摘要：从常规材料焊接管理中可发现，影响材料焊接成本与焊接质量的因素有很多，但若单方面从焊接流程进行考虑，就会发现，材料焊接性是影响焊接的根本因素。本文经过研究发现，金属材料（重点为钢铁材料）的焊接性关键体现在母材上，母材的韧度、耐磨性与防腐性是影响焊接性的重要因素，因此在焊接成本与焊接质量控制中，要将工作重点转移到（金属材料）母材资料分析中。
关键词：材料焊接性；焊接成本；焊接质量
材料焊接性是影响焊接成本与焊接质量的重要因素。本文通过实例，分析材料焊接性对焊接成本与焊接质量的影响，旨在提高人们对材料焊接性的认识，提升焊接成本与焊接质量整体控制能力。
1 金属材料焊接中的缺陷
1.1出现焊接裂纹
在金属的焊接当中有一种比较常见的情形就是裂纹，而裂纹主要是结晶状态的不同之间相互变化而产生出来的。裂纹的出现时间并不是很长，有时马上就会显现出来或者停止片刻即可见，而它的出现位置经常是在焊接母材与交界的熔合线上，冷和热是裂纹的主要分类。
1.2 出现未焊透、未熔合现象
当金属没有全部焊到接头的最深处也就是根部的时候，导致木材金属不能完全被融化掉，从而引起的就叫未焊透，它的主要针对的对象就是木材。这种情况也就是未焊透的弊端非常之多，频繁的使得焊缝的有效面积会逐渐变小，随之也令接头强度不断变弱，最后导致焊缝的疲劳强度不断下降。与未焊透比较相似的另外一种情况就是未融合，顾名思义就是金属之间没有完美的融合联合，它所带来的缺陷就是减小了承载面积，使得聚集应力很艰难。
1.3 出现夹渣情况
在焊接的过程当中焊缝会有一些残渣遗留，我们可以把它简而言之的称为熔渣。有很多原因致使熔渣得以形成，举个例子来说，当电流强度不够或大或小、焊接的速度或快或慢、焊条选择的不合理、坡口角度不合适或者焊条偏芯等原因都会使得焊缝边沿遗留熔渣。
1.4 出现其他缺陷
（1）焊缝组织有可能达不到要求，或者因为没能达到标准的化学成分，还有就是发生在焊接期间由元素烧损而导致的焊缝金属化学成分的不稳定等。这一切都会不断减弱焊缝的力学能力，从而更加严重的使得接头的耐蚀性也遭受侵害；
（2）咬边也是在焊接过程当中会发生的，主要还是因大电流或不合适的焊条角度再封的焊缝边沿的凹坑没有很好地在第一时间填充金属而造成的[7]。这一种现象可能会使得金属材料的使用面积大大减小，与此相伴也令结构的承受抗压力这一指标难以达到要求，更严重的就是因反作用力大大聚集而导致裂缝。
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2材料焊接性对焊接质量焊接成本的影响
2.1材料焊接性对焊接质量的影响
传统理论下的焊接质量是指低碳钢焊缝的质量，因此在焊缝处理中，必须要对其中各个影响因素进行分析。随着金属材料种类增多，高强钢、合金钢等一系列金属开始被归纳到焊接结构中，传统的焊缝质量控制无法满足焊接整体质量控制的要求，热影响区质量逐渐成为影响焊接质量的新因素。因此，本文分析的焊接质量包括熔合线、热影响区与焊缝金属等一系列内容，重点分析热影响区与母材化学成分之间的关系。
材料焊接性对焊接质量影响十分明显，从焊接结果来看，焊接性性能高低是显示金属材料焊接加工难易程度重要指标，若焊接材料焊接性无法满足焊接流程的实际要求，就会导致材料出现损坏。以Q235钢为例，在常规生产中，对普通的低碳钢焊条进行焊接就能得到优质接头，无需施加特殊的焊接工艺；但如果以同一种焊条与焊接方法进行焊接铸铁，会导致材料出现剥离、裂纹等严重的焊接问题，若采用相关的保护措施阻止剥离、裂纹的产生，也会导致熔合线附近材质变脆，无法进行下一阶段生产。导致这一现象的根本原因是铸铁焊接性远低于Q235钢，因此难以获得优质焊接接头，更无法有效控制整体焊接质量。又如15MnVNq钢（九江长江大桥钢梁的主要组成部分），通过试验材料力学试验发现，该钢的抗低温脆断能力较高，且各项性能指标满足大桥钢梁设计的基本要求，但在焊接性研究中却发现，该钢接头冲击韧性出现明显波动（主要表现为韧性降低），并相继采取预热、加工等措施，虽然整体焊缝外观得到提高，但其热影响区冲击韧性仍明显低于母材，无法满足大桥焊接的基本质量要求。由此可发现，单方面从焊接工艺与焊接材料上进行改进对提高接头冲击韧性的影响是有限的，无法从根本上解决问题。后证明，经过优化，15MnVNq钢板的焊接性明显提高，重点表现为接头热影响区冲击韧性大幅度提高，各阶段焊接接头性能进一步改善，能满足大桥焊接的基本需求。该案例充分说明，材料焊接性影响材料焊接质量，并将影响最终作用在成本上。
2材料焊接成本与焊接性
材料焊接性不但影响焊接质量，也影响焊接成本。受现代焊接材料与焊接技术发展的影响，传统生产中部分难焊金属或不能焊接的金属，在特定焊接条件也可进行焊接，但这种焊接会导致焊接总成本上升。仍以铸铁为例，在前文分析中可发现，用低碳钢焊条进行铸铁焊接难以获得合格的接头，但如果依靠不锈钢焊条（或铸铁焊条）进行焊接的话，获得高质量焊接接头的概率会明显增加，但从市场角度考虑的话，不锈钢焊条与铸铁焊条的价格要高出普通低碳钢焊条2-3倍以上。又如，我国研制的桥梁钢14MnNbq与15MnVNq，在焊接过程中，14MnNbq焊接性优于15MnVNq，因此可发现，除了材料所涉及到的材料影响焊接效果与焊接成本外，其焊接工艺不同，焊接效果与焊接成本也不同[4]。以板厚为25-32mm的钢板对接埋弧焊为例，在焊接14MnNbq钢时，需要对材料进行80-120e的预热；然而在焊接15MnVNq是，需要预热160-180e，预热温度升高代表人力资源投入、物力资源投入与能源整体消耗的增加。因此在条件允许情况下，应采用焊接性较好的材料，可有效降低总焊接成本。
3结束语
综上所述，在钢结构焊接中，要结合所选材料的物理性能与机械性能进行分析，才能进一步提高焊接质量与焊接成本控制能力。影响焊接质量的因素是多方面的，除传统的母材与焊接技术外，还要充分考虑热影响区对焊接质量的影响，在特殊情况下，热影响区会成为影响焊接质量的关键。同时，材料焊接性是影响焊接质量的关键。
参考文献：
[1]韩亚玲.金属的焊接性及焊接材料[A].第十五次全国焊接学术会议论文集[C]，2011（07）：2-8.
[2]费翔.关于灰铸铁的焊接性的探讨[J].价值工程，2014（01）：41-42.
论文作者:刘双
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/25
标签：材料论文; 质量论文; 焊条论文; 成本论文; 裂纹论文; 金属论文; 铸铁论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;