武興榮

（酒泉工貿(mào)中等專業(yè)學(xué)校，酒泉 735000）

在金屬材料焊接成型作業(yè)中經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫缺陷、折斷缺陷、焊瘤缺陷等問題，若不能夠嚴(yán)格控制焊接過程中的缺陷情況，會降低作業(yè)效果和金屬材料的加工質(zhì)量。因此，在金屬材料焊接作業(yè)中需要總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，有效控制金屬材料焊接的缺陷問題，從根本上提升焊接成型作業(yè)的質(zhì)量，達(dá)到有效焊接的目的。

1 金屬材料焊接成型的概述

1.1 概念

金屬材料焊接成型主要是通過加壓、加熱等方式使同金屬或不同金屬的兩塊金屬結(jié)合。兩塊金屬的表面形成原子間的擴(kuò)散和結(jié)合作用，從而使得分離的金屬材料牢固連接。

1.2 分類

根據(jù)形成接觸面的形態(tài)、使用熱源的性質(zhì)以及是否能加壓方式，可將金屬材料焊接成型分為壓力焊、熔化焊、釬焊等類型。壓力焊主要是指通過對金屬材料施加一定的壓力而完成焊接的焊接成型方法[1]。熔化焊主要是指加熱金屬材料的接頭部位，直至加熱到呈現(xiàn)熔化的狀態(tài)，且不用施加任何壓力就能完成焊接的焊接方法。釬焊主要是指采用熔點(diǎn)比較低的金屬材料作為焊接的釬材料，將其加熱至釬材料的熔點(diǎn)以上的溫度區(qū)間，通過浸潤液態(tài)的釬材料使其充分填充焊接接頭的間隙部位，從而將焊接材料和釬材料相互融合，達(dá)到牢固連接的焊接方法。

1.3 特點(diǎn)

金屬材料焊接成型的優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)約金屬材料的用料；②金屬材料接頭焊接的牢固性強(qiáng)；③同金屬或不同金屬均可完成焊接；④焊接加工作業(yè)操作簡單。但是，金屬材料完成焊接后，材料接頭處可能會存在一些焊縫，一定程度上會改變材料的性質(zhì)，且部分焊接成型工藝的質(zhì)量問題不便檢驗(yàn)，因此無法有效和及時(shí)地控制焊接材料的質(zhì)量。

2 金屬材料焊接成型中常見的缺陷問題

2.1 焊接裂紋缺陷

金屬材料焊接成型作業(yè)對焊接人員的技術(shù)水平提出了較高要求，因?yàn)楹附拥娜魏苇h(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會導(dǎo)致金屬制品缺陷，其中焊接裂紋缺陷是最常見的一種缺陷。根據(jù)金屬材料焊接裂紋缺陷的類型，可將其分為冷裂紋和熱裂紋兩種形態(tài)。若是不能合理有效地控制裂紋缺陷，則會對金屬制品的質(zhì)量造成較大影響。冷裂紋一般是在金屬材料完成焊接后，由于焊接人員的不正確處理或是其他原因?qū)е陆饘僦破吩诶鋮s過程中產(chǎn)生的裂紋[2]。熱裂紋是由操作人員的不規(guī)范操作或是其他原因在金屬的熔化態(tài)至結(jié)晶過程中形成的。

2.2 焊縫折斷缺陷

在焊接成型過程中，金屬材料出現(xiàn)未熔合、未焊透等情況后會存在焊縫折斷的缺陷。在焊接過程中，因?yàn)楹附咏宇^部位沒有完全進(jìn)行熔化，會導(dǎo)致金屬的焊接縫隙部位存在未焊透的情況。同時(shí)，金屬制品之間的焊接縫隙過小或過大，都會導(dǎo)致焊接電弧延長的情況，再加上并未完全清理干凈焊接坡口處的氧化雜質(zhì)，容易形成殘留的焊接熔渣，進(jìn)而出現(xiàn)金屬制品焊縫折斷的缺陷[3]。

