金屬材料焊接成型中的主要缺陷及防治方法

朱加考

（中國重汽集團濟寧商用車有限公司，山東 濟寧 27200）

金屬材料焊接成型是金屬材料加工的必要步驟，而金屬材料焊接成型的水平高低則直接影響到金屬材料加工的質量，但金屬材料焊接成型卻存在著一定的缺陷。因而文章分析金屬材料焊接成型缺陷控制與防治的重要性，對金屬材料焊接成型中的主要缺陷進行分析，包括裂紋問題、氣孔問題、焊瘤問題、夾渣問題及焊接折斷問題等，再據此提出相應的防治方法，從而保障金屬焊接生產工作的整體質量，提升金屬材料加工的整體水平，更好地促進我國工業及建筑業的發展。

1 金屬材料焊接成型缺陷控制與防治的重要性

隨著國家經濟的發展，工業領域及建筑領域勢必會上一個新的臺階，而無論是工業領域還是建筑領域，其都需要與金屬有關的各種零部件，甚至大型的機械設備在工業與建筑領域并不少見，但現階段我國的金屬材料焊接成型技術不夠完善，尚無有效的辦法控制金屬焊接氧化物形成、避免蒸氣壓的影響及熱影響、同時填充合金和基材交互作用也是存在的，此外還有其他的一些影響金屬焊接強度的因素（如焊接點設計等），這就造成了金屬材料焊接成型技術存在著諸多缺陷，間接地影響了工業領域及建筑領域零部件及大型設備的制造，從而影響了工業領域及建筑領域的發展。因而有效的金屬材料焊接成型缺陷控制與防治是十分必要的，一方面有助于保障金屬零部件的強度，提升金屬零部件的質量；另一方面對于大型機械設備而言，將質量過關的金屬零部件應用于制造上，有助于保障其正常使用。從而在一定程度上保障工業制造及建筑制造的效率及質量，從長遠來看則會提升我國工業制品的市場競爭力，促進工業及建筑業的發展，進而促進國家經濟的繁榮。

2 金屬材料焊接成型中的主要缺陷

2.1 金屬材料焊接成型裂紋缺陷

在金屬材料焊接成型過程中，出現裂紋現象是非常常見的，而裂紋可以分為熱裂紋及冷裂紋兩種。熱裂紋是在金屬材料由液態轉換為固態過程中由于人為因素或外界因素所致，比如在此過程中的操作失誤可能會導致熱裂紋；而如果熔池純凈度不足或雜質過多，也會導致熱裂紋。而冷裂紋則主要發生于焊接成型的金屬材料冷卻階段，其原因則是金屬材料焊接母材及母材焊縫融合線上的裂紋所致，而產生的時間則在焊接成型后的數天內。裂紋的存在影響了金屬材料光潔性，在很大程度上影響了其美觀性。

2.2 金屬材料焊接成型氣孔缺陷

氣孔缺陷也是金屬材料焊接成型過程中的經常出現的缺陷之一，而氣孔形成的原因復雜多樣，其中包括材料表面清潔不徹底導致水分存在、焊接方法運用的不合理、熔渣自身的氧化性、焊條或焊劑受潮、電流的種類等，其中在這些原因中，以焊條焊劑受潮所引發的缺陷率比較高。而一旦出現了氣孔缺陷，則影響金屬材料的完整性，降低金屬材料的韌性，其危害是較大的。

2.3 金屬材料焊接成型焊瘤缺陷

金屬材料成品如果表面附著微小的金屬殘留物則是金屬材料焊接成型焊瘤缺陷，焊瘤缺陷是常見的金屬材料成型的缺陷之一，導致焊瘤缺陷的原因主要分為兩類，一類是由于熔池溫度過高導致的，其中在平焊操作中由于熔池溫度過高，會導致鐵水下墜現象，進而形成了焊瘤；在立焊操作中，由于熔池溫度過高，焊條深入熔池過深，焊接角度確定不當，焊接速度過慢之時，則也會形成焊瘤。一類是由于焊接電流過大，加之焊瘤移動速度較為緩慢，則會使融化溫度過高及結晶緩慢，從而形成焊瘤。

