金屬材料焊接缺陷與防治方法分析

作者簡介：劉可，男，陜西西安人，助理工程師。

摘 要： 目前，我國的各行各業(yè)的發(fā)展迅速，金屬材料工程建設(shè)的發(fā)展也有了進(jìn)步。焊接工程在如今的工業(yè)中是被大量的使用的。焊接主要是針對(duì)材料的連接進(jìn)行的工程技術(shù)。不僅在工業(yè)的制造方面，同時(shí)在工程建筑等多個(gè)方面都被廣泛的應(yīng)用。因此要保證焊接時(shí)的焊接技術(shù)要求，保證焊接成品的完整性，將缺陷降到最低。本篇文章就對(duì)于目前焊接所可能出現(xiàn)的普遍性缺陷進(jìn)行了原因的分析，提出了一些相應(yīng)的措施。希望對(duì)之后的焊接工程方面有所指導(dǎo)，同時(shí)焊接缺陷問題是應(yīng)該被一直重視的，只有良好的焊接工藝，才能保證工程后期的更好施工與發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 金屬材料;焊接缺陷;防治方法分析

【中圖分類號(hào)】TG40 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.192

引言：金屬材料在許多行業(yè)中均有廣泛應(yīng)用，主要的應(yīng)用方式需要以焊接工藝作為基礎(chǔ)，而在對(duì)金屬進(jìn)行焊接成型時(shí)，往往會(huì)因?yàn)槭艿街T多因素的影響而存在一定缺陷，致使金屬使用壽命及功能難以全面發(fā)揮。文章將主要針對(duì)金屬材料焊接成型中的主要缺陷進(jìn)行分析，并提出針對(duì)性的控制措施。

1 金屬材料焊接成型中存在的缺陷

1.1 焊縫夾渣問題

在金屬材料焊接成型過程中，焊縫中可能會(huì)產(chǎn)生熔渣，夾雜其中影響金屬材料的日后使用。熔渣主要發(fā)生于焊接過程中對(duì)焊縫周圍進(jìn)行切割之時(shí)，沒有采用合適的焊條，或者是焊接速度太快，或者是焊接時(shí)電流不足等原因所導(dǎo)致。據(jù)分析了解到，在選用焊條時(shí)，如果焊條較酸性，焊條燃燒時(shí)會(huì)因電流不足而產(chǎn)生熔渣;如果焊條較堿性，焊條燃燒時(shí)就會(huì)形成長電弧而產(chǎn)生熔渣。

1.2 焊縫出現(xiàn)裂紋問題

焊縫出現(xiàn)裂紋一般分為兩種類型——冷裂紋和熱裂紋。總體而言，在焊接金屬材料期間，會(huì)在焊接熱循環(huán)區(qū)域形成淬硬組織和擴(kuò)散氫，在焊縫冷卻后導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。冷裂紋還有一種形成可能，當(dāng)接頭承載了過度的約束力，導(dǎo)致后期裂紋出現(xiàn)。熱裂紋是指雜質(zhì)結(jié)晶凝固期間，可能會(huì)碰到強(qiáng)大的外部干擾，導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生收縮，造成金屬材料斷裂。

1.3 金屬材料未完全融合的問題

該問題是指在焊接成型時(shí)焊接接頭的根部并未全部熔透，導(dǎo)致焊縫層沒有被完全焊接。問題的出現(xiàn)除了人為操作不細(xì)致外，還有的是因?yàn)楹笚l直徑過大，或焊接裝配的縫隙偏小導(dǎo)致焊接過程中產(chǎn)生了長電弧，或者是焊接破口處沒有對(duì)氧化膜進(jìn)行徹底清理等原因所導(dǎo)致。

2 焊接過程中的氣孔與夾渣缺陷的分析

2.1 氣孔缺陷的分析

除了焊接過程中，肉眼可見的外觀缺陷外，其內(nèi)部也可能形成焊接時(shí)的缺陷問題，普遍的焊接過程中出現(xiàn)的問題就是焊接時(shí)出現(xiàn)氣孔的問題，焊接氣孔的出現(xiàn)是表現(xiàn)為焊接接口處有氣泡殘存，在后期的使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致不穩(wěn)定的現(xiàn)象的產(chǎn)生。焊接的氣孔問題的出現(xiàn)，可能是由于焊接時(shí)，焊接體自身沒有被清潔干凈，內(nèi)部存在著一些高溫會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物體，進(jìn)而產(chǎn)生了內(nèi)部的氣體，在焊接時(shí)沒有被排出，形成了氣孔。其次外部的氣體在焊接時(shí)，也可能會(huì)影響焊接接口處的連接情況造成氣泡的殘存，因此在焊接過程中，為了保證焊接后期工品的的完善性，就要在前期的焊接時(shí)對(duì)焊接品進(jìn)行全面的清潔與檢驗(yàn)。排除接口處存在會(huì)發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，保證在焊接過程中的正常進(jìn)行。同時(shí)在焊接時(shí)對(duì)材料的選用也要有一定的要求，要使用堿性的焊接品去進(jìn)行焊接工程，同時(shí)在焊接時(shí)也要保證材料等的干燥情況，進(jìn)而避免氣孔的產(chǎn)生。

