金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探討

丁 肖

（江蘇省徐州技師學(xué)院，江蘇 徐州221151）

在金屬材料加工工藝中，焊接技術(shù)是常應(yīng)用的一種技術(shù)，主要是把兩塊不完整的金屬進(jìn)行加工以后，產(chǎn)生完整的工藝品。但是，焊接工藝并非簡(jiǎn)單化的過(guò)程，焊接工藝中對(duì)于溫度等的控制并不容易。所以，金屬材料焊接成型過(guò)程中，需要焊接技術(shù)具有更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，要積極的防范焊接過(guò)程中形成缺陷問(wèn)題，做好監(jiān)管工作，提升金屬材料焊接工作的質(zhì)量以及效率。

1 幾種不同金屬材料焊接成型的特點(diǎn)

1.1 鋁鎂合金材料的特點(diǎn)

鋁鎂合金材料的化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，而且具備較高強(qiáng)度、耐腐蝕性、可塑性等優(yōu)勢(shì)。在壓焊成型上，通常鋁鎂合金壓焊運(yùn)用的技術(shù)就是攪拌摩擦焊以及真空擴(kuò)散焊，攪拌摩擦焊接技術(shù)應(yīng)用更多些，焊接期間以攪拌摩擦焊接舉措將被焊接材料焊接縫的硬度提升，真空擴(kuò)散焊進(jìn)行焊接鋁鎂合金期間，是采取不相溶解的金屬材料。在溶焊上，鋁鎂合金主要應(yīng)用的就是TIG焊、激光焊、激光膠焊接等技術(shù)。

1.2 鈦合金材料的特點(diǎn)

鈦合金材料物理性質(zhì)較好，具備較強(qiáng)的耐酸堿性、韌性，鈦具有活躍的化學(xué)性質(zhì)。溫度達(dá)到相應(yīng)高度（超過(guò)250℃）以后可以跟空氣內(nèi)氮、氧、氫離子等，出現(xiàn)化學(xué)作用。所以，焊接過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)保護(hù)鈦合金，例如采取惰性氣體讓鈦合金隔離開(kāi)空氣，避免出現(xiàn)離子化學(xué)反應(yīng)。

1.3 氬弧焊接的特點(diǎn)

純凈狀態(tài)氫氣，具備穩(wěn)定性的化學(xué)性質(zhì)，不容易跟鈦合金形成化學(xué)反應(yīng)、熔合作用，可以防范鈦合金接觸到空氣。運(yùn)用氬弧焊能夠產(chǎn)生電弧，除掉金屬內(nèi)部氧化物。焊接環(huán)節(jié)，局部會(huì)形成瞬間的巨大熱量，可將焊接質(zhì)量提升。

1.4 真空焊接的特點(diǎn)

為了避免鈦金屬接觸空氣內(nèi)活性氣體離子出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，操作工作是在真空環(huán)境中實(shí)施。基于真空環(huán)境下，可以增加焊縫冷卻的時(shí)長(zhǎng)，得到更細(xì)致化的焊接過(guò)程，提高焊接質(zhì)量。

2 金屬材料焊接成型中的主要缺陷

2.1 熱裂縫與冷裂縫

裂縫屬于金屬材料焊接成型中，發(fā)生率較高的一種缺陷，而且涉及到了兩種類型，一種是熱裂縫，另一種就是冷裂縫。熱裂縫的產(chǎn)生多是在焊縫的中心部位，主要是因?yàn)楹附悠陂g，熔成的液體金屬材料凝結(jié)所形成。金屬材料焊接關(guān)鍵工藝包括熔焊、壓焊、釬焊，全部工藝流程均會(huì)形成熱量，會(huì)使得焊接期間除了金屬、焊條之外的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化以及出現(xiàn)凝固的反應(yīng)問(wèn)題，造成各種焊接裂縫隱患。如果雜質(zhì)的凝固物遭受了外力的磨損以及侵蝕，就會(huì)出現(xiàn)熱裂縫。產(chǎn)生冷裂縫時(shí)，部位通常是在金屬材料焊接交界的熔合點(diǎn)處，主要是因?yàn)榻饘俨牧虾附庸に嚥僮鞑划?dāng)導(dǎo)致，或者是焊接母體材料問(wèn)題形成。在焊接的金屬材料具有較低的承受能力，不能承載焊接壓力的情況下，會(huì)提升冷裂縫概率。另外，進(jìn)行焊接時(shí)，金屬材料熔化會(huì)產(chǎn)生氫氣，如果氫氣含量較高，會(huì)改變材料內(nèi)部，由此形成裂縫。