2.4 金屬材料焊接成型夾渣缺陷

在金屬材料焊接成型過程中，由于一些非金屬物質或其他夾雜物出現在焊接金屬中，則產生了夾渣。夾渣缺陷也是常見的缺陷之一，其產生的原因主要是操作工藝不當、電流小電弧長、焊接速度過快等。金屬材料夾渣，雖然在金屬材料焊接成型中是常見現象，但直接影響到后續焊接工作，降低焊接強度，影響金屬制品的整體質量水平。

2.5 金屬材料焊接成型焊接折斷缺陷

折斷缺陷是金屬材料焊接成型中出現頻率較高的缺陷之一，其主要是指金屬材料受外力影響而導致的折斷或變形現象。之所以發生折斷缺陷，其原因主要是焊接技術不到位，比如在金屬材料焊接過程中，操作人員沒有按照標準將金屬焊透，相關裂縫未能融合，都有可能導致焊接折斷的缺陷。而焊接折斷現象一旦發生，則會影響整體金屬材料焊接質量，影響焊接效率。

3 金屬材料焊接成型中缺陷的防治方法

3.1 金屬材料焊接成型中缺陷針對性防治方法

3.1.1 金屬材料焊接成型裂紋缺陷的防治方法

熱裂紋及冷裂紋是金屬材料焊接成型中最常見的缺陷，熱裂紋及冷裂紋產生的原因不一，因而其防治方法并不同。針對熱裂紋而言，操作人員在金屬材料焊接成型過程中必須嚴格按照操作程序及工藝標準來完成整個過程，同時還需要根據金屬材料的特性選擇合適的焊接方式，設置合理的焊接參數，從而避免金屬材料焊接成型中的操作失誤問題；此外，在焊接之前必須仔細檢查熔池，保證熔池自身環境，避免出現各類雜質，從而可以有效避免熱裂紋的缺陷。針對冷裂紋而言，相關操作人員應在金屬焊接成型過程中設置合理的氫氣標準值，對氫氣含量進行嚴格控制，同時在操作過程中應選用低氫型焊條，應注重焊條的保管工作，將焊條放置在保溫箱中，避免焊條受潮導致冷裂紋的出現。

3.1.2 金屬材料焊接成型氣孔缺陷的防治方法

在金屬材料焊接過程中，避免氣孔缺陷的方法主要包括以下幾種，即：需要進一步優化焊接環境，保證焊縫、焊絲等材料的干擾性，避免這些金屬材料出現雜質、油污、銹跡等，從而盡可能的避免氣孔缺陷。除此之外，還需要運用合理的焊接方法，選擇合適的焊接電流；同時還需要保證焊劑中的氧化劑成分在一個合理的范圍值內，同時需要在焊劑中加入合金劑與人造渣劑，從而有效避免在焊接成型過程中的氣孔的出現。

3.1.3 金屬材料焊接成型焊瘤缺陷的防治方法

在防治金屬材料焊接成型焊瘤缺陷之上，應控制熔池的溫度，并采用合適的電流，同時保證焊條深入熔池深度、焊接角度、焊接速度等都保證在一個合理的范圍內；此外在操作之上由于重復操作極其容易導致焊瘤的形成，因而需要盡量確保操作的連貫性，保證一次性操作完所有步驟。同時還需要保證操作人員的熟練性，能夠熟練完成整個金屬材料焊接成型過程，能夠準確判斷焊接過程中容易引發焊瘤缺陷的情況，并采取相關措施，比如當操作人員發現熔池出現“小鼓肚”現象，應即可判定這是熔池溫度過高的表現，因而應立即降低電流及降低熔池溫度，同時觀察熔池相關情況，如果出現金屬下墜現象，應果斷采取滅弧操作。

