簡析影響焊接質(zhì)量的因素與焊接問題的解決措施

孫澤

摘要：結(jié)合筆者的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，本文對(duì)焊接質(zhì)量的影響因素與焊接過程中的問題及解決措施進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：焊接質(zhì)量;影響因素;焊接工藝;解決措施

一、焊接質(zhì)量的影響因素

1、焊接工藝的因素。焊接質(zhì)量對(duì)工藝方法的依賴性較強(qiáng)，其影響主要來自兩個(gè)方面：一方面是工藝制訂的合理性;另一方面是執(zhí)行工藝的嚴(yán)肅性。某一產(chǎn)品或某種材料的焊接工藝的制定，首先要進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，然后根據(jù)評(píng)定合格的工藝評(píng)定報(bào)告和圖樣技術(shù)要求制訂焊接工藝規(guī)程、編制焊接工藝說明書或焊接 工藝卡。這些以書面形式表達(dá)的各種工藝參數(shù)是指導(dǎo)施焊時(shí)的依據(jù)，它是模擬生產(chǎn)條件所作的試驗(yàn)和長期積累的經(jīng)驗(yàn)以及產(chǎn)品的具體技術(shù)要求而編制出來的，是保證 焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上需要保證的另一方面是貫徹執(zhí)行焊接工藝的嚴(yán)肅性。在沒有充分根據(jù)的情況下不得隨意變更工藝參數(shù)，即使確需改變，也必須履行一定 程序和手續(xù)。

2、機(jī)器設(shè)備因素。機(jī)器設(shè)備這一因素對(duì)焊接來說就是各種焊接設(shè)備。焊接設(shè)備的性能，它的穩(wěn)定性與可靠性對(duì)焊接質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一定影響，特別是結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、機(jī)械化、自動(dòng)化高的設(shè)備，由于對(duì)它的依賴性更高，因此要求它有更好、更穩(wěn)定的性能。在壓力容器質(zhì)量體系中，要求建立包括焊接設(shè)備在內(nèi)的各種在用設(shè)備 的定期檢查制度。

3、操作人員因素。焊接工作的操作人員主要就是焊工及焊接設(shè)備的操作人員。各種不同的焊接方法對(duì)焊工的依賴程度不同，手工操作占支配地位的手 弧焊接，焊工操作技能的水平和謹(jǐn)慎認(rèn)真的態(tài)度對(duì)焊接質(zhì)量至關(guān)重要。即使埋弧自動(dòng)焊，焊接規(guī)范的調(diào)整和施焊也離不開人的操作。由于焊工質(zhì)量意識(shí)差、操作粗心 大意，不遵守焊接工藝規(guī)程，操作技能差等都可能影響焊接質(zhì)量。

4、材料因素。焊接使用的材料包括各種被焊材料，也包括各種焊接材料、還有與產(chǎn)品配合使用的各種外購或外協(xié)加工的零部件。焊接生產(chǎn)中使用這些 材料的質(zhì)量是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。從全面質(zhì)量管理的觀點(diǎn)出發(fā)，為了保證焊接質(zhì)量，從生產(chǎn)過程的起始階段，即投料之前就要把好材料關(guān)。

5、環(huán)境因素。在特定環(huán)境下，焊接質(zhì)量對(duì)環(huán)境的依賴性也是很大的。因?yàn)楹附硬僮鞒３Ｔ谑彝饴短爝M(jìn)行，必然受到外界自然條件，如溫度、濕度、風(fēng) 力及雨雪天氣的影響，在其它因素一定的情況下，有可能單純因環(huán)境因素造成焊接質(zhì)量問題。環(huán)境因素的控制措施比較簡單，當(dāng)環(huán)境條件不符合規(guī)定要求時(shí)，如風(fēng)力 較大或雨雪天氣可暫時(shí)停止焊接工作或采取有效防護(hù)措施后再進(jìn)行焊接，過低的氣溫可對(duì)工件適當(dāng)預(yù)熱等。

