金屬材料焊接中缺陷分析及對策

韋青平

摘要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的不斷發(fā)展，金屬材料開始在各行各業(yè)中大量出現(xiàn)，且應用甚廣。正是因為金屬材料的廣泛應用，金屬材料的焊接過程中就會出現(xiàn)各式各樣難以避免的缺陷，其主要表現(xiàn)為焊接過程中出現(xiàn)的裂紋、氣孔、咬邊等。這些出現(xiàn)的缺陷會嚴重影響金屬材料的使用和價值，因此本文就金屬材料焊接過程中常出現(xiàn)的缺陷進行分析，并針對這些缺陷給出相應的對策。

關鍵詞：金屬材料;缺陷;焊接

1 引言

由于經(jīng)濟社會的日漸昌盛，科技的不斷發(fā)展，金屬材料的制作以及應用都在技術上得到了很大的提升。就目前金屬材料的發(fā)展過程而言，存在問題最多的就是金屬材料的焊接，焊接的缺陷通常會導致金屬材料的應用受到限制和影響，也嚴重影響了建筑物和其他產(chǎn)品的質(zhì)量。不同的焊接方式也會導致不同的焊接缺陷，因此對于焊接缺陷不能用同一種方法去解決，要做到具體問題具體分析，根據(jù)實際缺陷來擬定相應的對策。

2 焊接中的缺陷

2.1 氣孔

焊接是將金屬從固態(tài)加熱融化成液態(tài)再融合在一起的一種連接方式，因此在金屬從液態(tài)凝固成固態(tài)時會很容易產(chǎn)生氣孔。接頭氣孔、內(nèi)部氣孔和外部氣孔是氣孔缺陷的三種常見形式，而在金屬材料焊接過程中最常見的一種氣孔就是氫氣孔。金屬材料焊接產(chǎn)生氣孔的原因之一是由于焊接部位的芯部受到外部條件的侵蝕而生銹或產(chǎn)生變質(zhì)甚至金屬呈層狀脫落，在這種情況下，工作人員沒有對這種腐蝕和侵蝕后果進行處理，從而產(chǎn)生氣孔;原因之二是因為在焊接之前沒有對焊接面清潔，使得焊接面還留有污漬或水漬，這樣在焊接過程中就會產(chǎn)生氣孔;原因之三是由于焊接的速度過快、電壓過強或是電弧太長，這樣就使得焊接面還未百分之百的融合，從而產(chǎn)生氣孔。

2.2 裂縫

2.2.1 冷裂縫

金屬材料焊接過程中的冷裂縫是在金屬材料在冷卻過程中或冷卻之后的一段時間內(nèi)形成的，冷裂縫產(chǎn)生的主要因素其一是由于在冷卻過程中因熱脹冷縮原理，冷卻會使得金屬材料內(nèi)縮，產(chǎn)生很強的約束力;其二焊接過程從熱到冷，熱循環(huán)的消逝會影響冷裂縫的產(chǎn)生;其三是由于焊接過程中產(chǎn)生的氫氣孔會擴散開來，使得氫氣聚集。這些因素都使得金屬材料在焊接之后的冷卻階段會產(chǎn)生冷裂縫，影響金屬材料的制成。

2.2.2 熱裂縫

金屬材料焊接過程中的熱裂縫是金屬材料從液態(tài)凝固到固態(tài)的時間段產(chǎn)生的，熱裂縫一般產(chǎn)生在金屬材料極易發(fā)現(xiàn)的中間部位。熱裂縫產(chǎn)生的主要原因是金屬材料中或進行焊接的熔池中會有一些熔點低的金屬雜質(zhì)例如硫等的存在，這些雜質(zhì)由于熔點低，所以被融化的時間慢，凝固的時間也隨之延長，在金屬材料已經(jīng)凝固后這些雜質(zhì)還在冷卻，這樣就容易自動張開或被拉扯開，因而就產(chǎn)生了金屬材料焊接的熱裂縫。

2.3 夾渣

夾渣顧名思義就是在金屬材料焊接過程中由于操作不當使得在焊縫中殘留熔渣。在金屬材料焊接過程中夾渣形成的主要原因有這幾點：其一是由于焊接過程中操作不當或電流過小產(chǎn)生渣滓，殘留于焊縫之中;二是由于焊接面的邊緣有打磨或割、刨產(chǎn)生的殘留物，形成夾渣;其三是由于焊接過快或焊接口坡度不當產(chǎn)生夾渣。

2.4 咬邊

金屬材料焊接縫的邊緣產(chǎn)生的凹陷進去的坑狀就是金屬材料焊接的咬邊。產(chǎn)生咬邊的主要原因有兩種，第一種是由于焊接速度過快導致焊件被融化了一部分，但是焊接的液態(tài)金屬材料卻沒有及時填滿金屬，從而就產(chǎn)生了邊緣的凹陷部分——咬邊。第二種是由于電流過大形成同樣的以上結果。

2.5 未焊透、未熔合

未焊透和未熔合是由于金屬材料焊接過程中操作不當或未清除掉焊接面的油污或焊接用的電弧偏吹導致，這一系列原因?qū)е碌奈春竿负臀慈酆鲜墙饘俨牧虾附舆^程中最嚴重的缺陷之一，這種情況很容易導致金屬的斷裂和破損。

