金属材料焊接中缺陷分析及对策

韦青平

摘要：随着现代经济的不断发展，金属材料开始在各行各业中大量出现，且应用甚广。正是因为金屬材料的广泛应用，金属材料的焊接过程中就会出现各式各样难以避免的缺陷，其主要表现为焊接过程中出现的裂纹、气孔、咬边等。这些出现的缺陷会严重影响金属材料的使用和价值，因此本文就金属材料焊接过程中常出现的缺陷进行分析，并针对这些缺陷给出相应的对策。

关键词：金属材料;缺陷;焊接

1 引言

由于经济社会的日渐昌盛，科技的不断发展，金属材料的制作以及应用都在技术上得到了很大的提升。就目前金属材料的发展过程而言，存在问题最多的就是金属材料的焊接，焊接的缺陷通常会导致金属材料的应用受到限制和影响，也严重影响了建筑物和其他产品的质量。不同的焊接方式也会导致不同的焊接缺陷，因此对于焊接缺陷不能用同一种方法去解决，要做到具体问题具体分析，根据实际缺陷来拟定相应的对策。

2 焊接中的缺陷

2.1 气孔

焊接是将金属从固态加热融化成液态再融合在一起的一种连接方式，因此在金属从液态凝固成固态时会很容易产生气孔。接头气孔、内部气孔和外部气孔是气孔缺陷的三种常见形式，而在金属材料焊接过程中最常见的一种气孔就是氢气孔。金属材料焊接产生气孔的原因之一是由于焊接部位的芯部受到外部条件的侵蚀而生锈或产生变质甚至金属呈层状脱落，在这种情况下，工作人员没有对这种腐蚀和侵蚀后果进行处理，从而产生气孔;原因之二是因为在焊接之前没有对焊接面清洁，使得焊接面还留有污渍或水渍，这样在焊接过程中就会产生气孔;原因之三是由于焊接的速度过快、电压过强或是电弧太长，这样就使得焊接面还未百分之百的融合，从而产生气孔。

2.2 裂缝

2.2.1 冷裂缝

金属材料焊接过程中的冷裂缝是在金属材料在冷却过程中或冷却之后的一段时间内形成的，冷裂缝产生的主要因素其一是由于在冷却过程中因热胀冷缩原理，冷却会使得金属材料内缩，产生很强的约束力;其二焊接过程从热到冷，热循环的消逝会影响冷裂缝的产生;其三是由于焊接过程中产生的氢气孔会扩散开来，使得氢气聚集。这些因素都使得金属材料在焊接之后的冷却阶段会产生冷裂缝，影响金属材料的制成。

2.2.2 热裂缝

金属材料焊接过程中的热裂缝是金属材料从液态凝固到固态的时间段产生的，热裂缝一般产生在金属材料极易发现的中间部位。热裂缝产生的主要原因是金属材料中或进行焊接的熔池中会有一些熔点低的金属杂质例如硫等的存在，这些杂质由于熔点低，所以被融化的时间慢，凝固的时间也随之延长，在金属材料已经凝固后这些杂质还在冷却，这样就容易自动张开或被拉扯开，因而就产生了金属材料焊接的热裂缝。

2.3 夹渣

夹渣顾名思义就是在金属材料焊接过程中由于操作不当使得在焊缝中残留熔渣。在金属材料焊接过程中夹渣形成的主要原因有这几点：其一是由于焊接过程中操作不当或电流过小产生渣滓，残留于焊缝之中;二是由于焊接面的边缘有打磨或割、刨产生的残留物，形成夹渣;其三是由于焊接过快或焊接口坡度不当产生夹渣。

2.4 咬边

金属材料焊接缝的边缘产生的凹陷进去的坑状就是金属材料焊接的咬边。产生咬边的主要原因有两种，第一种是由于焊接速度过快导致焊件被融化了一部分，但是焊接的液态金属材料却没有及时填满金属，从而就产生了边缘的凹陷部分——咬边。第二种是由于电流过大形成同样的以上结果。

2.5 未焊透、未熔合

未焊透和未熔合是由于金属材料焊接过程中操作不当或未清除掉焊接面的油污或焊接用的电弧偏吹导致，这一系列原因导致的未焊透和未熔合是金属材料焊接过程中最严重的缺陷之一，这种情况很容易导致金属的断裂和破损。

2.6 其他缺陷

2.6.1 由于清洁不到位会产生各种焊接缺陷，有前面提到的氢气孔和夹渣，还有由于清洁不到位使得焊接面不牢固，使得金属材料的整体质量被降低，从而影响金属材料的使用价值。

