金屬材料焊接中的問題與對策探索

趙炎

摘要：隨著人類化學工藝的進步與提升，金屬材料人的類型與用途越來越廣泛。金屬材料因其較好的延展性、抗壓耐受性等成為現代建筑、生活中非常普遍的應用材料。金屬材料的應用領域及場景離不開焊接工藝的革新與進步。在金屬材料的焊接過程中，往往由于外力作用，使得金屬材料會出現這樣那樣的問題，甚至有時候會出現危及人民群眾生命財產安全的事情。本文著力探討金屬材料在焊接工藝過程中存在的問題及對應的解決措施。

關鍵詞：金屬材料;焊接;問題與對策

金屬材料的焊接，簡單理解就是通過創造高溫環境讓兩段金屬結合物具有可塑性或變成流體狀態之后緊密結合。金屬材料焊接常見的工藝有電弧焊、超聲波焊、高能束焊、電阻焊等。不同的焊接工藝具體的應用場景也有所差別。探討焊接工藝過程中的問題與對策要以具體的焊接工藝為對象，具體問題具體對待。總之，研究焊接工藝及可能出現的問題與隱患，目的就是要提升技術，盡可能避免可能出現的問題。

一、金屬材料焊接中存在的主要問題

（一）出現焊接裂紋

金屬材料在焊接過程中往往會出現各種不同性質的問題，其中焊接裂紋則是焊接過程中最常見的問題之一。[1]在金屬材料由結晶向固體形態轉變時，由于受到晶體熔點、受熱面積及溫度環境等諸多內外因素的影響，兩段分離的金屬材料在其交熔線上會產生裂紋。這種裂紋大多呈現為兩種不同的形態：熱裂紋與冷裂紋。

金屬在交熔過程中，熔池中時常會出現或多或少的雜質晶體，這些雜質晶體通常相對熔點較低，其強度和塑造性皆無法滿足金屬焊接的必要條件，因而在晶體凝聚過程中會受到束縛，最終在拉力作用下于焊接的中心位置產生裂紋，這便是熱裂紋的形成過程，在焊接過程中即會立刻顯現。而冷裂紋則與之相反，它在顯現時間上較熱裂紋更緩慢，也許是焊接結束后的幾分鐘，也許是數小時、數天皆無法預測，除此之外，相比于熱裂紋大多在高溫環境的凝結過程中產生，冷裂紋則是在焊接結束后，受到低氣溫侵蝕，金屬材料內外部施加壓力差異較大，從而逐漸產生裂縫的過程。無論是熱裂紋抑或冷裂紋，都會對人們的生命財產安全造成不同程度的危害，因此人們對焊接裂紋問題應予以高度重視。

（二）金屬材料未焊透，未熔合

當金屬原材料在焊接時未能完全融化，導致金屬之間無法完全焊接進接頭深處的情況，即被稱為金屬材料未焊透。焊接過程中的電流大小、溶解深度差異、交熔處不同的角度標準以及坡口處的雜質顆粒等都會導致未焊透狀況發生。金屬材料未焊透減少了焊縫接觸的有效面積，從而使金屬焊接的接頭強度亦大幅度降低，焊縫連接程度越來越低，焊縫越來越疲勞，最終將導致金屬分離或金屬材料斷裂。未熔合的狀況在日常金屬焊接時亦非常普遍，它與未焊透的表現大致相同，由于焊接熔點與電流的差異，以及受焊接口角度偏差及雜質的影響，而導致金屬材料未能完全融化，使金屬之間的承載面積減小，連接程度降低，相應地造成一系列安全隱患。

（三）其他焊接問題

除了上述兩種日常生活中較普遍的焊接問題，在工業操作中還會出現焊接機設備故障、焊接夾渣、焊縫組織不穩定以及焊接過程中咬邊裂縫等諸多問題，對金屬材料的耐蝕性、抗壓力和焊接質量產生不同程度的負面影響，最終都將導致焊接結果無法達到初定的焊接標準，縮短金屬材料的使用壽命，在時間推演中逐漸磨損破裂。

二、金屬材料焊接中的防治措施

（一）預防焊接裂紋的具體對策

金屬焊接產生裂縫主要仍是受到溫度環境與接口技術因素的影響，因此在防治裂紋時，要著重控制溫度差異與接口條件。針對熱裂紋，要在科學的焊接操作流程下，根據熔化時金屬材料的冷卻速度，嚴格控制好焊接的溫度環境和工藝參數，同時適當調整焊接時的電流強度，以對不同形狀系數的焊條進行多次焊接，增強金屬母材料的連接強度。對于低溫侵蝕產生的冷裂紋，在做預防措施時要嚴格把控好焊條的溫度條件，及時對接口坡處的水分和油脂等雜質進行清理，使焊條連接更緊密，焊縫中的氫氣不易擴散，從而有效控制其溫度環境。

（二）預防金屬材料未焊透、未熔合的具體對策

為有效預防金屬材料在焊接過程中出現的未焊透、未熔合問題，首先在前期材料準備中即應做好相應措施。坡口的角度、焊條的硬件設備以及電流的強度等都應納入前期準備中細心設計，合理的坡口角度和尺寸、適當的焊條直徑大小以及焊接時穩定的焊接速度都將有利于焊接質量的進一步提升。而焊接過程中的規范性操作則直接決定了金屬焊接性能的優良程度，并同時關系到金屬材料的使用壽命與安全系數，因此在具體的金屬焊接操作過程中，焊接人員必須時刻保持高強度的敏感性和及時反應力，認真觀察金屬焊接的變化過程并適時調整，對可能發生的焊接問題及時做出補救措施。

（三）加強對焊工的專業技能培訓

金屬材料的焊接涉及到電氣工程，對焊工的專業技能素質要求較高，隨著工業化的快速發展，社會對金屬焊接的技術標準也在進一步提升，因此對焊工的定期培訓則非常必要。組織一支規范優秀的焊接工人隊伍，除基本的焊工技能外，還需要定期訓練他們對于焊接工藝、焊接流程、焊接材料和設備的熟悉程度，以及在焊接過程中面對突發狀況的策應能力。積極組織焊工團體學習國內外先進的金屬焊接技術，以完善自身存在的技術缺陷，進一步提升焊工水平，為金屬材料的焊接質量提供有效保障。

三、結語

無論在人們的日常生活或在社會工業建設中，金屬材料的實際應用皆越來越廣泛，而伴隨著金屬材料焊接中出現的各種問題和故障，社會對金屬焊接也提出了更高的技術要求。通過實際測驗探索造成焊接問題的具體原因，從而針對性地提出相應的解決對策，是現階段亟待進行的工程。此外，積極引進先進的焊接機器設備，設計更科學規范的焊接流程方案，將有利于提高金屬焊接質量，符合現代工業的生產要求，與時代發展接軌。

參考文獻：

[1]沈銀根.金屬材料焊接中的問題與對策探索[J].工業c，2016（7）：00187.