2.2 凹陷與焊瘤

金屬材質(zhì)熔接塑型中的凹陷、熔接期間形成的小疙瘩瑕疵比較常見(jiàn)。凹陷常見(jiàn)于熔接縫隙外面、熔接背后、主體材料上面，焊接后的小疙瘩，主要是在熔接縫隙尾部、主體材料上面。此瑕疵的產(chǎn)生，是密切的關(guān)聯(lián)于熔接技藝的。出現(xiàn)小疙瘩的因素，主要就是熔接條品質(zhì)較差，熔接時(shí)未能夠合理的管控好熔化后的金屬液體，在焊接裂紋尾部流出液體到主體材料上，出現(xiàn)了凝結(jié)，或者是熔接動(dòng)作未滿足要求，熔接條液化速度過(guò)快等。

2.3 焊接未熔合和未焊透問(wèn)題

進(jìn)行焊接金屬材料期間，由于施工者觀察角度局限，不能對(duì)全部待焊的部位進(jìn)行充分觀察，導(dǎo)致未焊透以及未熔合的情況。如果不科學(xué)的運(yùn)用焊接工藝，也能引發(fā)此現(xiàn)象。在具有過(guò)大的焊件鈍邊以及過(guò)快速度的焊接，都會(huì)負(fù)面影響到焊接效果。未將焊接件表面雜質(zhì)仔細(xì)的清潔，或者是焊接操作人員技術(shù)水平不高，均可導(dǎo)致未焊透以及未熔合問(wèn)題。

2.4 焊接夾渣現(xiàn)象

實(shí)施金屬材料焊接時(shí)焊接夾渣這一缺陷屬于比較嚴(yán)重的，常見(jiàn)的焊縫夾渣包括兩種，一種是金屬夾渣，另一種是非金屬夾渣。焊接夾渣的問(wèn)題，主要就是由于金屬材料的焊接坡口的角度過(guò)小、焊接速度過(guò)快、焊接電流過(guò)小等導(dǎo)致。針對(duì)于TIG焊而言，由于出現(xiàn)過(guò)大的焊接電流密度，導(dǎo)致出現(xiàn)夾鎢問(wèn)題，繼而引發(fā)焊接夾渣。而且焊接環(huán)節(jié)，如果焊條電弧較長(zhǎng)，焊接極性較差，由此導(dǎo)致的焊接夾渣情況，會(huì)嚴(yán)重的降低金屬材料焊接質(zhì)量水平。

3 金屬材料焊接成型中的缺陷的控制措施探究

3.1 裂縫問(wèn)題的控制

為了讓操作在安全的狀態(tài)中進(jìn)行，需要施工人員著重的注意裂縫問(wèn)題，技術(shù)人員要依照標(biāo)準(zhǔn)的操作程序?qū)嵤┳鳂I(yè)。為了防范整個(gè)焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂縫，創(chuàng)造最佳的焊接環(huán)境，防范焊接期間出現(xiàn)雜質(zhì)問(wèn)題，同時(shí)需要科學(xué)的設(shè)定焊接參數(shù)，促使焊接質(zhì)量提升。冷裂縫通常是在焊后延遲一段時(shí)間以后才產(chǎn)生，要恰當(dāng)?shù)倪x取焊條，注意氫氣含量的情況，運(yùn)用相應(yīng)的技術(shù)，把氫氣含量控制在較低范圍中。管理者需要選取高質(zhì)量的焊接材料，管理好周?chē)h(huán)境的濕度。

