金属材料焊接中的问题与对策探索

赵炎

摘要：随着人类化学工艺的进步与提升，金属材料人的类型与用途越来越广泛。金属材料因其较好的延展性、抗压耐受性等成为现代建筑、生活中非常普遍的应用材料。金属材料的应用领域及场景离不开焊接工艺的革新与进步。在金属材料的焊接过程中，往往由于外力作用，使得金属材料会出现这样那样的问题，甚至有时候会出现危及人民群众生命财产安全的事情。本文着力探讨金属材料在焊接工艺过程中存在的问题及对应的解决措施。

关键词：金属材料;焊接;问题与对策

金属材料的焊接，简单理解就是通过创造高温环境让两段金属结合物具有可塑性或变成流体状态之后紧密结合。金属材料焊接常见的工艺有电弧焊、超声波焊、高能束焊、电阻焊等。不同的焊接工艺具体的应用场景也有所差别。探讨焊接工艺过程中的问题与对策要以具体的焊接工艺为对象，具体问题具体对待。总之，研究焊接工艺及可能出现的问题与隐患，目的就是要提升技术，尽可能避免可能出现的问题。

一、金属材料焊接中存在的主要问题

（一）出现焊接裂纹

金属材料在焊接过程中往往会出现各种不同性质的问题，其中焊接裂纹则是焊接过程中最常见的问题之一。[1]在金属材料由结晶向固体形态转变时，由于受到晶体熔点、受热面积及温度环境等诸多内外因素的影响，两段分离的金属材料在其交熔线上会产生裂纹。这种裂纹大多呈现为两种不同的形态：热裂纹与冷裂纹。

金属在交熔过程中，熔池中时常会出现或多或少的杂质晶体，这些杂质晶体通常相对熔点较低，其强度和塑造性皆无法满足金属焊接的必要条件，因而在晶体凝聚过程中会受到束缚，最终在拉力作用下于焊接的中心位置产生裂纹，这便是热裂纹的形成过程，在焊接过程中即会立刻显现。而冷裂纹则与之相反，它在显现时间上较热裂纹更缓慢，也许是焊接结束后的几分钟，也许是数小时、数天皆无法预测，除此之外，相比于热裂纹大多在高温环境的凝结过程中产生，冷裂纹则是在焊接结束后，受到低气温侵蚀，金属材料内外部施加压力差异较大，从而逐渐产生裂缝的过程。无论是热裂纹抑或冷裂纹，都会对人们的生命财产安全造成不同程度的危害，因此人们对焊接裂纹问题应予以高度重视。

（二）金属材料未焊透，未熔合

当金属原材料在焊接时未能完全融化，导致金属之间无法完全焊接进接头深处的情况，即被称为金属材料未焊透。焊接过程中的电流大小、溶解深度差异、交熔处不同的角度标准以及坡口处的杂质颗粒等都会导致未焊透状况发生。金属材料未焊透减少了焊缝接触的有效面积，从而使金属焊接的接头强度亦大幅度降低，焊缝连接程度越来越低，焊缝越来越疲劳，最终将导致金属分离或金属材料断裂。未熔合的状况在日常金属焊接时亦非常普遍，它与未焊透的表现大致相同，由于焊接熔点与电流的差异，以及受焊接口角度偏差及杂质的影响，而导致金属材料未能完全融化，使金属之间的承载面积减小，连接程度降低，相应地造成一系列安全隐患。

（三）其他焊接问题

除了上述两种日常生活中较普遍的焊接问题，在工业操作中还会出现焊接机设备故障、焊接夹渣、焊缝组织不稳定以及焊接过程中咬边裂缝等诸多问题，对金属材料的耐蚀性、抗压力和焊接质量产生不同程度的负面影响，最终都将导致焊接结果无法达到初定的焊接标准，缩短金属材料的使用寿命，在时间推演中逐渐磨损破裂。

二、金属材料焊接中的防治措施

（一）预防焊接裂纹的具体对策

金属焊接产生裂缝主要仍是受到温度环境与接口技术因素的影响，因此在防治裂纹时，要着重控制温度差异与接口条件。针对热裂纹，要在科学的焊接操作流程下，根据熔化时金属材料的冷却速度，严格控制好焊接的温度环境和工艺参数，同时适当调整焊接时的电流强度，以对不同形状系数的焊条进行多次焊接，增强金属母材料的连接强度。对于低温侵蚀产生的冷裂纹，在做预防措施时要严格把控好焊条的温度条件，及时对接口坡处的水分和油脂等杂质进行清理，使焊条连接更紧密，焊缝中的氢气不易扩散，从而有效控制其温度环境。

（二）预防金属材料未焊透、未熔合的具体对策

为有效预防金属材料在焊接过程中出现的未焊透、未熔合问题，首先在前期材料准备中即应做好相应措施。坡口的角度、焊条的硬件设备以及电流的强度等都应纳入前期准备中细心设计，合理的坡口角度和尺寸、适当的焊条直径大小以及焊接时稳定的焊接速度都将有利于焊接质量的进一步提升。而焊接过程中的规范性操作则直接决定了金属焊接性能的优良程度，并同时关系到金属材料的使用寿命与安全系数，因此在具体的金属焊接操作过程中，焊接人员必须时刻保持高强度的敏感性和及时反应力，认真观察金属焊接的变化过程并适时调整，对可能发生的焊接问题及时做出补救措施。

（三）加强对焊工的专业技能培训

金属材料的焊接涉及到电气工程，对焊工的专业技能素质要求较高，随着工业化的快速发展，社会对金属焊接的技术标准也在进一步提升，因此对焊工的定期培训则非常必要。组织一支规范优秀的焊接工人队伍，除基本的焊工技能外，还需要定期训练他们对于焊接工艺、焊接流程、焊接材料和设备的熟悉程度，以及在焊接过程中面对突发状况的策应能力。积极组织焊工团体学习国内外先进的金属焊接技术，以完善自身存在的技术缺陷，进一步提升焊工水平，为金属材料的焊接质量提供有效保障。

三、结语

无论在人们的日常生活或在社会工业建设中，金属材料的实际应用皆越来越广泛，而伴随着金属材料焊接中出现的各种问题和故障，社会对金属焊接也提出了更高的技术要求。通过实际测验探索造成焊接问题的具体原因，从而针对性地提出相应的解决对策，是现阶段亟待进行的工程。此外，积极引进先进的焊接机器设备，设计更科学规范的焊接流程方案，将有利于提高金属焊接质量，符合现代工业的生产要求，与时代发展接轨。

参考文献：

[1]沈银根.金属材料焊接中的問题与对策探索[J].工业c，2016（7）：00187.