金属材料焊接成型中存在的缺陷分析及控制措施探讨

张军元

摘 要 在现代工业生产和制造中，焊接工艺仍然发挥着重要作用，但金属材料在焊接成型的过程中可能会出现裂缝、凹陷和咬边等缺陷，给结构后期的正常使用造成诸多不利因素。本文从金属材料焊接成型中出现的缺陷，通过缺陷分析和控制措施角度出发进行了探讨，希望对业内同仁可以起到一定的参考和借鉴作用。

关键词 金属材料 焊接 缺陷分析 控制措施

中图分类号：TG4文献标识码：A

0引言

在现代工业生产和制造中，焊接工艺仍然扮演着十分关键的角色，尤其是在大型结构件的制造和工程结构的安装中发挥着不可替代的作用。但因为受到各方面原因的影响，金属材料在焊接成型的过程中可能会出现裂缝、凹陷和咬边等缺陷，给结构后期的正常使用造成诸多不利因素。因此，有必要对焊接技术工艺进行完善和优化，以促使整体结构质量获得有效提升。本文正是基于这一考虑，从金属材料焊接成型中的缺陷控制角度出发进行了相关探讨，希望对推动焊接工艺和技术的改善提升能够提供一些有意义的参考和借鉴。

1缺陷分析

1.1裂缝

金属材料在进行焊接成型的过程中，裂缝是比较常见的缺陷之一。根据裂缝的形成机理，可以将其进一步细分为热裂缝和冷裂缝两类。

对于热裂缝缺陷的出现，通常是由多方面因素导致的。在进行金属焊接作业的过程中，金属材质从液晶变换成固状晶体时，可能会受到外部环境或人为因素的影响，进而产生热裂缝缺陷。这个缺陷在焊接作业结束后会留存在金属材质的表面，给结构的完整性以及外在美观性造成损害。

对于冷裂缝（如图1所示），一般是焊接时的氢气含量比重过大造成的。

1.2凹陷与焊瘤

在进行金属材料焊接时，凹陷与焊瘤也是比较容易产生的缺陷。凹陷一般发生在熔接缝隙外面、熔接背后以及主体材料上面;而焊瘤主要指焊接后产生的一些小疙瘩，它主要发生在熔接缝尾部和主体材料上面。

导致凹陷缺陷产生的大致原因如下：第一，焊接作业中短时间停顿处置;第二，焊接作业中可能会造成一些主体材料熔化，却没有及时填充金属物质补偿;第三，金属主体材料和焊条的焊接角度不合适，造成电弧过长或出现摇动等不利情况;最后，在同一各部位反复焊接。

导致焊瘤缺陷的大致原因包括：使用了质量较差的焊条;对焊接作业过程中管控不到位，导致熔化了的金属液体流到了材质表面上，进而凝结成小疙瘩;焊接作业过程不够规范，焊条液化速度过快等等。

1.3气孔和咬边

金属材料在进行焊接作业时，还比较容易产生小气孔和边缘结合重叠（咬边）的现象，而这些都会严重影响到焊接品质。

对于气孔缺陷，它是焊接作业中经常发生的瑕疵，具有较大的危害性。通常来说，焊接的一侧更容易产生气孔，但无论何种原因产生气孔，都会造成焊接后的结构整体性造成损害，使得整个焊接结构的质量和强度都会出现降低。导致气孔缺陷出现的主要原因是没做好焊接前的清理工作。如果焊接部位不够清洁，比如有水或油污，那么就在焊接过程中就容易产生气体，进而就会留存在焊缝周边区域，使得金属材质在焊接成型后发生气孔缺陷。

对于咬边缺陷，也是焊接作业中比较容易发生的，它会降低焊缝强度，同时也会影响到焊接后的结构的外在美观性。咬边主要是因为焊接速度过快造成的，因为过快的焊接速度可能会降低质量，使得边缘出现塌陷现象，即发生了咬边瑕疵。此外，如果焊接电压过高、焊接工作台稳定性较差，也会增加咬边瑕疵的发生几率。

2控制措施探讨

2.1裂缝的控制

上文已经提到了，焊接过程中的裂纹缺陷分为热裂纹和冷裂纹等，针对裂纹缺陷类型的不同，应该采取不同的控制手段。

对于热裂纹的控制，首先要做的就是降低焊接作业中出现的应力。其次，考虑到焊接作业中的工艺参数设置对热裂纹的产生有直接影响，所以还应对工艺过程参数进行科学设置，使焊件冷却速度更加科学合理。最后，对于已产生的裂纹，应采用小电流、多层焊的方式进行修补。

对于冷裂纹，考虑到其主要是因为焊接中的氢含量占比过大造成的，所以控制其产生的一个主要措施就是降低氢含量。比如选取低氢焊条就可以有效降低作业中的氢扩散量。

2.2凹陷与焊瘤的控制

在焊接作业中，为了对焊接部位的凹陷瑕疵进行有效控制，可以对焊接部位進行适当调整，使金属主体材料与焊条的角度符合相关标准要求。另外，在作业中如果出现因各种因素导致的材质熔化问题，应及时选取金属材料进行填充。

对于焊瘤缺陷的控制，首先要做的就是对焊接规范进行正确选择;在此基础上，需要对焊接技术进行规范，比如采用正确的运条方式;最后，在作业过程中要做好对焊条角度、电弧弧长以及根部间隙的控制，确保其都满足要求。

2.3气孔和咬边的控制

避免气孔缺陷应做到如下几点要求：第一，对坡口边缘处进行彻底清洁，避免存在杂质污染物;第二，严格控制焊条的使用，杜绝使用质量不合格或已产生变质的焊条;最后，在进行埋弧焊作业时，应对作业速度进行合理把控。

对于咬边缺陷的预防和控制，最主要的是对焊接电流进行合理设置。同时，对焊接过程中的工艺参数进行合理选择，尤其应重点保障焊接速度平稳。

参考文献

[1] 刘生滨.金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制方法分析[J].四川水泥，2019（06）：150.

[2] 周永升，张松锋，王强等.金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究[J].山东工业技术，2019（16）：25.

[3] 黄凯，李宝成.金属材料焊接中的问题与对策探索[J].科学与财富，2019（05）：36.