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刍议金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施邱一博

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：邱一博

[导读] 摘要：近年来行业中对于金属成型工作普遍采用金属材料焊接工艺，金属焊接是连接金属的制造或雕塑过程，焊接时，经过高温加热，工件和焊料间虽然可能熔化或不熔化，但之后都会将两个金属直接连接，过程中会产生焊缝。

        中铁九局集团有限公司路桥分公司辽宁沈阳 1530000
        摘要：近年来行业中对于金属成型工作普遍采用金属材料焊接工艺，金属焊接是连接金属的制造或雕塑过程，焊接时，经过高温加热，工件和焊料间虽然可能熔化或不熔化，但之后都会将两个金属直接连接，过程中会产生焊缝。另外这个过程中，往往也还需要施加压力来促进焊件接合。对金属材料焊接成型中可能出现的各种主要缺陷，以及原因进行阐述，其中包括焊接裂纹、夹渣和金属材料不融合三个方面，同时也会结合经验以及相关文件材料，尽可能地从科学的角度探讨一些现在常用的弥补这些缺陷的控制措施，以尽量规避失误，并提供一些解决焊接成型问题的思路和途径。
        关键词：金属材料；焊接；成型；缺陷；控制措施
        引言：金属材料在许多行业中均有广泛应用，主要的应用方式需要以焊接工艺作为基础，而在对金属进行焊接成型时，往往会因为受到诸多因素的影响而存在一定缺陷，致使金属使用寿命及功能难以全面发挥。文章将主要针对金属材料焊接成型中的主要缺陷进行分析，并提出针对性的控制措施。
        1 焊接成型加工中的常见缺陷
        1.1裂纹
        金属材料焊接成型加工中，裂纹是出现频率最高的缺陷之一，对产品的质量影响也非常大。根据不同的裂纹产生原因，可以将其分为热裂纹和冷裂纹两种。热裂纹焊接时当材料从液态晶体向固态晶体转化的时候，出现了不正确操作，或者受到外界不良因素的冲击，就会造成热裂纹的产生。热裂纹通常会出现在材料表面，不但对金属材料的性能造成影响，也影响产品的美观性。导致热裂纹出现的各种原因中，材料本身质量不佳，金属材料中杂质较多，工作环境湿度较大，这些因素都会增加热裂纹产生的可能性。如果说热裂纹的产生于焊接中的话，冷裂纹则产生于焊接后，通常是焊接作业结束后的不恰当处置，会造成冷裂纹的出现。
        1.2焊缝折断
        对于金属焊接成型来说，焊缝位置是最关键的位置，也是最易产生质量问题的位置。而焊缝折断则是一种非常严重的缺陷，一旦出现，会导致整个产品的质量存在严重问题，当外力作用于金属产品，很可能会出现折断、变形等问题，对产品的实际功能造成影响。造成焊缝折断的原因中，焊接工艺不规范是最重要的原因，焊接中一旦出现了未焊透、未熔合等问题，必然会导致整个焊缝质量存在严重缺陷。通常来说焊接工艺中焊接角度是非常重要的因素，然而一些技术不佳的焊接人员，使用的焊接角度不佳，进而导致未焊透出现，最终造成焊缝折断。此外，焊条质量也会对焊缝质量造成较大影响；焊接位置的清洁状况，则是影响焊接性能的另外一个重要条件。
        1.3 夹渣和焊瘤
        焊接成型加工，虽然从工艺上来看并不复杂，但是有太多的不确定因素。包括焊接的操作工艺、操作环境等都会对质量造成影响，而夹渣、焊瘤较为多见的焊接缺陷。夹渣就是焊缝中有熔渣混入，这是一种严重影响焊缝强度的缺陷。通常来说，焊缝切割不规范，会使得焊缝位置有很多残渣，进而对焊接造成影响；或者焊接过程中电流不足，也是一种造成夹渣的重要原因。焊瘤则主要表现为焊缝位置有明显的金属瘤，这对质量和美观性都有很大影响。焊瘤的出现，通常是因为液态金属下坠时，遇到了一些突发性干扰，比如电流不稳、电流过大、焊弧过长等等，导致液态金属不均匀掉落所造成的。
        1.4 气孔缺陷
        在目前需要相关的工作人员能够切实做好金属材料的焊接成型操作，在实际处理的过程当中若是出现了气孔问题，将会造成突出性的危害。气孔缺陷主要就是指在焊接过程中焊接区域的内部焊接接头或者是表面位置存在着气孔，在这样的情况之下势必会对于焊接的质量及效果造成重大的影响。针对于气孔缺陷问题进行分析，主要就是由于焊接区域没有切实做好清洁的工作，这样的情况之下就可能导致焊接区域存在明显水分或者油污等等，滞留在焊缝周围，进而造成焊接的过程当中产生气孔缺陷。

