金屬材料焊接中的主要缺陷及防治措施研究

謝小強

（陜西化建工程有限責任公司,陜西 楊凌示范區 712100）

進入21世紀以來，金屬材料以及鋼結構的應用范圍與使用領域逐步擴大。因而，要注重金屬材料的焊接質量，提升焊接工作的效果。對于焊接過程中經常出現的裂縫問題以及未焊透、未熔合問題、夾渣等問題進行嚴格把控，同時焊接過程中要實時觀察焊接工作的質量，發現問題及時進行處理。另外，焊接前要對金屬材料進行嚴格的檢查，為焊接質量打下良好的基礎。

一、金屬材料焊接中的主要缺陷分析

（一）焊接裂紋

此問題主要分為縱向、橫向、弧抗、顯微以及焊趾裂紋等類型，不僅可以在焊接完成之后立即顯現，而且可能在焊接完成一段時間之后顯現。從原理上進行分析，裂紋主要是在金屬材料由結晶狀態向固化狀態轉變的過程中出現的，并且主要分為冷裂紋和熱裂紋兩種。對于前者來說就是在焊接完成后的冷卻過程中，出現在焊接交界處融合點位置的裂紋。不僅可以在焊接之后的6～8h出現，也會在焊接之后立馬出現。此問題的主要原因就是在焊接過程中由于出現一定量的氫氣而導致焊接交界處出現裂縫，或者是由于金屬材料中含有雜質以及焊接母體本體存在較弱的承受能力等原因，此外，還有在金屬材料焊接完成的冷卻過程中由于溫度控制不合理而導致出現的冷裂紋。而對于后者來說，其主要是在金屬焊接過程中的液體凝結時在焊縫的中心位置產生，通常會在焊接完成之后立馬顯現。引起此問題的原因就是由于金屬材料中含有與金屬材料以及焊條熔點不同的雜質，具有較低熔點的雜質在焊接完成之后會凝固較早并具有較低的強度和硬度，這就會使得雜質在外力作用下受到不同程度的腐蝕以及風化作用時而產生熱裂紋。

（二）金屬材料未焊透，未熔合

當金屬原材料在焊接時未能完全融化，導致金屬之間無法完全焊接進接頭深處的情況，即被稱為金屬材料未焊透。焊接過程中的電流大小、溶解深度差異、交熔處不同的角度標準以及坡口處的雜質顆粒等都會導致未焊透狀況發生。金屬材料未焊透減少了焊縫接觸的有效面積，從而使金屬焊接的接頭強度亦大幅度降低，焊縫連接程度越來越低，焊縫越來越疲勞，最終將導致金屬分離或金屬材料斷裂。未熔合的狀況在日常金屬焊接時亦非常普遍，它與未焊透的表現大致相同，由于焊接熔點與電流的差異，以及受焊接口角度偏差及雜質的影響，而導致金屬材料未能完全融化，使金屬之間的承載面積減小，連接程度降低，相應地造成一系列安全隱患。

（三）夾渣缺陷

夾渣是指在金屬焊接過程中或金屬焊接完成后，摻雜或殘留在焊縫中的熔渣類物質。夾渣對金屬焊縫的強度及密閉性有極大的影響，夾渣產生的主要原因有：第一，在焊縫的邊緣，采用有氧割或炭弧氣刨等切割方式進行切割時所殘留下的熔渣；第二，在焊接過程中，由于坡口角度較小、焊接速度過快或焊接電流太小等原因所造成的焊接殘渣；第三，在選用酸性焊條進行焊接時，由于運條方式不當或焊接電流不夠等原因所造成的“糊渣”；第四，由于焊條選擇錯誤或焊條偏芯不準等原因所導致的夾渣。

二、預防金屬材料焊接缺陷的措施探討

（一）焊接裂縫的防治措施

在金屬材料焊接時不僅要嚴格執行焊接工藝流程，按照所用的不同金屬材料來進行焊接工藝的選擇，還要對冷卻速度進行把我，并還可以對小電流多層多道焊接方式進行充分利用。盡量選擇低氫型焊條來減少焊縫中氫氣的擴散，并減少焊接過程中在焊接交界處出現的水分與油污等的化學反應等，加強對金屬材料的防潮和防曬管理。

（二）解決未焊接、未融合的策略

金屬材料的焊接過程中，要依照相關規定，正確的選擇坡口尺寸、并把握好焊接時的電流速度、對坡口的污漬要及時清理、在焊接過程中要適當的擺動運條、對焊接接縫徹底封底焊清根、在焊接材料融合的過程中金屬焊接的技術人員要仔細觀察和兩側的情況。這樣就可以有效的防治米焊接或米融合的現象發生，為金屬材料的焊接質量帶來保障。

（三）預防焊接過程中產生夾渣的措施

焊接過程中對于坡口的尺寸要進行合理選擇，并且要對要坡口表面的水分以及油污等雜質進行全面的清理。另外，焊接過程中要對電流進行嚴格的控制，并且要確保焊接速度與焊接電流相適應。對于運條擺動也要進行科學合理的控制，確保焊接工作符合規定要求。如果上述環節得到了良好的控制，那么就可以很好的解決焊接工作中出現的夾渣問題。

（四）對材料焊接參數進行嚴格控制

焊接參數控制是焊接質量的一個重要影響因素，通過合理設計焊接參數，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，保證電流大小的穩定性，從而提升金屬材料焊接質量。此外，焊接角度和焊接弧度也是焊接質量的重要影響因素，必須嚴格按照金屬材料的焊接成型技術規范進行選擇，實現對焊接參數的有效控制。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未焊透和未融合的現象。在焊接時，還要合理選擇焊件坡口角度，避免因技術參數不合理，影響金屬材料焊接成型質量。

結束語：

總之，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，另外，針對已經出現的缺陷情況，也應采取合理的措施進行彌補，這樣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。