淬硬組織的回火處理，結(jié)合焊接經(jīng)驗，采取分段焊接與退焊的方法。相似的，對于熱裂紋的產(chǎn)生機(jī)理在這里也不再重復(fù)，主要解決其產(chǎn)生的方向就是減小焊接處各方面的約束應(yīng)力，那么做好這部分的應(yīng)力消除需要我們在實際焊接工作中要嚴(yán)格按照焊接工序的工藝流程進(jìn)行下去，而且在實際焊接工作之前我們還需要選擇合適的焊接工藝。

三、結(jié)束語

因此，我們在實際的金屬材料焊接工作中，在保證焊接工件的質(zhì)量與強(qiáng)度的同時，也要盡可能的采取相關(guān)的合理措施來防止常見的焊接缺陷的產(chǎn)生。本文中筆者首先分析了焊接作業(yè)中常見的焊接缺陷，并針對相應(yīng)的缺陷提出了合理的解決方案，希望這些避免缺陷的方法對我們的焊接行業(yè)發(fā)展有所幫助。

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