2.3 焊接咬邊缺陷

金屬材料焊接中的咬邊缺陷主要是因?yàn)樵诤附舆^程中某些焊接曲線出現(xiàn)了比較明顯的凹陷邊緣，類似于金屬材料在焊接后掉邊角的情況，是金屬材料焊接中常發(fā)生的缺陷。一般情況下，焊接的咬邊缺陷多在焊接過程中發(fā)生。因?yàn)楹附铀俣缺容^快，在產(chǎn)生大電流的環(huán)境下，因?yàn)楹附記]有符合要求，而在焊接封閉時(shí)沒有在最快的時(shí)間里快速填充熔化的金屬液[4]。焊接咬邊缺陷的發(fā)生會進(jìn)一步影響焊接后金屬材料的強(qiáng)度，從而會破壞金屬制品的美觀性和整體性。

2.4 焊接氣孔缺陷

金屬材料焊接成型作業(yè)中的氣孔缺陷是焊接過程中比較常見的缺陷之一，多出現(xiàn)在焊接區(qū)域的表面、內(nèi)部和頭部等位置。但是，無論氣孔缺陷出現(xiàn)在哪個(gè)位置，都會破壞金屬材料焊接的完整性，影響金屬制品的強(qiáng)度。出現(xiàn)氣孔缺陷的很大原因是在金屬材料焊接完成后，其表面存在些許氧化皮和雜質(zhì)等，即在完成焊接后對金屬制品清理不徹底導(dǎo)致。比如，金屬材料焊接后在某區(qū)域內(nèi)有油質(zhì)物和水滴物，就會加大氣孔缺陷發(fā)生的概率[5]。此外，在實(shí)際焊接過程中，這些雜質(zhì)會形成氣體存在于焊縫區(qū)域，導(dǎo)致出現(xiàn)氣孔缺陷。

2.5 夾渣和焊瘤缺陷

金屬材料焊接中出現(xiàn)的夾渣缺陷，主要是由金屬制品焊縫部位存在的熔渣產(chǎn)生的。一旦出現(xiàn)了夾渣缺陷，會對金屬制品的強(qiáng)度造成影響。一般情況下，若在焊接操作過程中焊接坡口切割不合理，就會留下些許金屬氧化皮和殘?jiān)?。若在焊接中電流較小，也會產(chǎn)生夾渣缺陷[6]。除了夾渣缺陷外，焊瘤缺陷也是需要重點(diǎn)關(guān)注的缺陷之一。焊瘤缺陷的發(fā)生多是在金屬材料完成焊接后形成的。焊縫周圍存在比較明顯的金屬瘤，就是焊瘤。焊瘤的存在不僅會影響金屬制品的強(qiáng)度，還會影響金屬制品整體的美觀性。焊接過程中金屬材料在熔化的狀態(tài)下被其他因素影響，加上焊接中焊接電流不穩(wěn)定、焊接電弧放射行程過長等，導(dǎo)致金屬制品表面出現(xiàn)焊瘤缺陷[7]。

3 金屬材料焊接成型中缺陷問題的控制策略

3.1 選擇合適的焊接方法

根據(jù)金屬材料在實(shí)際焊接成型作業(yè)中很容易產(chǎn)生的缺陷問題，應(yīng)當(dāng)根據(jù)金屬材料的不同來選擇最合適其焊接的焊接方式，使整個(gè)焊接成型作業(yè)控制在一個(gè)合規(guī)的范圍內(nèi)，以降低因操作問題而導(dǎo)致的焊接缺陷發(fā)生率。在金屬材料焊接成型作業(yè)實(shí)施前，應(yīng)當(dāng)全面詳細(xì)地分析金屬材料的性質(zhì)，確定其最合適的加工條件，再根據(jù)金屬材料的焊接要求，選擇最合適且合理的焊接方法[8]。此外，焊接對操作人員也有一定的要求，要求其在作業(yè)前能充分熟悉各種操作的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)并優(yōu)化選擇焊接方式，盡可能熟悉掌握整個(gè)焊接流程。在選擇確定金屬材料焊接成型方式后，需要進(jìn)一步評定焊接工藝，判斷在整個(gè)作業(yè)過程中是否會產(chǎn)生操作矛盾的情況[9]。對于可能在操作作業(yè)中發(fā)生的缺陷問題，應(yīng)當(dāng)采取有效的控制措施。

3.2 嚴(yán)格控制焊接參數(shù)

