金屬焊接工藝常見的缺陷及其預(yù)防措施

1、 金屬焊接工藝常見的缺陷及其預(yù)防措施 摘要：近年來，我國的科學(xué)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，給各行各業(yè)帶來了新的發(fā)展，重點(diǎn)表現(xiàn)在制造加工行業(yè)。制造加工產(chǎn)業(yè)涉及的范圍廣泛，而且制造產(chǎn)品零件數(shù)量多，加工過程繁瑣，加工難度較大，現(xiàn)如今對(duì)于制造產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高。在實(shí)際的生產(chǎn)加工中，制造廠商為了節(jié)約成本，采用異種金屬焊接來替代昂貴金屬，實(shí)現(xiàn)效益最大化。在進(jìn)行異種金屬焊接之前，工廠應(yīng)該清楚明確金屬的加工要求，合理規(guī)劃焊接流程，采用合適的焊接加工工藝流程，對(duì)于可能出現(xiàn)的問題事先做好預(yù)防工作，盡可能減少焊接中的焊接誤差，保證生產(chǎn)質(zhì)量。關(guān)鍵詞：焊接工藝；缺陷；防治措施隨著機(jī)械行業(yè)的飛速發(fā)展，大功率電機(jī)設(shè)備得到廣泛

2、使用。通過創(chuàng)新焊接技術(shù)在一定程度上可以節(jié)省材料和生產(chǎn)成本。在焊接過程中，通過采用堆焊過渡層，以及開應(yīng)力釋放槽的方法可以有效地解決裂紋問題。先進(jìn)的焊接工藝一方面確保了齒圈及輪轂的機(jī)械性能，另一方面節(jié)省了制造成本，縮短了生產(chǎn)周期。在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中，焊接機(jī)器人得到推廣性使用，提高了焊接質(zhì)量。為了進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量，科研人員依然對(duì)焊接的本質(zhì)進(jìn)行研究，進(jìn)而不斷探索新的焊接工藝和方法。一、焊接的分類1、壓焊。在固態(tài)條件下，通過對(duì)兩工件進(jìn)行加壓，進(jìn)而在一定程度上實(shí)現(xiàn)原子間的結(jié)合，這種焊接工藝被稱為固態(tài)焊接。對(duì)于壓焊工藝來說，通常情況下比較常用的是電阻對(duì)焊。將電流通過兩工件的連接端，由于連接端的電阻較大，在

3、電流通過時(shí)使得此處的溫度升高，當(dāng)溫度升高到一定程度，連接端成為塑性狀態(tài)時(shí)，在軸向壓力的作用下，使得兩工件連接成體，進(jìn)而完成焊接。在工件進(jìn)行焊接的過程中，通過向連接端施加壓力，而不是向連接端填充材料，這是壓焊工藝的共性所在。通過壓焊工藝對(duì)工件進(jìn)行焊接，焊接過程得到了簡化，進(jìn)而在一定程度上提高了焊接的安全性。2、熔焊。在對(duì)工件進(jìn)行焊接的過程中，通過對(duì)接口進(jìn)行加熱，使其達(dá)到熔化狀態(tài)，這種焊接方法不需要施加任何的壓力，因此被稱為熔焊。通過熔焊對(duì)工件進(jìn)行焊接時(shí)，通過熱源對(duì)待焊兩工件接口進(jìn)行迅速加熱，使接口處熔化，進(jìn)而形成熔池。熔池隨著熱源的移動(dòng)不斷向前移動(dòng)，經(jīng)冷卻后，熔池形成連續(xù)的焊縫，進(jìn)而完成對(duì)兩工件

