金屬材料焊接中的問題與對策研究

李喜澤

摘要：在金屬材料加工中，焊接成型極為重要，這一環(huán)節(jié)直接關(guān)系著金屬材料的成型質(zhì)量，需要相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注。在金屬材料焊接成型的過程中，常會發(fā)生一些問題，包括裂紋、氣孔等等，均降低了金屬材料成型的質(zhì)量。因此，相關(guān)人員要針對不同的缺陷問題進(jìn)行控制，最大程度的保障焊接效果。

關(guān)鍵詞：金屬材料;焊接;主要缺陷;解決對策

1金屬材料焊接中存在的主要問題

1.1金屬材料未焊透和熔合

當(dāng)金屬原材料在焊接過程中未能完全熔化，導(dǎo)致金屬之間無法完全焊接到接頭的深度時，稱為金屬材料的未焊透。在焊接過程中，電流、溶解深度的差異、交叉處的不同角度標(biāo)準(zhǔn)以及坡口處的雜質(zhì)顆粒都會導(dǎo)致未焊透。金屬材料的未焊透降低了焊縫的有效接觸面積，使金屬焊接接頭強(qiáng)度大大降低。焊接接頭的連接程度越來越低，焊縫的疲勞程度越來越高，最終導(dǎo)致金屬分離或金屬材料斷裂。不完全熔合的情況在日常金屬焊接中也很常見。它幾乎與不完全穿透相同。由于焊接熔點(diǎn)和電流的不同，以及焊接坡口角度偏差和雜質(zhì)的影響，金屬材料無法完全熔化，從而降低了金屬之間的承載面積和連接程度，相應(yīng)地產(chǎn)生了一系列安全隱患。

1.2熔渣殘留

焊渣的實(shí)際含義是在金屬材料的焊接過程中，焊縫中會有一部分焊渣，焊縫之間可能存在疏松多孔的結(jié)構(gòu)，這將在很大程度上影響焊縫的強(qiáng)度，從而產(chǎn)生焊接缺陷。產(chǎn)生渣渣主要有以下幾種情況：一是焊接處邊緣處于好氧切割或碳弧氣刨過程中，會產(chǎn)生大量渣;二是由于電極本身的性質(zhì)，如果電極的性質(zhì)是酸性的，會產(chǎn)生大量渣在金屬材料的焊接操作中;最后，熔渣的產(chǎn)生也與具體的實(shí)際操作有關(guān)。焊接過程中，如果預(yù)先設(shè)定的焊接電流過小或電極移動速度過快，也會產(chǎn)生熔渣，影響焊接質(zhì)量。

1.3焊接裂紋

在金屬材料的焊接過程中，存在著許多性能不同的問題，其中焊接裂紋是最常見的問題之一。當(dāng)金屬材料從晶體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時，由于晶體熔點(diǎn)、加熱面積和溫度環(huán)境等內(nèi)外因素的影響，兩級分離的金屬材料在其熔化線上會產(chǎn)生裂紋。這種裂紋主要表現(xiàn)為熱裂紋和冷裂紋兩種不同形式。

在交叉熔融過程中，熔池中或多或少存在雜質(zhì)晶體。這些雜質(zhì)晶體通常具有較低的相對熔點(diǎn)，其強(qiáng)度和塑性不能滿足金屬焊接的必要條件。因此，在晶體團(tuán)聚的過程中，在拉伸力的作用下，焊接中心會產(chǎn)生裂紋。這是熱裂紋的形成過程，焊接后會立即出現(xiàn)。相反，冷裂紋的出現(xiàn)時間比熱裂紋慢，可能在焊接后幾分鐘，也可能是幾小時或幾天。另外，與熱裂紋相比，它們大多是在高溫環(huán)境下的冷凝過程中產(chǎn)生的，焊接后冷裂紋會被低溫氣體腐蝕，且內(nèi)外金屬材料的壓差較大，逐漸產(chǎn)生裂紋的過程。無論是熱裂紋還是冷裂紋，都會對人們的生命財產(chǎn)安全造成不同程度的危害，因此人們應(yīng)高度重視焊接裂紋問題。

1.4其他焊接問題

除了以上兩個日常生活中常見的焊接問題外，在工業(yè)運(yùn)行中還會出現(xiàn)許多問題，如焊機(jī)設(shè)備故障、焊接夾渣、焊接結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、焊接過程中咬邊裂紋等，這些都會對焊接過程中的耐蝕性、壓力等產(chǎn)生不同程度的負(fù)面影響金屬材料的電阻和焊接質(zhì)量，最終導(dǎo)致初始焊接結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)的失效，縮短了金屬材料的使用壽命，磨損逐漸在時間上扣除。

2問題預(yù)防對策

2.1焊接裂紋預(yù)防

為避免焊接熱裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生，首先，可以適當(dāng)減弱焊接應(yīng)力，在具體工作中，應(yīng)對工藝流程規(guī)定予以嚴(yán)格遵循，對焊接工藝進(jìn)行科學(xué)選擇;其次，需要對焊接工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格把控，對冷卻速度進(jìn)行科學(xué)確認(rèn)，可以對焊接形狀系數(shù)予以適當(dāng)提升，如選擇利用小電流開展多層多道焊接，就可以在金屬材料焊接工作中取得良好應(yīng)用效果。

