焊接技术常见缺陷和防止措施分析

焊接技术常见缺陷和防止措施分析

刘贤军

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111

摘要：焊接技术是指在高温或者高压的条件下，利用焊接材料将两块及两块以上的母体材料连接成一个完整的材料的操作技术。在很多工业生产中，和金属电子相关的制作当中，都需要用到焊接技术。焊接技术就是在元器件的连接处进行焊接，因此对于焊接人员的技术要求非常重要。然而在实际工业生产中的焊接常常会遇到各种各样的问题。所以本文对焊接技术常见的问题以及应对措施进行一个系统的分析。

关键词：焊接技术；缺陷；防止措施

1焊接技术的发展历程

焊接技术最早是随着古代金属的应用而出现的。在中国古代，最古老的焊接方法是铸焊、钎焊和锻焊。在古商代，铁刃和铜战斧采用焊接工艺焊接铸造，铁和铜通过焊接熔合而成古代武器。春秋战国时期，战争用剑也采用了焊接技术。刀身是钢的，刀背是铁的。通过加热焊接的形式，两种金属可以通过焊接工艺形成一把完整的剑。在我国古代，由于炉火温度低，热量不集中，用于焊接工艺的焊接热源多为炉火。它不能焊接在大面积的焊接工件上，只能焊接在小面积的金属工件上，所以只能用来制作简单的武器、工具和装饰品。

随着时代的发展，19世纪初，英国科学家发现了一种高温热源，它由电弧和氧乙炔火焰组成，可以局部熔化金属。之后，我们找到了铝热焊、电弧焊、气焊等焊接方法。由于电弧相对稳定，熔池也受到熔渣的保护，焊接质量得到了有效的提高。电弧焊是20世纪20年代初的一种重要焊接技术。此后，越来越多的焊接技术被采用，如1951年苏联发明的电渣焊，这种焊接技术可以为大厚度工件提供高效率的焊接，促进了焊接技术的发展和在生活中的应用。在美国人1957年发明的等离子弧焊接中，焊接技术得到了进一步的应用。越来越多的难加工材料可以用这种电焊方法焊接，大大提高了材料的可焊性。焊接也从原来只能在金属中进行，发展到现在，可以与非金属一起使用，也可以应用到金属中，使焊接技术在我们现代生产生活中更加广泛。

2焊接技术常见的缺陷

2.1在焊接后出现裂纹缺陷

根据不同的条件和原因，焊接裂纹可能产生冷裂纹、热裂纹和再生裂纹。200以下的裂缝℃被称为冷裂纹，与氢密切相关。对于具有一定厚度的大型工件，如果选择不合适的预热温度，或焊后缓冷措施不够好，都可能产生冷裂纹。焊接材料不合适、焊接接头刚度过大、工艺不合理、焊缝附近组织脆硬或焊接工艺不规范也可能导致冷裂纹。

热裂纹是指300以上产生的裂纹℃,主要是凝固裂纹。热裂的主要原因是成分的影响。例如，当使用纯奥氏体钢或某些高合金钢和有色金属进行焊接时，容易产生热裂纹。或在焊接中，焊缝中含有较多的有害杂质元素如硫，受焊接条件的影响和焊接接头形式选择不当都可能产生热裂纹。

焊接中的再热裂纹是指消除应力的退火裂纹。再热裂纹是高强度焊接区的一种晶间裂纹，是由于焊后热处理不当或受高温影响引起的。再热裂纹是由于结构设计不合理造成大量应力集中引起的，或在热处理过程中消除应力退火，也可能因处理条件不当而发生再热裂纹。此外，由于铬、钒、硼等合金成分的影响，焊接工艺中出现再热裂纹的概率也会增加。

2.2在焊接后咬边缺陷

咬边是焊接工艺中一种危险的外观缺陷。咬边会减少焊缝的承载面积。同时，咬边根部往往形成尖锐的缺口，造成应力集中，容易形成应力腐蚀中心裂纹和应力集中裂纹。因此，焊接中常见的缺陷是咬边的存在，因此对咬边有严格的限制。这种缺陷是由于在焊接过程中，焊缝边缘没有填充金属熔化而造成的。因此，焊接金属的区域或根部可能出现凹槽或缺陷。这将减少母材的有效接触面积，削弱焊缝的强度，从而在缺陷处形成应力集中等缺陷。这种缺陷的存在将是断裂的起点，焊接后承载力将减弱，可能导致咬边产生裂纹。边缘断裂的原因是焊接电流过高或焊接速度过低。另外，在焊接过程中，如果焊接电弧长度过长，熔化范围会变大，因此吹扫力也会变大。基体中有孔凹陷，但填充金属时凹坑无法抬起，可能存在缺陷。每条焊缝焊接时，电极角度和摆动角度不正确，或弧长过长，在焊缝边缘会产生咬边缺陷。

