金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探讨

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年第4月第11期(中)   作者:王同超
[导读] 金属材料焊接时,可以采取很多种焊接工艺,但是由于焊接工
       王同超
       37292819900704****   276000

       摘要:摘要:金属材料焊接时,可以采取很多种焊接工艺,但是由于焊接工艺具有多样化的特点,所以不同的焊接工艺,有不同的技术要点。为了推动金属材料焊接质量提升,得到更高的材料实用效率,就应该高度的重视焊接环节产生的各种缺陷问题,运用科学的措施加以控制,防范材料焊接时产生严重的缺陷现象。分析金属材料焊接成型中的主要缺陷,并提出科学的控制举措。基于此,本文将对金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施进行分析。
       关键词:金属材料;焊接成型;主要缺陷;控制措施

1 不同金属材料焊接成型的特点
1.1 铝镁合金材料的特点
       焊接成型特点:铝镁合金材料拥有极强的化学稳定性,同时兼具耐腐蚀、高强度,以及一定的可塑性能等,在航空、机械等行业普遍应用。焊接时,高温燃烧的作用下,铝镁合金材料很容易氧化,会产生裂缝、气孔等问题,极大地影响了焊接质量。
1.2 钛合金材料的特点
       钛合金材料物理性质较好,具备较强的耐酸碱性、韧性,钛具有活跃的化学性质。温度达到相应高度(超过250℃)以后可以跟空气内氮、氧、氢离子等,出现化学作用。所以,焊接过程中,应该加强保护钛合金,例如采取惰性气体让钛合金隔离开空气,避免出现离子化学反应。
1.3 氩弧焊接的特点
纯净状态氢气,具备稳定性的化学性质,不容易跟钛合金形成化学反应、熔合作用,可以防范钛合金接触到空气。运用氩弧焊能够产生电弧,除掉金属内部氧化物。焊接环节,局部会形成瞬间的巨大热量,可将焊接质量提升。
1.4 真空焊接的特点
       为了防止钛金属与空气中的活性气体离子接触产生化学作用,最好的方法便是在真空环境进行作业操作,而且在真空环境下,还能使焊缝冷却时间延长,可以使焊接过程更加细致,提高质量。在真空环境中,还有一定的环保作用,可以降低辐射扩散,减少对操作者的危害。
2 金属材料焊接成型中的主要缺陷
       金属材料加工、使用的过程中,对于强度、耐磨性、刚度等的要求均较高,当前金属材料焊接技术不断完善,所以被广泛运用于不同领域中。需要注意的是,金属材料焊接工艺较多,为有效保障金属材料的焊接质量,促使焊接材料得到合理应用,需要明确金属材料常见焊接缺陷。
2.1 焊接没有熔合及焊透缺陷情况
       金属材料焊接期间比较常见没有熔合、焊透缺陷,发生上述缺陷的原因与以下因素有关,①母金属材料没有完全熔掉期间,金属材料没有完全被焊进接头根部,即为没有焊透。金属焊接的过程焊接电流强度不足、溶解深度不够、焊接坡度角度过小等,均和焊接母体焊接交界位置无法保持一致有联系,同时焊接交界位置清洁不彻底,因而容易出现没有焊透缺陷问题。焊接时应用焊条直径不合理,会加大焊接裂纹的概率,同时无法控制裂纹面积,易在一定程度上对焊接的强度造成不良影响。②焊接母体没有熔化/熔化时,表面氧化膜没有彻底清除后就添加熔化金属,故而引发焊接没有熔合的现象。③焊接阶段焊接装配不能达到焊接相关标准,如:焊接装配间隙过大、坡口角度设置不合理、焊接钝边包厚渡设置不当等,均会致使焊接操作受到严重影响,尤其为焊接熔渣流入,无法保证焊接结构氧化膜的清洁度,这时则会发生焊接边缘没有熔合的状况。
2.2 焊接裂纹缺陷情况
       金属材料焊接裂纹,属于焊接接头比较常发生的缺陷问题,焊接期间焊接裂纹多为横纵向、弧坑、显微、焊趾等状态的裂纹,上述焊接裂纹为金属材料通过结晶状态——固化状态所转化,部分金属裂纹会在完成焊接后马上产生、部分为焊接后一段时间出现。