2.6.2 之前提到的由于电流过大或焊接面坡度问题造成的边缘凹陷的咬边现象会使得金属材料的使用面积大大减少，同时使得金属材料的承压性降低，由于受力不均造成力的反作用，从而产生更严重的裂缝甚至断裂。

2.6.3 由于金属材料焊接过程中金属材料中的化学成分受热产生化学反应，使得部分化学因素产生变化，使得焊接面与金属材料其他部位的组织不同，影响了焊接面的力量的承受性。

3 缺陷对策

由于金属材料在焊接过程中受到内外部两方面的影响，因此金属材料焊接缺陷随时都会产生，所以对于金属材料焊接过程中产生的缺陷应当有相应的对策，以下就阐述了针对金属材料焊接中的缺陷采取的相应的对策：

3.1 防气孔产生

气孔的产生是金属焊接过程中较普遍的缺陷，应对气孔产生的方法和步骤较多，其一应当清理好焊接面的水渍和污渍，防止因为污渍和水渍产生气孔;其二应当控制好焊条的使用范围，避免使用变质、腐烂的焊条;其三应当保管好焊接的材料，根据相关的规定进行处理;其四应当控制好焊接时的速度与电流。

3.2 防裂缝的产生

3.2.1 冷裂缝

对于冷裂缝来说，首先应当清除掉坡口以及坡口附近的油污，其次应当使用产生氢气量少的焊接材料，最后应当采取高技术的焊接工艺，保证在焊接冷却和冷却后不会产生冷裂缝。

3.2.2 热裂缝

针对热裂缝来说，应当严格按照金属材料焊接技术进行，降低冷却的速率，防止因为冷却速率过快，由液态到固态的受热变冷变化过大而产生裂缝，其次应当使用多条焊接道，从而避免在金属材料的中间部位产生裂缝。

3.3 防夹渣的产生

夹渣就是在焊接过程中夹杂在金属材料里的不属于其中的物体，因此在焊接之前就应当对坡口进行清洁和处理，防止在焊接前有污垢在坡口处，同时应当控制好焊接的电流与速度，防止因速度过快而产生夹渣。

3.4 防咬边的产生

咬边的产生主要是因为焊接速度过快或电压过大导致边缘产生凹陷，因此就要控制焊接的速度和电压的量，焊接时手法要平稳，不得随意进行，尤其是要选择恰当的焊接工艺，使得液态的金属可以均匀的平缓的流动，防止咬边的产生。

3.5 防止未焊透、未熔合的产生

为了防止未焊透和未熔合的产生，首先应当将焊接的坡口的污渍和水渍清理干净，其次就是在焊接过程中注意焊接的平稳，使得焊接坡口能够很好的融合。

3.6 其他对策

除了以上提到的具体问题具体对策外，还有很多其他的处理焊接过程中缺陷的对策，首先应当注意施工环境的卫生与安全，好的施工环境能够保证坡口的干净与卫生。其次针对温度问题，在焊接过程中要保持温度的平稳变化，温度不能随意升高和降低，防止金属材料因为温度的不均和变化产生意外缺陷。还应对施工的设备进行定期检查和检测，避免因为施工设备的原因而产生金属材料焊接的缺陷。最后针对焊工的技术来说，由于

设备与材料都有可控性，而对于施工人员的可控性则有一定的限度，所以焊工在正式工作之前应当进行相应的知识培训，除了知识培训外还应进行设备操作和具体作业培训，焊工的经验与知识才能够保证金属材料在焊接过程中不产生缺陷，同时还能在缺陷产生时进行相应的修补措施来降低损耗。

4 结束语

综上所述，由于金属材料的广泛应用，金属材料的生产也相应增多，缺陷也就日益凸显，在进行金属材料的焊接过程中，缺陷一旦产生就必须进行相应的对策对其进行防护。由于金属材料的焊接过程严重影响着金屬材料的使用价值与经济价值，甚至还关系到其所应用的建筑物的安全价值，因此金属材料的焊接缺陷必须从根源上杜绝。本文针对可能出现的焊接缺陷提出了相应的对策，但对于金属材料的焊接过程中的缺陷并不仅仅是上文所提到的，其相关的对策也并不仅仅是上文所提到的，因此在实际操作过程中，焊工要提高操作技术，规范操作行为，严格按照施工要求进行，从根源上防止缺陷的产生。

参考文献：

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