金屬材料焊接技術現(xiàn)狀與發(fā)展

何小川 李星

【摘 ?要】金屬材料焊接成型容易出現(xiàn)多種質(zhì)量缺陷問 題，對每種缺陷問題的形成原因、影響作用進行分析，可以 為質(zhì)量缺陷控制提供依據(jù)。在此基礎上，通過嚴格控制焊接 工藝技術和操作環(huán)境，及時做好檢測和修正工作，可以有效 提升金屬材料焊接成型質(zhì)量。而下文就專門針對在我們進行焊接過程中金屬材料以及鋼制設備所出 現(xiàn)的焊接質(zhì)量問題進行了統(tǒng)計總結，根據(jù)結果分析出在金屬焊接時我們所要解決的主要問題。

【關鍵詞】焊接缺陷;防止措施;金屬材料

0 引言

焊接缺陷主要有以下幾種：裂紋、沒有焊透、產(chǎn)生了氣孔等。這些缺陷會導致焊接的面積變小，從而影響到焊件的強度，進而使焊 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金屬材料焊接成型過程中主要缺陷分析

1.1裂紋

在金屬材料的焊接成型過程中，對操作技術質(zhì)量有嚴格 的要求，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，都會導致產(chǎn)品出現(xiàn)明顯缺陷。其中，裂紋是較為容易出現(xiàn)的焊接缺陷之一，對金屬材料產(chǎn) 品的使用有較大影響。焊接裂紋缺陷總體可分為熱裂紋、冷 裂紋兩大類。其中熱裂紋是出現(xiàn)在金屬材料的焊接過程中的，在金屬材料由液態(tài)晶體轉變?yōu)楣虘B(tài)晶體的過程中，可能因操 作失誤或外界環(huán)境影響，導致熱裂紋的出現(xiàn)。在焊接成型后，裂紋會出現(xiàn)在金屬材料表面，影響其完整性和美觀性。如果 金屬材料自身質(zhì)量較差，雜質(zhì)含量較高，或焊接環(huán)境中的濕 度條件不符合要求，都會對焊接過程產(chǎn)生干擾，增加出現(xiàn)熱 裂紋的概率。冷裂紋則是在焊接完成后，由于處置不當，引 起的裂紋缺陷。一般出現(xiàn)在焊接成型幾天后，具有一定的不 可控性，易出現(xiàn)在焊縫區(qū)域，主要是因淬硬組織產(chǎn)生約束應力而形成的。

1.2焊縫折斷

焊縫是金屬材料焊接加工最容易出現(xiàn)缺陷問題的部位，如果出現(xiàn)焊縫折斷問題，會影響整體焊接質(zhì)量，導致金屬材 料產(chǎn)品在外力作用下，容易折斷或變形，進而影響其實際應 用價值。金屬材料的焊縫折斷問題主要是由于焊接技術不規(guī) 范導致的，比如出現(xiàn)未焊透、未融合等問題，都會導致焊縫 部分的整體質(zhì)量較差。一般在金屬材料的焊接操作過程中，對焊接角度選擇有嚴格要求，如果焊接角度大小不合適，則 會影響焊接質(zhì)量，出現(xiàn)未焊透的情況。此外，焊條的選擇也 是焊縫質(zhì)量的一個重要影響因素，需要合理選擇焊條。在此 基礎上，做好焊縫部位清潔，防止對焊接過程造成影響。

1.3夾渣和焊瘤

在實際焊接過程中，不確定因素有很多。金屬材料的焊 接成型容易受操作過程及操作環(huán)境的影響，出現(xiàn)夾渣、焊瘤 等現(xiàn)象。其中，夾渣缺陷主要是由于焊縫部分混入熔渣導致 的，在焊接過程中較為常見。如果出現(xiàn)夾渣缺陷，會對焊縫 強度、材料整體成型質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。一般在操作過程中，如果焊縫切割不規(guī)范，會遺留較多殘渣。在操作過程中，焊 接電流較小，也容易出現(xiàn)夾渣。焊瘤缺陷是指在金屬材料成型后，出現(xiàn)較明顯的金屬瘤，破壞焊縫強度，而且不美觀。這種缺陷問題主要是由于液態(tài)金屬下墜過程中出現(xiàn)干擾導致 的，通常與電流控制不穩(wěn)定有關，比如焊接電流過大、焊弧 過長，都容易導致焊瘤問題的出現(xiàn)。

1.4氣孔

氣孔缺陷是金屬材料焊接部分容易出現(xiàn)的另一個主要缺 陷問題。在金屬材料焊接加工時，氣孔危害性較為突出。除 了出現(xiàn)在焊接部分外，在接頭和表面位置也容易出現(xiàn)明顯氣 孔。無論出現(xiàn)在哪個部位，氣孔都會破壞金屬材料焊接的完 整性，導致金屬材料整體強度下降。出現(xiàn)氣孔缺陷主要是由 于焊接加工前沒有對焊接部位進行清潔導致的，比如在焊接 區(qū)域存在水分或油污，會大幅度增加出現(xiàn)氣孔缺陷的概率。在焊接時，水分和油污會形成氣體，直流在焊縫周圍，進而 導致材料成型后出現(xiàn)氣孔。

