金屬材料焊接成型中的主要缺陷及防治方法

朱加考

（中國(guó)重汽集團(tuán)濟(jì)寧商用車有限公司，山東 濟(jì)寧 27200）

金屬材料焊接成型是金屬材料加工的必要步驟，而金屬材料焊接成型的水平高低則直接影響到金屬材料加工的質(zhì)量，但金屬材料焊接成型卻存在著一定的缺陷。因而文章分析金屬材料焊接成型缺陷控制與防治的重要性，對(duì)金屬材料焊接成型中的主要缺陷進(jìn)行分析，包括裂紋問題、氣孔問題、焊瘤問題、夾渣問題及焊接折斷問題等，再據(jù)此提出相應(yīng)的防治方法，從而保障金屬焊接生產(chǎn)工作的整體質(zhì)量，提升金屬材料加工的整體水平，更好地促進(jìn)我國(guó)工業(yè)及建筑業(yè)的發(fā)展。

1 金屬材料焊接成型缺陷控制與防治的重要性

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域及建筑領(lǐng)域勢(shì)必會(huì)上一個(gè)新的臺(tái)階，而無論是工業(yè)領(lǐng)域還是建筑領(lǐng)域，其都需要與金屬有關(guān)的各種零部件，甚至大型的機(jī)械設(shè)備在工業(yè)與建筑領(lǐng)域并不少見，但現(xiàn)階段我國(guó)的金屬材料焊接成型技術(shù)不夠完善，尚無有效的辦法控制金屬焊接氧化物形成、避免蒸氣壓的影響及熱影響、同時(shí)填充合金和基材交互作用也是存在的，此外還有其他的一些影響金屬焊接強(qiáng)度的因素（如焊接點(diǎn)設(shè)計(jì)等），這就造成了金屬材料焊接成型技術(shù)存在著諸多缺陷，間接地影響了工業(yè)領(lǐng)域及建筑領(lǐng)域零部件及大型設(shè)備的制造，從而影響了工業(yè)領(lǐng)域及建筑領(lǐng)域的發(fā)展。因而有效的金屬材料焊接成型缺陷控制與防治是十分必要的，一方面有助于保障金屬零部件的強(qiáng)度，提升金屬零部件的質(zhì)量；另一方面對(duì)于大型機(jī)械設(shè)備而言，將質(zhì)量過關(guān)的金屬零部件應(yīng)用于制造上，有助于保障其正常使用。從而在一定程度上保障工業(yè)制造及建筑制造的效率及質(zhì)量，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看則會(huì)提升我國(guó)工業(yè)制品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)工業(yè)及建筑業(yè)的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的繁榮。

2 金屬材料焊接成型中的主要缺陷

2.1 金屬材料焊接成型裂紋缺陷

在金屬材料焊接成型過程中，出現(xiàn)裂紋現(xiàn)象是非常常見的，而裂紋可以分為熱裂紋及冷裂紋兩種。熱裂紋是在金屬材料由液態(tài)轉(zhuǎn)換為固態(tài)過程中由于人為因素或外界因素所致，比如在此過程中的操作失誤可能會(huì)導(dǎo)致熱裂紋；而如果熔池純凈度不足或雜質(zhì)過多，也會(huì)導(dǎo)致熱裂紋。而冷裂紋則主要發(fā)生于焊接成型的金屬材料冷卻階段，其原因則是金屬材料焊接母材及母材焊縫融合線上的裂紋所致，而產(chǎn)生的時(shí)間則在焊接成型后的數(shù)天內(nèi)。裂紋的存在影響了金屬材料光潔性，在很大程度上影響了其美觀性。

2.2 金屬材料焊接成型氣孔缺陷

氣孔缺陷也是金屬材料焊接成型過程中的經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷之一，而氣孔形成的原因復(fù)雜多樣，其中包括材料表面清潔不徹底導(dǎo)致水分存在、焊接方法運(yùn)用的不合理、熔渣自身的氧化性、焊條或焊劑受潮、電流的種類等，其中在這些原因中，以焊條焊劑受潮所引發(fā)的缺陷率比較高。而一旦出現(xiàn)了氣孔缺陷，則影響金屬材料的完整性，降低金屬材料的韌性，其危害是較大的。

2.3 金屬材料焊接成型焊瘤缺陷

金屬材料成品如果表面附著微小的金屬殘留物則是金屬材料焊接成型焊瘤缺陷，焊瘤缺陷是常見的金屬材料成型的缺陷之一，導(dǎo)致焊瘤缺陷的原因主要分為兩類，一類是由于熔池溫度過高導(dǎo)致的，其中在平焊操作中由于熔池溫度過高，會(huì)導(dǎo)致鐵水下墜現(xiàn)象，進(jìn)而形成了焊瘤；在立焊操作中，由于熔池溫度過高，焊條深入熔池過深，焊接角度確定不當(dāng)，焊接速度過慢之時(shí)，則也會(huì)形成焊瘤。一類是由于焊接電流過大，加之焊瘤移動(dòng)速度較為緩慢，則會(huì)使融化溫度過高及結(jié)晶緩慢，從而形成焊瘤。