3.1.4 金屬材料焊接成型夾渣缺陷的防治方法

金屬材料焊接成型夾渣缺陷也是比較常見的，為了避免夾渣的形成，就需要在焊接成型之前需要檢查金屬材料焊接邊緣是否存在雜質，比如熔渣等，如果存在則需要立即清理金屬材料，從而可以有效避免在焊接成型過程中夾渣的出現。同時，夾渣缺陷還與電流速度過快與操作工藝不當有關，因而在金屬材料焊接成型過程中應避免焊接電流速度過快的現象，此外還需要采取科學合理的操作工藝，比如在平焊時避免焊條擺動過快，保證焊條緊跟熔渣；在打底焊接之時，應控制引狐兩點間的距離，避免由于其距離過大而出現夾渣；在填充層焊接之時，應根據焊道狹窄與否，而選擇相應的電流，同時相對地使用滅弧法及挑弧法。

3.1.5 金屬材料焊接成型焊接折斷缺陷的防治方法

為了避免焊接折斷缺陷的發生，首先，在焊接之前，需要操作人員注重焊接的角度，選用合適的角度進行焊接，同時根據金屬材料及外界環境特征采用合適的焊接速度，從而提升整體焊接效果；其次，在焊接之時，由于同一塊金屬材料的不同部位存在著厚度及長度的差異，因而就需要操作人員仔細觀察金屬材料的特點，針對金屬材料較厚的部分應加大焊接力度，針對較薄的部分應將焊接力度及焊接時間控制在合理范圍內；最后，在焊接之后，需要根據金屬材料特點設置合理的融合時間，需注重金屬材料融合效果，而針對融合效果不佳的金屬材料應用相關設備進行進一步焊接融合，從而保障金屬材料的強度。

3.2 金屬材料焊接成型中缺陷綜合型防治方法

3.2.1 優化金屬材料焊接成型工作環境

金屬材料焊接成型工作環境與金屬材料焊接成型質量息息相關，因而在進行焊接成型之前，需要對其工作環境進行詳細的檢測，其中包括各類焊接工具的濕度、工作環境的風力、工作環境的整潔度等，從而優化金屬材料焊接成型工作環境，便于操作人員更好地進行金屬材料焊接工作。同時在焊縫焊接完成之后，操作人員應對焊縫進行清潔，清除其上的雜質，便于后續焊接成型工作的展開。

3.2.2 設置科學的焊接措施及合適的焊接參數

在正式的金屬材料焊接成型過窄展開之前，應制定完善的焊接成型工作措施，選用合適且質量過關的金屬材料，并針對金屬材料的特點選用合適的焊接方式，從而確保整體金屬材料焊接成型的質量。此外，還需要設置合適的焊接參數，合適的焊接參數是影響整體焊接工作質量及效率、預防焊接缺陷的重要措施，這就需要根據金屬材料的特點及性質，選用合適的焊機規格、選擇合適的焊接方式、設定合適的焊接電流、焊接速度及焊接角度等。比如針對汽車鈑金材料，可以選擇二氧化碳氣體保護焊的焊接方式，以此選用合適的焊機，選擇合適的電流，同時根據焊接厚度相應地選擇焊絲直徑。

表1 汽車鈑金材料焊接直徑的選擇

在金屬材料焊接成型過程中，需要在每個過程跟蹤金屬材料焊接過程，并針對焊接成型中所存在的問題，采取必要的措施，比如保證操作環境干燥性以避免氣孔缺陷。在焊接成型完成之后，需要對金屬材料成品進行檢測，如果其中存在缺陷，需要進行及時地修復。不過在修復過程中，需要在無壓環境、溫度高于零攝氏度的環境下進行，保障金屬材料的整體質量。

4 結語

金屬材料焊接成型與整個工業與建筑領域的發展息息相關，但現階段金屬材料焊接成型卻存在一些缺陷，而如果不采取有效措施積極防治金屬材料焊接成型中的缺陷，則會極大的影響我國整個工業及建筑領域的發展。因而文章針對金屬材料焊接成型主要缺陷（裂紋、氣孔、焊瘤、夾渣及焊接折斷問題）進行分析，并針對性的提出防治各類缺陷的措施，同時提出綜合性的缺陷防治方法，以提升我國金屬材料焊接成型整體質量，更好地助力工業及建筑業的發展。