3.2 凹陷與焊瘤的控制

為了控制好金屬材料焊接成型中凹陷的情況，需要調(diào)節(jié)好焊接位置，以及采取有電流減弱的焊機(jī)操作，按照標(biāo)準(zhǔn)的操作方法進(jìn)行焊接。焊接成型時(shí)，需要短暫的停留處理焊條，焊接期間，如果出現(xiàn)了不慎熔化的母材，應(yīng)該采取全面熔敷金屬補(bǔ)充等處理。用焊角焊縫過(guò)程中，將直流焊采取交流焊代替，也可以積極的防范咬邊凹陷的情況。在控制焊瘤方面上，主要是對(duì)焊條質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的控制，例如采取無(wú)偏芯焊條，同時(shí)對(duì)液態(tài)金屬流向嚴(yán)格關(guān)注，避免在焊縫溢出，另外操作的時(shí)候，對(duì)焊接的姿勢(shì)需要規(guī)范。

3.3 預(yù)防未熔合和未焊透問(wèn)題的措施

依據(jù)焊條的選擇要求規(guī)范化的選取，避免焊條尺寸不合適以及不科學(xué)的角度問(wèn)題，導(dǎo)致未熔合、未焊透情況。同時(shí)需要控制好焊接電流強(qiáng)度，掌握住合理的焊接速度。焊接金屬材料時(shí)，擺動(dòng)焊條需要具有合理的幅度，焊接時(shí)著重觀察兩端金屬材料改變狀態(tài)。焊接封底過(guò)程中，關(guān)注焊接坡口的融合狀態(tài)，防止焊機(jī)邊緣不熔合問(wèn)題。

3.4 預(yù)防焊接夾渣問(wèn)題的措施

遵循焊接工藝要求，選用最優(yōu)焊條，通常焊接時(shí)采取酸性焊條，應(yīng)該實(shí)施交流電源焊接。如果采取堿性焊條，應(yīng)用實(shí)施直流電源，極性為反接，對(duì)于焊接電弧長(zhǎng)度合理的控制，防范產(chǎn)生焊接夾渣問(wèn)題。另外，注重的做好清潔坡口的內(nèi)容。未展開(kāi)焊接之前，要處理好待焊部位邊緣的雜質(zhì)等，防范焊縫中熔渣的形成。

3.5 氣孔問(wèn)題的控制

焊接金屬材料時(shí)形成氣孔的因素諸多，當(dāng)前控制氣孔的常用舉措就是，焊接之前，清理坡口雜物，為維護(hù)穩(wěn)定的展開(kāi)熔池反應(yīng)，焊接工作時(shí)，要科學(xué)的控制好電流、熔池溫度。而且也合理的篩選焊接材料，按照施工設(shè)計(jì)要求，選取材料。焊接前，制定科學(xué)的工藝流程并嚴(yán)格執(zhí)行，防范焊接過(guò)程中無(wú)任何的氣孔現(xiàn)象。為避免出現(xiàn)過(guò)多的氣孔對(duì)焊接工作構(gòu)成影響，可采取較大熱輸入的焊接參數(shù)，可以控制熔池的溫度為合適的溫度環(huán)境中，不會(huì)由于熔池的反應(yīng)阻礙控制氣孔。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)該不斷的改革創(chuàng)新金屬材料焊接工藝，做好對(duì)于焊接操作人員的技能水平培訓(xùn)，能夠遵循焊接工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求落實(shí)焊接操作，將金屬材料應(yīng)用穩(wěn)定性有效的提升。在金屬材料焊接成型時(shí)，如果出現(xiàn)了缺陷的情況，就一定要按照實(shí)際的情況，運(yùn)用針對(duì)性的策略積極的處理好缺陷問(wèn)題，避免擴(kuò)大缺陷的程度，進(jìn)而在根本上推動(dòng)提升金屬材料焊接質(zhì)量水平，不斷的完善焊接技術(shù)工藝。