2.4 金屬材料焊接成型夾渣缺陷

在金屬材料焊接成型過程中，由于一些非金屬物質(zhì)或其他夾雜物出現(xiàn)在焊接金屬中，則產(chǎn)生了夾渣。夾渣缺陷也是常見的缺陷之一，其產(chǎn)生的原因主要是操作工藝不當(dāng)、電流小電弧長(zhǎng)、焊接速度過快等。金屬材料夾渣，雖然在金屬材料焊接成型中是常見現(xiàn)象，但直接影響到后續(xù)焊接工作，降低焊接強(qiáng)度，影響金屬制品的整體質(zhì)量水平。

2.5 金屬材料焊接成型焊接折斷缺陷

折斷缺陷是金屬材料焊接成型中出現(xiàn)頻率較高的缺陷之一，其主要是指金屬材料受外力影響而導(dǎo)致的折斷或變形現(xiàn)象。之所以發(fā)生折斷缺陷，其原因主要是焊接技術(shù)不到位，比如在金屬材料焊接過程中，操作人員沒有按照標(biāo)準(zhǔn)將金屬焊透，相關(guān)裂縫未能融合，都有可能導(dǎo)致焊接折斷的缺陷。而焊接折斷現(xiàn)象一旦發(fā)生，則會(huì)影響整體金屬材料焊接質(zhì)量，影響焊接效率。

3 金屬材料焊接成型中缺陷的防治方法

3.1 金屬材料焊接成型中缺陷針對(duì)性防治方法

3.1.1 金屬材料焊接成型裂紋缺陷的防治方法

熱裂紋及冷裂紋是金屬材料焊接成型中最常見的缺陷，熱裂紋及冷裂紋產(chǎn)生的原因不一，因而其防治方法并不同。針對(duì)熱裂紋而言，操作人員在金屬材料焊接成型過程中必須嚴(yán)格按照操作程序及工藝標(biāo)準(zhǔn)來完成整個(gè)過程，同時(shí)還需要根據(jù)金屬材料的特性選擇合適的焊接方式，設(shè)置合理的焊接參數(shù)，從而避免金屬材料焊接成型中的操作失誤問題；此外，在焊接之前必須仔細(xì)檢查熔池，保證熔池自身環(huán)境，避免出現(xiàn)各類雜質(zhì)，從而可以有效避免熱裂紋的缺陷。針對(duì)冷裂紋而言，相關(guān)操作人員應(yīng)在金屬焊接成型過程中設(shè)置合理的氫氣標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)氫氣含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，同時(shí)在操作過程中應(yīng)選用低氫型焊條，應(yīng)注重焊條的保管工作，將焊條放置在保溫箱中，避免焊條受潮導(dǎo)致冷裂紋的出現(xiàn)。

3.1.2 金屬材料焊接成型氣孔缺陷的防治方法

在金屬材料焊接過程中，避免氣孔缺陷的方法主要包括以下幾種，即：需要進(jìn)一步優(yōu)化焊接環(huán)境，保證焊縫、焊絲等材料的干擾性，避免這些金屬材料出現(xiàn)雜質(zhì)、油污、銹跡等，從而盡可能的避免氣孔缺陷。除此之外，還需要運(yùn)用合理的焊接方法，選擇合適的焊接電流；同時(shí)還需要保證焊劑中的氧化劑成分在一個(gè)合理的范圍值內(nèi)，同時(shí)需要在焊劑中加入合金劑與人造渣劑，從而有效避免在焊接成型過程中的氣孔的出現(xiàn)。

3.1.3 金屬材料焊接成型焊瘤缺陷的防治方法

在防治金屬材料焊接成型焊瘤缺陷之上，應(yīng)控制熔池的溫度，并采用合適的電流，同時(shí)保證焊條深入熔池深度、焊接角度、焊接速度等都保證在一個(gè)合理的范圍內(nèi)；此外在操作之上由于重復(fù)操作極其容易導(dǎo)致焊瘤的形成，因而需要盡量確保操作的連貫性，保證一次性操作完所有步驟。同時(shí)還需要保證操作人員的熟練性，能夠熟練完成整個(gè)金屬材料焊接成型過程，能夠準(zhǔn)確判斷焊接過程中容易引發(fā)焊瘤缺陷的情況，并采取相關(guān)措施，比如當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)熔池出現(xiàn)“小鼓肚”現(xiàn)象，應(yīng)即可判定這是熔池溫度過高的表現(xiàn)，因而應(yīng)立即降低電流及降低熔池溫度，同時(shí)觀察熔池相關(guān)情況，如果出現(xiàn)金屬下墜現(xiàn)象，應(yīng)果斷采取滅弧操作。

