关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨

关于异种金属焊接问题分析及焊接工艺探讨

梁太梦 赵建滨

德州冉盛建筑安装工程有限公司 山东德州 253000

摘要：焊接异种金属，能够满足某些工程结构的性能需求，替代昂贵的金属，降低施工成本，给企业带来更大的经济效益。因此，在开展实际的焊接工作时，工作人员要不断提升自身的专业技能，对焊接过程中经常出现的问题进行总结，制定相应的结局策略，以此来提升异种金属的焊接质量。

关键词：异种金属；焊接；问题；焊接工艺

引言

在实际的生产加工中，制造厂商为了节约成本，采用异种金属焊接来替代昂贵金属，实现效益最大化。在进行异种金属焊接之前，工厂应该清楚明确金属的加工要求，合理规划焊接流程，采用合适的焊接加工工艺流程，对于可能出现的问题事先做好预防工作，尽可能减少焊接中的焊接误差，保证生产质量。

1 异种金属的焊接特点

1) 在进行异种金属焊接时，性能最低的一个位置就是接头的熔合区。大部分的焊接结构之所以被破坏，也基本都是因为熔合区出现了问题。

2) 焊接接头出现的裂纹一般有两种。第一种是冷裂纹，其产生的原因主要是焊接应力、氢的作用以及金属淬硬倾向三者的共同合力。第二种是热裂纹，在高合金钢的焊缝中最容易产生的一种裂纹。由于焊缝里面还保留着没有成功结晶的低熔点的共晶体液膜，在应力的作用之下，直接产生了裂纹。

3) 碳的迁移。温度、化学成分、时间等因素都会影响碳迁移。出现这种问题，在一定程度上会降低接头的高温机械性能，增加断裂的情况，缩短了高温使用寿命^[1]。

2 异种金属焊接常见问题

2.1 夹渣现象

不同的金属在进行焊接的过程中，容易在母材上形成氧化膜，氧化膜的存在会增加两种金属融合的难度，而且氧化膜会随着温度的升高变厚，除此之外，也会在熔池表面产生氧化膜，这样一来，随着加热的温度越高，就会越影响液态金属的融合，最终产生夹渣^[2]。

2.2 焊接接头的裂纹

在进行焊接的时候，接头容易出现裂纹，裂纹又分为冷裂纹和热裂纹两类。前者是在焊接应力的作用下产生的。后者则是高合金钢焊缝，尤其对于一些纯奥氏体组织而言，最容易产生，这类材料在进行焊接的时候，由于焊缝中还存在大量的未结晶低熔点共晶体液膜，这些体液膜很容易在应力的作用下产生裂纹。

2.3 碳迁移现象

碳迁移也是常见的焊接问题之一，该现象会造成接头的高温机械性能降低，影响内部的化学组成成分，那么就会导致高温下金属的失效断裂增加，从而降低金属的高温使用寿命。

2.4 性能不连续

由于金相组织和化学成分的不同，造成了焊接接头位置的力学性能的差异性。在焊接接头的不同位置，其硬度、韧性、塑性、强度、持久性能、高温蠕变、冲击性能等都存在着差异性。由于这种不均匀性，使得在同样的环境条件之下，不同位置的性能也存在明显差异，也就是人们常说的强化区域和弱化区域。特别是在温度极高的环境之下，焊接接头经常会过早地失去使用价值^[3]。

3 焊接工艺措施

焊接异种金属并没有特殊的工艺需求，一般我们常见的焊接方法都可以用来进行焊接。但是，工作人员最好要结合金属的焊接特点，选择相应的焊接方法以此来保障其焊接质量。

3.1 焊接材料

异种金属焊接是将不同金属利用焊接的方式连接在一起，因此选择焊接材料时，必须考虑到不同焊缝金属的性能和成分，根据接头的缺陷情况选择合适的材料，比如接头缺陷不明显，就可以采用韧塑性较高的材料。

3.2 焊接方法的选择

在选择焊接方法的时候，要根据材料的特性进行方式选择，满足焊接性和工艺焊接性。比如如果是铝和钢的压焊的话，那么一般采用滚焊或爆炸复合的方式。但是需要注意的是，采用上述方法，会导致铝和钢之间产生硬度较高的化合物，加上金属之间的物理性质不一致，就容易造成压焊过程金属发生高塑性变形，产生高硬度的化合物，从而导致复合板性能下降。因此可以采用压轮的方法进行焊接，该方式可以有效提高铝合金与钢板的接触力度，并且可以提升二者之间的热传递速率，该技术的使用也能够有效延展金属的强度，采用激光压力焊的方式，可以选择不同功率的激光，产生不同等级的压力，因而可以最大程度地提高接头的强度^[4]。

3.3 工艺参数的选择

选择合适的焊接工艺参数，能够有效保证焊接接头质量，焊接的工艺参数包括许多方面，具体包括焊接的电流电压等级、焊接速度以及焊条直径等。这些参数不仅各自对焊接过程有影响，二者相互之间也有影响，比如焊接电流增大，也会导致整体的输入热量增大，与之对应的整个热影响区的范围也有所增加。

4金属材料焊接中的防治措施

4.1 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

^[5]。

4.2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。

4.3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^[6]。

结束语

在加工制造领域，新技术、新工艺应运而生，新设备的出现大大改善了机械加工的质量，尤其体现在金属焊接方面。异种金属之间的焊接可以最大程度发挥金属材料的性能，改善原有的结构，还可以减少昂贵材料的使用，替代部分稀有金属，并且可以大幅度降低生产成本，实现广泛的推广应用，从而有效提高经济效益。比如目前铝及铝合金金属的应用非常广泛，在生产制造的过程中，就需要提高异种金属的焊接工艺，对二者之间进行连接，从而实现效益最大化。

参考文献

[1] 罗平英. 异种金属焊接问题及焊接工艺分析[J]. 四川水泥，2017（12）.

[2] 马立峰. 锅炉异种金属焊接的缺陷问题探讨[J]. 科技展望，2016，

13 ：55.

[3] 卫寿亮，李玉祥，王涛. 异种金属6542 钢和65Mn 钢激光焊接表

面缺陷分析[J]. 激光杂志，2014，11 ：120123.

[4]罗平英． 异种金属焊接问题及焊接工艺分析［J］． 四川水泥，2017( 12) ．

[5]陈志海，芦红梅． 焊接工艺及返修问题分析［J］． 装饰装修天地，2018( 21) : 94．

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