金屬材料焊接中缺陷及防止措施分析

劉天平

摘 要：金屬焊接作為一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)的工作，為了及時(shí)做好缺陷補(bǔ)救工作，除了要做好檢查工作，對(duì)于一系列問題，我們都必須結(jié)合實(shí)際情況，選用恰當(dāng)?shù)姆乐未胧┻M(jìn)行預(yù)防消除，這樣才能達(dá)到焊補(bǔ)功效，筆者結(jié)合自己實(shí)際工作就金屬材料焊接中缺陷及防止方法進(jìn)行了探究和分析。

關(guān)鍵詞：金屬材料；焊接缺陷；裂紋控制

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)依然處于重要的市場(chǎng)領(lǐng)域，金屬被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，成為日常生產(chǎn)生活中不可缺少的材料。隨著金屬材料的廣泛使用，焊接技術(shù)也在不斷進(jìn)步，但是，金屬焊接過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的缺陷，這些缺陷不僅對(duì)焊接結(jié)構(gòu)帶來(lái)災(zāi)難性后果，也有可能威脅人們的生命安全。所以為避免焊接出現(xiàn)缺陷，還需做好防范措施，要求焊接工作者嚴(yán)格遵守焊接的相關(guān)規(guī)定，選擇科學(xué)合理的焊接程序，進(jìn)一步開發(fā)新的焊接方法，從而提高焊接質(zhì)量。

一、金屬材料焊接中的夾渣缺陷以防治

從概念來(lái)看，夾渣是存在于焊縫的各種物質(zhì)，它對(duì)金屬整體強(qiáng)度具有嚴(yán)重影響。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因主要是：澆筑前沒有將浮渣清理干凈，或者擋渣工作沒有做好在浮渣的同時(shí)，也就隨著金屬液體進(jìn)入內(nèi)部；在澆注中，由于沒有合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)擋渣效果造成了很大影響，在渣子進(jìn)入澆注系統(tǒng)后，很容易進(jìn)入型腔，卻不易排出。從焊件來(lái)看：由于焊接層清理不干凈，在焊接速度過(guò)快、電流過(guò)小、操作不當(dāng)?shù)那闆r下，對(duì)焊接母材以及材料分配造成了很大的影響，最后對(duì)坡口設(shè)計(jì)也造成了不利影響。一旦夾渣產(chǎn)生，夾渣會(huì)隨著裂紋沿展，減小強(qiáng)度，讓焊縫存在開裂。對(duì)于這種情況，為了保障使用效益，必須保障金屬液體的平穩(wěn)流動(dòng)，通過(guò)設(shè)置集渣包，減小硫含量，提高金屬液體溫度。對(duì)于澆包，除了要保障清潔度外，還應(yīng)該使用茶壺進(jìn)行澆包，或者利用冰晶石、稻草灰去除渣劑。

二、金屬材料焊接中熱裂紋缺陷及防治

在金屬焊接中，熱裂紋是金屬在從液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài)時(shí)，在中間區(qū)域出現(xiàn)的縫隙，同時(shí)也是很容易發(fā)現(xiàn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：焊接熔池中的FeS 以及各種熔點(diǎn)較低的雜志凝結(jié)成強(qiáng)度較低的塑性，在凝結(jié)過(guò)程中，由于外在力影響，所以當(dāng)金屬處于凝結(jié)狀態(tài)時(shí)，很容易在短時(shí)間內(nèi)被拉開。另外，在金屬材料中，一般都會(huì)包含硫成分，在硫的影響下，很容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。對(duì)于以上的情況，為了保障金屬焊接成果，除了要嚴(yán)格依照施工步驟進(jìn)行外，還必須結(jié)合實(shí)際情況，選用優(yōu)秀的步驟以及方式、方法，減小焊接力；通過(guò)明確相關(guān)數(shù)值以及要素，在增強(qiáng)形狀指標(biāo)的同時(shí)，減小冷卻速率。在這期間，最好的方法是活用焊接技術(shù)，從源頭上避免中間位置出現(xiàn)縫隙，從而對(duì)焊接質(zhì)量與后續(xù)使用造成不利影響。