4、的焊接。通過熔焊對(duì)工件進(jìn)行焊接中，如果熔池直接與大氣接觸，在氧氣的作用下，金屬和各種合金元素會(huì)發(fā)生氧化，大氣中的氮、水蒸汽等同時(shí)也會(huì)進(jìn)入熔池，進(jìn)而在一定程度上影響焊縫的質(zhì)量。二、焊接缺陷形成的原因及危害1、表面及成形缺陷( 1) 寬度過大和過小。焊縫寬度是指焊縫金屬與母材表面交界處之間垂直于焊縫軸線的距離。標(biāo)準(zhǔn)焊縫的寬度比母材坡口寬 1 mm 5 mm，焊縫寬度越大，母材熱影響區(qū)越寬，將導(dǎo)致接頭性能降低，浪費(fèi)焊接材料并增加產(chǎn)生其他缺陷的機(jī)會(huì)。焊縫寬度過小，焊縫與坡口邊緣熔合不足，降低焊縫有效截面，易產(chǎn)生應(yīng)力集中而降低接頭性能。（2）咬邊。操作工藝不準(zhǔn)確或焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，沿焊趾的母材部位便會(huì)產(chǎn)

5、生凹陷或溝槽，稱為咬邊。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定咬邊的深度不能超過 0. 5 mm，累計(jì)長度小于焊縫長度的 10% 。咬邊的形成會(huì)使有效截面減少，焊接接頭的強(qiáng)度減弱，同時(shí)容易引起應(yīng)力集中現(xiàn)象，或可能在咬邊處產(chǎn)生裂紋從而引起結(jié)構(gòu)的破壞。（3）焊瘤。在金屬焊接過程中，熔化了的金屬流淌到未融化的母材上所形成的金屬瘤稱為焊瘤，焊瘤的形成不僅導(dǎo)致未焊透缺陷，造成應(yīng)力集中，而且影響焊縫外表的美觀。而管道內(nèi)部的焊瘤會(huì)減少管內(nèi)的有效面積，甚至堵塞管道。焊瘤常在立焊和仰焊時(shí)發(fā)生，焊縫間隙過大、焊條位置和運(yùn)條方法不正確、焊接電流過大或焊接速度太慢等均會(huì)引起焊瘤的產(chǎn)生。2、內(nèi)部缺陷（1）未焊透。焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象稱為未

6、焊透，未焊透現(xiàn)象不僅造成未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中，而且降低焊接接頭的機(jī)械性能，承載后會(huì)引起裂紋。運(yùn)條速度過快或焊接電流太小是未焊透產(chǎn)生的主要原因。凡是造成焊條金屬和基本金屬不能充分融合的因素都會(huì)引起未焊透的產(chǎn)生，如坡口角度或?qū)陂g隙太小、電弧發(fā)生偏吹或焊條角度不當(dāng)、焊件散熱太快引起氧化物和熔渣阻礙金屬間充分的融合等。（2）夾渣。夾渣是指焊接后殘留在金屬焊縫中的熔渣。夾渣形狀不規(guī)則，大小相差懸殊，因而對(duì)接頭性能的影響較大。夾渣不僅會(huì)降低焊接接頭的韌性和塑性，而且夾渣的尖角處容易造成應(yīng)力集中，特別是對(duì)于淬火傾向較大的焊縫金屬，在夾渣尖角處容易產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致焊接裂紋。夾渣產(chǎn)生的原

7、因有: 焊接材料和母材金屬中氧、氮、錳、硅等成分較多時(shí)，容易出現(xiàn)夾渣; 在坡口邊緣有污物存在或焊接電流過小、焊條直徑大時(shí)，由于熱量不足降低了熔化金屬的流動(dòng)性，從而造成夾渣; 焊條的運(yùn)條方法和角度不當(dāng)，對(duì)熔渣和鐵水辨認(rèn)不清，把熔化金屬和熔渣混雜在一起，容易出現(xiàn)夾渣; 冷卻速度過快，熔渣來不及上浮，容易出現(xiàn)夾渣。（3）裂紋。焊接裂紋是焊接缺陷中最危險(xiǎn)的因素，直接影響焊接結(jié)構(gòu)的安全性能和使用性能，許多焊接結(jié)構(gòu)破壞事故的發(fā)生也都是由焊接裂紋引起的，此外裂紋降低焊接街頭的強(qiáng)度，造成應(yīng)力集中，進(jìn)一步促使裂紋的發(fā)展和焊接結(jié)構(gòu)破壞。根據(jù)焊接溫度裂紋可以分成熱裂紋和冷裂紋兩類。其中熱裂紋是指在金屬焊接中，熱影響

