王倓

摘 ?要：焊接金屬材料時(shí)，可以采用多種焊接工藝，但不同的焊接工藝因其特點(diǎn)多樣而具有不同的技術(shù)要點(diǎn)。為了提高金屬材料的焊接質(zhì)量，獲得更高的材料實(shí)用效率，我們應(yīng)該高度重視焊接過(guò)程中的各種缺陷，并采取科學(xué)的措施進(jìn)行控制，防止材料焊接中出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷。分析了金屬材料焊接成形中的主要缺陷，并提出了科學(xué)的控制措施。

關(guān)鍵詞：金屬材料;焊接成型;重大缺陷;控制措施

在金屬材料加工技術(shù)中，焊接技術(shù)是一種常用的技術(shù)，主要是將兩種不完整的金屬加工后，產(chǎn)生一個(gè)完整的工藝品。但焊接過(guò)程不是一個(gè)簡(jiǎn)化的過(guò)程，焊接過(guò)程中的溫度不易控制。因此，在金屬材料的焊接成型過(guò)程中，要對(duì)焊接工藝有更高的要求和標(biāo)準(zhǔn)，積極防止焊接過(guò)程中的缺陷，做好監(jiān)督工作，提高金屬材料焊接工作的質(zhì)量和效率。

1幾種不同金屬材料的焊接成形特點(diǎn)

1.1鋁鎂合金材料的特性

鋁鎂合金材料具有化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、強(qiáng)度高、耐腐蝕、塑性好等優(yōu)點(diǎn)。在壓力焊接成形中，鋁鎂合金壓力焊接通常采用攪拌摩擦焊和真空擴(kuò)散焊，攪拌摩擦焊技術(shù)應(yīng)用較多，焊接時(shí)采用攪拌摩擦焊來(lái)提高焊接材料焊接接頭的硬度，真空擴(kuò)散焊時(shí)采用不混溶的金屬材料。在固溶焊接中，鋁鎂合金主要采用鎢極氬弧焊、激光焊接、激光膠焊等技術(shù)。

1.2鈦合金材料的特性

鈦合金具有良好的物理性能、較強(qiáng)的耐酸堿性和韌性，鈦具有活性化學(xué)性能。當(dāng)溫度達(dá)到相應(yīng)高度（超過(guò)250℃）后，可以與空氣中的氮、氧、氫離子發(fā)生反應(yīng)。因此，在焊接過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鈦合金的保護(hù)，例如，應(yīng)使用惰性氣體將鈦合金與空氣隔離，避免離子化學(xué)反應(yīng)。

1.3氬弧焊特點(diǎn)純氫狀態(tài)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易與鈦合金形成化學(xué)反應(yīng)和熔合，可防止鈦合金與空氣接觸。氬弧焊可以產(chǎn)生電弧，去除金屬中的氧化物。焊接過(guò)程中，局部會(huì)產(chǎn)生瞬間的巨大熱量，可以提高焊接質(zhì)量。

1.4真空焊接的特點(diǎn)

為了避免鈦金屬與空氣中的活性氣體離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，操作在真空環(huán)境下進(jìn)行。基于真空環(huán)境，可以增加焊接冷卻時(shí)間，獲得更詳細(xì)的焊接工藝，提高焊接質(zhì)量。

