張軍元

摘 要 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和制造中，焊接工藝仍然發(fā)揮著重要作用，但金屬材料在焊接成型的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)裂縫、凹陷和咬邊等缺陷，給結(jié)構(gòu)后期的正常使用造成諸多不利因素。本文從金屬材料焊接成型中出現(xiàn)的缺陷，通過(guò)缺陷分析和控制措施角度出發(fā)進(jìn)行了探討，希望對(duì)業(yè)內(nèi)同仁可以起到一定的參考和借鑒作用。

關(guān)鍵詞 金屬材料 焊接 缺陷分析 控制措施

中圖分類號(hào)：TG4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和制造中，焊接工藝仍然扮演著十分關(guān)鍵的角色，尤其是在大型結(jié)構(gòu)件的制造和工程結(jié)構(gòu)的安裝中發(fā)揮著不可替代的作用。但因?yàn)槭艿礁鞣矫嬖虻挠绊?，金屬材料在焊接成型的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)裂縫、凹陷和咬邊等缺陷，給結(jié)構(gòu)后期的正常使用造成諸多不利因素。因此，有必要對(duì)焊接技術(shù)工藝進(jìn)行完善和優(yōu)化，以促使整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量獲得有效提升。本文正是基于這一考慮，從金屬材料焊接成型中的缺陷控制角度出發(fā)進(jìn)行了相關(guān)探討，希望對(duì)推動(dòng)焊接工藝和技術(shù)的改善提升能夠提供一些有意義的參考和借鑒。

1缺陷分析

1.1裂縫

金屬材料在進(jìn)行焊接成型的過(guò)程中，裂縫是比較常見(jiàn)的缺陷之一。根據(jù)裂縫的形成機(jī)理，可以將其進(jìn)一步細(xì)分為熱裂縫和冷裂縫兩類。

對(duì)于熱裂縫缺陷的出現(xiàn)，通常是由多方面因素導(dǎo)致的。在進(jìn)行金屬焊接作業(yè)的過(guò)程中，金屬材質(zhì)從液晶變換成固狀晶體時(shí)，可能會(huì)受到外部環(huán)境或人為因素的影響，進(jìn)而產(chǎn)生熱裂縫缺陷。這個(gè)缺陷在焊接作業(yè)結(jié)束后會(huì)留存在金屬材質(zhì)的表面，給結(jié)構(gòu)的完整性以及外在美觀性造成損害。

對(duì)于冷裂縫（如圖1所示），一般是焊接時(shí)的氫氣含量比重過(guò)大造成的。

1.2凹陷與焊瘤

在進(jìn)行金屬材料焊接時(shí)，凹陷與焊瘤也是比較容易產(chǎn)生的缺陷。凹陷一般發(fā)生在熔接縫隙外面、熔接背后以及主體材料上面;而焊瘤主要指焊接后產(chǎn)生的一些小疙瘩，它主要發(fā)生在熔接縫尾部和主體材料上面。

導(dǎo)致凹陷缺陷產(chǎn)生的大致原因如下：第一，焊接作業(yè)中短時(shí)間停頓處置;第二，焊接作業(yè)中可能會(huì)造成一些主體材料熔化，卻沒(méi)有及時(shí)填充金屬物質(zhì)補(bǔ)償;第三，金屬主體材料和焊條的焊接角度不合適，造成電弧過(guò)長(zhǎng)或出現(xiàn)搖動(dòng)等不利情況;最后，在同一各部位反復(fù)焊接。

導(dǎo)致焊瘤缺陷的大致原因包括：使用了質(zhì)量較差的焊條;對(duì)焊接作業(yè)過(guò)程中管控不到位，導(dǎo)致熔化了的金屬液體流到了材質(zhì)表面上，進(jìn)而凝結(jié)成小疙瘩;焊接作業(yè)過(guò)程不夠規(guī)范，焊條液化速度過(guò)快等等。

1.3氣孔和咬邊

金屬材料在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，還比較容易產(chǎn)生小氣孔和邊緣結(jié)合重疊（咬邊）的現(xiàn)象，而這些都會(huì)嚴(yán)重影響到焊接品質(zhì)。

