探析金屬材料焊接成型中主要缺陷及控制策略

孟祥飛 呂龍杰 張瑞雪

摘? ? 要：焊接是現(xiàn)代人類社會(huì)中的重要技術(shù)，工業(yè)強(qiáng)國(guó)的發(fā)展離不開金屬材料的焊接，我國(guó)的焊接工藝存在的時(shí)間并不長(zhǎng)，還缺乏很多相關(guān)科學(xué)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，也正是由于工藝上的缺失，使得我們的焊接技術(shù)還有很大的提升空間，只有總結(jié)和歸納出一套科學(xué)有效的實(shí)施方案，才有利于行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。

關(guān)鍵詞：金屬材料;焊接;主要缺陷;控制措施

中圖分類號(hào)：TG441文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

金屬材料焊接是我國(guó)工業(yè)或建筑行業(yè)施工中的一項(xiàng)重要工作，直接影響著各零部件材料的使用效果，具有重要作用，必須高度重視。現(xiàn)階段，在進(jìn)行金屬材料焊接成型檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)因焊接缺陷而導(dǎo)致成品質(zhì)量有問(wèn)題的現(xiàn)象較為常見，據(jù)統(tǒng)計(jì)此影響率可達(dá)百分之四十。由于我國(guó)金屬材料焊接技術(shù)的發(fā)展歷史不長(zhǎng)，起步較晚，在技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐應(yīng)用上還存在著一定的問(wèn)題，有待進(jìn)一步解決。為改善金屬材料焊接成型質(zhì)量，充分發(fā)揮金屬材料焊接成型技術(shù)，提高金屬材料焊接效率，必須加強(qiáng)金屬材料焊接成型工作的管理，對(duì)金屬材料焊接成型中的主要缺陷進(jìn)行詳細(xì)分析，找到問(wèn)題所在，以實(shí)施具有針對(duì)性的措施來(lái)加以解決。

一、金屬材料焊接成型中的主要缺陷及其成因

（一）熱裂縫與冷裂縫

金屬材料焊接成型中最常見的缺陷就是裂縫（主要包括熱裂縫與冷裂縫兩種類型）。其中，熱裂縫是由焊接過(guò)程中熔成的液體金屬材料凝結(jié)而成，主要形成于焊縫中心。金屬材料焊接的主要工藝就是熔焊、壓焊和釬焊，無(wú)論是哪一項(xiàng)工藝流程都會(huì)產(chǎn)生熱量，這些熱量很容易導(dǎo)致焊接過(guò)程中除金屬和焊條以外的其他低熔點(diǎn)雜質(zhì)更快的產(chǎn)生融化、凝固反應(yīng)，從而埋下焊接裂縫隱患。當(dāng)這些雜質(zhì)的凝固物受到外力腐蝕、磨損后，便產(chǎn)生了熱裂縫。冷裂縫則是因金屬材料焊接工藝操作不當(dāng)和焊接母體材料問(wèn)題而產(chǎn)生的，主要形成于金屬材料焊接交界的熔合點(diǎn)。一方面，當(dāng)所焊接的金屬材料本身承受力較弱，無(wú)法承受焊接壓力時(shí)，出現(xiàn)冷裂縫的概率也較高;另一方面，焊接過(guò)程中，金屬材料的熔化會(huì)導(dǎo)致氫氣產(chǎn)生，當(dāng)氫氣含量達(dá)到一定指標(biāo)時(shí)，材料內(nèi)部便會(huì)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生裂縫。

（二）凹陷與焊瘤

①焊接成型時(shí)沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行焊條的短暫停留處理;②焊接過(guò)程中沒(méi)有對(duì)不慎熔化的母材進(jìn)行充分的熔敷金屬補(bǔ)充;③焊接過(guò)程中，母材與焊條的焊接角度不對(duì)，導(dǎo)致電弧過(guò)長(zhǎng)、焊接擺動(dòng)不合理;④同一起位置重復(fù)焊接;等等。焊瘤的成因主要有：①焊接前未確保焊條質(zhì)量，導(dǎo)致偏芯焊條被使用;②焊接過(guò)程中對(duì)熔化的液態(tài)金屬控制不當(dāng)，導(dǎo)致其從焊縫溢出（根部）或就到母材上，并產(chǎn)生凝固現(xiàn)象;③焊接姿勢(shì)不規(guī)范，焊條熔化速度快;等等。

