試論焊接中的問題及解決方法

姜振平

[摘 要]在焊接生產(chǎn)過程中，由于焊接缺陷的存在，可能會(huì)造成焊接產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的返修或報(bào)廢，因?yàn)榇蟛糠值暮附尤毕荻紩?huì)造成焊接產(chǎn)品力學(xué)性能或抗腐蝕性能的下降，縮短焊接產(chǎn)品的使用壽命，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)事故。由此可知，焊接缺陷不僅影響焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，還關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，必須對其高度重視。本文主要對焊接生產(chǎn)實(shí)施過程中產(chǎn)生的焊縫缺陷進(jìn)行了分類，并對常見缺陷如氣孔，裂紋等的危害做了詳細(xì)的分析，同時(shí)介紹了這些缺陷的防治措施。

[關(guān)鍵詞]焊接缺陷；危害；防止措施

中圖分類號：TU831.3+7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-914X（2016）10-0386-01

1 焊接缺陷的類型

所謂的焊接缺陷即在焊接過程中，在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬的不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象。焊接缺陷的分類方法有很多種，下面分別根據(jù)焊接缺陷的位置和產(chǎn)生的原因?qū)ζ溥M(jìn)行了分類：

根據(jù)焊接缺陷的位置可以把其分為內(nèi)部缺陷和外部缺陷兩種。外部缺陷是指位于焊縫金屬外表面的，用肉眼或者低倍放大鏡就能觀察到的缺陷。這類缺陷包括咬邊、焊瘤、下塌、弧坑、表面氣孔、表面裂紋及表面夾雜物等。內(nèi)部缺陷是指位于焊縫內(nèi)部，必須通過無損檢測技術(shù)才能檢測到的缺陷。屬于這類的缺陷有內(nèi)部夾雜物、未焊透、未融合、內(nèi)部氣孔，內(nèi)部裂紋等。

按照缺陷產(chǎn)生的原因可將其分為兩類。其一，焊接工藝設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的缺陷。屬于這類的典型缺陷有咬邊、焊瘤、未融合未焊透、燒穿、未焊滿電弧擦傷、焊接尺寸不合適、成形不良等；其二，焊接冶金引起的缺陷。焊接冶金引起的缺陷很多，生產(chǎn)過程中常見的有裂紋、氣孔、夾雜物。

2 常見焊接缺陷的危害及控制措施

焊接缺陷是焊接產(chǎn)品潛在的隱患，對焊接結(jié)構(gòu)的靜載強(qiáng)度、應(yīng)力腐蝕、疲勞強(qiáng)度、脆性斷裂等性能帶來很大威脅，因此必須認(rèn)清常見焊接缺陷對焊接產(chǎn)品的危害及防止措施。

2.1 氣孔

在焊接過程中，熔池金屬中的氣泡在凝固時(shí)未能及時(shí)逸出而殘留在焊縫金屬中所形成的空穴稱為氣孔。氣孔的形狀有球形氣孔、蟲狀氣孔、條形氣孔、針狀氣孔等。氣孔對焊縫主要有三方面的危害：①影響焊縫的緊密性；②降低焊縫有效面積，降低焊縫承載能力；③長生應(yīng)力集中區(qū)，降低焊縫強(qiáng)度和韌性。為了減少焊縫中氣孔的數(shù)量，焊接生產(chǎn)過程中可以在焊前準(zhǔn)備及焊接工藝兩方面對其加以控制措施：①焊前準(zhǔn)備方面。焊前應(yīng)盡量清除焊件坡口面及兩側(cè)水分、油污及防腐底漆，若使用焊條電弧焊時(shí)，如焊條藥皮變潮、變質(zhì)、剝落、焊芯生銹等都會(huì)產(chǎn)生氣孔，所以焊前烘干焊條是十分必要的。一般來說，酸性焊條在焊接過程產(chǎn)生氣體較少，所以，其抗氣孔性較好；②焊接工藝方面。焊條電弧焊時(shí)，若焊接電流過大，焊條發(fā)紅，藥皮會(huì)提前分解，從而失去其機(jī)械保護(hù)，改善焊接冶金性能等作用 ；焊接速度不能過快；堿性焊條要短弧焊接，防止有害氣體侵入；焊接復(fù)雜工件時(shí)要注意磁偏吹，因?yàn)榇牌禃?huì)破壞保護(hù)，產(chǎn)生氣孔；必要時(shí)焊前要預(yù)熱，因?yàn)轭A(yù)熱可以減慢熔池的冷卻速度，有利于氣體的逸出，減少氣孔數(shù)量。此外，焊接時(shí)避免風(fēng)吹雨打等均能防止氣孔的產(chǎn)生，焊接重要焊件時(shí)，為減少氣孔傾向，可采用直流反接。