對(duì)于氣孔缺陷，它是焊接作業(yè)中經(jīng)常發(fā)生的瑕疵，具有較大的危害性。通常來(lái)說(shuō)，焊接的一側(cè)更容易產(chǎn)生氣孔，但無(wú)論何種原因產(chǎn)生氣孔，都會(huì)造成焊接后的結(jié)構(gòu)整體性造成損害，使得整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和強(qiáng)度都會(huì)出現(xiàn)降低。導(dǎo)致氣孔缺陷出現(xiàn)的主要原因是沒(méi)做好焊接前的清理工作。如果焊接部位不夠清潔，比如有水或油污，那么就在焊接過(guò)程中就容易產(chǎn)生氣體，進(jìn)而就會(huì)留存在焊縫周邊區(qū)域，使得金屬材質(zhì)在焊接成型后發(fā)生氣孔缺陷。

對(duì)于咬邊缺陷，也是焊接作業(yè)中比較容易發(fā)生的，它會(huì)降低焊縫強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)影響到焊接后的結(jié)構(gòu)的外在美觀性。咬邊主要是因?yàn)楹附铀俣冗^(guò)快造成的，因?yàn)檫^(guò)快的焊接速度可能會(huì)降低質(zhì)量，使得邊緣出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，即發(fā)生了咬邊瑕疵。此外，如果焊接電壓過(guò)高、焊接工作臺(tái)穩(wěn)定性較差，也會(huì)增加咬邊瑕疵的發(fā)生幾率。

2控制措施探討

2.1裂縫的控制

上文已經(jīng)提到了，焊接過(guò)程中的裂紋缺陷分為熱裂紋和冷裂紋等，針對(duì)裂紋缺陷類型的不同，應(yīng)該采取不同的控制手段。

對(duì)于熱裂紋的控制，首先要做的就是降低焊接作業(yè)中出現(xiàn)的應(yīng)力。其次，考慮到焊接作業(yè)中的工藝參數(shù)設(shè)置對(duì)熱裂紋的產(chǎn)生有直接影響，所以還應(yīng)對(duì)工藝過(guò)程參數(shù)進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，使焊件冷卻速度更加科學(xué)合理。最后，對(duì)于已產(chǎn)生的裂紋，應(yīng)采用小電流、多層焊的方式進(jìn)行修補(bǔ)。

對(duì)于冷裂紋，考慮到其主要是因?yàn)楹附又械臍浜空急冗^(guò)大造成的，所以控制其產(chǎn)生的一個(gè)主要措施就是降低氫含量。比如選取低氫焊條就可以有效降低作業(yè)中的氫擴(kuò)散量。

2.2凹陷與焊瘤的控制

在焊接作業(yè)中，為了對(duì)焊接部位的凹陷瑕疵進(jìn)行有效控制，可以對(duì)焊接部位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使金屬主體材料與焊條的角度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，在作業(yè)中如果出現(xiàn)因各種因素導(dǎo)致的材質(zhì)熔化問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)選取金屬材料進(jìn)行填充。

對(duì)于焊瘤缺陷的控制，首先要做的就是對(duì)焊接規(guī)范進(jìn)行正確選擇;在此基礎(chǔ)上，需要對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，比如采用正確的運(yùn)條方式;最后，在作業(yè)過(guò)程中要做好對(duì)焊條角度、電弧弧長(zhǎng)以及根部間隙的控制，確保其都滿足要求。

2.3氣孔和咬邊的控制

避免氣孔缺陷應(yīng)做到如下幾點(diǎn)要求：第一，對(duì)坡口邊緣處進(jìn)行徹底清潔，避免存在雜質(zhì)污染物;第二，嚴(yán)格控制焊條的使用，杜絕使用質(zhì)量不合格或已產(chǎn)生變質(zhì)的焊條;最后，在進(jìn)行埋弧焊作業(yè)時(shí)，應(yīng)對(duì)作業(yè)速度進(jìn)行合理把控。

對(duì)于咬邊缺陷的預(yù)防和控制，最主要的是對(duì)焊接電流進(jìn)行合理設(shè)置。同時(shí)，對(duì)焊接過(guò)程中的工藝參數(shù)進(jìn)行合理選擇，尤其應(yīng)重點(diǎn)保障焊接速度平穩(wěn)。

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