為避免焊接冷裂紋現(xiàn)象產(chǎn)生，首先，工作人員應(yīng)盡量選擇低氫型的焊條，避免焊縫中有氫擴(kuò)散量減少情況出現(xiàn)，與此同時，工作人員應(yīng)對坡口邊緣油污、水分進(jìn)行清理，讓氫含量得以減少;其次，工作人員應(yīng)對金屬焊接材料進(jìn)行嚴(yán)格保管，避免有材料受潮等情況產(chǎn)生，對線能量、焊接工藝進(jìn)行合理應(yīng)用;然后，應(yīng)對焊接處應(yīng)力以及韌性進(jìn)行積極改變，如去氫消內(nèi)應(yīng)力方法以及淬硬組織回火等方法就可以取得良好應(yīng)用效果。

2.2未焊透與未熔合預(yù)防

針對金屬材料焊接工作中存在的未焊透與未熔合問題，首先，工作人員應(yīng)做好焊接準(zhǔn)備工作，如制定質(zhì)量控制計劃、降低焊條直徑等;其次，工作人員應(yīng)在焊接過程中確保焊接工作開展平穩(wěn)性，避免有焊接偏離現(xiàn)象、劇烈抖動現(xiàn)象出現(xiàn);再次，工作人員應(yīng)確保自身工作規(guī)范水平，應(yīng)保證工作人員具有較高的焊接技術(shù)操控能力，針對焊接工作開展中存在的不良變化情況，工作人員應(yīng)針對情況產(chǎn)生原因，實(shí)時調(diào)整焊接技術(shù)，補(bǔ)救焊接工作開展中的不良問題，為整體工作高質(zhì)量完成提供保證。

2.3夾渣問題預(yù)防

為避免夾渣問題出現(xiàn)，首先，工作人員應(yīng)做好焊條選擇工作，根據(jù)焊條性質(zhì)確定電流強(qiáng)度以及電弧長度，如果焊條為酸性，那么在焊接過程中，應(yīng)對電流強(qiáng)度予以適當(dāng)提升，如果焊條為堿性，需要對電弧長度進(jìn)行科學(xué)控制;其次，工作人員應(yīng)對焊接速度以及坡口角度進(jìn)行規(guī)范處理，避免焊接速度過快等情況出現(xiàn)。

2.4人員培訓(xùn)措施

金屬材料焊接工作在電氣工程施工領(lǐng)域中占有重要地位，因?yàn)楹附訂栴}產(chǎn)生原因具有多種類型，只有保證焊接工作人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)水平才能讓金屬材料焊接工作高質(zhì)量開展。因此，相關(guān)企業(yè)應(yīng)針對金屬材料焊接工作人員開展定期培訓(xùn)工作，在培訓(xùn)內(nèi)容上，主要為焊接流程、焊接工藝、焊接技能以及人員對設(shè)備的操作知識;在培訓(xùn)方法上，相關(guān)企業(yè)可以選擇使用講座培訓(xùn)方法、現(xiàn)場模擬培訓(xùn)方法以及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程培訓(xùn)方法，保證培訓(xùn)方式的高度靈活性，讓人員具有足夠的焊接能力完成具體工作，并針對突發(fā)情況做好及時處理工作。值得注意的是，相關(guān)企業(yè)還應(yīng)針對人員焊接操作制定具體規(guī)范條例，并在人員操作中進(jìn)行有效監(jiān)管。

2.5其他問題預(yù)防

針對金屬材料焊接中產(chǎn)生的其他問題，首先，工作人員應(yīng)對施工溫度、施工環(huán)境予以高度關(guān)注，如果發(fā)現(xiàn)溫度相對較低，需要對一定余熱措施進(jìn)行采取，保證環(huán)境適宜性，一般去情況下，施工環(huán)境正常通風(fēng)空氣濕度應(yīng)在90%以下，氬氣濃度應(yīng)在99.99%以上;其次，工作人員應(yīng)對焊接工作施工現(xiàn)場做好清潔工作，對裝備進(jìn)行定期檢查與及時補(bǔ)充，與此同時，相關(guān)工作人員應(yīng)對角度進(jìn)行有效打磨，對停留時間予以科學(xué)設(shè)置，避免管內(nèi)因風(fēng)穿過影響而堵塞頂端。

3 結(jié)束語

綜上所述，在金屬材料焊接工作開展中，夾渣問題、裂紋問題、未焊透與未熔合等問題普遍存在，相關(guān)企業(yè)通過做好夾渣問題預(yù)防、焊接裂紋預(yù)防、未焊透與未熔合預(yù)防以及其他問題預(yù)防工作，并積極開展焊接工作人員培訓(xùn)活動，可以讓此類問題得到有效規(guī)避，進(jìn)而保證金屬材料焊接工作得以高質(zhì)量完成。

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