金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究

周永升 张松锋 王强 周小宇 谷雨 周小东

摘 要：在进行金属材料的焊接时，产生焊接缺陷的情况是不能避免的。而下文就专门针对在我们进行焊接过程中金属材料以及钢制设备所出现的焊接质量问题进行了统计总结，根据结果分析出在金属焊接时我们所要解决的主要问题。本文据此总结了在遇到焊缝缺陷时所要采取的有效措施以及保证焊接质量的有效方法，以期对同行起到参考作用。

关键词：焊接缺陷;防止措施;金属材料

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.023

0 引言

根据对焊接成品问题的检测与资料汇总数据，在所有材料缺陷中，约有百分之40的成品缺陷是焊接缺陷所导致的。因此要预防金属缺陷，就一定先要预防焊接缺陷。而在实际中，焊接缺陷的出现常是因为安装技术水平低下、时间紧、监督不力而产生的。因此想要将焊接缺陷限制在一定范围内，我们就必须要严格把握好焊接质量并在焊接后进行检查。焊接缺陷主要有以下几种：裂纹、没有焊透、产生了气孔等。这些缺陷会导致焊接的面积变小，从而影响到焊件的强度，进而使焊件产生裂纹。而在这些焊接缺陷中，最为不可取的当属裂纹和气孔。就此，本文分析了在生活常见焊接缺陷的产生原因以及如何防止其出现的有效举措。

1 焊接裂纹

作为对焊件影响最大的焊接缺陷，一旦出现就会对焊件的结构造成极其恶劣的影响，造成的后果极其严重。焊接中产生的裂纹一般分为冷裂纹和热裂纹两种。

1.1 热裂纹及其防止措施

（1）热裂纹。热裂纹指的是焊接后的焊液结晶从液态变成固态时造成的缺陷，绝大多数热裂纹会在焊缝的中间位置出现。

（2）热裂纹产生的原因。因为在焊接时融化的金属中，存在着一些杂质，因其熔点较焊接物低因此凝固的较晚，且在凝固之后的强度还很低，而在金属焊接的凝固过程中，如果此时焊接金属外部的约束力很大，那么在焊液的凝固和伸缩下，焊缝有时会被拉开或者在其凝固后被拉开，进而导致晶体裂开，形成热裂纹。

（3）预防热裂纹产生的措施。严格按照工艺流程进行焊接，选用合适的焊接工具，以此减轻焊接中造成的裂纹;焊接是的工艺参数验严格按照标准执行，减慢焊接后的金属冷却速度，尽可能使焊缝美观;采用小电流多层多道焊的焊接方式，可以减少裂缝的出现几率。

1.2 冷裂纹及其防止措施

（1）冷裂紋。冷裂纹指的是焊接的金属在冷却时或者冷却完成之后因其本身受到低温产生的裂痕。冷裂纹的出现时间分为两种：焊后迅速出现或冷却一段时间后出现。

（2）冷裂纹产生的原因。在焊接过程中，因为焊件的温度很高，如此循环往复，热影响区会被持续高温加热，从而产生淬硬组织，又因在焊接缝隙中有着过量的扩散氢，使得焊缝承载了超过自身强度的拘束应力，从而导致裂纹的发生。

（3）预防产生冷裂纹的措施。焊接前准备：焊接前把焊接接口附近的油污和锈迹等仔细打理干净;焊接材料需要妥善保管，保存在干燥的地方，防止焊件因为吸取了空气中的水分受潮导致的含氢量增加。

焊接时的注意事项：尽量尽可能选择含氢量低的焊条，以减少焊接时在焊缝中累积的扩散氢含量;选择合适的焊接工艺和焊接程序（比如：在焊接前先预热、在焊接后缓慢冷却、焊接时使用多层多道焊接、控制稳定的层间温度、使用分段退焊的方式进行焊接等）。

2 夹渣

2.1 夹渣的概念

夹渣是进行焊接过程中常见的一种缺陷，是指焊接过程中没有被排出的质轻且强度低的熔渣，它的出现会使焊缝的强度降低、致密性变差。

2.2 产生夹渣的主要原因

焊前处理焊件处理不当导致的坡口的角度太小、焊接时由于电压或选择不当等原因造成的电流太小或者焊接时速度过快都会产生夹渣;如果选用了酸性焊条，焊接时运条方法不正确会形成糊渣。

2.3 预防夹渣出现的措施

在焊接前，正确选择合适的坡口并仔细清理坡口边缘，使坡口洁净干燥;在进行焊接时，调整至合适的焊接电流，并保证焊接时的速率一致。

3 焊接缺陷的修补措施

（1）要对焊工进行操作技能培训并实施考核制度，提高其工作水平。

（2）严禁选择过大或过小的电流进行焊接，应采取恰当的焊接工艺。

（3）在必要时，例如用手工电弧焊进行焊接时，应该在焊接时控制好焊接能量，在焊接过程中，即使出现小的缺陷都不能半途停止，确保焊接程序一次性完成。

（4）要加强焊接现场的监督、检验工作。金属焊接时，要在现场严密监督其焊接过程，要从根本上预防金属焊接缺陷的产生。

4 结束语

综上，我们在焊接过程中，要严格遵守焊接流程的相关制度，认真执行工艺流程，以降低焊接缺陷的产生，而一旦出现缺陷就要及时修正。关于裂纹，我们需要先仔细检查，确定其类型，然后究其原因，再进行修理缺陷;对于夹渣等缺陷，我们也要采取措施清理缺陷，再按照相关规定工序进行焊接。

参考文献：

[1]郑柚龙.金属材料焊接中超声无损检测技术的有效应用探究[J].科技风，2019（06）：125-126.

[2]赵菲，黄庆学，贾登峰，吴志生.金属层状复合材料焊接技术现状与发展[J].焊接技术，2018，47（02）：1-5.

[3]苏雨露.超声无损检测技术在金属材料焊接的应用研究[J].建筑与预算，2018（02）：33-35.

[4]黄本生，黄龙鹏，李慧.异种金属焊接研究现状及发展趋势[J].材料导报，2011，25（23）：118-121.

基金项目：国家自然科学基金（51671164）资助

作者简介：周永升（1990-），男，河南漯河人，硕士研究生，助教，研究方向：金属焊接。