探析金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施

摘 要：金屬材料焊接是金屬材料成型的一種形式，焊接的質(zhì)量直接影響到成型后的使用質(zhì)量。文章對于金屬材料在焊接中的主要缺陷進行了分析，然后有針對性的提出了控制措施。

關鍵詞：金屬焊接；主要缺陷；控制措施

前言

在各個行業(yè)的發(fā)展中都會應用到金屬材料，而在金屬材料出現(xiàn)的問題中，大多是由焊接缺陷導致的，嚴重的影響到金屬材料的使用功能和使用壽命。比如說焊縫未焊透、未熔合將會降低焊縫處的強度，氣孔、咬邊以及焊瘤等缺陷都將影響焊縫的性能，在使用中，嚴重影響到金屬的質(zhì)量。在有些項目工程中，由于工期要求比較緊，焊接技術不達標，監(jiān)督管理不到位等等原因，造成了焊縫的缺陷，嚴重的影響到工程的質(zhì)量。下文將對焊縫中常見的缺陷進行闡述，并且制定出控制措施，提高焊接質(zhì)量。

1 焊接裂紋的產(chǎn)生

焊接裂紋分為熱裂紋、冷裂紋，是一種非常嚴重的缺陷，結構的破壞多從裂紋處開始。

1.1 熱裂紋的成因及預防措施

1.1.1 熱裂紋的含義

熱裂紋是指焊縫金屬由液態(tài)結晶為固態(tài)的過程中所產(chǎn)生的裂紋，多發(fā)生在焊縫中心，焊后立即可見。

1.1.2 產(chǎn)生熱裂紋的原因

主要是在焊接熔池中含有熔點較低的雜質(zhì)，比如說硫或者銅等雜質(zhì)，降低了焊縫的塑性和強度。焊接后在凝固的過程中，由于受到凝固收縮的應力，熔點低的結晶就會被拉開而開裂。

1.1.3 防止產(chǎn)生熱裂紋的措施

嚴格按照施工程序執(zhí)行，采用合理的焊接方式；在焊接過程中，控制焊接參數(shù)，合理掌握焊接電流和工序；防止雜質(zhì)進入熔池，減慢冷卻速度。

1.2 冷裂紋的成因及預防措施

1.2.1 冷裂紋的含義

冷裂紋是指在冷卻過程或冷卻以后，焊縫金屬在母材或母材與焊縫交界的熔合線上所產(chǎn)生的裂紋，可能在焊后立即出現(xiàn)，或在焊后幾小時、幾天甚至更長時間出現(xiàn)。

1.2.2 冷裂紋產(chǎn)生的主要原因

焊接熱循環(huán)的熱影響區(qū)生成了淬硬組織；因焊縫中存有過量擴散氫而具有了濃集的條件；接頭承受有較大的拘束應力。

1.2.3 防止產(chǎn)生冷裂紋的措施

在選擇焊條時，盡量的選擇低氫型；對于焊條的日常保存要規(guī)范，防止受潮，在焊接時，將其放在保溫箱中，隨焊隨取；焊接前，對坡口處的水分、油污以及銹跡等清除干凈；嚴格按照施工規(guī)范執(zhí)行，掌握合理的工藝參數(shù)；采用合理的施焊程序和分段退焊法，減少焊接應力。

2 在焊接中，出現(xiàn)焊縫未焊透和未熔合的現(xiàn)象，將對焊接質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的影響，在焊縫處可能會折斷或者是突變。

2.1 未焊透、未融合的含義

未焊透指焊接時接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象；未熔合指焊件與焊縫金屬或焊縫層之間存在局部未熔透的現(xiàn)象。

2.2 未焊透、未融合產(chǎn)生的原因

在焊件的坡口處角度太小；所使用的焊條直徑比規(guī)范標準大；焊接的過程中電流太小；焊接速度太快電弧過長；對于坡口處的清潔工作不到位，氧化膜和油污等沒有清潔干凈；焊接的過程中，在熔流處有熔渣影響金屬的熔合；焊接技術不當。

2.3 未焊透、未融合的防治措施

合理掌握焊件坡口的角度；焊條直徑按照規(guī)范標準選擇；正確掌握焊接電流和速度；在焊接工作開始前，做好坡口處的清潔工作，將雜質(zhì)和油污等清除干凈；焊接的過程中，防止熔渣的進入；采用正確的焊接技術，嚴格按照施工規(guī)范執(zhí)行。

3 夾渣的產(chǎn)生

3.1 夾渣的含義

夾渣就是在焊接中熔入到焊縫中的熔渣，嚴重影響到焊縫處的強度和密實度。

3.2 產(chǎn)生夾渣的主要原因

出現(xiàn)夾渣的主要原因就是在焊縫的邊緣存在切割時殘留的熔渣；焊接電流小速度快；焊條的選擇不規(guī)范，使用了酸性焊條，因為電流過小而出現(xiàn)了糊渣；在選擇堿性焊條時，因為電弧過長而出現(xiàn)夾渣；焊條偏芯造成的夾渣。