通过焊接裂纹产生机理包括冷热裂纹两种,直接关系到金属焊接的整体质量,若没有做好相应的防范工作,对于金属材料使用会构成不利的影响。冷裂纹作为焊接常见裂缝,一般在金属焊接后冷却时出现在焊接交界位置融合点,该种裂纹产生时间不确定,多见于在完成焊接冷凝后6h~8h期间发生,同时会在焊接后第一时间出现。
2.3 焊缝夹渣问题
在金属材料焊接成型过程中,焊缝中可能会产生熔渣,夹杂其中影响金属材料的日后使用。熔渣主要发生于焊接过程中对焊缝周围进行切割之时,没有采用合适的焊条,或者是焊接速度太快,或者是焊接时电流不足等原因所导致。据分析了解到,在选用焊条时,如果焊条较酸性,焊条燃烧时会因电流不足而产生熔渣;如果焊条较碱性,焊条燃烧时就会形成长电弧而产生熔渣。
2.4 焊接气孔缺陷情况
       金属材料易产生焊接气孔,和焊接过程氢气溶解于金属材料中有关,金属焊接表面所致氢气孔可分为内部、表面、接头几种气孔。产生上述气孔的成因:焊接未认真进行坡口清洁,导致焊接坡口位置存在一定的水分、油污,高温焊接条件下水分蒸发、油污散发,此时水分蒸发易造成焊接气孔、形成焊接夹渣,金属溶解速度缓慢、冷却速度变快,焊接气孔无法顺利排除且会形成较多气孔。
3 金属材料焊接成型的控制策略
3.1 裂缝问题的控制
       为了让操作在安全的状态中进行,需要施工人员着重的注意裂缝问题,技术人员要依照标准的操作程序实施作业。为了防范整个焊接时产生热裂缝,创造最佳的焊接环境,防范焊接期间出现杂质问题,同时需要科学的设定焊接参数,促使焊接质量提升。冷裂缝通常是在焊后延迟一段时间以后才产生,要恰当的选取焊条,注意氢气含量的情况,运用相应的技术,把氢气含量控制在较低范围中。管理者需要选取高质量的焊接材料,管理好周围环境的湿度。
3.2 解决金属材料未完全融合的措施
       首先要选用合适的焊接坡口角度以及焊条直径,把握好电流的速度和大小,在焊接之前,彻底清理坡口处上的杂质、氧化物、水、油污等;其次,焊接时要防止熔渣的进入,严格按照施工规范和标准;最后,在金属材料焊接成型过程中,也要养成经常检查的习惯,及时发现问题,才能够及时地采取措施进行补救。
如果问题已经出现,要采取符合流程的修补措施,要向领导及时汇报修补次数,保证焊接修补工作的安全性,并由专业人士在修补期间负责督导、检修,从而进一步避免焊接缺陷问题。一般建议修理、补救时,不要采用压背水方式,而且应该对预热材料进行提前的热处理,可以进一步防止金属材料焊接成型出现未融合情况。而修补的方法具有很多种,一般建议采用不摆动、小电流、多层道焊接方式,而对于刚性较大的焊补缺陷,则可以辅助运用锤击的方式。
3.3 预防焊接夹渣问题的措施
       遵循焊接工艺要求,选用最优焊条,通常焊接时采取酸性焊条,应该实施交流电源焊接。如果采取碱性焊条,应用实施直流电源,极性为反接,对于焊接电弧长度合理的控制,防范产生焊接夹渣问题。另外,注重的做好清洁坡口的内容。未展开焊接之前,要处理好待焊部位边缘的杂质等,防范焊缝中熔渣的形成。
3.4 焊接气孔缺陷防治方法
       为预防焊接气孔则需合理设置焊接电流、焊接速度,如此一来能够达到焊接电流、速度的要求。同时,应该在第一时间处理焊接坡口水分、油污,并妥善保管焊条、金属焊接材料,避免发生化学反应所引发的焊接气孔现象。
4 结束语
       为促使金属材料得到合理的利用,应该不断完善金属材料焊接工艺,提高焊接人员技术水平,要求焊接人员遵循焊接工艺流程规范操作,如果发现焊接缺陷问题,需对焊接缺陷原因加以深入分析,然后通过针对性措施处理焊接缺陷问题,进而确保金属材料整体焊接水平,充分发挥出金属材料、焊接工艺的应用价值。
参考文献:
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[2]丁肖.金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探讨[J].农业装备技术,2021,47(02):58-59+64.
[3]傅枞春,程艳,林燕清.金属材料焊接成型中的主要缺陷及有效控制分析[J].景德镇学院学报,2019,34(06):21-24.
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