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        2 金属材料的控制措施
        2.1防止夹渣出现的措施
        尽可能选用合理尺寸的坡口尺寸，以提高清理坡口处熔渣的清除维护工作；把控好焊接速度和电流强度；选用合适的焊条。这些都将极大程度地降低夹渣出现概率。
        2.2防止焊接裂纹出现的措施
        选用低氢型、干燥的焊条，减少氢在焊缝里的流失，同时可以对坡口上的氧化物、水分进行清除；采用去氢方式清除淬硬组织，提高焊接结构的韧性；降低焊接过程中所形成的应力；设定符合需求和现况的焊接工艺参数，确保金属材料焊接点的冷却速度，以达到预防焊接裂纹出现的效果。而如果焊接裂纹已经出现，则可以利用小电流、多层焊接的方式对裂纹进行弥补和清除。
        2.3 夹渣缺陷与控制措施
        缺陷成因：焊接夹渣同样是金属材料焊接成型过程中比较严重且较为常见的焊接缺陷，而这一缺陷主要分为金属夹渣与非金属夹渣两种类型。在金属材料的焊接成型过程中，如果焊接坡口角度偏小、焊接速度偏快或是焊接电流偏小等等，都会直接引发焊接夹渣的问题出现。我们以TIG焊举例来讲，如果焊接电流密度太大，便会出现夹钨的情况，这一缺陷的出现原因无非是电流太大而超出了钨极规格的限制。控制措施：要想有效避免焊接夹渣的缺陷出现，首先要结合实际情况去选择合适的焊接工艺与焊条，通常来讲倘若焊接时采用的是酸性焊条，那么在焊接过程中一定要选用交流电源；如果采用的是碱性焊条，那么焊接过程中要选用直流电源以及极性反接，同时对焊接电弧长度予以把控，防止出现焊接夹渣的情况。
        2.4 气孔和咬边的防控措施
        对于气孔和咬边缺陷的控制，需要从三方面予以保证。一是做好焊接位置清洁，保证没有水分、油污等物质；二是要使用高质量焊条，从而控制氢气量；三是要做好电流管理，保证其平稳性。做到这三点，就能够最大程度的消除气孔和咬边出现的可能性。
        2.5 材料未完全融合缺陷与控制措施
        缺陷成因：金属材料的焊接过程中，未完全焊接成功与融合同样也会影响到加工质量。金属材料未完全焊接意味着焊接接头的头部没能充分熔透，则焊件、焊缝金属均会表现出一定的未熔透性。造成这一缺陷的原因众多，如焊接装配间隙不充分、坡口角度太小、焊条太粗造成电弧过长等，也有可能是因为焊件坡口氧化膜没有事先清除，导致熔渣制约了金属边缘融合。控制措施：首先，要合理选择焊接坡口角度以及焊条粗细程度，并且对焊接电流、焊接速度予以正确把控，在开始焊接前需要将金属材料坡口的杂质、油污清理干净。焊接过程中要避免熔渣渗入，时刻按照焊接规范去操作。
        结束语
        综上所述，为了切实做好金属产品生产工作，需要相关的工作人员可以针对金属材料进行科学处理，要切实的围绕着金属材料焊接操作实施有力把关，保障金属材料焊接成型可以实现规范化。随着当前焊接技术日益优化和创新，焊接技术手段也逐渐的提高，但是，由于金属材料外界环境和操作规范性等多方面因素影响，所以特别容易产生一些相对较为显著的隐患和质量缺陷，这就需要在针对金属材料实施焊接成型的过程当中进行严格的控制和把关，这样才能够尽可能保障焊接质量及焊接效果。
        参考文献：
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        ［4］袁旺．试述金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施［J］．绿色环保建材，2017（12）：14+16．
        ［5］于哲，薛川．探析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施［J］．化工设计通讯，2017，43（11）：92-93．