基于金屬材料焊接中的問題與對策探索

郝貴敏，李海洋，宋延釗

（廊坊燕京職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 廊坊065200）

1 引言

金屬材料的焊接工作，就是把被分割開的兩個(gè)物質(zhì)，利用加熱處理或加壓作用，使兩物體轉(zhuǎn)化為流體或者具備可塑性，以此實(shí)現(xiàn)局部連接的過程。焊接接頭的不完整性稱為焊接缺陷，主要有咬邊、凹坑、焊瘤、焊接變形等外觀缺陷、氣孔和夾渣、焊接裂紋、未焊透和未熔合等。這些缺陷的存在會減少焊縫截面積，降低承載能力，產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起裂紋；降低疲勞強(qiáng)度，易引起焊件破裂，從而最終導(dǎo)致脆斷，存在很大的安全隱患。

2 材料焊接中的外觀缺陷問題及對策

不須借助儀器，直接用肉眼就可分辨出來的缺陷屬于外觀缺陷，常見的有咬邊、凹陷、焊瘤、焊接變形等。此類問題的出現(xiàn)，是受到施工人員操作不合理導(dǎo)致，出現(xiàn)電流過大、焊條的角度不正確等引起，施工人員沒有依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，導(dǎo)致一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)，如溫度不合理、操作程序失誤等，均導(dǎo)致出現(xiàn)外觀問題。

此類問題的解決，應(yīng)優(yōu)先制定焊接標(biāo)準(zhǔn)。金屬材料焊接全過程的規(guī)范性、操作有序性，對金屬焊接的性能也具有直接的影響，關(guān)系焊接材料的應(yīng)用期限以及安全系數(shù)，所以，在焊接金屬實(shí)際操作中，焊接工作人員應(yīng)嚴(yán)格要求自身，明確自身職責(zé)，提高操作技能，在工作期間提高警惕，確保反應(yīng)靈活性和工作敏感度，謹(jǐn)小慎微，注重細(xì)節(jié)，分析金屬焊接各個(gè)細(xì)小變化，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整，采取合理舉措，做出正確的補(bǔ)救[1]。

3 氣孔和夾渣產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施

氣孔和夾渣是操作不當(dāng)、焊接的參數(shù)選擇不合理以及焊接的速度過慢，焊接期間焊條和焊絲的停留時(shí)間過短所導(dǎo)致，這樣不僅導(dǎo)致焊接質(zhì)量無法保證，也減少了焊接的縫隙面積。

焊接金屬材料這項(xiàng)工作，是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工作，其不僅涉及工作人員的工作能力，也對工作人員理論知識素養(yǎng)、操作技能等具有較高要求。若焊接工作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，對電氣工程各個(gè)知識點(diǎn)不了解，或者掌握不熟練，會導(dǎo)致工作效率低下，出現(xiàn)氣孔和夾渣等問題。因此，各個(gè)施工人員必須確保操作合理性，注重坡口的清理，確保熔池溫度的合理性，做好電弧保護(hù)工作等[2]。

4 焊接裂紋產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施

在對金屬材料進(jìn)行焊接時(shí)，常常會出現(xiàn)各類問題，其中最為常見的問題之一就是裂紋問題。金屬材料在形態(tài)變化過程中（結(jié)晶變化為固體形態(tài)），會受到晶體的熔點(diǎn)影響，受到環(huán)境溫度和受熱點(diǎn)面積的影響，出現(xiàn)金屬材料的分離，并在交融線上出現(xiàn)裂紋。此裂紋包括兩種形態(tài)，其一為熱裂紋，其二為冷裂紋。熱裂紋產(chǎn)生于金屬的交熔環(huán)節(jié)，在熔池中出現(xiàn)數(shù)量不同的雜質(zhì)晶體，此類晶體的熔點(diǎn)較低，而且可塑性和強(qiáng)度不能滿足金屬焊接的實(shí)際需求。因此，晶體在凝聚期間，會受到限制，在拉力的作用下，金屬焊接中心將產(chǎn)生明顯的熱裂紋。金屬焊接冷裂紋問題的產(chǎn)生和熱裂紋相反，在時(shí)間上和熱裂紋不同，相對更加緩慢，是在焊接要結(jié)束的最后產(chǎn)生，無法在隔天進(jìn)行預(yù)測，因此，預(yù)測難度較大[3]。

金屬焊接期間裂紋的產(chǎn)生，主要是由于環(huán)境溫度和接口技術(shù)出現(xiàn)問題，所以，要想解決此裂紋問題，必須注重溫度的控制工作，管理好接口條件和溫度，確保溫度的合理性。此外，如果出現(xiàn)的裂紋是熱裂紋，則要改變以往不規(guī)范的焊接流程，制定科學(xué)的焊接規(guī)劃方案，結(jié)合融化時(shí)各個(gè)金屬材料的冷卻效果，控制和管理好焊接各個(gè)工藝參數(shù)以及環(huán)境溫度，為金屬材料的焊接工作營造良好的環(huán)境。與此同時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整焊接期間電流的強(qiáng)度，以滿足不同焊條的焊接需求，對其進(jìn)行多次的焊接，強(qiáng)化金屬材料的質(zhì)量以及連接強(qiáng)度。如果金屬材料出現(xiàn)冷裂紋，則可以判斷是受到低溫影響導(dǎo)致，此時(shí)需要做的首要工作是控制好焊接周圍的溫度，及時(shí)清理掉焊接關(guān)聯(lián)口周圍的油脂和水分，保障接口位置干凈，可保障焊接條的緊密性，以免氫氣的擴(kuò)散，進(jìn)而達(dá)到有效控制周圍溫度的目的[4]。