為了全面保障焊接工藝的質(zhì)量，除了要優(yōu)化操作，還需要嚴(yán)格控制相關(guān)的焊接參數(shù)。在實(shí)際焊接操作過程中，嚴(yán)格將參數(shù)控制在原本制定的范圍內(nèi)，能夠有效降低金屬材料焊接過程中出現(xiàn)的缺陷率。比如，在實(shí)際焊接過程中選擇了不正確的電流功率，會導(dǎo)致各種焊接缺陷的發(fā)生[10]。為了避免上述情況的發(fā)生，需要根據(jù)金屬材料的焊接工藝和焊接特點(diǎn)，選擇最恰當(dāng)?shù)暮附与娏?，在保證電流穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，更好地提升焊接質(zhì)量[11]。在金屬材料焊接成型作業(yè)中，為了保證質(zhì)量，選擇恰當(dāng)?shù)暮附踊《群秃附咏嵌纫埠苤匾?shí)際操作中必須嚴(yán)格遵循金屬材料焊接技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來確定相關(guān)焊接參數(shù)，并進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證焊接質(zhì)量。

3.3 檢查整體焊接環(huán)境

從焊接成型工藝的要求來看，它對金屬材料焊接環(huán)境提出了較高要求。一個(gè)較差的焊接環(huán)境，對于操作人員的聽覺、視覺以及觸覺等方面都會造成較大影響[12]。因?yàn)榄h(huán)境是整個(gè)焊接作業(yè)中最難控制的因素，所以需要格外注意。在金屬材料焊接成型工藝中，必須檢查焊接環(huán)境，避免不利因素對焊接造成影響。對于外界環(huán)境來說，需要控制焊接環(huán)境內(nèi)的風(fēng)向變化、濕度變化、風(fēng)力變化和溫度變化等，保證焊接環(huán)境能夠滿足焊接的基本條件，進(jìn)而降低焊接缺陷發(fā)生率[13]。對于內(nèi)在環(huán)境來說，在實(shí)際焊接過程中需要控制焊縫狀態(tài)。此外，操作人員在完成焊縫坡口處理后，需要及時(shí)清理焊接區(qū)域，避免在焊接處留下殘質(zhì)而影響焊接質(zhì)量。

3.4 有效監(jiān)控焊接過程

金屬材料焊接成型作業(yè)操作過程是否規(guī)范，直接決定了焊接作業(yè)的質(zhì)量。因此，必須嚴(yán)格控制整個(gè)焊接過程，及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)焊接作業(yè)中存在的問題并給予糾正，最大限度地避免因操作而導(dǎo)致缺陷問題的出現(xiàn)。比如，在焊接成型作業(yè)前，必須有效清除材料的坡口熔渣，同時(shí)控制焊接電流，保持合適的焊接速度，避免焊接夾渣缺陷[14]。同時(shí)，需要控制焊條角度和電弧長度，保持焊接手法的均勻。若是操作不均勻，很容易導(dǎo)致部分焊接位置溫度過高而出現(xiàn)焊接焊瘤缺陷。所以，只有監(jiān)控好整個(gè)金屬材料焊接成型的作業(yè)過程，保證焊接的規(guī)范性，才能最大限度地提高焊接質(zhì)量。

3.5 及時(shí)修復(fù)焊接缺陷

在金屬材料焊接成型后，若是發(fā)現(xiàn)金屬制品在焊接分析的部位存在缺陷，需要及時(shí)修復(fù)缺陷。若是實(shí)際的焊接環(huán)境溫度在0 ℃以下，需要對材料進(jìn)行預(yù)加熱處理。對于有熱處理要求的金屬材料，需要在實(shí)施熱處理前完成缺陷修復(fù)，并在修復(fù)完成后再進(jìn)行熱處理[15]。一般情況下，若是需要補(bǔ)焊修復(fù)，需要盡量采用小電流的多道多層焊接方法。在實(shí)際焊接過程中，中間不許停留，需要一次性流暢完成補(bǔ)焊操作，且在實(shí)際操作中需要將加熱溫度和層間溫度保持在100 ℃以上[16]。在完成焊接焊縫修復(fù)后，按照要求需要進(jìn)一步檢測金屬焊縫的實(shí)際情況，判斷修復(fù)是否符合要求。若是不符合要求，需要重新修復(fù)，直到修復(fù)合格為止。

4 結(jié)語

在整個(gè)金屬材料焊接成型作業(yè)中，對于會產(chǎn)生的一些常見的焊接缺陷問題，需要正確分析缺陷形成的原因、情況和影響，并以此為基礎(chǔ)提出金屬材料焊接質(zhì)量控制的有效策略，進(jìn)而提高金屬材料焊接成型水平和金屬材料的焊接質(zhì)量。