3.1.4 金屬材料焊接成型夾渣缺陷的防治方法

金屬材料焊接成型夾渣缺陷也是比較常見的，為了避免夾渣的形成，就需要在焊接成型之前需要檢查金屬材料焊接邊緣是否存在雜質(zhì)，比如熔渣等，如果存在則需要立即清理金屬材料，從而可以有效避免在焊接成型過程中夾渣的出現(xiàn)。同時(shí)，夾渣缺陷還與電流速度過快與操作工藝不當(dāng)有關(guān)，因而在金屬材料焊接成型過程中應(yīng)避免焊接電流速度過快的現(xiàn)象，此外還需要采取科學(xué)合理的操作工藝，比如在平焊時(shí)避免焊條擺動(dòng)過快，保證焊條緊跟熔渣；在打底焊接之時(shí)，應(yīng)控制引狐兩點(diǎn)間的距離，避免由于其距離過大而出現(xiàn)夾渣；在填充層焊接之時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊道狹窄與否，而選擇相應(yīng)的電流，同時(shí)相對(duì)地使用滅弧法及挑弧法。

3.1.5 金屬材料焊接成型焊接折斷缺陷的防治方法

為了避免焊接折斷缺陷的發(fā)生，首先，在焊接之前，需要操作人員注重焊接的角度，選用合適的角度進(jìn)行焊接，同時(shí)根據(jù)金屬材料及外界環(huán)境特征采用合適的焊接速度，從而提升整體焊接效果；其次，在焊接之時(shí)，由于同一塊金屬材料的不同部位存在著厚度及長(zhǎng)度的差異，因而就需要操作人員仔細(xì)觀察金屬材料的特點(diǎn)，針對(duì)金屬材料較厚的部分應(yīng)加大焊接力度，針對(duì)較薄的部分應(yīng)將焊接力度及焊接時(shí)間控制在合理范圍內(nèi)；最后，在焊接之后，需要根據(jù)金屬材料特點(diǎn)設(shè)置合理的融合時(shí)間，需注重金屬材料融合效果，而針對(duì)融合效果不佳的金屬材料應(yīng)用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步焊接融合，從而保障金屬材料的強(qiáng)度。

3.2 金屬材料焊接成型中缺陷綜合型防治方法

3.2.1 優(yōu)化金屬材料焊接成型工作環(huán)境

金屬材料焊接成型工作環(huán)境與金屬材料焊接成型質(zhì)量息息相關(guān)，因而在進(jìn)行焊接成型之前，需要對(duì)其工作環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)，其中包括各類焊接工具的濕度、工作環(huán)境的風(fēng)力、工作環(huán)境的整潔度等，從而優(yōu)化金屬材料焊接成型工作環(huán)境，便于操作人員更好地進(jìn)行金屬材料焊接工作。同時(shí)在焊縫焊接完成之后，操作人員應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行清潔，清除其上的雜質(zhì)，便于后續(xù)焊接成型工作的展開。

3.2.2 設(shè)置科學(xué)的焊接措施及合適的焊接參數(shù)

在正式的金屬材料焊接成型過窄展開之前，應(yīng)制定完善的焊接成型工作措施，選用合適且質(zhì)量過關(guān)的金屬材料，并針對(duì)金屬材料的特點(diǎn)選用合適的焊接方式，從而確保整體金屬材料焊接成型的質(zhì)量。此外，還需要設(shè)置合適的焊接參數(shù)，合適的焊接參數(shù)是影響整體焊接工作質(zhì)量及效率、預(yù)防焊接缺陷的重要措施，這就需要根據(jù)金屬材料的特點(diǎn)及性質(zhì)，選用合適的焊機(jī)規(guī)格、選擇合適的焊接方式、設(shè)定合適的焊接電流、焊接速度及焊接角度等。比如針對(duì)汽車鈑金材料，可以選擇二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接方式，以此選用合適的焊機(jī)，選擇合適的電流，同時(shí)根據(jù)焊接厚度相應(yīng)地選擇焊絲直徑。

表1 汽車鈑金材料焊接直徑的選擇

在金屬材料焊接成型過程中，需要在每個(gè)過程跟蹤金屬材料焊接過程，并針對(duì)焊接成型中所存在的問題，采取必要的措施，比如保證操作環(huán)境干燥性以避免氣孔缺陷。在焊接成型完成之后，需要對(duì)金屬材料成品進(jìn)行檢測(cè)，如果其中存在缺陷，需要進(jìn)行及時(shí)地修復(fù)。不過在修復(fù)過程中，需要在無壓環(huán)境、溫度高于零攝氏度的環(huán)境下進(jìn)行，保障金屬材料的整體質(zhì)量。

4 結(jié)語

金屬材料焊接成型與整個(gè)工業(yè)與建筑領(lǐng)域的發(fā)展息息相關(guān)，但現(xiàn)階段金屬材料焊接成型卻存在一些缺陷，而如果不采取有效措施積極防治金屬材料焊接成型中的缺陷，則會(huì)極大的影響我國(guó)整個(gè)工業(yè)及建筑領(lǐng)域的發(fā)展。因而文章針對(duì)金屬材料焊接成型主要缺陷（裂紋、氣孔、焊瘤、夾渣及焊接折斷問題）進(jìn)行分析，并針對(duì)性的提出防治各類缺陷的措施，同時(shí)提出綜合性的缺陷防治方法，以提升我國(guó)金屬材料焊接成型整體質(zhì)量，更好地助力工業(yè)及建筑業(yè)的發(fā)展。