探析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施
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摘要：文章主要探讨分析了热裂缝、冷裂缝、未焊接、未融合、夹渣、气孔、咬边、焊瘤及弧坑等在焊接中容易出现的缺陷，并分析其成因，提出相应的防止措施。
关键词：金属材料；焊接；热裂缝；冷裂缝；夹渣
中图分类号： P755 文献标识码： A
一、金属材料焊接裂缝的产生及防止措施
1、热裂缝
热裂纹是指焊缝金属由液态结晶为固态的过程中所产生的裂纹，它主要发生在焊缝中心，焊后立即可见。
成因。热裂缝的产生原因是多方面的，主要包括以下几个方面：在焊接熔池之中，存在着低熔点杂质，比如FeS等。在焊接的过程中，这些杂质的凝固比较晚。并且，当杂志在焊接凝固之后，它们具有塑性低，强度低的特点。在凝固的过程中，如果外界结构约束应力足够的大，在凝固收缩的作用之下，它们会被拉开。或者是它们在凝固之后不久，受到收缩压力的影响，也被拉开，这时候，晶间开裂现象便会产生，进而引起裂缝的产生。除此之外，硫铜等杂质存在焊条和焊件之间，往往也会导致热裂缝的产生。
防止措施。在焊接过程中，为了防止热裂缝的产生，可以采取以下相应的措施：在焊接的时候，认真贯彻执行工艺规程，严格遵守相关的规定，选用合理的焊接程序，满足相关的要求，尽可能的减小焊接应力；此外，还要严格控制焊接参数，使冷却的速度降低，以防止热裂缝的产生。还有必要在一定程度上提高焊缝形状系数，如果条件允许的话，要尽量采用小电流进行施工作业。在焊接的时候，尽量进行多层、多道焊接，尽量避免裂缝的产生，提高焊接的质量。
2、冷裂缝
从定义上来看，冷裂纹是指，在冷却过程或冷却以后，焊缝金属在母材或母材与焊缝交界的熔合线上所产生的裂纹。对冷裂缝来说，它的产生时间不完全一样，有的是在焊接完成之后便立即出现，有的是在焊接完成之后的几小时、几天或者是更长的时间才会出现。
成因。就成因来看，冷裂缝的成因主要包括以下几个方面：焊接热循环的热影响区生产了淬硬组织；焊缝中存在的扩散氢过量，浓度过大；焊件的接头承受的拘束应力过大等。
防止措施。在焊接的过程中，为了防止冷裂缝的产生，可以采取以下相应的措施：焊接的过程中，在选择焊条的时候，采用低氢型焊条，从而使得焊缝中扩散氢的含量降低，防止冷裂缝的产生；加强对焊接材料的保管，严格遵守焊接材料的保管和使用制度。尤其需要注意，要保证焊接材料的干燥，加强管理，防止材料受潮而影响材料的性能；保证坡口边缘的干净和整洁，如果出现油污、水分、锈迹等，要采取措施及时清理，这样能够减少氢来源；对于焊接工艺参数和线能量，要进行合理的选择，比如，在焊接之前进行预热，在焊接之后要缓冷。在焊接的过程中，进行多层次、多道工序的焊接，对层间的温度进行恰当的控制，保证适应的温度，达到最佳的焊接效果；采取相应的措施改善接头的韧性，使其符合焊接的要求，保证焊接的质量；在进行焊接的时候，采用科学合理的施焊程序，尽可能的减小焊接应力，采用分段退焊法进行焊接，以达到最佳的效果。
二、未焊透以及未熔合的问题
未焊透和未熔合是目前出现频率比较多的一种问题，假如出现了的话，缝隙就容易存在间断或者是骤然的变化等，减弱了它的强度，还容易出现裂缝等。
定义。没有焊透是说，在处理的会后，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。
产生要素。（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）未认真地处理坡口附近的污物；（3）处理的时候，这个位置进入了熔渣，使得金属的熔合无法有效地开展，运条手法不当，电弧偏在坡口一边等而引成边缘不熔合。
应对措施。（1）合理的选取坡口的规格；（2）确保焊流速率适当；（3）把附近的污物去除；（4）封底焊清根要彻底，运条摆动要适当；（5）认真关注附近的熔合状态。
