金属材料焊接中的缺陷分析及对策探讨

姜哮龙

成都市特种设备检验院，四川成都 610036

金属做主要的特点是其具有焊接性。金属焊接是一种连接金属的制造或塑造过程，通过适当的手段，使两个分离的金属物体产生原子或分子间的结合，从而连接成为一体。金属焊接的主要方法有很多，主要有电弧焊、高能束焊、钎焊、超声波焊以及电阻焊等。不同的焊接方法会造成不同的焊接缺陷，造成不同的危害，值得人们的进一步关注。

1 金属材料焊接中的缺陷

1.1 出现焊接裂纹

裂纹是金属焊接中最常见的现象，是由结晶状态向固体状态转化的过程中所产生的。一般在焊接后立刻显现或是经过短时间就可见，常常处于焊接母材与交界的熔合线上，主要分为热裂纹和冷裂纹。

热裂纹是在结晶过程之中，主要发生在偏析部位。热裂纹是由于熔池中留有一些凝结点较高高、熔点较低的杂质晶体，这些晶体塑造性低且强度差，所以在凝结中，遇到约束应力就容易被拉开，形成裂纹。冷裂纹常常发生在焊接过程之中或是焊接完成之后，已经形成了构造，在遇到较低的气温时就会产生裂缝，有的在焊接完成之后就出现，有的是在焊接完成的几分钟、几小时甚至几天时间才会出现，对结构的安全使用破坏极大[1]。

1.2 出现未焊透、未熔合现象

未焊透指是对于木材来说的，母材金属未能完全熔掉，金属未能完全焊进焊接头根部，这种现象叫做未焊透。产生未焊透的原因有：1）焊接电流小，熔深浅；2）坡口的尺寸不符合标准，间隙大小也不精确；3）焊条的偏芯度不精准；4)焊根出未能清洁干净。未焊透的危害有很多，常常造成减少焊缝的有效面积，使接头强度下降，严重降低焊缝的疲劳强度[2]。

未熔合是指金属与金属之间未能密切良好的熔化并结合在一起的缺陷。产生未熔合的原因有：1）焊接电流；2）焊接角度偏移；3）速度太快；4）母材表面不干净有杂质导致金属之间未能良好结合等。未熔合使得对承载面积的减小，应力集中比较严重[3]。

1.3 出现夹渣情况

夹渣是指焊缝中存留的熔渣。产生熔渣的原因有很多，例如，焊缝边缘存存在切割时留下的熔渣、是坡口角度较小、电流强度小、焊接速度过快、焊条选择错误或是焊条偏芯等等。

1.4 出现其他缺陷

1）由于化学成分不达标或是焊接过程中元素烧损造成焊缝金属化学成分发生变化，或是造成焊缝组织不符合要求。会造成焊缝的力学能力下降，进一步影响接头的耐蚀性；

2）焊接时常常出现氢气孔，是由于坡口清洁不到位，有余留的水分和油污或是焊接速度过快电弧过程等原因产生的；

3）由于焊条角度不恰当或是电流过大等导致的焊缝边缘的凹坑，有时候未能及时填满填充金属也能造成咬边。咬边降低了金属材料的使用面积，同时减少了结构的承受抗压力，还会造成反作用力集中，形成裂缝。

2 金属材料焊接中的防治措施

金属材料焊接过程中容易出现各种缺陷，由此导致金属材料质量难以保证，因此，针对金属材料焊接中的缺陷采取相应对策具有重要意义。

2.1 防止裂纹的措施

严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，做好对焊条的选择工作，酸碱性要分辨清楚，可将焊条放入保温箱中，防止受潮，随焊随取。还要对接口进行认真彻底的清洁，确保没有水分、油污或是锈迹残留。在焊接过程中，多采用小电流，按多层、多焊道执行，有效避免焊缝交界处产生裂纹。同时对焊缝形状系数适当提升，减小焊接的应力。

2.2 防止未焊透、未熔合的措施

在焊接前，正确选取坡口尺寸和角度，对于焊条直径按照规范标准进行选择。还要恰当的选择电流的大小和焊接的速度。焊接中，适当摆动运条，并且在融合过程中，集中注意力，密切注意两侧情况变化。确保一切过程按照正确的焊接技术，严格按照施工规范执行。

2.3 防止夹渣的措施

首先要注意焊条，如果选择酸性焊条，就要适当加大电流；如果用的是碱性焊条，就要控制电弧的长度，不能太长，因为电弧过长容易出现夹渣。还要规范确定坡口角度以及使焊接速度保持在可控范围内，不可过快。

2.4 加强焊工的技能

加强对焊工基本技能的培训，包括在选取所用材料以及施工环境，或是施工过程中所采取的姿势、控制等专业知识，确保在无外力作用下，焊接工作的有序进行，也能进一步减少焊接过程的缺陷。同时加强焊工的自检自控，对于不专业不合格的焊工进行培训，严格把控焊工的素质和技能达标。

2.5 其他综合措施

还有很多其他的综合措施，例如，密切注意施工环境，气温低于零度时，对于材质采取必要的余热措施、现场建立合理的施工清洁区、定期对于装备进行检查和修补、正确处理钨丝灯的打磨角度以及焊接停留时间、严禁管内有风穿过，将顶端进行堵塞，同时要保障施工环境时常通风，使空气湿度低于90%、以及保持氩气浓度不小于99.99%等措施。

3 结论

随着经济的不断发展，工业依然处于重要的市场领域，金属被广泛应用在各行各业，成为日常生产生活中不可缺少的材料。随着金属材料的广泛使用，焊接技术也在不断进步，但是，金属焊接过程中难免会出现各种各样的缺陷，这些缺陷不仅对焊接结构带来灾难性后果，也有可能威胁人们的生命安全。所以为避免焊接出现缺陷，还需做好防范措施，要求焊接工作者严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，进一步开发新的焊接方法，从而提高焊接质量。

[1]衣福生，李晶晶，曲晓明.影响金属焊接性的因素及对应措施[J].科技创新导报，2011，15(31):9-10.

[2]胡福志.浅谈焊接中一些问题及其对策[J].科技资讯，2011，10(12):20-21.

[3]王欣.金属焊接施工的注意事项[J].宁夏机械，2010，20(3):45-46.