2.2 裂紋

在焊接應(yīng)力及其他致脆因素共同作用下，材料的原子結(jié)合遭到破壞，形成的新界面而產(chǎn)生的縫隙。按照產(chǎn)生的條件可將其分為焊接熱裂紋、焊接冷裂紋、再熱裂紋及層狀撕裂。裂紋是焊縫缺陷中危害最嚴(yán)重的。這是因?yàn)榱鸭y兩端的缺口效應(yīng)會(huì)造成嚴(yán)重的應(yīng)力集中，這種集中的應(yīng)力很容易擴(kuò)展而形成宏觀開裂或整體斷裂。因此，在焊接生產(chǎn)中，裂紋一般是不允許存在的。具體控制措施如下：①減小焊接拉應(yīng)力?？梢酝ㄟ^選擇合理的裝焊順序，選擇合理焊接參數(shù)，預(yù)熱等方法來減小焊接應(yīng)力；②嚴(yán)格控制焊接熱輸入量?？刂坪附訜崽庉斎胧呛附舆^程中必須注意的環(huán)節(jié) ，這是因?yàn)橥ㄟ^控制熱輸入可以確保焊接接接頭的力學(xué)性能同時(shí)還對防止焊接熱裂紋起一定的作用；③焊縫金屬化學(xué)成分的控制。這可以通過控制母材金屬及焊條或焊接的化學(xué)成分來實(shí)現(xiàn)。

2.3 咬邊

焊接過程中沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷稱為咬邊。咬邊減少了母材金屬的有效面積，減弱了焊接接頭的力學(xué)性能，同時(shí)在咬邊處容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，承載后咬邊處易出現(xiàn)裂紋。所以焊接過程中要可以通過選擇正確的焊接電流、電壓及合適的焊接速度來減少咬邊缺陷的數(shù)量，也可以通過正確的調(diào)整運(yùn)條角度和電弧角度等方法來實(shí)現(xiàn)。

2.4 焊瘤

焊接過程中，熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤即為焊瘤。焊瘤對焊縫質(zhì)量的影響是顯而易見的即焊瘤會(huì)影響焊縫表面的美觀，而且焊瘤下面常有未焊透缺陷，易造成應(yīng)力集中。對于筒裝或管類的焊接產(chǎn)品，筒內(nèi)或管道內(nèi)部的焊瘤會(huì)減小其內(nèi)部的有效面積。為了防止焊瘤的產(chǎn)生，可以通過正確選擇焊接工藝參數(shù)，靈活調(diào)節(jié)焊條角度，選擇正確的運(yùn)條方法及運(yùn)條角度，選擇合適的焊接設(shè)備，盡量選擇平焊位置等措施來實(shí)現(xiàn)。

2.5 夾雜物

焊縫中的夾雜物是指焊接冶金反應(yīng)產(chǎn)生的、焊后殘留在焊縫金屬中的微粒非金屬雜質(zhì)。常見的夾雜物有氧化物、硫化物及氮化物等。其危害性與其分布狀態(tài)有關(guān)，均勻細(xì)小的夾雜物對焊縫塑性和韌性影響不大，反而會(huì)提高焊縫的強(qiáng)度。但當(dāng)微粒較大時(shí)則會(huì)嚴(yán)重影響焊縫的力學(xué)性能，所以必須采取措施來減少大顆粒夾雜物的產(chǎn)生。防止夾雜物的主要方法是控制其來源，這就要求從冶金方面加以控制，選擇合適的焊條、焊劑，這樣能夠保證熔池脫氧徹底。

此外還要嚴(yán)格控制母材、焊絲及焊條藥皮原材料中的雜質(zhì)，從而減少夾雜物的來源。此外，也可通過選用合理的線能量，保證熔池有必要的存在時(shí)間；焊條進(jìn)行適當(dāng)擺動(dòng)，使夾雜物浮出等工藝方面的措施來減少焊縫中的夾雜物。

結(jié)語

焊接缺陷嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，所以必須對其高度重視，本文對焊縫缺陷進(jìn)行了分類，并對常見缺陷的危害做了詳細(xì)分析，同時(shí)介紹了這些缺陷的防止措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉曦.含焊接缺陷構(gòu)件的疲勞可靠性評定，2014-01-25.

[2] 趙強(qiáng).淺析焊接缺陷的產(chǎn)生原因及對策，2013-09-30.