2.3焊后焊道缺陷

多余的焊接金属通过气体流出，金属的熔化面不熔化。由于熔池温度过高，液态金属在磁重力作用下凝固缓慢，熔池下降时形成焊道。在焊接过程中，当熔化的金属进入未熔化金属的焊缝中时，会在未熔化的母材上形成金属瘤。在立焊和仰焊中，经常出现焊道缺陷现象。在平焊中，它也发生在第一层的背面。这种缺陷在采用埋弧自动焊最小焊丝直径时经常发生。缺陷会影响焊接产品的质量和美观，接头尺寸的变化也会影响施工设备的性能。管壁上的焊道也会影响管内液体的流动和焊接设备的性能。此外，该缺陷中常存在未焊未熔合现象。同时，过大的焊接流量会导致焊丝强度不足而断裂，这是焊接工艺中常见的缺陷之一。

3焊接技术缺陷的防治措施

3.1焊接出现裂纹的防治措施

当焊接中出现冷裂纹时，可以从工件的化学成分、焊接材料的选择和工艺措施等方面加以防止。例如，焊接时可尽量选用低碳材料，如低氢焊条，焊缝强度匹配低，冷裂倾向大的材料应选用奥氏体焊接材料。通过合理控制线能量、预热和后热处理，可以起到防止冷裂的工艺措施作用。当焊接过程中出现热裂纹时，应根据冶金因素适当调整焊缝金属成分，缩短脆性温度区范围，控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量，从而对减少焊接热裂纹起到有效的作用。同时，应细化焊缝金属的初生晶粒，适当添加Mo、V、Ti、Nb等金属元素。在工艺上，通过焊前预热、控制线能量、减少接头拘束等措施，可以达到防止热裂纹的目的。例如，细晶粒钢可用于焊接。在工艺技术方面，可以选择较小的线能量和较高的预热温度，并配合后期的加热措施，选择较低匹配的焊接材料，避免应力集中，防止再生热线的产生。

3.2焊接出现咬边的防治措施

对于焊接咬边的预防和控制措施，可以选择适当的电流，避免过大的电流对咬边的影响。此外，还可以控制焊接速度，使堆焊金属完全填满母材的所有熔化部分。振动法可用于工艺控制。在斜坡边缘，移动钢带的速度较慢，焊条应在短时间内停止，以减小焊接金属与相邻金属板之间的温差，使温度更接近。中间，带材输送速度稍快，金属载体与主要金属混合均匀，防止咬边缺陷的发生。还需要短电弧焊接方法。如果可能出现过多的咬边，应在水平位置使用，以避免角焊。过大的摆幅容易形成咬边缺陷，为此采用多种焊接工艺来克服这一缺陷。埋弧自动焊应选择正确的焊接方法，使焊接规范化，避免咬边。

3.3焊接中焊道的预防措施

当焊接中出现焊道现象时，应正确选择工艺参数，间隙不宜过大。严格控制熔池温度，避免温度过高造成焊道变形。焊接第一层接头时，应注意熔池温度及现场情况，仔细观察熔池形状，如有脱落痕迹，应立即收弧，待熔池温度略有下降后继续焊接。小直径焊条用于焊接。电极左右摆动时，中间快，两边慢。在边缘有一个稳定的电弧停留时间。在选择电极角度时，应选择合适的电极角度。使用碱性焊条时，应选择短弧焊。同时，运输速度要均匀。同时，避免焊接凸点现象对焊接工艺的操作非常重要。焊接工人需要不断改进他们的技术操作。在实际生产生活中，记录焊接工艺引起的问题，学会分析总结，对实际问题采取切实可行的分析处理方法，提高焊接工人的技术操作技能，加强基本技能的培训对减少焊道缺陷的发生也非常重要。

结论

随着社会工业化的发展，焊接技术是工业化企业生产中关键的一项技术。在实际的焊接工作中，常常会受到各种因素的影响，存在一些缺陷性的问题，所以对于这些问题要学会系统性的分析处理，找到防治措施，从而保障焊接的质量。

参考文献：

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[2]王学钢.常见焊接缺陷的成因和预防措施[J].黑龙江科技信息,2019(32):33.

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