金屬材料焊接技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

何小川 李星

【摘 ?要】金屬材料焊接成型容易出現(xiàn)多種質(zhì)量缺陷問(wèn) 題，對(duì)每種缺陷問(wèn)題的形成原因、影響作用進(jìn)行分析，可以 為質(zhì)量缺陷控制提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)嚴(yán)格控制焊接 工藝技術(shù)和操作環(huán)境，及時(shí)做好檢測(cè)和修正工作，可以有效 提升金屬材料焊接成型質(zhì)量。而下文就專門針對(duì)在我們進(jìn)行焊接過(guò)程中金屬材料以及鋼制設(shè)備所出 現(xiàn)的焊接質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)總結(jié)，根據(jù)結(jié)果分析出在金屬焊接時(shí)我們所要解決的主要問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】焊接缺陷;防止措施;金屬材料

0 引言

焊接缺陷主要有以下幾種：裂紋、沒(méi)有焊透、產(chǎn)生了氣孔等。這些缺陷會(huì)導(dǎo)致焊接的面積變小，從而影響到焊件的強(qiáng)度，進(jìn)而使焊 件產(chǎn)生裂紋。而在這些焊接缺陷中，最為不可取的當(dāng)屬裂紋和氣孔。就此，本文分析了在生活常見(jiàn)焊接缺陷的產(chǎn)生原因以及如何防止其出 現(xiàn)的有效舉措。

1金屬材料焊接成型過(guò)程中主要缺陷分析

1.1裂紋

在金屬材料的焊接成型過(guò)程中，對(duì)操作技術(shù)質(zhì)量有嚴(yán)格 的要求，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤，都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)明顯缺陷。其中，裂紋是較為容易出現(xiàn)的焊接缺陷之一，對(duì)金屬材料產(chǎn) 品的使用有較大影響。焊接裂紋缺陷總體可分為熱裂紋、冷 裂紋兩大類。其中熱裂紋是出現(xiàn)在金屬材料的焊接過(guò)程中的，在金屬材料由液態(tài)晶體轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)晶體的過(guò)程中，可能因操 作失誤或外界環(huán)境影響，導(dǎo)致熱裂紋的出現(xiàn)。在焊接成型后，裂紋會(huì)出現(xiàn)在金屬材料表面，影響其完整性和美觀性。如果 金屬材料自身質(zhì)量較差，雜質(zhì)含量較高，或焊接環(huán)境中的濕 度條件不符合要求，都會(huì)對(duì)焊接過(guò)程產(chǎn)生干擾，增加出現(xiàn)熱 裂紋的概率。冷裂紋則是在焊接完成后，由于處置不當(dāng)，引 起的裂紋缺陷。一般出現(xiàn)在焊接成型幾天后，具有一定的不 可控性，易出現(xiàn)在焊縫區(qū)域，主要是因淬硬組織產(chǎn)生約束應(yīng)力而形成的。

1.2焊縫折斷

焊縫是金屬材料焊接加工最容易出現(xiàn)缺陷問(wèn)題的部位，如果出現(xiàn)焊縫折斷問(wèn)題，會(huì)影響整體焊接質(zhì)量，導(dǎo)致金屬材 料產(chǎn)品在外力作用下，容易折斷或變形，進(jìn)而影響其實(shí)際應(yīng) 用價(jià)值。金屬材料的焊縫折斷問(wèn)題主要是由于焊接技術(shù)不規(guī) 范導(dǎo)致的，比如出現(xiàn)未焊透、未融合等問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致焊縫 部分的整體質(zhì)量較差。一般在金屬材料的焊接操作過(guò)程中，對(duì)焊接角度選擇有嚴(yán)格要求，如果焊接角度大小不合適，則 會(huì)影響焊接質(zhì)量，出現(xiàn)未焊透的情況。此外，焊條的選擇也 是焊縫質(zhì)量的一個(gè)重要影響因素，需要合理選擇焊條。在此 基礎(chǔ)上，做好焊縫部位清潔，防止對(duì)焊接過(guò)程造成影響。

