浅析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制

2016-06-30曹月凤曹荣林陈亚群江苏中远管道设备有限公司江苏姜堰225507

山东工业技术 2016年13期

曹月凤，曹荣林，陈亚群（江苏中远管道设备有限公司，江苏姜堰 225507）

浅析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制

曹月凤，曹荣林，陈亚群
（江苏中远管道设备有限公司，江苏姜堰 225507）

摘要：金属材料焊接是我国现代工业中经常使用的一门技术工艺，但我国的焊接工艺仍很不完善，金属材料焊接中会出现各种缺陷和问题，为进行有效管控，本文在分析热裂缝、冷裂缝、未焊透、未熔合现象以及夹渣、气孔、咬边、焊瘤及弧坑等各种缺陷产生原因的基础上，提出了相对应的防治措施，以期为我国金属材料焊接技术提出有效的建议。

关键词：金属材料；焊接成型；缺陷；控制

1　前言

焊接工艺作为一门现代工艺，在金属材料的焊接成型中技术要求很高，其在我国出现的时间并不长，工艺技术也不完善。在金属材料的焊接过程中经常会出现很多问题和缺陷，为了保证金属焊接的质量水平，要在焊接过程中有针对性地做好缺陷的应对工作。本文在大量实验的基础上罗列了金属材料焊接过程中经常出现的主要缺陷，并针对各种缺陷提出了对应的修正措施，以期引起焊接从业者的足够重视，更好地提高我国金属焊接工艺的技术水平。

2　金属材料焊接成型中裂缝的成因及防治措施

一般而言，金属材料焊接成型中的主要缺陷有多种类型，主要包括裂缝、未焊透、未熔合现象、夹渣、气孔、咬边、焊瘤及弧坑等。裂缝又可以分为热裂缝和冷裂缝两种，是金属材料焊接中最常见的缺陷之一。

2.1热裂缝的成因和防治措施

热裂纹是常见的裂纹形式，它是指金属焊接过程中液体的金属在凝结的过程中所产生的裂缝。热裂缝一般发生在焊缝的中心，在焊接后随即可以看到。

产生原因：热裂缝的产生有很多方面的原因。在金属焊接的过程中，除焊条和金属外，还存在着很多熔点较低的杂质，由于其熔点较金属低，凝固反应也在金属之后，且这些杂质在凝固后强度和硬度都比较低，因而成为热裂缝产生的根源。凝固后的杂质在受到外力作用的情况下，极易受到磨损和腐蚀，导致裂缝的产生。

防治措施：在金属焊接的过程中，为了严格避免热裂缝的产生，要采取相对应的技术手段和措施进行防范。在金属的焊接过程中，要认真按照施工要求，遵照有关的技术规定，严格按照完善合理的工艺程序，此外还要优化焊接过程中的焊接环境等。焊接时要尽量避免杂质的产生，严格管控各种焊接参数，尽量避免焊接热裂缝的产生，必要时采用多层的焊接技术，提高焊接质量水平。在焊接过程完成后，还要尽量避免外力的影响。

2.2冷裂缝的成因和防治措施

冷裂缝是另一种常见的裂缝形式，它是指在金属焊接过程完成后的冷却过程中焊接交界处的熔合点出现的裂缝。冷裂缝产生的时间并不固定，一般是在焊接完成后4至6小时的冷凝之后，也有在焊接完成之后立刻出现的情况。

产生原因：冷裂缝的产生主要包括三个方面的原因，焊接过程中会产生一定的氢气，若氢气含量比重过高会导致裂缝的出现。此外，焊接母体的承受能力也与冷裂缝的产生息息相关，若其承受能力不足，则冷裂缝的产生几率将大大提高。

防治措施：在金属焊接过程中为防止冷裂缝的产生要采取相对应的技术手段和措施进行防范。为减少焊接过程中的氢气含量，在焊接中要选择合适的焊条，主要方法是使用含氢量低的焊条。此外，要加强对焊接所使用材料的控制，使用质量过硬的高质量材料，以防因材料质量低下引起裂缝。加强对周围环境的管控，避免空气中的湿度过大，以防材料在湿润空气中发生变质。在材料的保存过程中要保证其自身的洁净，防止腐蚀现象的发生，采取一切可以采取的手段尽量降低氢气的含量。要使用科学合理的焊接参数，在科学认证的基础上，恰当选择与实际情况相适应的焊接工艺参数，保证焊接工作的最佳效果。最后，要根据焊接要求对焊接介质进行有效的检测，满足焊接之后冷凝过程中的最低要求，减少焊接后外力的作用，遵循科学的焊接工序，以期取得较好的效果。

3　未焊透、未熔合现象的成因及防治措施

未焊透、未熔合是焊接过程中出现的另一种比较常见的焊接缺陷，由它亦会引起较多的次生缺陷，比如裂缝等。其产生原因和防治措施如下：

产生成因：焊接中未焊透、未熔合现象出现的原因主要有三点。第一，在焊接过程中，焊块之间存在既有的缝隙，一般缝隙的产生是由于角度问题等。此外，焊接工艺的不完善是引起未焊透、未熔合现象的另一大原因，焊接块过厚、焊接速度过快等都会引起焊接效果的降低。第二，焊接焊块表面不干净，存在杂质或者氧化物质，没有对其进行相应的清理工作。第三，焊接技术人员技术能力不合格，由于水平有限，导致其对焊接溶液的把握能力比较差，未焊透、未熔合的现象就不可避免了。

防治措施：为解决焊接过程中未焊透、未熔合的现象，要有针对地对其进行防治。首先要尽量选用合适坡面角度的焊接块，其次要妥善把握焊接工艺，对焊接的速度及外部环境都要进行合理的管控，对于焊接物表面的杂质一定要彻底清理，最后要选用技术过硬的焊接工人。

4　其他主要缺陷及其防治措施

焊接过程中的其他缺陷主要有夹渣、气孔、咬边、焊瘤及弧坑等，以下将根据这些问题产生的原因对其进行有针对性的分析。

首先是夹渣，夹渣是常见的焊接缺陷，其成因是焊接边缘本身存在杂质，主要是熔渣，此外焊接速度过快亦会导致夹渣的产生。为防止夹渣，就要保证接口的洁净，并注意焊接速度不能太快。针对气孔问题，要选用合适的焊接电流流量，使用高质量的焊条和焊接材料，并注意控制焊接熔质中的氢气含量；针对咬边问题，同样要注意焊接过程中切忌速度过快、电流过大；焊瘤及弧坑是由于焊接过程前后不均匀或者焊接温度过高引起的，焊接中断、再焊也是导致焊瘤和弧坑的直接原因。所以在焊接时要严格控制焊接温度，不宜过高，并一次焊成，不重复作业，尽量杜绝焊瘤和弧坑问题。