二、焊接過程中的問題及解決措施

1、熱裂紋。熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)，沿焊縫長度方向分布。熱裂紋的微觀特征是沿晶界開裂，所以又稱晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形 成，所以有氧化色彩，焊后立即可見。熱裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊縫金屬的晶界上存在低熔點(diǎn)共晶體（含硫、磷、銅等雜質(zhì)），接頭中存在拉應(yīng)力。主要解決措施為 選用適宜的焊接材料，嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)碳、硫、磷的含量。Fe和FeS易形成低熔點(diǎn)共晶，其熔點(diǎn)為988℃，很容易產(chǎn)生熱裂紋。嚴(yán)格控制焊縫截面形狀，避 免突高，扁平圓弧過渡。縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細(xì)化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。確定合理的焊接工藝參數(shù)，減緩焊縫的冷卻速度，以減小焊接應(yīng) 力。如采用小線能量，焊前預(yù)熱，合理的焊縫布置等。

2、冷裂紋。冷裂紋發(fā)生于碳鋼或合金鋼，高的含碳量和合金含量。冷裂紋具有延遲性質(zhì)，主要是延遲裂紋。冷裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊接接頭（焊縫 和熱影響區(qū)及熔合區(qū)）的淬火傾向嚴(yán)重，產(chǎn)生淬火組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化;磷含量過高同樣產(chǎn)生冷裂紋。存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴(kuò)散需要時(shí)間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時(shí)間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂 紋。防止冷裂紋的措施為選用堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，提高焊縫金屬塑性。焊條焊劑要烘干，焊縫坡口及附近母材要去油、水、除銹，減少氫的 來源。工件焊前預(yù)熱，焊后緩冷（大部分材料的溫度可查表），可降低焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，并可減少焊接殘余應(yīng)力。采取減小焊接應(yīng)力的工藝措施，如對(duì)稱焊，小線能量的多層多道焊等，焊后進(jìn)行清除應(yīng)力的退火處理。焊后立即進(jìn)行去氫（后熱）處理，加熱到250℃，保溫2～6h，使焊縫金屬中的擴(kuò)散氫逸 出金屬表面。

3、氣孔產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施。焊接部位不潔凈容易產(chǎn)生氣孔。因此，焊接部位要求在焊接前清除油污、鐵銹等臟物;使用低氫焊條焊接時(shí)要求更為 嚴(yán)格。焊條和焊劑一定要嚴(yán)格按照規(guī)定的溫度進(jìn)行烘焙和保溫。要求采取適宜的焊接規(guī)范，不要采用過大的焊接電流。注意控制母材及焊材的化學(xué)成分。焊接速度過 快，焊接時(shí)操作不當(dāng)，電弧拉得過長，使得有較多氣體溶入金屬溶液內(nèi)。焊波接頭氣孔，使用低氫焊條往往容易在焊縫接頭處出現(xiàn)表面和內(nèi)部氣孔。氣體保護(hù)焊時(shí)應(yīng) 調(diào)節(jié)氣體流量至適當(dāng)值。

4、夾渣與夾雜。夾渣與夾雜的原因是坡口角度或焊接電流太小。焊件邊緣有氧割或碳弧氣刨熔渣，邊緣清理不凈，有殘留 氧化物鐵皮和碳化物等。酸性焊條時(shí)，由于電流小或運(yùn)條不當(dāng)形成糊渣。堿性焊條時(shí)，由于電弧過長或極性不正確也會(huì)造成夾渣。夾渣與夾雜的預(yù)防措施：清除焊道 上的雜質(zhì)、污物，尤其是焊接坡口要保持清潔干燥，控制鐵水與熔渣分離。按焊接工藝數(shù)據(jù)要求，選用合適的焊接電流和焊接速度，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)。多層焊時(shí)，加 強(qiáng)焊接過程的層道清理，仔細(xì)觀察坡口兩側(cè)熔化情況，每一層都要認(rèn)真清理焊渣。使用合適規(guī)格的焊條、選用適宜的坡口形式及尺寸。提高焊工的操作技術(shù)水平。

三、結(jié)束語

隨著工業(yè)化程度的提高，相應(yīng)的工業(yè)設(shè)備在其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、加工工藝及應(yīng)用領(lǐng)域不斷更新與發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量要求不斷提高，對(duì)于焊接工藝及方法提出了更高的要求，因此，優(yōu)化焊接工藝及焊接方法，是焊接工業(yè)領(lǐng)域中不容忽視的組成部分。

參考文獻(xiàn)：

[1]柳天寶.試論焊接缺陷的形成與預(yù)防措施[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息.2009

[2]張杰，張彥昌.鎳基合金的焊接技術(shù)與研究[J].價(jià)值工程.2010

[3]陳邦固，李恒，張淑英，中國焊接技術(shù)的發(fā)展成就及行業(yè)概覽[J].焊接.2007