1.3夾渣和焊瘤

在實(shí)際焊接過(guò)程中，不確定因素有很多。金屬材料的焊 接成型容易受操作過(guò)程及操作環(huán)境的影響，出現(xiàn)夾渣、焊瘤 等現(xiàn)象。其中，夾渣缺陷主要是由于焊縫部分混入熔渣導(dǎo)致 的，在焊接過(guò)程中較為常見(jiàn)。如果出現(xiàn)夾渣缺陷，會(huì)對(duì)焊縫 強(qiáng)度、材料整體成型質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。一般在操作過(guò)程中，如果焊縫切割不規(guī)范，會(huì)遺留較多殘?jiān)?。在操作過(guò)程中，焊 接電流較小，也容易出現(xiàn)夾渣。焊瘤缺陷是指在金屬材料成型后，出現(xiàn)較明顯的金屬瘤，破壞焊縫強(qiáng)度，而且不美觀。這種缺陷問(wèn)題主要是由于液態(tài)金屬下墜過(guò)程中出現(xiàn)干擾導(dǎo)致 的，通常與電流控制不穩(wěn)定有關(guān)，比如焊接電流過(guò)大、焊弧 過(guò)長(zhǎng)，都容易導(dǎo)致焊瘤問(wèn)題的出現(xiàn)。

1.4氣孔

氣孔缺陷是金屬材料焊接部分容易出現(xiàn)的另一個(gè)主要缺 陷問(wèn)題。在金屬材料焊接加工時(shí)，氣孔危害性較為突出。除 了出現(xiàn)在焊接部分外，在接頭和表面位置也容易出現(xiàn)明顯氣 孔。無(wú)論出現(xiàn)在哪個(gè)部位，氣孔都會(huì)破壞金屬材料焊接的完 整性，導(dǎo)致金屬材料整體強(qiáng)度下降。出現(xiàn)氣孔缺陷主要是由 于焊接加工前沒(méi)有對(duì)焊接部位進(jìn)行清潔導(dǎo)致的，比如在焊接 區(qū)域存在水分或油污，會(huì)大幅度增加出現(xiàn)氣孔缺陷的概率。在焊接時(shí)，水分和油污會(huì)形成氣體，直流在焊縫周圍，進(jìn)而 導(dǎo)致材料成型后出現(xiàn)氣孔。

2金屬材料焊接技術(shù)發(fā)展途徑

2.1正確選擇金屬材料焊接方式

針對(duì)金屬材料在焊接加工過(guò)程中容易出現(xiàn)的缺陷問(wèn)題，首 先要正確選擇材料焊接方式，保證技術(shù)操作的規(guī)范性，從而降 低缺陷出現(xiàn)的概率。隨著金屬材料在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，金 屬材料焊接工藝也得到了快速發(fā)展，可供選擇的焊接方式越來(lái) 越多。在進(jìn)行材料焊接加工前，首先要對(duì)材料性質(zhì)和加工條件 進(jìn)行分析，根據(jù)材料焊接成型的質(zhì)量要求，選擇合適的焊接加 工方式。應(yīng)詳細(xì)分析金屬材料的焊接需求，在操作前明確操作 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從常用的焊接方式中進(jìn)行選擇，確保焊接人員對(duì)焊 接技術(shù)流程足夠熟悉。對(duì)于選定的焊接方式，需要先進(jìn)行焊接 工藝評(píng)定，判斷在焊接加工過(guò)程中，是否存在前后操作沖突的 情況。對(duì)于可能出現(xiàn)的缺陷問(wèn)題，如裂紋缺陷、夾渣缺陷等，要采取相應(yīng)的控制策略。比如在金屬材料焊接中，如果氫含量 較高，由于其聚集作用，容易導(dǎo)致冷裂紋的出現(xiàn)，應(yīng)選擇含氫 量低的焊條，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境空氣濕度的控制，避免引發(fā)材料 變質(zhì)，從而降低冷裂紋出現(xiàn)概率。