2金屬材料焊接成型的主要缺陷

2.1熱裂紋和冷裂紋

裂紋屬于金屬材料焊接成形中發(fā)病率較高的一種缺陷，涉及兩種類型，一種是熱裂紋，另一種是冷裂紋。熱裂紋大多發(fā)生在焊縫中心，主要是由于焊接過(guò)程中熔融金屬材料的冷凝造成的。金屬材料的關(guān)鍵焊接工藝包括熔焊、壓力焊和釬焊，這些工藝都會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致焊接時(shí)除金屬和焊條外的低熔點(diǎn)雜質(zhì)熔化凝固，產(chǎn)生各種焊接裂紋。如果雜質(zhì)的凝固受到外力的磨損和侵蝕，就會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。當(dāng)出現(xiàn)冷裂紋時(shí)，通常位于金屬材料焊接界面的熔合點(diǎn)，這主要是由于金屬材料焊接工藝操作不當(dāng)或形成焊接母材問(wèn)題造成的。當(dāng)焊接的金屬材料承載能力低，不能承受焊接壓力時(shí)，冷裂紋的概率會(huì)增加。另外，焊接時(shí)，金屬材料的熔化會(huì)產(chǎn)生氫氣，如果氫氣含量高，會(huì)改變材料內(nèi)部，從而形成裂紋。

2.2下垂和閃光

金屬材料在焊接成型時(shí)有凹陷，在焊接過(guò)程中形成小凸起是很常見(jiàn)的。焊接間隙外、焊接間隙后、主材上方常見(jiàn)凹陷，焊后小凸點(diǎn)主要在焊接間隙尾部、主材上方。這種缺陷的產(chǎn)生與焊接工藝密切相關(guān)。造成小凸點(diǎn)的主要因素是焊帶質(zhì)量差，焊接時(shí)未能適當(dāng)控制熔融金屬液，焊接裂紋末端液體向主材流出，結(jié)露，或焊接動(dòng)作不符合要求，焊帶液化速度過(guò)快。

2.3焊接未熔合和未焊透

金屬材料焊接過(guò)程中，由于施工人員觀察角度的限制，無(wú)法對(duì)所有待焊部位進(jìn)行充分觀察，導(dǎo)致未焊透、未熔合。如果焊接工藝使用不科學(xué)，也會(huì)造成這種現(xiàn)象。鈍邊過(guò)大、速度過(guò)快的焊接會(huì)對(duì)焊接效果產(chǎn)生負(fù)面影響。焊件表面的雜質(zhì)未能仔細(xì)清除或焊接操作人員的技術(shù)水平差會(huì)導(dǎo)致未焊透和未熔合。

2.4焊渣夾雜現(xiàn)象

焊渣夾雜是焊接金屬材料時(shí)的一種嚴(yán)重缺陷，常見(jiàn)的焊渣夾雜有兩種，一種是金屬夾渣，另一種是非金屬夾渣。焊渣夾雜問(wèn)題主要是由于金屬材料的焊接坡口角度過(guò)小，焊接速度過(guò)快，焊接電流過(guò)小造成的。對(duì)于TIG焊接，過(guò)大的焊接電流密度導(dǎo)致鎢夾雜，從而導(dǎo)致焊渣夾雜。而且在焊接過(guò)程中，如果電極電弧長(zhǎng)，焊接極性差，產(chǎn)生的焊渣夾雜會(huì)嚴(yán)重降低金屬材料的焊接質(zhì)量水平。

3金屬材料焊接成型缺陷控制措施的研究

3.1裂縫控制

為了保持作業(yè)處于安全狀態(tài)，施工人員有必要注意裂縫問(wèn)題，技術(shù)人員應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程進(jìn)行操作。為了在整個(gè)焊接過(guò)程中防止熱裂紋，創(chuàng)造最佳的焊接環(huán)境，防止焊接過(guò)程中的雜質(zhì)，有必要科學(xué)地設(shè)置焊接參數(shù)，以提高焊接質(zhì)量。冷裂紋通常發(fā)生在焊接后延遲一段時(shí)間后，需要正確選擇焊條，注意氫含量，并使用相應(yīng)的技術(shù)將氫含量控制在較低的范圍內(nèi)。管理人員需要選擇高質(zhì)量的焊接材料，并管理周圍環(huán)境的濕度。