三、金屬材料焊接中未融合缺陷及防治

在金屬焊接中，未焊透、未融合作為最普遍的問題，一旦出現(xiàn)，縫隙很容易出現(xiàn)驟然變化或者間斷現(xiàn)象，這樣不僅減小了工作強(qiáng)度，同時(shí)也很容易出現(xiàn)裂縫。未焊透是在金屬焊接中，尾部或者結(jié)構(gòu)沒有焊透而出現(xiàn)的問題；沒有融合，則是焊縫與焊件之間的部分區(qū)域沒有融透的情況。從出現(xiàn)這種情況的原因來(lái)看：大部分存在于各個(gè)配件縫隙或者鈍邊過(guò)厚、角度偏小、焊條半徑太大、速度大、電流小而電弧太長(zhǎng)的情況；或者沒有認(rèn)真清理各個(gè)坡口周邊的污物。在對(duì)該部分進(jìn)行處理的過(guò)程中，由于該部分出現(xiàn)了熔渣，所以金屬根本不能正常展開。另外，如果運(yùn)條使用方式不對(duì)，讓電弧處在坡口一邊，也很難讓邊緣融合。對(duì)于上面出現(xiàn)的問題，除了要正確選用坡口以及規(guī)格，還必須在保障焊流速率的情況下，將周邊污物清理掉。同時(shí)，對(duì)于底面也要徹底清除，在擺動(dòng)適度的情況下，才可能做好融合以及周邊融合。

四、金屬材料焊接中的冷裂紋缺陷及防治

從概念來(lái)看，冷裂紋是金屬焊接在冷卻過(guò)程中或者冷卻之后，金屬材料、材料或者融匯焊接的區(qū)域出現(xiàn)的各種縫隙，它可能是當(dāng)時(shí)出現(xiàn)，也可能是幾個(gè)小時(shí)后或者幾天后才出現(xiàn)。從冷裂紋出現(xiàn)的要素來(lái)看，熱循環(huán)是影響焊接區(qū)域以及組織的重要因素，一旦焊縫存在較多的擴(kuò)散氫，濃集現(xiàn)象就會(huì)產(chǎn)生。而對(duì)于接頭部分，受整體因素影響，需要承擔(dān)很多約束力。針對(duì)冷裂紋產(chǎn)生的原因以及特征，為了確保金屬材料焊接成果，我們可以使用少量含有氫氣的物質(zhì)，從而減小成分。在這期間，為了避免過(guò)多水分對(duì)焊接質(zhì)量的影響，必須根據(jù)實(shí)際情況做好物質(zhì)保存以及活動(dòng)運(yùn)行；通過(guò)明確油跡狀況，使用比較優(yōu)秀的數(shù)值進(jìn)行焊接，這樣就能有效去除材料內(nèi)部應(yīng)力與組織回火，從而增強(qiáng)焊接部分的韌性與指標(biāo)。另外，需要注意的是，必須使用恰當(dāng)?shù)牟襟E，從減小干擾出發(fā)，保障焊接使用安全。

五、金屬材料焊接中的氣孔缺陷及防治

在金屬材料焊接中，氣孔一般表現(xiàn)為氫氣孔，具體有：表面、內(nèi)部與街頭氣孔。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是：由于沒有及時(shí)處理坡口污物，在焊芯存在銹跡或者掉落時(shí)，沒有整合相關(guān)規(guī)定對(duì)其進(jìn)行烘焙。另外，也可能是速率過(guò)快、電弧太長(zhǎng)所致。為了確保金屬使用效益，除了要保障焊流速率，還必須及時(shí)清除附近污物，在整合相關(guān)規(guī)定以及材料清理活動(dòng)的同時(shí)，盡量避免變質(zhì)材料的應(yīng)用，通過(guò)做好運(yùn)行管控，及時(shí)處理好焊絲，減小銹跡的不利影響。在對(duì)薄板進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)該盡量減小線能量與焊接速度。

綜上所述，在金屬焊接中，為了確保金屬焊接的有效性，除了不能在背水、帶壓情況下消除焊補(bǔ)，對(duì)于預(yù)熱性材質(zhì)，必須使用對(duì)應(yīng)的預(yù)熱措施。它要求在焊件熱處理時(shí)，及時(shí)對(duì)缺陷進(jìn)行修正，避免使用過(guò)大的電流進(jìn)行焊接，而是運(yùn)用不擺動(dòng)、小電流、多道多層的方式進(jìn)行焊接。在剛性較大的結(jié)構(gòu)焊接時(shí)，除了第一與最后一層，還必須在熱狀態(tài)下做好錘擊工作，并且每道收弧與起弧都必須分開。在手工焊補(bǔ)中，通常使用線能量控制的方式進(jìn)行焊接，并且每個(gè)缺陷都不允許停頓，在焊補(bǔ)進(jìn)行完畢后，讓層間與預(yù)熱溫度在100 度以上。另外，也可以在整合探傷標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)縫隙進(jìn)行深層分析，如果察覺高于數(shù)值，就必須再次處理，直到滿足要求，當(dāng)然焊補(bǔ)次數(shù)不能超出要求。因此，在實(shí)際工作中，必須結(jié)合實(shí)際情況，從源頭上消除不良情況，控制不良運(yùn)作。

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