5 未焊透和未熔合產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施

如果焊接工作人員在焊接金屬原材料時(shí)，在金屬材料未被完全融化時(shí)，就開展了焊接工作，導(dǎo)致金屬材料無法深入焊接，進(jìn)而出現(xiàn)金屬材料的未滲透問題。焊接期間的電流大小以及交熔處出現(xiàn)角度不一、坡度位置存在雜質(zhì)和溶解深度不同等，也會誘發(fā)滲透不夠深入的問題。金屬材料的滲透不夠深入會縮小焊接的接觸面積，降低金屬焊接關(guān)聯(lián)位置的強(qiáng)度，導(dǎo)致焊接的程度不斷降低，則焊縫出現(xiàn)疲勞問題，誘發(fā)金屬分離和金屬材料的斷裂問題。金屬材料的未熔合問題，常發(fā)生在日常的焊接工作中，此類問題和未滲透問題類似，焊接熔點(diǎn)和電流之間出現(xiàn)差異，而且焊接口的角度出現(xiàn)偏差與雜質(zhì)，導(dǎo)致金屬材料無法完全融化，縮小金屬相互間的承載面積，誘發(fā)一系列安全問題[5]。

金屬材料焊接期間，容易出現(xiàn)未焊透和未熔合問題，相關(guān)工作人員必須注重此類問題的預(yù)防和處理，利用合理的舉措去解決未熔合以及未焊透的問題。首先，在初期的材料準(zhǔn)備期間，需要精心設(shè)計(jì)電流的強(qiáng)度、各個(gè)焊條的硬件設(shè)備以及坡口位置的角度，并保障焊接條的直徑大小以及焊接速度合理性，利于鞏固焊接質(zhì)量[6]。

6 其他缺陷

金屬材料的焊接工作對工作人員要求較為嚴(yán)格，要求各個(gè)工作人員具有高超的技能，扎實(shí)的理論知識基礎(chǔ)以及個(gè)人素養(yǎng)。如果工作人員對電氣工程相關(guān)理論知識不夠了解，對焊接要點(diǎn)以及設(shè)備故障處理知識不夠了解，將導(dǎo)致焊接期間出現(xiàn)焊接問題，無法科學(xué)操作和管理，阻礙金屬材料焊接的進(jìn)度以及質(zhì)量。此外，一些焊接工作人員經(jīng)驗(yàn)豐富，從事多年焊接工作，可以有效處理突發(fā)問題，但是由于其沒有及時(shí)對知識進(jìn)行更新，導(dǎo)致一些新理念以及技能無法更好應(yīng)用。部分焊接工作人員剛剛步入工作崗位，理論知識掌握較好，但是缺乏成熟的操作經(jīng)驗(yàn)，也相應(yīng)地阻礙了焊接工作的落實(shí)和開展[7]。

因此，企業(yè)單位必須樹立培訓(xùn)目標(biāo)，制定合理的培訓(xùn)計(jì)劃，利用多樣化的培訓(xùn)模式開展現(xiàn)場培訓(xùn)活動，如老員工的實(shí)踐指導(dǎo)、專家的理論知識講座以及多媒體培訓(xùn)模式等，開展教育培訓(xùn)活動，提高工作人員的理論知識素養(yǎng)以及時(shí)間技能，更好地落實(shí)此項(xiàng)工作，強(qiáng)化焊接水平，為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率焊接工作做好保障[8]。

7 結(jié)語

綜上所述，金屬材料焊接中的問題概括為：第一，金屬材料的未熔合以及未焊透問題；第二，工作人員能力不足問題；第三，出現(xiàn)焊接裂縫問題。為了解決上述各個(gè)問題，必須在焊接期間，注重溫度的控制工作，管理好接口條件和溫度，解決焊接裂紋問題。此外，金屬材料焊接期間，容易出現(xiàn)未焊透和未熔合的問題，相關(guān)工作人員必須精心設(shè)計(jì)電流的強(qiáng)度、各個(gè)焊條的硬件設(shè)備以及坡口位置的角度，確保焊接質(zhì)量。最后，企業(yè)單位也必須樹立培訓(xùn)理念，制定合理培訓(xùn)計(jì)劃，利用靈活培訓(xùn)模式開展培訓(xùn)工作，增加工作團(tuán)隊(duì)的凝聚力，確保工作質(zhì)量以及效果，實(shí)現(xiàn)最大的發(fā)展目標(biāo)。