金属材料焊接成型中主要缺陷及控制策略分析

金属材料焊接成型中主要缺陷及控制策略分析
发表时间：2019-09-21T12:58:05.063Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：王玲玲史立倩
[导读] 摘要：焊接成型是金属材料加工的一个重要环节，直接关系着材料成型质量。

山东科技大学山东省青岛市 266000
摘要：焊接成型是金属材料加工的一个重要环节，直接关系着材料成型质量。

根据不同金属产品的加工要求，要尽可能减少焊接缺陷，严格遵守相关操作技术规范。

面对日益提高的金属材料焊接质量要求，要明确各种焊接缺陷的成因，从而采取有效的控制策略，减少缺陷问题。

关键词：金属材料；焊接成型；主要缺陷；控制策略；
1金属材料焊接成型过程中主要缺陷分析
1.1裂纹
在金属材料的焊接成型过程中，对操作技术质量有严格的要求，任何环节出现错误，都会导致产品出现明显缺陷。

其中，裂纹是较为容易出现的焊接缺陷之一，对金属材料产品的使用有较大影响。

焊接裂纹缺陷总体可分为热裂纹、冷裂纹两大类。

其中热裂纹是出现在金属材料的焊接过程中的，在金属材料由液态晶体转变为固态晶体的过程中，可能因操作失误或外界环境影响，导致热裂纹的出现。

在焊接成型后，裂纹会出现在金属材料表面，影响其完整性和美观性。

如果金属材料自身质量较差，杂质含量较高，或焊接环境中的湿度条件不符合要求，都会对焊接过程产生干扰，增加出现热裂纹的概率。

冷裂纹则是在焊接完成后，由于处置不当，引起的裂纹缺陷。

一般出现在焊接成型几天后，具有一定的不可控性，易出现在焊缝区域，主要是因淬硬组织产生约束应力而形成的。

1.2焊缝折断
焊缝是金属材料焊接加工最容易出现缺陷问题的部位，如果出现焊缝折断问题，会影响整体焊接质量，导致金属材料产品在外力作用下，容易折断或变形，进而影响其实际应用价值。

金属材料的焊缝折断问题主要是由于焊接技术不规范导致的，比如出现未焊透、未融合等问题，都会导致焊缝部分的整体质量较差。

一般在金属材料的焊接操作过程中，对焊接角度选择有严格要求，如果焊接角度大小不合适，则会影响焊接质量，出现未焊透的情况。

此外，焊条的选择也是焊缝质量的一个重要影响因素，需要合理选择焊条。

在此基础上，做好焊缝部位清洁，防止对焊接过程造成影响。

1.3夹渣和焊瘤
在实际焊接过程中，不确定因素有很多。

金属材料的焊接成型容易受操作过程及操作环境的影响，出现夹渣、焊瘤等现象。

其中，夹渣缺陷主要是由于焊缝部分混入熔渣导致的，在焊接过程中较为常见。

如果出现夹渣缺陷，会对焊缝强度、材料整体成型质量产生较大影响。

一般在操作过程中，如果焊缝切割不规范，会遗留较多残渣。

在操作过程中，焊接电流较小，也容易出现夹渣。

焊瘤缺陷是指在金属材料成型后，出现较明显的金属瘤，破坏焊缝强度，而且不美观。

这种缺陷问题主要是由于液态金属下坠过程中出现干扰导致的，通常与电流控制不稳定有关，比如焊接电流过大、焊弧过长，都容易导致焊瘤问题的出现。

1.4气孔
气孔缺陷是金属材料焊接部分容易出现的另一个主要缺陷问题。

在金属材料焊接加工时，气孔危害性较为突出。

除了出现在焊接部分外，在接头和表面位置也容易出现明显气孔。

无论出现在哪个部位，气孔都会破坏金属材料焊接的完整性，导致金属材料整体强度下降。

出现气孔缺陷主要是由于焊接加工前没有对焊接部位进行清洁导致的，比如在焊接区域存在水分或油污，会大幅度增加出现气孔缺陷的概率。

在焊接时，水分和油污会形成气体，直流在焊缝周围，进而导致材料成型后出现气孔。

1.5咬边
咬边缺陷是指金属材料焊接区域出现的明显凹陷边缘，是金属材料焊接缺陷中的一个基本类型。

出现咬边缺陷也会导致焊缝强度下降，破坏材料焊接成型的美观性。

这种缺陷问题主要是由于焊接操作不合理导致的，比如焊接速度过快，容易导致焊缝处理质量下降，进而出现边缘凹陷现象。

此外，在焊接过程中使用的电流过大，也容易导致咬边缺陷。

因此，在金属材料的焊接加工过程中，必须对材料焊接技术、成型条件进行严格控制，防止出现上述质量缺陷问题。

2金属材料焊接成型缺陷问题控制策略研究
2.1正确选择金属材料焊接方式
针对金属材料在焊接加工过程中容易出现的缺陷问题，首先要正确选择材料焊接方式，保证技术操作的规范性，从而降低缺陷出现的概率。

