金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施

　　摘 要：在各个行业的发展中都会应用到金属材料，而在金属材料出现的问题中，大多是由焊接缺陷导致的，严重的影响到金属材料的使用功能和使用寿命。本文就重点对金属材料焊接中的缺陷及其形成原因进行了分析，并提出了相应的防治措施，以期为焊接人员提供一些理论依据。

　　关键词：金属；焊接；缺陷；措施

　　在连接金属材料的方法中，焊接是我们最熟悉，也最常用的，其在机械制造等工业制造中应用的非常广泛，所以其质量的重要性不言而喻。在检修一些钢制设备的时候我们发现，差不多40 %金属问题都是由于焊接缺陷引起的，不管是在制造铲平时，还是在工程施工过程中，金属材料的焊接质量都应受到足够的重视，并且做好预防措施，尽量将焊接缺陷控制在最小。

　　1 金属材料焊接中的主要缺陷

　　1.1 气孔缺陷

　　金属焊接过程中比较常出现的缺陷就是气孔，而气孔缺陷主要包括内部气孔、接头气孔、外表气孔这三种。在金属焊接的时候气孔产生气孔的原因有下列机电：没有对焊接部件的坡口位置进行清洁、部件焊接位置有水分或锈迹、在焊接前没有烘培焊条或焊剂（表1）、焊芯质量不合格等等。除此之外，在焊接过程中低氢型的焊条电弧太长，焊接速度较快也是造成气孔的主要原因之一。气孔缺陷会在一定程度上减少焊接缝的有效面积，并且，过大的气孔还会严重破坏金属构件的强化，对焊缝金属的致密性造成严重影响。

　　表1 各类焊条的的烘干温度与时间

　　焊条类别 烘干温度

　　（℃） 烘干时间

　　（小时） 备注

　　国外碱性焊条 250 3 现场剩余焊条次日使用前烘干100℃，1小时

　　国内酸性焊条 150 1～2

　　国内碱性焊条 350 1～2

　　1.2 裂缝裂纹

　　这也是比较常见的也比较严重的焊接缺陷，焊接中的裂纹主要包括两种，即冷裂纹（冷却或者冷却后产生的，通常都是出现在焊接金属母材或者母材与焊接交界的熔合线上，可能焊接后立即可见也可能经过一段时间后可见）和热裂纹（焊接金属在由液态结晶转为固态的过程中产生的，在焊缝中心常见并且焊后立马可见），是引发结构问题的初始点。其产生的主要原因是：

　　热裂纹、焊接熔池中存在一些凝固点高、熔点低，塑性低、强度差的杂质结晶例如铁，而这些物质在凝固的工程中，碰到了非常大的外界结构约束应力，再加上在焊接金属凝固收缩作用下，就很容易被拉开或者凝固不多时被拉开，这样晶体就会出现裂纹。一般的焊件焊条中都含有铜、硫等杂质，这也是造成热裂纹出现的一个原因。

　　冷裂纹。它的产生与热裂纹的产生完全不同，需要具备三个条件即：生成淬硬组织于焊接热循环的热影响区；过量扩散的氢存在于焊缝中造成浓集；接头的承受拘束应力较大，这样裂纹就会产生了。

　　1.3 未焊透、未熔合

　　未焊透、未熔合现阶段出现频率较多的一种问题，如果该问题出现，缝隙就容易存在间断或者是骤然的变化等，将它的强度减弱，还极易出现裂缝等。

　　未焊透指的是在处焊接的时候结构尾部没有全部的熔透的问题；未熔合指焊件与焊缝金属或焊缝层之间存在局部未熔透的现象。其产生原因是：

　　1、存在焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径过大、电流太小、速度太快、电弧过长等现象；

　　2、坡口附近的污物没处理好；

　　3、处理时，该位置有熔渣进入，导致金属的熔合无法有效开展，运条手法不当，电弧偏在坡口一边等而造成边缘不熔合。

　　1.4 夹渣

　　夹渣的含义是在焊缝中存留的熔渣，对焊缝强度和致密性影响较大。当焊接边缘有氧割或碳弧气刨时会产生残留熔渣；当坡口角度太小、焊接电流太小、焊接速度太大时也会产生熔渣；当焊条的性质为酸性或者运条不合理就会产生糊渣，但是当呈碱性时就产生夹渣。