2.2 夾渣缺陷的分析

在焊接過程中除了氣孔的問題以外，夾渣也是在接口處的重要缺陷現(xiàn)象，夾渣是指在焊接時(shí)，融化方面可能沒有做到完全的溶解，使得一些雜志存留在接口處，這些雜質(zhì)可能是金屬物質(zhì)，也可能是非金屬物質(zhì)，它的殘留會(huì)使后期的焊接品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，夾渣的問題，主要是由于焊接過程中，前期對(duì)于焊接接口處的設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致在焊接時(shí)的縫合方面不能夠密切的貼合，進(jìn)而導(dǎo)致接口處被加入雜質(zhì)。其次，也可能是在焊接前期對(duì)于物質(zhì)沒有清潔到位，使得雜質(zhì)殘留，出現(xiàn)了缺陷的問題。由于焊接時(shí)，要采用多層的焊接方式，因此對(duì)于每層的接口都要進(jìn)行全面的清潔到位，要用規(guī)范的焊接方式去操作，進(jìn)而避免缺陷問題的發(fā)生。在焊接過程中的氣孔與夾渣現(xiàn)象都是操作不規(guī)范而導(dǎo)致的缺陷問題，因此在操作時(shí)要更加的注重操作技術(shù)，注重操作能力。要耐心細(xì)致的去進(jìn)行焊接的工作，從而避免缺陷問題的產(chǎn)生保證焊接的效果。

2.3 熱裂紋缺陷與控制措施

缺陷成因：熱裂紋缺陷在金屬材料的焊接成型加工中出現(xiàn)的概率非常高。當(dāng)焊縫用到的金屬從液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，會(huì)因?yàn)閮?nèi)外部因素的影響而導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，而這便是出現(xiàn)熱裂紋缺陷的“元兇”，而且熱裂紋的出現(xiàn)會(huì)直接破壞掉金屬材料構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。另外，造成熱裂紋出現(xiàn)的外界因素有熔池純凈度偏低、含有大量低熔點(diǎn)雜質(zhì)等等，比如硫、銅等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的存在，再加上熱脹冷縮的因素，就會(huì)造成熱裂紋出現(xiàn)?？刂拼胧簭娜毕莩梢蚍治隹傻弥?，熱裂紋缺陷的出現(xiàn)主要原因在于熔池的純凈度不高?；诖耍夹g(shù)人員在對(duì)金屬材料進(jìn)行焊接時(shí)，一定要確保熔池純凈度，做好對(duì)雜質(zhì)的防掉落工作，并且要減緩金屬冷卻速度。在做好這一基礎(chǔ)工作的同時(shí)，為了避免熱裂紋的出現(xiàn)，技術(shù)人員在金屬焊接成型過程中還要結(jié)合實(shí)際情況去優(yōu)選焊接方式，保證工藝合理性;控制好焊接的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，尤其是電流與工序，防止焊接出現(xiàn)失誤。

結(jié)語：雖然現(xiàn)如今金屬材料的焊接成型工藝不斷發(fā)展成熟，但是依舊不可避免地會(huì)存在一定缺陷，這些缺陷也會(huì)對(duì)金屬焊接效果及質(zhì)量形成負(fù)面影響。因此，我們需要對(duì)金屬材料焊接成型過程中出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的問題進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況去正確修正，對(duì)焊接材料進(jìn)行優(yōu)選，把控好焊接速度與電力，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，避免一切不規(guī)范操作帶來的焊接缺陷，確保金屬材料焊接成型質(zhì)量。由于焊接的大量廣泛的使用，因此對(duì)于焊接過程中的技術(shù)操作要更加的重視，要有嚴(yán)格的要求，盡量的避免焊接出現(xiàn)缺陷等方面的問題，保證焊接的質(zhì)量。通過本文對(duì)缺陷問題的簡要分析以及相應(yīng)措施的提出，希望對(duì)今后的金屬焊接方面有所指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙洪，劉爽慶，王家文.金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（2）：50.

[2] 楊振怡，朱振杰.焊接成型法制備雙金屬材料的研究[J].科技展望，2016（26）.

[3] 姚大勇，賀楊.焊接缺陷產(chǎn)生原因分析及防治措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015（30）：65-66.