金属材料焊接中的问题与对策探索 李永平

发表时间:2019/12/19   来源:《电力设备》2019年第17期   作者:李永平 张明善
[导读] 摘要:在金属材料的实际焊接工作中,往往会因为外界或者内在的各种因素的影响而造成一些焊接缺陷的产生。
        (青海桥头铝电股份有限公司  青海省  810000)
        摘要:在金属材料的实际焊接工作中,往往会因为外界或者内在的各种因素的影响而造成一些焊接缺陷的产生。这些缺陷不仅仅让工件的使用强度、使用寿命受到影响,同时也会带来资源的浪费与不安全因素的产生,值得我们去加以探索并想出一些合理的解决方法。
        关键词:金属材料;焊接;主要缺陷;解决对策
        引言
        在金属材料加工中,焊接成型极为重要,这一环节直接关系着金属材料的成型质量,需要相关人员重点关注。在金属材料焊接成型的过程中,常会发生一些问题,包括裂纹、气孔等等,均降低了金属材料成型的质量。因此,相关人员要针对不同的缺陷问题进行控制,最大程度的保障焊接效果。
        1.金属材料焊接中存在的主要问题
        1.1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。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。
        1.2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,以及受焊接坡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。
        1.3熔渣残留
        熔渣残留的实际含义就是在金属材料焊接过程中会有一部分的熔渣残留在焊缝中,还可能会在焊缝之间产生疏松多孔的结构这就会在很大程度上影响到焊缝的强度,造成焊接缺陷的产生。产生熔渣残留的主要有以下几种情况:首先,就是如果焊接处的边沿在进行有氧切割或者进行碳弧气刨工艺时会产生大量的熔渣;其次,就是由于焊条的本身性质所决定的,如果焊条的性质为酸性,那么在金属材料焊接操作时也会产生大量的熔渣;最后,熔渣的产生也与具体的实际操作有关,如果事先设定的焊接电流过小或者焊接时移动焊条的速度过快也会产生熔渣而影响焊接的质量。
        1.4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。


        2.预防金属材料焊接问题的对策
        2.1防止冷、热裂纹出现的对策
        防止热裂纹主要方法:在焊接过程中可以减少其应力,这要求焊接技术人员要严格遵守工艺流程的相关规定进行焊接。在焊接金属材料之前,要对焊接工艺进行严格分析,并选择出最适合的工艺。另外,焊接金属材料的技术人员要严格把控工艺参数,合理的控制焊接后冷却的速度,要对焊接的形状进行提升。减少焊接中裂纹的产生还可以利用小电流的手法,对金属材料进行多层道焊;冷裂纹的控制方法:首先平要合理的选择焊条,在选择过程中最好是要选择低氢型的,以免氢大量扩散在焊缝中,还有一种减少氢含量的方法就是清扫坡口,将坡口的油污、水分等清理干净。其次就是要避免焊接材料受潮,遵守焊接材料保管守则,要依照相关规定对焊接材料进行选取[3]。最后合理的调整焊接接头的应力和韧性,其调整方法是去除接缝氢含量使内应力减少、采取淬硬组织回火的方式、在焊接过程中要按照合理的程序进行、对金属材料采用分段退焊法等。
        2.2解决未焊接、未融合的策略
        金属材料的焊接过程中,要依照相关规定,正确的选择坡口尺寸、并把握好焊接时的电流速度、对坡口的污渍要及时清理、在焊接过程中要适当的摆动运条、对焊接接缝彻底封底焊清根、在焊接材料融合的过程中金属焊接的技术人员要仔细观察和两侧的情况。这样就可以有效的防止未焊透或未融合的现象发生,为金属材料的焊接质量带来保障。
        2.3预防焊接过程中产生夹渣的措施
        在焊接过程中对坡口尺寸的选择要科学合理、认真清理坡口表面的水分以及油污等物质,并且清理要及时、对焊接电流要合理控制,并且要将焊接速度控制在与焊接电流相适应的状态。在进行运条摆动时也要科学合理,符合相关规定。以上措施对于焊接过程中出现夹渣具有很好的预防作用。
        2.4其它焊接缺陷的应对措施
        在焊接过程中,除了以上的焊接缺陷外还会有很多其它缺陷出现,最好的预防办法就是及时发现问题并做出解决方案,解决时要彻底。对预热的材料要先进行热处理,在热处理之前首先要对需要处理的焊件进行修正,一般都采用小电流、不摆动运条、多层道焊的方式进行。如果需要修复的焊补结构刚性较大,就要对其采用锤击的方式解决[4]。如果修补焊缝的次数超过了相关规定,就一定要保证焊缝的合格。在焊接过程中预防焊接缺陷,从源头抓起最为关键,它是预防焊接缺陷的重点,因此在焊接金属材料之前要严格的对各项指标进行检查,以免焊接缺陷出现后再花费时间去补救,得不偿失。
        2.5提升焊工综合素质
        相对于焊接技术上的措施,笔者认为对金属焊接过程进行管理至关重要,首先要提升焊工的技术水平,定期对其进行相关技术培训,并且进行思想教育,提高焊工责任心,引导其对工作认真负责。另外,在日常的金属材料焊接过程中要严格遵守相关规定的要求进行金属的焊接。
        结束语
        伴随金属材料的广泛应用,为保障其使用功能的充分发挥,使得人们的应用需求得到满足。使得人们对焊接技术提高了关注度。尽管在一定程度上促进了焊接技术的完善性,但是受多方面因素的影响,使得其中存在未熔合、咬边、裂纹等问题。不仅影响到其焊接质量和使用效果,还会对人们的生命财产安全产生一定的影响。因此应制定相应的对策,解决这些问题,如减小焊接应力,严格按照相关的焊接流程和规范进行操作,针对实际情况选择适当的焊接工艺,不断提升焊接技术等。
        参考文献
        [1]王健仁.金属材料焊接成型中主要缺陷及控制策略分析[J].中国设备工程,2019(10):94-95.
        [2]蔡紫阳.浅析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制[J].中国金属通报,2019(06):168-169.
        [3]曹月凤,曹荣林,陈亚群.浅析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制[J].山东工业技术,2016(13):29.
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