2.6 其他缺陷

2.6.1 由于清潔不到位會產(chǎn)生各種焊接缺陷，有前面提到的氫氣孔和夾渣，還有由于清潔不到位使得焊接面不牢固，使得金屬材料的整體質(zhì)量被降低，從而影響金屬材料的使用價值。

2.6.2 之前提到的由于電流過大或焊接面坡度問題造成的邊緣凹陷的咬邊現(xiàn)象會使得金屬材料的使用面積大大減少，同時使得金屬材料的承壓性降低，由于受力不均造成力的反作用，從而產(chǎn)生更嚴重的裂縫甚至斷裂。

2.6.3 由于金屬材料焊接過程中金屬材料中的化學成分受熱產(chǎn)生化學反應，使得部分化學因素產(chǎn)生變化，使得焊接面與金屬材料其他部位的組織不同，影響了焊接面的力量的承受性。

3 缺陷對策

由于金屬材料在焊接過程中受到內(nèi)外部兩方面的影響，因此金屬材料焊接缺陷隨時都會產(chǎn)生，所以對于金屬材料焊接過程中產(chǎn)生的缺陷應當有相應的對策，以下就闡述了針對金屬材料焊接中的缺陷采取的相應的對策：

3.1 防氣孔產(chǎn)生

氣孔的產(chǎn)生是金屬焊接過程中較普遍的缺陷，應對氣孔產(chǎn)生的方法和步驟較多，其一應當清理好焊接面的水漬和污漬，防止因為污漬和水漬產(chǎn)生氣孔;其二應當控制好焊條的使用范圍，避免使用變質(zhì)、腐爛的焊條;其三應當保管好焊接的材料，根據(jù)相關的規(guī)定進行處理;其四應當控制好焊接時的速度與電流。

3.2 防裂縫的產(chǎn)生

3.2.1 冷裂縫

對于冷裂縫來說，首先應當清除掉坡口以及坡口附近的油污，其次應當使用產(chǎn)生氫氣量少的焊接材料，最后應當采取高技術的焊接工藝，保證在焊接冷卻和冷卻后不會產(chǎn)生冷裂縫。

3.2.2 熱裂縫

針對熱裂縫來說，應當嚴格按照金屬材料焊接技術進行，降低冷卻的速率，防止因為冷卻速率過快，由液態(tài)到固態(tài)的受熱變冷變化過大而產(chǎn)生裂縫，其次應當使用多條焊接道，從而避免在金屬材料的中間部位產(chǎn)生裂縫。

3.3 防夾渣的產(chǎn)生

夾渣就是在焊接過程中夾雜在金屬材料里的不屬于其中的物體，因此在焊接之前就應當對坡口進行清潔和處理，防止在焊接前有污垢在坡口處，同時應當控制好焊接的電流與速度，防止因速度過快而產(chǎn)生夾渣。

3.4 防咬邊的產(chǎn)生

咬邊的產(chǎn)生主要是因為焊接速度過快或電壓過大導致邊緣產(chǎn)生凹陷，因此就要控制焊接的速度和電壓的量，焊接時手法要平穩(wěn)，不得隨意進行，尤其是要選擇恰當?shù)暮附庸に?，使得液態(tài)的金屬可以均勻的平緩的流動，防止咬邊的產(chǎn)生。

3.5 防止未焊透、未熔合的產(chǎn)生

為了防止未焊透和未熔合的產(chǎn)生，首先應當將焊接的坡口的污漬和水漬清理干凈，其次就是在焊接過程中注意焊接的平穩(wěn)，使得焊接坡口能夠很好的融合。

3.6 其他對策

除了以上提到的具體問題具體對策外，還有很多其他的處理焊接過程中缺陷的對策，首先應當注意施工環(huán)境的衛(wèi)生與安全，好的施工環(huán)境能夠保證坡口的干凈與衛(wèi)生。其次針對溫度問題，在焊接過程中要保持溫度的平穩(wěn)變化，溫度不能隨意升高和降低，防止金屬材料因為溫度的不均和變化產(chǎn)生意外缺陷。還應對施工的設備進行定期檢查和檢測，避免因為施工設備的原因而產(chǎn)生金屬材料焊接的缺陷。最后針對焊工的技術來說，由于

設備與材料都有可控性，而對于施工人員的可控性則有一定的限度，所以焊工在正式工作之前應當進行相應的知識培訓，除了知識培訓外還應進行設備操作和具體作業(yè)培訓，焊工的經(jīng)驗與知識才能夠保證金屬材料在焊接過程中不產(chǎn)生缺陷，同時還能在缺陷產(chǎn)生時進行相應的修補措施來降低損耗。

4 結束語

綜上所述，由于金屬材料的廣泛應用，金屬材料的生產(chǎn)也相應增多，缺陷也就日益凸顯，在進行金屬材料的焊接過程中，缺陷一旦產(chǎn)生就必須進行相應的對策對其進行防護。由于金屬材料的焊接過程嚴重影響著金屬材料的使用價值與經(jīng)濟價值，甚至還關系到其所應用的建筑物的安全價值，因此金屬材料的焊接缺陷必須從根源上杜絕。本文針對可能出現(xiàn)的焊接缺陷提出了相應的對策，但對于金屬材料的焊接過程中的缺陷并不僅僅是上文所提到的，其相關的對策也并不僅僅是上文所提到的，因此在實際操作過程中，焊工要提高操作技術，規(guī)范操作行為，嚴格按照施工要求進行，從根源上防止缺陷的產(chǎn)生。

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