金属材料焊接中的主要缺陷与措施探讨

金属材料焊接中的主要缺陷与措施探讨

刘海明 张少帅

中 车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东青岛 266000

摘要：随着我国工业企业技术管理人员对于金属材料焊接缺陷与解决措施研究的不断深入，经过长时间的实践调查研究发现，要想保证金属材料焊接质量能够得到有效的提升并发挥出其应有的作用，从现存的问题着手进行具体的改进对策研究，只有这样才能够保证金属材料焊接质量能够得到全面的提升。基于此，本篇文章对金属材料焊接中的主要缺陷与措施探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：金属材料;焊接;缺陷;措施

引言

在加工制造领域，新技术、新工艺应运而生，新设备的出现大大改善了机械加工的质量，尤其体现在金属焊接方面。金属之间的焊接可以最大程度发挥金属材料的性能，改善原有的结构，还可以减少昂贵材料的使用，替代部分稀有金属，并且可以大幅度降低生产成本，实现广泛的推广应用，从而有效提高经济效益。

1焊接的应用与焊接质量影响因素

焊接质量的影响因素主要有工艺安排、金属材质、结构类型、电流电压等。如果采用措施不当、在焊接过程中结构件会产生较大的应力和变形，严重的会造成塑性应变脆化，产生裂纹。严重时会出现焊件的强度、刚度，影响结构件受压时的稳定性和后期制作加工精度。在采取矫正变形时，则会费工、费时、增加成本，还会引发一些意想不到的新问题。

2金属材料焊接中的缺陷问题分析

2.1热裂缝与冷裂缝

金属材料焊接成型中最常见的缺陷就是裂缝（主要包括热裂缝与冷裂缝两种类型）。其中，热裂缝是由焊接过程中熔成的液体金属材料凝结而成，主要形成于焊缝中心。金属材料焊接的主要工艺就是熔焊、压焊和钎焊，无论是哪一项工艺流程都会产生热量，这些热量很容易导致焊接过程中除金属和焊条以外的其他低熔点杂质更快的产生融化、凝固反应，从而埋下焊接裂缝隐患。当这些杂质的凝固物受到外力腐蚀、磨损后，便产生了热裂缝。冷裂缝则是因金属材料焊接工艺操作不当和焊接母体材料问题而产生的，主要形成于金属材料焊接交界的熔合点。一方面，当所焊接的金属材料本身承受力较弱，无法承受焊接压力时，出现冷裂缝的概率也较高；另一方面，焊接过程中，金属材料的熔化会导致氢气产生，当氢气含量达到一定指标时，材料内部便会发生变化，从而产生裂缝。

2.2金属材料焊接气孔问题

该种问题出现的主要原因就是相关的焊接人员在实际工作期间没有对破口的边缘地带进行清除杂物处理，导致破口的边缘地带存有油污和锈迹，而焊接人员在实际焊接的过程当中受到这些污物的影响所焊接出的金属材料就会出现气孔，同时还有可能是焊接人员在实际选择焊剂以及焊条的工程当中没有依照适用标准对焊条以及焊剂进行烘焙处理，从而导致焊条以及焊剂的使用不当问题出现，最终导致金属材料焊接气孔问题出现。

2.3夹渣现象

不同的金属在进行焊接的过程中，容易在母材上形成氧化膜，氧化膜的存在会增加两种金属融合的难度，而且氧化膜会随着温度的升高变厚，除此之外，也会在熔池表面产生氧化膜，这样一来，随着加热的温度越高，就会越影响液态金属的融合，最终产生夹渣。

3金属材料焊接技术改进措施分析

3.1气孔与夹渣

从成因上来看，焊接母材或金属材料的未做好清洁、焊条不够干燥或焊剂未烘干，都将增加焊接过程中所产生的气体，进而增加气孔量。此外，由于金属材料焊接熔池冷却速度大，当焊接线能量过小时，焊接所产生的气体不易从焊缝溢出，因此也容易产生气孔。金属材料焊接中所采用的金属材料主要为钨、铜等，钨极惰性气体保护焊时，由于电源极性不当，电流密度大，便容易因钨极熔化脱落而产生金属颗粒，即夹渣。同时，通过手工进行金属材料焊接时，焊条摆动不良，也可能导致熔渣无法上浮而残留在焊缝之中。

3.2优化焊接参数

可通过选择合理的焊接速度。低速焊接时，熔池表现为椭圆形，柱状晶呈人字纹路向焊缝中部生长，不易形成偏析弱面，热裂纹倾向小；但高速焊接时，熔池表现为泪滴形，柱状晶近似垂直地向焊缝轴线方向生长，易在会合面处形成偏析弱面，热裂纹倾向大。也可通过适当降低焊接热输入来细化晶粒尺寸、减少晶间相尺寸，通过降低冷却速度来减缓焊缝凝固收缩的应变程度，这些均可以减少热裂纹产生。

3.3焊接方法的选择

3.3.1焊接方法的选择

在选择焊接方法的时候，要根据材料的特性进行方式选择，满足焊接性和工艺焊接性。比如如果是铝和钢的压焊的话，那么一般采用滚焊或爆炸复合的方式。但是需要注意的是，采用上述方法，会导致铝和钢之间产生硬度较高的化合物，加上金属之间的物理性质不一致，就容易造成压焊过程金属发生高塑性变形，产生高硬度的化合物，从而导致复合板性能下降。因此可以采用压轮的方法进行焊接，该方式可以有效提高铝合金与钢板的接触力度，并且可以提升二者之间的热传递速率，该技术的使用也能够有效延展金属的强度，采用激光压力焊的方式，可以选择不同功率的激光，产生不同等级的压力，因而可以最大程度地提高接头的强度。

3.3.2锤击焊道法

在施焊过程同时，采用手锤等工具锤击焊缝，可起到熔池焊缝应力均衡作用，使焊缝收缩及周边金属膨胀应力均衡，让焊缝区金属得到有效延展。但锤击力度应适当，避免过力产生裂纹。锤击适用于多层多道焊缝，在打底层和表面层不宜使用。

3.3.3激光焊接技术的应用

激光焊接技术主要是传统焊接技术与激光技术结合所形成的一种新型技术，其在应用的过程中，集合了2种技术的优势，突破了传统焊接技术的局限性。在实际的激光焊接技术的应用过程中，高能量密度的激光束可以产生热源，以激光为介质，激光本身的聚焦功能使其可以在短时间内快速形成强烈脉冲，并以此来完成相应的加工、切割等工序。因此，综合来看，激光焊接技术具有高效性与精密性特征。

3.4采用合理的焊接顺序和方向

金属材料在焊接前，应主要排除焊缝的纵、横向不能自由收缩限制因素，合理安排焊接顺序和方向，可采用从中间向两端进行施焊，对于复杂的如箱罐底板纵横交错的对接焊缝应整体来考虑焊接顺序，从中部向外、先短后长焊缝、先交叉焊缝、对称退焊等综合方法，利于各道焊缝的自由收缩。

结束语

综上所述，对于金属材料焊接技术的改进已经成为工业企业技术管理人员的主要工作，从现实的角度分析，有效的对金属材料焊接技术进行改进，解决其中所存在的缺陷问题，不仅可以有效的避免不必要的的金属材料浪费问题，同时还可以极大地提升工业企业的生产质量以及生产效率，对于工业企业的发展有着重要的意义。因此，相关的焊接技术管理人员在实际工作期间必须要将工作重心放到金属材料焊接中的缺陷与措施研究上，结合实际情况，制定出具有针对性的解决措施以此来保证金属材料焊接中的缺陷问题能够得到有效的解决。

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