2.2對(duì)材料焊接參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制

焊接參數(shù)控制是焊接質(zhì)量的一個(gè)重要影響因素，通過(guò)合 理設(shè)計(jì)焊接參數(shù)，并在焊接操作過(guò)程中嚴(yán)格控制，能夠有效 地減少金屬材料的缺陷問(wèn)題。比如在上述幾種焊接質(zhì)量缺陷 中，有許多缺陷問(wèn)題是焊接電流選擇不當(dāng)導(dǎo)致的，需要根據(jù) 材料特點(diǎn)和焊接工藝，對(duì)焊接電流進(jìn)行合理選擇，保證電流 大小的穩(wěn)定性，從而提升金屬材料焊接質(zhì)量。此外，焊接角 度和焊接弧度也是焊接質(zhì)量的重要影響因素，必須嚴(yán)格按照 金屬材料的焊接成型技術(shù)規(guī)范進(jìn)行選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接參數(shù)的 有效控制。比如焊件的鈍邊如果較大，需要控制好焊接速度，焊接速度過(guò)快則容易出現(xiàn)未焊透和未融合的現(xiàn)象。在焊接時(shí)，還要合理選擇焊件坡口角度，避免因技術(shù)參數(shù)不合理，影響金屬材料焊接成型質(zhì)量。

2.3檢查金屬材料焊接環(huán)境

金屬材料的焊接環(huán)境通常較為惡劣，也是金屬材料焊接質(zhì) 量控制中不可控因素較多的一個(gè)方面。因此，在金屬材料焊接 加工時(shí)，必須做好環(huán)境檢查工作，盡可能減少外界環(huán)境的不利 影響。對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，也要圍繞焊接操作要求進(jìn) 行，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)環(huán)境濕度、風(fēng)力大小等影響因素，確保環(huán)境條件 能夠滿足工藝需求，從而降低缺陷產(chǎn)生概率。除了對(duì)自然環(huán)境 條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)外，還要控制好焊縫狀態(tài)。在完成焊縫切割后，要及時(shí)進(jìn)行清理，避免因殘?jiān)鼩埩糨^多，影響后續(xù)的焊接質(zhì)量。比如金屬材料熱裂縫的產(chǎn)生，主要是由于存在較多熔點(diǎn)低的雜 質(zhì)，在凝固后雜質(zhì)強(qiáng)度明顯低于金屬，進(jìn)而容易受外力作用，出現(xiàn)磨損和腐蝕。因此需要優(yōu)化焊接環(huán)境，盡可能避免雜質(zhì)混 入，并采取多層焊接技術(shù)，提高焊接成型質(zhì)量，同時(shí)采取保護(hù) 措施，避免材料受到外力影響。

2.4對(duì)金屬材料焊接過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控

在金屬材料的焊接過(guò)程中，需要對(duì)每步的技術(shù)操作流程 進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而避免因操作不當(dāng)，引發(fā)缺陷問(wèn)題。比如，夾渣缺陷是由于焊縫邊緣在切割時(shí)殘留較多熔渣、電流大小 不合理等原因?qū)е碌?。焊接前需要清除坡口殘留熔渣，控?好電流大小和焊接速度，保證焊接質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)焊接成品問(wèn)題的檢測(cè)與資料匯總數(shù)據(jù)，在所有材料缺陷中，約有百分之40的成品缺陷是焊接缺陷所導(dǎo)致的。因此要預(yù)防金屬缺陷，就一定先要預(yù)防焊接缺陷。而在實(shí)際中，焊接缺陷的出現(xiàn)常是因?yàn)榘?裝技術(shù)水平低下、時(shí)間緊、監(jiān)督不力而產(chǎn)生的。因此想要將焊接缺陷 限制在一定范圍內(nèi)，我們就必須要嚴(yán)格把握好焊接質(zhì)量并在焊接后進(jìn) 行檢查。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭柚龍.金屬材料焊接中超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的有效應(yīng)用探究 [J].科技風(fēng)，2019（06）：125-126.

[2] 趙菲，黃慶學(xué)，賈登峰，吳志生.金屬層狀復(fù)合材料焊接技術(shù)現(xiàn) 狀與發(fā)展 [J].焊接技術(shù)，2018，47（02）：1-5.

[3] 蘇雨露.超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在金屬材料焊接的應(yīng)用研究 [J].建筑 與預(yù)算，2018（02）：33-35.

[4] 黃本生，黃龍鵬，李慧.異種金屬焊接研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J].材料導(dǎo)報(bào)，2011，25（23）：118-121.