金屬材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究

周永升 張松鋒 王強(qiáng) 周小宇 谷雨 周小東

摘 要：在進(jìn)行金屬材料的焊接時，產(chǎn)生焊接缺陷的情況是不能避免的。而下文就專門針對在我們進(jìn)行焊接過程中金屬材料以及鋼制設(shè)備所出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問題進(jìn)行了統(tǒng)計總結(jié)，根據(jù)結(jié)果分析出在金屬焊接時我們所要解決的主要問題。本文據(jù)此總結(jié)了在遇到焊縫缺陷時所要采取的有效措施以及保證焊接質(zhì)量的有效方法，以期對同行起到參考作用。

關(guān)鍵詞：焊接缺陷;防止措施;金屬材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.023

0 引言

根據(jù)對焊接成品問題的檢測與資料匯總數(shù)據(jù)，在所有材料缺陷中，約有百分之40的成品缺陷是焊接缺陷所導(dǎo)致的。因此要預(yù)防金屬缺陷，就一定先要預(yù)防焊接缺陷。而在實際中，焊接缺陷的出現(xiàn)常是因為安裝技術(shù)水平低下、時間緊、監(jiān)督不力而產(chǎn)生的。因此想要將焊接缺陷限制在一定范圍內(nèi)，我們就必須要嚴(yán)格把握好焊接質(zhì)量并在焊接后進(jìn)行檢查。焊接缺陷主要有以下幾種：裂紋、沒有焊透、產(chǎn)生了氣孔等。這些缺陷會導(dǎo)致焊接的面積變小，從而影響到焊件的強(qiáng)度，進(jìn)而使焊件產(chǎn)生裂紋。而在這些焊接缺陷中，最為不可取的當(dāng)屬裂紋和氣孔。就此，本文分析了在生活常見焊接缺陷的產(chǎn)生原因以及如何防止其出現(xiàn)的有效舉措。

1 焊接裂紋

作為對焊件影響最大的焊接缺陷，一旦出現(xiàn)就會對焊件的結(jié)構(gòu)造成極其惡劣的影響，造成的后果極其嚴(yán)重。焊接中產(chǎn)生的裂紋一般分為冷裂紋和熱裂紋兩種。

1.1 熱裂紋及其防止措施

（1）熱裂紋。熱裂紋指的是焊接后的焊液結(jié)晶從液態(tài)變成固態(tài)時造成的缺陷，絕大多數(shù)熱裂紋會在焊縫的中間位置出現(xiàn)。

（2）熱裂紋產(chǎn)生的原因。因為在焊接時融化的金屬中，存在著一些雜質(zhì)，因其熔點較焊接物低因此凝固的較晚，且在凝固之后的強(qiáng)度還很低，而在金屬焊接的凝固過程中，如果此時焊接金屬外部的約束力很大，那么在焊液的凝固和伸縮下，焊縫有時會被拉開或者在其凝固后被拉開，進(jìn)而導(dǎo)致晶體裂開，形成熱裂紋。

（3）預(yù)防熱裂紋產(chǎn)生的措施。嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行焊接，選用合適的焊接工具，以此減輕焊接中造成的裂紋;焊接是的工藝參數(shù)驗嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，減慢焊接后的金屬冷卻速度，盡可能使焊縫美觀;采用小電流多層多道焊的焊接方式，可以減少裂縫的出現(xiàn)幾率。

1.2 冷裂紋及其防止措施

（1）冷裂紋。冷裂紋指的是焊接的金屬在冷卻時或者冷卻完成之后因其本身受到低溫產(chǎn)生的裂痕。冷裂紋的出現(xiàn)時間分為兩種：焊后迅速出現(xiàn)或冷卻一段時間后出現(xiàn)。

（2）冷裂紋產(chǎn)生的原因。在焊接過程中，因為焊件的溫度很高，如此循環(huán)往復(fù)，熱影響區(qū)會被持續(xù)高溫加熱，從而產(chǎn)生淬硬組織，又因在焊接縫隙中有著過量的擴(kuò)散氫，使得焊縫承載了超過自身強(qiáng)度的拘束應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂紋的發(fā)生。

（3）預(yù)防產(chǎn)生冷裂紋的措施。焊接前準(zhǔn)備：焊接前把焊接接口附近的油污和銹跡等仔細(xì)打理干凈;焊接材料需要妥善保管，保存在干燥的地方，防止焊件因為吸取了空氣中的水分受潮導(dǎo)致的含氫量增加。

焊接時的注意事項：盡量盡可能選擇含氫量低的焊條，以減少焊接時在焊縫中累積的擴(kuò)散氫含量;選擇合適的焊接工藝和焊接程序（比如：在焊接前先預(yù)熱、在焊接后緩慢冷卻、焊接時使用多層多道焊接、控制穩(wěn)定的層間溫度、使用分段退焊的方式進(jìn)行焊接等）。

2 夾渣

2.1 夾渣的概念

夾渣是進(jìn)行焊接過程中常見的一種缺陷，是指焊接過程中沒有被排出的質(zhì)輕且強(qiáng)度低的熔渣，它的出現(xiàn)會使焊縫的強(qiáng)度降低、致密性變差。

2.2 產(chǎn)生夾渣的主要原因

焊前處理焊件處理不當(dāng)導(dǎo)致的坡口的角度太小、焊接時由于電壓或選擇不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻碾娏魈』蛘吆附訒r速度過快都會產(chǎn)生夾渣;如果選用了酸性焊條，焊接時運(yùn)條方法不正確會形成糊渣。

2.3 預(yù)防夾渣出現(xiàn)的措施

在焊接前，正確選擇合適的坡口并仔細(xì)清理坡口邊緣，使坡口潔凈干燥;在進(jìn)行焊接時，調(diào)整至合適的焊接電流，并保證焊接時的速率一致。

3 焊接缺陷的修補(bǔ)措施

（1）要對焊工進(jìn)行操作技能培訓(xùn)并實施考核制度，提高其工作水平。

（2）嚴(yán)禁選擇過大或過小的電流進(jìn)行焊接，應(yīng)采取恰當(dāng)?shù)暮附庸に嚒?/p>

（3）在必要時，例如用手工電弧焊進(jìn)行焊接時，應(yīng)該在焊接時控制好焊接能量，在焊接過程中，即使出現(xiàn)小的缺陷都不能半途停止，確保焊接程序一次性完成。

（4）要加強(qiáng)焊接現(xiàn)場的監(jiān)督、檢驗工作。金屬焊接時，要在現(xiàn)場嚴(yán)密監(jiān)督其焊接過程，要從根本上預(yù)防金屬焊接缺陷的產(chǎn)生。

4 結(jié)束語

綜上，我們在焊接過程中，要嚴(yán)格遵守焊接流程的相關(guān)制度，認(rèn)真執(zhí)行工藝流程，以降低焊接缺陷的產(chǎn)生，而一旦出現(xiàn)缺陷就要及時修正。關(guān)于裂紋，我們需要先仔細(xì)檢查，確定其類型，然后究其原因，再進(jìn)行修理缺陷;對于夾渣等缺陷，我們也要采取措施清理缺陷，再按照相關(guān)規(guī)定工序進(jìn)行焊接。

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基金項目：國家自然科學(xué)基金（51671164）資助

作者簡介：周永升（1990-），男，河南漯河人，碩士研究生，助教，研究方向：金屬焊接。