三、关于夹渣
概念。它是说残存在焊缝里面的物质，其会减弱它的强度等特征。
其出现的关键缘由。（1）焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；（2）坡口角度或焊接电流太小或焊接速度过快；（3）使用酸性焊条时因电流太小或运条不当形成“糊渣”；（4）使用碱性焊条时因电弧过长或极性不正确造成夹渣；（5）焊条偏芯。
应对方法。（1）合理的选取坡口的规格；（2）确保焊流速率适当；（3）把附近的污物去除；（4）运条摆动适当。
四、如何处理焊缝问题
（1）不允许在带压、背水的情况下进行焊缝缺陷消除的焊补；（2）关于要求预热的材质，当工作环境气温低于0℃时应采取相应预热措施；（3）要求进行热处理的焊件则应在热处理前进行缺陷修正；（4）禁用过大电流补焊，采用小电流、不摆动、多层多道焊；（5）补焊刚性大的结构时，除第一层和最后一层焊道外，可在焊后热状态下进行锤击，且每层焊道的起弧和收弧应尽量错开；（6）用手工电弧焊焊补D、E级钢和高强度结构钢焊缝缺陷时，应采用控制线能量施焊法，每一缺陷不允许中途停顿，应一次焊补完成，且预热温度和层间温度均保持在100℃以上；（7）结合之前的探伤规定，再次的分析处理之后的缝隙，假如察觉其大于许可的数值的话，就要再次的处理，一直到其合乎规定的时候才可以。不过其焊补的次数应该低于返工的次数。（8）认真地开展监督以及检测活动。开展好如上的活动，从根源上降低其不利现象的存在，进而能够防止机组带着问题而运作。
五、其它缺陷及防止措施
1、气孔
气孔主要分为：内部气孔、表面气孔和接头气孔。
成因。对坡口边缘没有清理干净，存在着水分、油污和锈迹；在焊芯出现锈蚀现象，对于焊条和焊剂没有进行焙烘（表1）；电弧过长，焊接速度过快，埋弧自动焊电压过高等。
防止措施。恰当选择焊接电流和焊接速度，保证电流和速度符合相应的要求；采取相应的措施，仔细清理坡口边缘的水分、油污和锈迹；清理和保管好焊接材料；保证焊条的质量；对于埋弧焊，其焊接速度和线能量尽可能的小。
2、咬边
咬边指焊缝边缘留下的凹陷，咬边会减小母材接头的工作截面。
成因。咬边的成因主要有以下几种：电流过大，运条速度过快，电弧太长，焊条角度不恰当；埋弧焊的焊接速度过快，金属填充未能填满等。
防止措施。选择合适的焊接电流和运条手法，控制好焊条角度和电弧长度；氩弧焊工艺参数要适当，采取恰当的焊接速度。
3、焊瘤及弧坑
成因。焊瘤的成因有：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，出现中断现象，薄板焊接的电流过大；焊缝表面存在焊瘤，容易造成表面夹渣的产生。
防止措施。对于焊瘤，可以采取的措施包括：严格控制熔池的温度；如果焊接运用碱性焊条，需要注意的是，应该采用短弧焊接。对于弧坑，防止措施包括：手工焊收弧的时候，焊条作短时间的停留，或几次环形运条。采用上述方法能够有效的防止焊瘤和弧坑的产生。
结束语
经由上文的论述，我们发现，在焊接的时候，如果出现了问题就应该即刻的处理。对于裂缝现象来讲。应该先分析它的初始方向和尾端处的情况，进而再应对其存在的不利现象。对于夹渣以及没有焊透等等的问题，应该使用相同的措施对其处理，进而结合规定对其开展焊补活动；对于气孔，尤其是其中的气孔的处理，应该在明确它的具体方位之后，应用风铲或碳弧气刨清除全部气孔缺陷，而且要保证它能够成为一定的坡口形式，进而再行处理。
参考文献
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[3]陈城洋.金属材料焊接中的主要缺陷及对策分析[J].无线互联科技,2013,11:90.
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