3.3 防止產(chǎn)生夾渣的措施

清除干凈坡口處殘留的熔渣；正確處理焊條屬性和電流、速度以及電弧的關系；選擇質(zhì)量達標的焊條。

4 其他主要缺陷

4.1 氣孔的出現(xiàn)

焊接時最常出現(xiàn)的是氫氣孔，主要分為：內(nèi)部氣孔、表面氣孔和接頭氣孔。

4.1.1 氣孔產(chǎn)生的原因

在焊接時，對于坡口處的清潔工作不到位，有殘留的水分和油污；焊條的使用不規(guī)范，在使用之前沒有進行烘烤；焊接速度過快電弧過長等。

4.1.2 防止產(chǎn)生氣孔的辦法

在焊接之前，要對坡口進行徹底的清潔工作，尤其是對于水分、油污和銹跡要清除干凈；對于焊條的選擇要合理，在日常保管時要使用科學的方法，將其放在保溫箱中，焊接時，隨焊隨取，保證干燥；對于變質(zhì)的焊條一律不得使用；掌握好焊接電流和速度。

4.2 咬邊的產(chǎn)生

4.2.1 咬邊的含義

咬邊指焊縫邊緣留下的凹陷，咬邊會減小母材接頭的工作截面。

4.2.2 產(chǎn)生咬邊的原因

焊接電流過大、運條速度過快、電弧拉得太長或焊條角度不；埋弧焊的焊接速度過快或焊機軌道不平等造成焊件被熔化去一定深度，填充金屬未能及時填滿，因而造成咬邊。

4.2.3 防止咬邊的方法

選擇合適的焊接電流和運條手法，隨時注意控制焊條角度和電弧長度；氬弧焊工藝參數(shù)要恰當，焊接速度不宜過高且手法要平穩(wěn)。

4.3 焊瘤的產(chǎn)生

4.3.1 產(chǎn)生焊瘤的主要原因

運條不均造成熔池溫度過高，引起液態(tài)金屬凝固緩慢下墜在焊縫表面形成金屬瘤；立、仰焊時，采用了過大的焊接電流和弧長。

4.3.2 防止產(chǎn)生焊瘤的主要措施

嚴格控制熔池溫度；使用堿性焊條時應采用短弧焊接。

4.4 弧坑的產(chǎn)生

4.4.1 產(chǎn)生弧坑的主要原因

熄弧時間過短或焊接突然中斷，焊接薄板時電流過大；焊縫表面存在焊瘤影響美觀，并易造成表面夾渣。

4.4.2 防止產(chǎn)生弧坑的主要措施：

手工焊收弧時，焊條作短時間停留或幾次環(huán)形運條。

5 焊縫缺陷的修正措施

對焊縫缺陷進行修正時應注意以下幾個方面：不允許在帶壓、背水的情況下進行焊縫缺陷消除的焊補；當施工環(huán)境的溫度低于零度時，對于應該預熱的材質(zhì)要采取必要的余熱措施；對于有熱處理要求的焊件，在熱處理前進行缺陷修正；補焊時，應該使用小電流、不擺動的多層多道焊；如果焊接的結構剛性較大時，對于除第一層和最后一層的焊道，可以在熱狀態(tài)下進行錘擊，但是要將每層的起弧和收弧錯開；用手工電弧焊焊補D、E 級鋼和高強度結構鋼焊縫缺陷時，應采用控制線能量施焊法，每一缺陷不允許中途停頓，應一次焊補完成，且預熱溫度和層間溫度均保持在100℃以上；按原焊縫的探傷要求重新檢查修正后的焊縫，如果再次發(fā)現(xiàn)超過允許限值的缺陷，還要進行重新修正，直至合格，但焊補的次數(shù)不能超過規(guī)定返修次數(shù)；加強焊接過程中的質(zhì)量監(jiān)督檢查工作，保證焊接程序和工藝參數(shù)要求。將以上措施做好，從源頭上防止焊縫缺陷的產(chǎn)生，可以有效的提高焊接的質(zhì)量。

6 結束語

金屬材料焊接成型工藝對于焊接技術的要求非常嚴格，焊接的質(zhì)量直接影響到成型后金屬的使用性能，所以要嚴格控制焊縫缺陷，保證金屬材料的焊接質(zhì)量。上文中對于焊接常見的缺陷進行了分析，針對每種缺陷都有其相應的防治措施，那么在以后的焊接工藝中，對于可以提前預防的一定要做好準備，在焊接的過程中，要不斷的提高焊接技術，規(guī)范施工程序，嚴格按照施工規(guī)范執(zhí)行，加強質(zhì)量監(jiān)督力度，提高焊接質(zhì)量。