3.2弧垂和閃光的控制

為了控制金屬材料焊接成形中的凹陷，需要調(diào)整焊接位置，采用弱電流焊機(jī)按標(biāo)準(zhǔn)操作方法進(jìn)行焊接。焊接成型時(shí)，需要短時(shí)間停留對(duì)焊條進(jìn)行處理，如果焊接時(shí)母材不小心熔化，應(yīng)補(bǔ)充綜合熔敷金屬。在角焊過(guò)程中，用交流焊接代替DC焊接，也能主動(dòng)防止咬邊和凹陷。在控制焊縫飛邊方面，主要是科學(xué)控制焊條質(zhì)量，如采用無(wú)偏置焊條，同時(shí)密切關(guān)注液態(tài)金屬的流向，避免焊縫溢出，操作時(shí)規(guī)范焊接姿勢(shì)等。

3.3防止不完全融合和不完全滲透的措施

根據(jù)電極的選擇，要求電極的選擇要規(guī)范，避免電極尺寸不當(dāng)、角度不科學(xué)等問(wèn)題，造成融合穿透不完全。同時(shí)要控制焊接電流強(qiáng)度，掌握合理的焊接速度。焊接金屬材料時(shí)，擺動(dòng)電極應(yīng)具有合理的振幅，焊接時(shí)注意觀察兩端金屬材料的變化狀態(tài)。在焊接后蓋的過(guò)程中，要注意焊接坡口的熔合狀態(tài)，防止焊機(jī)邊緣不熔合。

3.4防止焊渣夾雜的措施

遵循焊接工藝要求，選擇最佳焊條，焊接時(shí)通常采用酸性焊條，并應(yīng)進(jìn)行交流電源焊接。如果采用堿性焊條，應(yīng)采用DC電源，極性應(yīng)相反，以合理控制焊接電弧長(zhǎng)度，防止焊渣夾雜。另外，注意清理溝槽。焊接開(kāi)始前，應(yīng)處理待焊接零件邊緣的雜質(zhì)，以防止焊縫中形成熔渣。

3.5氣孔問(wèn)題的控制

焊接金屬材料時(shí)形成氣孔的因素很多，目前控制氣孔的常用措施是在焊接前清除坡口內(nèi)的雜物，為了保持熔池的穩(wěn)定反應(yīng)，焊接時(shí)應(yīng)科學(xué)控制電流和熔池溫度。還要合理篩選焊接材料，根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求，選擇材料。焊接前，制定科學(xué)的工藝流程并嚴(yán)格執(zhí)行，防止焊接過(guò)程中出現(xiàn)氣孔。為了避免過(guò)多的氣孔對(duì)焊接工作的影響，可以采用熱輸入較大的焊接參數(shù)，并可以在合適的溫度環(huán)境下控制熔池的溫度，而不會(huì)因?yàn)槿鄢氐姆磻?yīng)而阻礙氣孔的控制。

3.6創(chuàng)造良好的焊接環(huán)境

在焊接金屬之前，應(yīng)該對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行全面檢查，以盡量減少環(huán)境中的不利因素，創(chuàng)造更多的有利因素。對(duì)于環(huán)境因素的檢測(cè)和控制，需要結(jié)合焊接作業(yè)的實(shí)際需要;其中，對(duì)焊接環(huán)境最重要的監(jiān)測(cè)是檢測(cè)環(huán)境的濕度、風(fēng)力等條件，以保證其適合焊接作業(yè)，避免在相關(guān)條件差的環(huán)境中焊接。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)不斷改革和創(chuàng)新金屬材料的焊接工藝，做好焊接操作人員的技能水平培訓(xùn)，能夠遵循焊接工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求，有效提高金屬材料的應(yīng)用穩(wěn)定性。金屬材料焊接成型時(shí)，如果存在缺陷，必須根據(jù)實(shí)際情況積極處理缺陷，采用有針對(duì)性的策略，避免缺陷程度擴(kuò)大，進(jìn)而從根本上促進(jìn)金屬材料的焊接質(zhì)量水平，不斷完善焊接工藝。

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