　　1.5 焊瘤及弧坑

　　产生焊瘤的原因主要有：运条不均匀，熔池温度过高；电流过大，电弧过长等。弧坑的成因有：熄弧时间过短，而有中断现象出现，薄板焊接的电流太大；焊缝表面有焊瘤，极易导致表面产生夹渣。

　　2 防止措施

　　2.1 气孔

　　焊接电流和焊接速度一定要恰当选择，从而确保电流和速度能够满足相应的要求；采取针对性的措施，对于坡口边缘的水分、油污和锈迹人很清洗；清理和保管好焊接材料；确保焊条的质量合格；对于埋弧焊，其焊接速度和线能量尽可能的小。

　　2.2 裂纹对策

　　1、热裂纹：首先可以减小焊接的应力，这就需要严格按照工艺流程执行，合理地对焊接工艺进行选取；其次焊接工艺的参数必须严格把控，冷却的速度也要适当把握，并且焊接的形状系数要适当的提高；最后减少焊接中心裂纹的产生还可以采用小电流多层多道焊。

　　2、冷裂纹：第一是关于焊条的选择，一般是低氢型的目的是减少氢在焊缝中的扩散量，减少氢的含量还可以通过清扫坡口边缘油污、水分等；第二切记焊接材料不能受潮，严格按照保管使用守则执行，焊接工艺的选择和线能量要有依据的选取；第三主要是改变接头的韧性和焊接应力，方法是：去氢消除内应力、淬硬组织回火；焊接程序合理化、分段退焊法等。

　　2.3 未焊透、未融合的防止措施

　　要想防止未焊透和未融合的缺陷应当选取正确的坡口尺寸及焊接电流、速度。其次要将坡口的表面氧化皮和污垢等清理干净。要彻底清根封底的焊条，让运条适当摆动。最后需要密切注意坡口两侧的融合。

　　2.4 夹渣缺陷的预防

　　防止夹渣缺陷的措施有：选取的坡口尺寸要正确，并对坡口的边缘进行清理，同时选用的电流及焊接速度要合适，运条过程也要适当。如果是多层焊接，对于坡口位置的熔化情况要认真观察，要仔细清理清理每一层的坡口，并做好封焊工作，埋弧焊时要防止焊偏。焊条质量要过关，偏芯现象一定要杜绝。

　　2.5 焊瘤及弧坑的防止措施

　　焊瘤可采取的主要措施有：对熔池的温度严格进行控制；焊接如果运用的是碱性焊条，要特别注意，应该采用短弧焊接。而弧坑的防止措施包括：手工焊收弧过程中，焊条作短时间的停留，或几次环形运条。采用以上所说的方法就可以有效的防止焊瘤和弧坑的产生。

　　3 焊缝缺陷的修正措施

　　在对焊缝缺陷进行修正时应注意下列问题：

　　1.不能在带压、背水的时候对焊缝缺陷进行消除焊补；

　　2.对要求预热的材质，工作环境气温如果低于0℃，应进行预热；

　　3.要求热处理的焊件应在热处理前修正缺陷；

　　4.禁用过大电流补焊，采用小电流、不摆动、多层多道焊；

　　5.补焊刚性大的结构，除第一层和最后一层焊道，可在焊后热状态下锤击，且每层焊道的起弧和收弧应尽可能错开；

　　6.用手工电弧焊焊补高级钢和高强度结构钢焊缝缺陷，应用控制线能量施焊法，每一缺陷不能中途停顿，应一次焊补完，且预热温度和层间温度均保持在100℃之上；

　　7.按原焊缝的探伤要求对焊缝重新检查修正，要是再有超过允许限值的缺陷，还应重新修正，直到合格，不过焊补的次数要在规定返修次数之内；

　　8.加强监督、检验。加强对焊接过程的监督和检查，从源头上减少焊接缺陷，以免机组在缺陷状态下运行。

　　4 结语

　　金属材料焊接成型工艺对于焊接技术的要求非常严格，焊接的质量直接影响到成型后金属的使用性能，所以，如果核心期刊目录2014出现了问题就应该即刻的处理。首先仔细检查缺陷的情况，然后依据情况确定它的始末端和深度，最后对缺陷进行清除。只有这样，才能提高焊接的质量，保证材料的性能，使金属材料在构件制作中发挥更大的作用。

　　参考文献

　　[1]刘聪.金属材料焊接中的缺陷及防治措施[J].电子制作，2012，12：228.

　　[2]于清峻.探析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施[J].科技创新与应用，2013，11：82-83.