金属材料焊接中的主要缺陷及防治措施研究

2019-12-18谢小强

魅力中国 2019年45期

谢小强

（陕西化建工程有限责任公司,陕西杨凌示范区 712100）

进入21世纪以来，金属材料以及钢结构的应用范围与使用领域逐步扩大。因而，要注重金属材料的焊接质量，提升焊接工作的效果。对于焊接过程中经常出现的裂缝问题以及未焊透、未熔合问题、夹渣等问题进行严格把控，同时焊接过程中要实时观察焊接工作的质量，发现问题及时进行处理。另外，焊接前要对金属材料进行严格的检查，为焊接质量打下良好的基础。

一、金属材料焊接中的主要缺陷分析

（一）焊接裂纹

此问题主要分为纵向、横向、弧抗、显微以及焊趾裂纹等类型，不仅可以在焊接完成之后立即显现，而且可能在焊接完成一段时间之后显现。从原理上进行分析，裂纹主要是在金属材料由结晶状态向固化状态转变的过程中出现的，并且主要分为冷裂纹和热裂纹两种。对于前者来说就是在焊接完成后的冷却过程中，出现在焊接交界处融合点位置的裂纹。不仅可以在焊接之后的6～8h出现，也会在焊接之后立马出现。此问题的主要原因就是在焊接过程中由于出现一定量的氢气而导致焊接交界处出现裂缝，或者是由于金属材料中含有杂质以及焊接母体本体存在较弱的承受能力等原因，此外，还有在金属材料焊接完成的冷却过程中由于温度控制不合理而导致出现的冷裂纹。而对于后者来说，其主要是在金属焊接过程中的液体凝结时在焊缝的中心位置产生，通常会在焊接完成之后立马显现。引起此问题的原因就是由于金属材料中含有与金属材料以及焊条熔点不同的杂质，具有较低熔点的杂质在焊接完成之后会凝固较早并具有较低的强度和硬度，这就会使得杂质在外力作用下受到不同程度的腐蚀以及风化作用时而产生热裂纹。

（二）金属材料未焊透，未熔合

当金属原材料在焊接时未能完全融化，导致金属之间无法完全焊接进接头深处的情况，即被称为金属材料未焊透。焊接过程中的电流大小、溶解深度差异、交熔处不同的角度标准以及坡口处的杂质颗粒等都会导致未焊透状况发生。金属材料未焊透减少了焊缝接触的有效面积，从而使金属焊接的接头强度亦大幅度降低，焊缝连接程度越来越低，焊缝越来越疲劳，最终将导致金属分离或金属材料断裂。未熔合的状况在日常金属焊接时亦非常普遍，它与未焊透的表现大致相同，由于焊接熔点与电流的差异，以及受焊接口角度偏差及杂质的影响，而导致金属材料未能完全融化，使金属之间的承载面积减小，连接程度降低，相应地造成一系列安全隐患。

（三）夹渣缺陷

夹渣是指在金属焊接过程中或金属焊接完成后，掺杂或残留在焊缝中的熔渣类物质。夹渣对金属焊缝的强度及密闭性有极大的影响，夹渣产生的主要原因有：第一，在焊缝的边缘，采用有氧割或炭弧气刨等切割方式进行切割时所残留下的熔渣；第二，在焊接过程中，由于坡口角度较小、焊接速度过快或焊接电流太小等原因所造成的焊接残渣；第三，在选用酸性焊条进行焊接时，由于运条方式不当或焊接电流不够等原因所造成的“糊渣”；第四，由于焊条选择错误或焊条偏芯不准等原因所导致的夹渣。

二、预防金属材料焊接缺陷的措施探讨

（一）焊接裂缝的防治措施

在金属材料焊接时不仅要严格执行焊接工艺流程，按照所用的不同金属材料来进行焊接工艺的选择，还要对冷却速度进行把我，并还可以对小电流多层多道焊接方式进行充分利用。尽量选择低氢型焊条来减少焊缝中氢气的扩散，并减少焊接过程中在焊接交界处出现的水分与油污等的化学反应等，加强对金属材料的防潮和防晒管理。

（二）解决未焊接、未融合的策略

金属材料的焊接过程中，要依照相关规定，正确的选择坡口尺寸、并把握好焊接时的电流速度、对坡口的污渍要及时清理、在焊接过程中要适当的摆动运条、对焊接接缝彻底封底焊清根、在焊接材料融合的过程中金属焊接的技术人员要仔细观察和两侧的情况。这样就可以有效的防治米焊接或米融合的现象发生，为金属材料的焊接质量带来保障。

（三）预防焊接过程中产生夹渣的措施

焊接过程中对于坡口的尺寸要进行合理选择，并且要对要坡口表面的水分以及油污等杂质进行全面的清理。另外，焊接过程中要对电流进行严格的控制，并且要确保焊接速度与焊接电流相适应。对于运条摆动也要进行科学合理的控制，确保焊接工作符合规定要求。如果上述环节得到了良好的控制，那么就可以很好的解决焊接工作中出现的夹渣问题。

（四）对材料焊接参数进行严格控制

焊接参数控制是焊接质量的一个重要影响因素，通过合理设计焊接参数，并在焊接操作过程中严格控制，能够有效地减少金属材料的缺陷问题。比如在上述几种焊接质量缺陷中，有许多缺陷问题是焊接电流选择不当导致的，需要根据材料特点和焊接工艺，对焊接电流进行合理选择，保证电流大小的稳定性，从而提升金属材料焊接质量。此外，焊接角度和焊接弧度也是焊接质量的重要影响因素，必须严格按照金属材料的焊接成型技术规范进行选择，实现对焊接参数的有效控制。比如焊件的钝边如果较大，需要控制好焊接速度，焊接速度过快则容易出现未焊透和未融合的现象。在焊接时，还要合理选择焊件坡口角度，避免因技术参数不合理，影响金属材料焊接成型质量。