金属材料焊接中的缺陷分析及对策

金属材料焊接中的缺陷分析及对策

陈国洪

中国能源建设集团浙江火电建设有限公司浙江杭州310000

摘要：金属材料基于其自身的优势，受到各个领域的青睐，由于不同领域实际应用不同，因此对金属材料焊接标准也有不同的要求。正是因为金属材料在焊接领域中的广泛应用，促使了焊接技术的日渐成熟，也提高了其自身的可利用价值。它的焊接包括多种工艺，为确保其焊接质量，需要针对焊接缺陷做好应对工作，避免或减少缺陷性问题的出现。

关键词：金属材料焊接；缺陷；对策

1金属材料焊接中的主要缺陷

1.1焊接裂纹

焊接裂纹是金属焊接中最常见的现象，是由金属从晶体状态向固体状态转化的过程中产生的，焊接裂纹包括热裂纹和冷裂纹。热裂纹是指金属从液体状态转化为固体状态的过程中产生的缝隙，其产生的主要原因是因为焊接熔池中存在FeS等含硫类的低熔点物质等含硫类的低熔点物质，这些物质的凝固时间较晚，且强度、塑性等性能相对较差，在进行焊接时，这些物质会受到外界作用力的影响而发生张拉现象，这便形成了焊接裂纹，即：热裂纹。冷裂纹是指在焊接冷却的过程中，出现在金属材料及焊缝融合区域的融合线中的裂缝，其产生的主要影响因素有：低气温、扩散氢、外界约束等。冷裂缝出现的时间一般在焊接完成后的几分钟到几天之内，其对焊接结构的质量及安全性能有极大的影响。

1.2夹渣

夹渣是指在金属焊接过程中或金属焊接完成后，掺杂或残留在焊缝中的熔渣类物质。夹渣对金属焊缝的强度及密闭性有极大的影响，夹渣产生的主要原因有：①在焊缝的边缘在焊缝的边缘，采用有氧割或炭弧气刨等切割方式进行切割时所残留下的熔渣；②在焊接过程中在焊接过程中，由于坡口角度较小、焊接速度过快或焊接电流太小等原因所造成的焊接残渣；③在选用酸性焊条进在选用酸性焊条进行焊接时，由于运条方式不当或焊接电流不够等原因所造成的的“糊渣”；④由于焊条选择错误或焊条偏芯不准等原因所导由于焊条选择错误或焊条偏芯不准等原因所导致的夹渣。

1.3未焊透、未熔合

未焊透、未熔合是金属材料焊接中极易出现的一个问题，它容易使焊接缝隙发生间断或骤变现象，造成金属焊接出现强度减弱、裂缝增多等问题。未焊透是指在结构尾部，金属没有完全焊接熔入到焊头根部的现象，其产生的主要原因有：焊接电流过小；焊条偏芯不准；焊根处理不净；坡口尺寸及间隙大小不符等。未熔合是指焊件与焊缝金属或焊缝层之间存在局部未熔透的现象，产生未熔合的主要原因有：①焊接电流过焊接电流过小或焊接速度过快；②焊接角度不准确焊接角度不准确；③焊条表面不净等焊条表面不净等。

1.4其它缺陷

其它缺陷主要包括气孔、咬边、焊瘤等，气孔是指由于坡口附近杂物清理不净，焊芯出锈、掉落或焊接速度过快、电弧过长等原因而导致的焊接内部、焊接表面或焊头等地方出现氢气孔的现象；咬边是指由于焊接不当、焊机轨道不平等原因造成焊缝边缘出现凹陷的一种现象；焊瘤是指由于气温太高、运条不均等原因导致液体材料落下凝结时在材料表面形成瘤状物的现象。

2金属材料焊接中缺陷问题的防控措施

2.1针对焊接裂纹问题的措施

针对焊接裂纹问题的措施包括三个方面：第一，在金属焊接过程中，适当的减弱焊接应力，按照焊接工艺流程，针对金属材料的不同属性选择焊接工艺，掌握金属焊接中的冷却速度。第二，在金属焊接过程中，加强对焊条材料的选择，倾向于低氢焊条的选择，能够在最大程度上减少焊接缝中氢气的扩散量，由此焊接期间产生的化学反应。第三，对需要进行焊接的材料进行防潮与防晒管理，避免基于材料保管不当所导致的缺陷问题出现。第四，在进行焊接过程中，需要先将母材进行预热，然后在应用到焊接过程中。

2.2针对焊接未熔合或未焊透问题的措施

针对金属材料焊接的面积与直径大小，对焊接坡口尺寸与角度选择适合的焊条，其具体措施如下：第一，严格根据焊条选择标准进行焊条的选择，避免基于尺寸不适合或角度不适合导致未熔合或焊透问题的出现，第二，根据相关标准控制焊接期间的电流强度与焊接速度，在金属材料焊接期间，选择适合幅度摆动的焊条，关注焊接期间两端金属材料的变化情况，在进行焊接封底期间，确保做好焊接封底工作，并关注焊接坡口的融合情况，避免出现边缘位置焊接效果不理想等问题。

2.3针对焊接夹渣问题的措施

金属焊接期间，为控制焊接夹渣问题的出现，可加强对以下两个环节的关注。第一，焊条的选择。常规条件下，若焊接期间所选择的焊条偏酸性，则需要在焊接期间加大电流强度，若焊接时选择的焊条偏碱性，则在焊接期间控制电弧长度。第二，边缘处理。在金属焊接期间，需要做好坡口边缘的清洁工作，确保在焊接时边缘无污渍或水分，规避焊接缝边缘基于氧割出现熔渣问题。

2.4其它焊接缺陷的应对措施

在焊接过程中，除了以上的焊接缺陷外还会有很多其他缺陷出现，最好的预防办法就是及时发现问题并做出解决方案，解决时要彻底。对预热的材料要先进行热处理，在热处理之前首先要对需要处理的焊件进行修正，一般都采用小电流、不摆动运条、多层道焊的方式进行。如果需要修复的焊补结构刚性较大，就要对其采用锤击的方式解决。如果修补焊缝的次数超过了相关规定，就一定要保证焊缝的合格。在焊接过程中预防焊接缺陷，从源头抓起最为关键，它是预防焊接缺陷的重点，因此在焊接金属材料之前要严格的对各项指标进行检查，以免焊接缺陷出现后再花费时间去补救，得不偿失。

结论

总之，必须不断的进行金属材料焊接工艺的改革和创新，加强焊接操作人员的技能水平的培训，严格的按照焊接工艺的要求进行焊接，才能从根本上提高各个行业中金属材料应有的稳定性。如果金属材料在焊接的过程中出现缺陷，必须根据实际的情况采取科学合理的措施解决当前所出现的缺陷，才能从根本上促进金属材料焊接水平和质量的不断提高，促进焊接技术工艺的进一步完善和进步。

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