2金屬材料焊接技術發(fā)展途徑

2.1正確選擇金屬材料焊接方式

針對金屬材料在焊接加工過程中容易出現(xiàn)的缺陷問題，首 先要正確選擇材料焊接方式，保證技術操作的規(guī)范性，從而降 低缺陷出現(xiàn)的概率。隨著金屬材料在各個領域的廣泛應用，金 屬材料焊接工藝也得到了快速發(fā)展，可供選擇的焊接方式越來 越多。在進行材料焊接加工前，首先要對材料性質(zhì)和加工條件 進行分析，根據(jù)材料焊接成型的質(zhì)量要求，選擇合適的焊接加 工方式。應詳細分析金屬材料的焊接需求，在操作前明確操作 技術標準，從常用的焊接方式中進行選擇，確保焊接人員對焊 接技術流程足夠熟悉。對于選定的焊接方式，需要先進行焊接 工藝評定，判斷在焊接加工過程中，是否存在前后操作沖突的 情況。對于可能出現(xiàn)的缺陷問題，如裂紋缺陷、夾渣缺陷等，要采取相應的控制策略。比如在金屬材料焊接中，如果氫含量 較高，由于其聚集作用，容易導致冷裂紋的出現(xiàn)，應選擇含氫 量低的焊條，同時加強對環(huán)境空氣濕度的控制，避免引發(fā)材料 變質(zhì)，從而降低冷裂紋出現(xiàn)概率。

2.2對材料焊接參數(shù)進行嚴格控制

焊接參數(shù)控制是焊接質(zhì)量的一個重要影響因素，通過合 理設計焊接參數(shù)，并在焊接操作過程中嚴格控制，能夠有效 地減少金屬材料的缺陷問題。比如在上述幾種焊接質(zhì)量缺陷 中，有許多缺陷問題是焊接電流選擇不當導致的，需要根據(jù) 材料特點和焊接工藝，對焊接電流進行合理選擇，保證電流 大小的穩(wěn)定性，從而提升金屬材料焊接質(zhì)量。此外，焊接角 度和焊接弧度也是焊接質(zhì)量的重要影響因素，必須嚴格按照 金屬材料的焊接成型技術規(guī)范進行選擇，實現(xiàn)對焊接參數(shù)的 有效控制。比如焊件的鈍邊如果較大，需要控制好焊接速度，焊接速度過快則容易出現(xiàn)未焊透和未融合的現(xiàn)象。在焊接時，還要合理選擇焊件坡口角度，避免因技術參數(shù)不合理，影響金屬材料焊接成型質(zhì)量。

2.3檢查金屬材料焊接環(huán)境

金屬材料的焊接環(huán)境通常較為惡劣，也是金屬材料焊接質(zhì) 量控制中不可控因素較多的一個方面。因此，在金屬材料焊接 加工時，必須做好環(huán)境檢查工作，盡可能減少外界環(huán)境的不利 影響。對外界環(huán)境進行監(jiān)測和控制，也要圍繞焊接操作要求進 行，重點監(jiān)測環(huán)境濕度、風力大小等影響因素，確保環(huán)境條件 能夠滿足工藝需求，從而降低缺陷產(chǎn)生概率。除了對自然環(huán)境 條件進行監(jiān)測外，還要控制好焊縫狀態(tài)。在完成焊縫切割后，要及時進行清理，避免因殘渣殘留較多，影響后續(xù)的焊接質(zhì)量。比如金屬材料熱裂縫的產(chǎn)生，主要是由于存在較多熔點低的雜 質(zhì)，在凝固后雜質(zhì)強度明顯低于金屬，進而容易受外力作用，出現(xiàn)磨損和腐蝕。因此需要優(yōu)化焊接環(huán)境，盡可能避免雜質(zhì)混 入，并采取多層焊接技術，提高焊接成型質(zhì)量，同時采取保護 措施，避免材料受到外力影響。

2.4對金屬材料焊接過程進行監(jiān)控

在金屬材料的焊接過程中，需要對每步的技術操作流程 進行嚴格控制，從而避免因操作不當，引發(fā)缺陷問題。比如，夾渣缺陷是由于焊縫邊緣在切割時殘留較多熔渣、電流大小 不合理等原因導致的。焊接前需要清除坡口殘留熔渣，控制 好電流大小和焊接速度，保證焊接質(zhì)量。

3 結束語

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致的。因此要預防金屬缺陷，就一定先要預防焊接缺陷。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)，我們就必須要嚴格把握好焊接質(zhì)量并在焊接后進 行檢查。

參考文獻：

[1] 鄭柚龍.金屬材料焊接中超聲無損檢測技術的有效應用探究 [J].科技風，2019（06）：125-126.

[2] 趙菲，黃慶學，賈登峰，吳志生.金屬層狀復合材料焊接技術現(xiàn) 狀與發(fā)展 [J].焊接技術，2018，47（02）：1-5.

[3] 蘇雨露.超聲無損檢測技術在金屬材料焊接的應用研究 [J].建筑 與預算，2018（02）：33-35.

[4] 黃本生，黃龍鵬，李慧.異種金屬焊接研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].材料導報，2011，25（23）：118-121.