二、析金屬材料焊接成型控制措施

（一）根據(jù)金屬材料來(lái)選擇合適的焊接方法

為了規(guī)避金屬材料焊接中的主要缺陷，在實(shí)施金屬材料焊接工作之前應(yīng)當(dāng)選擇合適的焊接方式，規(guī)范金屬材料焊接技術(shù)操作，以盡可能地降低缺陷發(fā)生概率。現(xiàn)如今，我國(guó)各行各業(yè)中對(duì)金屬的需求十分大，金屬材料也被應(yīng)用于各大領(lǐng)域之中，這對(duì)金屬材料的焊接技術(shù)也提出較高的要求，為保障金屬材料焊接質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)做到以下幾點(diǎn)：一是根據(jù)需要被焊接的金屬材料性質(zhì)，來(lái)選擇合適的加工方式，基于金屬材料焊接成型標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)確定焊接技術(shù)方式;二是在金屬材料焊接過(guò)程中，不僅要明確焊接要求，還應(yīng)當(dāng)在作業(yè)過(guò)程中嚴(yán)格遵循焊接流程，以確保焊接工作的規(guī)范性。通過(guò)科學(xué)的工藝評(píng)定方式來(lái)檢測(cè)所選焊接技術(shù)是否可行，以避免其工藝與其他操作相矛盾;三是加強(qiáng)預(yù)防工作，針對(duì)金屬材料焊接成型過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷來(lái)進(jìn)行有效的控制，以保障金屬材料焊接工作的順利開展。

（二）跟蹤監(jiān)督和管控金屬材料焊接全過(guò)程

金屬材料焊接的過(guò)程十分重要，過(guò)程中的每一次焊接都會(huì)對(duì)最終成型質(zhì)量造成影響，為保障金屬材料焊接效果，必須對(duì)焊接全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格而實(shí)時(shí)的監(jiān)督和控制，不可忽視焊接中的每一個(gè)環(huán)節(jié)和操作。在全過(guò)程監(jiān)控金屬材料焊接時(shí)，可基于當(dāng)前焊接中易出現(xiàn)的主要缺陷來(lái)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，例如基于焊接氣孔缺陷，在實(shí)施金屬材料焊接的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)清理干凈坡口，去除多余水分和油污，使其保持潔凈，可利用烘烤的方式來(lái)蒸發(fā)其水分，使其具備干燥性，所使用的焊絲要滿足焊接需求，而焊條質(zhì)量要有所保障。進(jìn)行焊接時(shí)需控制好電弧長(zhǎng)度，找準(zhǔn)焊條角度，使用現(xiàn)代化運(yùn)條方式，以規(guī)避焊接缺陷。

（三）針對(duì)出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行及時(shí)修復(fù)

當(dāng)金屬材料焊接成型工作完成后，所呈現(xiàn)出來(lái)的成品若是存在缺陷，一定要進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，以改善其質(zhì)量，但在重新修正焊接時(shí)，不可處于帶壓狀況來(lái)補(bǔ)焊，也不能在背水的情況下對(duì)有缺陷成品進(jìn)行重新焊接，應(yīng)當(dāng)將焊接環(huán)境的溫度控制在零攝氏度以上，否則就要進(jìn)行預(yù)熱工作;若存在缺陷的成品是需要進(jìn)行熱處理的零部件，那么補(bǔ)焊工作必須在實(shí)施熱處理之前進(jìn)行，補(bǔ)焊的焊接方式不同于焊接，通常使用小電流，采取多層多道法;在補(bǔ)焊結(jié)構(gòu)剛度比較大的零部件時(shí)，要保持連貫性，不可出現(xiàn)停頓，焊接溫度需達(dá)到一百攝氏度以上。另外，在進(jìn)行補(bǔ)焊之后，不代表金屬材料焊接成型毫無(wú)問(wèn)題，仍然需要用磁力探傷檢測(cè)儀進(jìn)行評(píng)定，直到符合標(biāo)準(zhǔn)要求為止。

三、結(jié)論

綜上所述，金屬材料焊接過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題遠(yuǎn)不止文中所提到的這些，我們要有針對(duì)性的研究問(wèn)題和分析問(wèn)題，以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度面對(duì)問(wèn)題的出現(xiàn)，深入研究相應(yīng)可采取的措施，加強(qiáng)人員的技術(shù)水平，注重工藝流程，在焊接的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)化施工要求，以此推動(dòng)金屬材料焊接技術(shù)的不斷提升。

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