金屬材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探討

趙洪　劉爽慶　王家文

摘 要：焊接工藝是金屬焊接成型過程中的關鍵步驟，而這一技術在我國應用的時間相對較短，技術也不是十分的完善。由于金屬材料在焊接的過程中不可避免的會出現問題或者缺陷，所以為了確保金屬焊接質量的有效提高，必須針對焊接過程中所出現的問題，采取必要針對性的措施及時的予以修正，這樣才能促進我國金屬焊接水平的進一步提高。

關鍵詞：金屬材料；焊接成型；缺陷問題；控制措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.045

0 引言

金屬材料焊接的過程中可以應用各種不同的焊接工藝，而焊接工藝的不同其技術要點也存在著一定的差異，為了促進金屬材料焊接質量以及材料實用效率的有效提高，必須對其焊接過程中的缺陷予以充分的重視，并采取積極有效的措施，才能有效的避免材料焊接過程中缺陷的出現，促進我國金屬焊接工藝水平的提高。

1 熱裂紋的成因和防治措施

金屬焊接過程中液態金屬凝固時所產生的裂紋，就是常見的裂紋形式。這種現象一般出現在焊縫的中心，在焊接工作完成之后立即就可以發現。（1）導致熱裂紋產生的原因有很多。金屬焊接時，很多雜質的熔點都非常低，正是因為物質的熔點低于金屬，所以其凝固反應也在金屬之后，在受到拉應力作用時可能產生裂紋，導致金屬焊接完成之后出現熱裂紋現象。（2）為了有效的避免金屬焊接過程中出現熱裂紋現象，必須采取相應的技術手段和預防措施[1]。在進行金屬焊接時，應該嚴格的按照焊接工藝的技術要求，完成焊接的工藝程序，另外必須對焊接過程和焊接環境也必須予以充分的重視。焊接時應該嚴格的控制金屬焊接的相關參數，從而有效的避免焊接熱裂紋現象的出現。同時焊接完成之后，應該避免其受到外力的撞擊。

2 冷裂紋的成因和防治措施

金屬焊接過程中常見的裂紋形式是冷裂紋，這種裂紋主要是金屬材料焊接完成后焊接接頭在冷卻階段出現的。冷裂紋并不是按照固定的時間出現的，一般情況下，都是在材料焊接完成之后冷卻過程中出現，但有時在焊接完成之后也會立即出現或較長時間出現。

（1）如果焊接過程中產生的氫含量過高，由于擴散氫的存在，不斷聚集和長大就會導致冷裂紋的出現。另外，如果焊接母材塑性相對較低的話，也會提高冷裂縫產生的幾率。

（2）為了避免金屬材料焊接過程中冷裂紋現象的發生，必須嚴格的按照規范和要求采取科學合理的技術，才能有效的防止冷裂縫現象的產生。同時，在焊接過程中，應該盡可能的應用含氫量相對較低的焊條，從而達到降低焊接過程中的氫含量。另外，在焊接時必須選擇優質的材料，才能避免由于材料質量過低而導致裂紋的出現。焊接現場環境也是影響金屬材料焊接質量的關鍵因素，只有加強對焊接現場環境的控制，才能有效的避免空氣濕度所引發的材料變質。同時在保存材料的過程中，也必須做好材料自身的潔凈，采取積極有效的措施避免材料與空氣中的水分接觸，才能避免材料發生腐蝕的現象。

3 未焊透、未熔合現象的成因及防治措施

未焊透、未熔合也是焊接過程中比較常見的焊接缺陷，這種現象的出現也會引起焊接出現裂紋等問題。

（1）導致焊接過程中未焊透、未熔合現象發生的原因主要由以下幾方面：首先，由于金屬材料在焊接過程中，會因為施工人員觀察角度的問題，無法觀察到全部待焊部位而出現未焊透、未熔合問題[2]。另外，焊接工藝應用的不合理也是導致出現未焊透、未熔合現象的主要原因，如果焊件鈍邊過大、或者焊接速度過快的話都會對焊接效果產生不利的影響；其次，如果沒有及時的清理焊接件表面存在的雜質的話，也會導致未焊透、未熔合現象的出現；最后，焊接操作人員受到自身技術水平的影響，也是導致未焊透、未熔合現象發生的原因。

（2）為了從根本上避免焊接過程中未焊透、未熔合現象的發生，必須采取切實可行的措施對其進行相應的預防和控制。首先，在焊接過程中焊接件坡口角度的選擇必須科學合理；其次，嚴格的按照規范和要求進行焊接速度和外部環境的控制；最后，焊接操作人員的技術水平必須符合焊接工藝的要求。

4 焊接夾渣現象的成因及防治措施

（1）在金屬材料焊接過程中，焊接夾渣是一種非常嚴重的焊接缺陷，目前，比較常見的焊縫夾渣主要有金屬夾渣和非金屬夾渣兩種。金屬材料在焊接的過程中，焊接坡口的角度過小、焊接速度過快以及焊接電流過小等都是引發焊接夾渣的主要原因。而對于TIG焊而言，則主要是因為焊接電流密度過大造成的夾鎢，之所以出現這樣的現象，主要是由于電流過大超過鎢極規格限制。同時，焊接過程中，焊條電弧相對較長或者焊接極性偏差所引起的焊接夾渣，也會對金屬材料的焊接質量造成嚴重的影響。

（2）在進行金屬材料焊接時，必須采取科學合理的措施，才能從根本上避免焊接夾渣現象的出現[3]。在實際焊接的過程中，一般需要做好以下幾方面的工作：首先，嚴格的按照焊接工藝的要求選擇適合的焊條。一般情況下，如果焊接時選擇酸性焊條，在焊接必須采用交流電源；選擇堿性焊條，則必須在焊接時必須采用直流電源、極性為反接，并控制焊接電弧的長度，才能避免焊接夾渣現象的出現。其次，坡口清理工作也是焊接過程中必須要予以充分重視的問題。在焊接開始之前，必須確保待焊部位邊緣的干凈清潔，才能從根本上避免焊縫中產生熔渣。

5 結束語

總之，必須不斷的進行金屬材料焊接工藝的改革和創新，加強焊接操作人員的技能水平的培訓，嚴格的按照焊接工藝的要求進行焊接，才能從根本上提高各個行業中金屬材料應有的穩定性。如果金屬材料在焊接的過程中出現缺陷，必須根據實際的情況采取科學合理的措施解決當前所出現的缺陷，才能從根本上促進金屬材料焊接水平和質量的不斷提高，促進焊接技術工藝的進一步完善和進步。

參考文獻

[1]胡偉偉.金屬材料焊接中的主要缺陷及防止措施[J].中國新技術新產品，2013（08）：170.

[2]胡瑢華.基于TIG堆焊技術的熔焊成型軌跡規劃研究[D].南昌大學，2007.

[3]張光云.TIG熔焊成型中焊縫幾何尺寸的建模與控制[D].南昌大學，2008.