随着金属材料在各个领域的广泛应用，金属材料焊接工艺也得到了快速发展，可供选择的焊接方式越来越多。

在进行材料焊接加工前，首先要对材料性质和加工条件进行分析，根据材料焊接成型的质量要求，选择合适的焊接加工方式。

应详细分析金属材料的焊接需求，在操作前明确操作技术标准，从常用的焊接方式中进行选择，确保焊接人员对焊接技术流程足够熟悉。

对于选定的焊接方式，需要先进行焊接工艺评定，判断在焊接加工过程中，是否存在前后操作冲突的情况。

对于可能出现的缺陷问题，如裂纹缺陷、夹渣缺陷等，要采取相应的控制策略。

比如在金属材料焊接中，如果氢含量较高，由于其聚集作用，容易导致冷裂纹的出现，应选择含氢量低的焊条，同时加强对环境空气湿度的控制，避免引发材料变质，从而降低冷裂纹出现概率。

2.2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。

2.3检查金属材料焊接环境
金属材料的焊接环境通常较为恶劣，也是金属材料焊接质量控制中不可控因素较多的一个方面。

因此，在金属材料焊接加工时，必须做好环境检查工作，尽可能减少外界环境的不利影响。

对外界环境进行监测和控制，也要围绕焊接操作要求进行，重点监测环境湿度、风力大小等影响因素，确保环境条件能够满足工艺需求，从而降低缺陷产生概率。

除了对自然环境条件进行监测外，还要控制好焊缝状态。

在完成焊缝切割后，要及时进行清理，避免因残渣残留较多，影响后续的焊接质量。

比如金属材料热裂缝的产生，主要是由于存在较多熔点低的杂质，在凝固后杂质强度明显低于金属，进而容易受外力作用，出现磨损和腐蚀。

因此需要优化焊接环境，尽可能避免杂质混入，并采取多层焊接技术，提高焊接成型质量，同时采取保护措施，避免材料受到外力影响。

2.4对金属材料焊接过程进行监控
在金属材料的焊接过程中，需要对每步的技术操作流程进行严格控制，从而避免因操作不当，引发缺陷问题。

比如，夹渣缺陷是由于焊缝边缘在切割时残留较多熔渣、电流大小不合理等原因导致的。

焊接前需要清除坡口残留熔渣，控制好电流大小和焊接速度，保证焊接质量。

与此同理，气孔缺陷主要是由于坡口残留水分、油污等问题导致的，也要做好清洁工作，并对坡口进行烘烤，保证焊条干燥，不得使用出现变质的焊条。

此外，还要注意控制好电弧的长度、焊条的角度，采用合理的运条手法，避免出现咬边缺陷。

如果运条不均匀，会导致熔池温度过高，进而因凝固的业态金属下坠在焊缝表面出现焊瘤。

除了对熔池温度进行控制外，还要选择碱性焊条，防止出现这一问题。

2.5及时采取焊缝缺陷修正措施
在金属材料焊接成型后，如果发现焊缝缺陷问题，要及时对其进行修正。

但是修正时需要注意，不能在带压和背水情况下进行焊缝缺陷消除中的补焊。

如果焊接环境的温度在0℃以下，需要对材料采取预热措施，特别是对于有热处理要求的金属焊件，需要在热处理前修正缺陷。

如果进行补焊，应使用小电流多层多道焊接方式，对于焊接结构刚度较大的部分，可在热状态下锤击，并将每层起弧与收弧部分错开。

在焊缝的补焊过程中，中间不允许停顿，需要一次完成，将预热温度和层间温度保持在100℃以上。

完成焊缝缺陷修正后，重新按照探伤要求进行检测，如果不符合要求要继续修正，直到合格为止。

3结语
综上所述，金属材料焊接成型容易出现多种质量缺陷问题，对每种缺陷问题的形成原因、影响作用进行分析，可以为质量缺陷控制提供依据。

在此基础上，通过严格控制焊接工艺技术和操作环境，及时做好检测和修正工作，可以有效提升金属材料焊接成型质量。

参考文献
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[2]赵洪，刘爽庆，王家文.金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施探讨[J].山东工业技术，2017，(02) :50.。