8、區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋，冷裂紋是指接頭冷卻到較低溫度時(shí) (一般在 200 300 以 下) 而產(chǎn)生的焊接裂紋。冷裂紋不是在金屬焊接的過程中產(chǎn)生的，而是在焊接之后延續(xù)了一定時(shí)間后才產(chǎn)生的。三、焊接工藝措施在進(jìn)行異種金屬的焊接前，首先需要明白異種金屬不同的物理性質(zhì)，包括熔點(diǎn)、密度、熱膨脹系數(shù)等，做好事前準(zhǔn)備，針對(duì)金屬焊縫的缺陷制定相應(yīng)計(jì)劃，保證金屬的融合可以取得不錯(cuò)的效果。1、焊接材料。異種金屬焊接是將不同金屬利用焊接的方式連接在一起，因此選擇焊接材料時(shí)，必須考慮到不同焊縫金屬的性能和成分，根據(jù)接頭的缺陷情況選擇合適的材料，比如接頭缺陷不明顯，就可以采用韌塑性較高的材料。2、

9、焊接方法的選擇。在選擇焊接方法的時(shí)候，要根據(jù)材料的特性進(jìn)行方式選擇，滿足焊接性和工藝焊接性。比如如果是鋁和鋼的壓焊的話，那么一般采用滾焊或爆炸復(fù)合的方式。但是需要注意的是，采用上述方法，會(huì)導(dǎo)致鋁和鋼之間產(chǎn)生硬度較高的化合物，加上金屬之間的物理性質(zhì)不一致，就容易造成壓焊過程金屬發(fā)生高塑性變形，產(chǎn)生高硬度的化合物，從而導(dǎo)致復(fù)合板性能下降。因此可以采用壓輪的方法進(jìn)行焊接，該方式可以有效提高鋁合金與鋼板的接觸力度，并且可以提升二者之間的熱傳遞速率，該技術(shù)的使用也能夠有效延展金屬的強(qiáng)度，采用激光壓力焊的方式，可以選擇不同功率的激光，產(chǎn)生不同等級(jí)的壓力，因而可以最大程度地提高接頭的強(qiáng)度。3、工藝參數(shù)的選擇

10、。選擇合適的焊接工藝參數(shù)，能夠有效保證焊接接頭質(zhì)量，焊接的工藝參數(shù)包括許多方面，具體包括焊接的電流電壓等級(jí)、焊接速度以及焊條直徑等。這些參數(shù)不僅各自對(duì)焊接過程有影響，二者相互之間也有影響，比如焊接電流增大，也會(huì)導(dǎo)致整體的輸入熱量增大，與之對(duì)應(yīng)的整個(gè)熱影響區(qū)的范圍也有所增加。結(jié)束語：綜上所述，金屬焊接技術(shù)的不斷發(fā)展已經(jīng)在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的靈活應(yīng)用。金屬焊接技術(shù)的優(yōu)勢與特點(diǎn)被眾多相關(guān)人士所青睞，同時(shí)，其自身也有不可抗拒的缺點(diǎn)所在。因此，在金屬焊接過程中，要善于使用其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，將控制措施做得最好，熟悉相關(guān)金屬焊接技術(shù)的注意事項(xiàng)，保證做好焊接工作的質(zhì)量控制要求。只有保證了焊接的質(zhì)量，才可以使金屬焊接技術(shù)更好的應(yīng)