摘要：现阶段经济社会发展中很多行业都会涉及到金属产品的应用，这些金属产品的生产也就必然离不开金属材料的成型加工处理，而相关金属材料的成型加工处理又需要切实围绕着金属材料的焊接成型进行把关，确保金属材料的焊接成型符合技术规范和设计要求是实现产品经济价值的前提条件。但是当前金属材料焊接依然存在着诸多的缺陷，为了更好的保证金属材料的焊接质量，需要加强焊接缺陷研究。基于此，本文主要对金属材料焊接缺陷与防止措施进行了分析，希望可以为相关焊接工作的技术人员提供一定的参考。
关键词：金属材料；焊接缺陷；对策
引言
在现代新技术和新材料的支撑下，金属材料的焊接问题虽然有所减少，但是一些常见的焊接缺陷仍然很难避免。因为焊接未熔合或者焊接过程中电流过大而产生的热裂纹，焊缝中出现的在熔池凝固前未及时逸出的气孔和夹渣等问题的产生，影响金属材料焊接产品的使用寿命和功能发挥，进而影响了整个产品的经济效益，因此有必要以金属材料的焊接缺陷为中心进行研究。
1 金属材料的焊接特点
1.1碳素钢焊接的特点
碳素钢是以铁为基础，以少量的碳为合金元素的铁碳合金。碳素钢的焊接性能随着含碳量的增加而恶化，因为含碳量较高的碳素钢从焊接温度快速冷却至常温时容易被淬硬，被淬硬的焊缝和热影响区因其塑性下降，在焊接应力的作用下容易产生裂纹，这样就会对焊接质量造成很大的影响。
1.2 铝合金焊接的特点
铝合金具有非常强的化学稳定性，并且其耐腐蚀性强、强度高质量轻，因此铝合金材料普遍使用于航空、机械等行业里。在焊接铝合金材料的过程中，由于阴极雾化作用使得铝合金材料表面的致密氧化膜被破坏，如果没有很好的保护措施其很容易被氧化，而且还会造成气孔、裂缝等情况的出现，这样就会对焊接质量造成很大的影响。
1.3 碳素钢焊接的方法
1.3.1 手工电弧焊
手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊接时采用焊条和工件接触引燃电弧，产生高温，使得焊条和母材局部加热到熔化状态。碳素钢焊接经常使用手工电弧焊，但是其焊接稳定性差，焊接质量不高。
1.3.2 MAG焊
MAG焊是熔化极活性气体保护电弧焊，它是在惰性气体中加入少量的氧化性气体混合而成的一种混合气体保护焊。MAG焊具有更高的熔滴过渡稳定性，更高的电弧燃烧稳定性，更好的焊缝熔深形状及外观成形。MAG焊可用于各种位置的焊接，尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。
1.4 铝合金焊接方法
1.4.1 激光焊
使用激光对焊接工件进行加热的时候能够集中热量，这是激光焊的主要特点。在对不需要较高的热输入量并且热敏感性很高的铝合金材料进行高精密焊接工作的时候，会经常使用激光焊，但是激光焊接的成本相较于其他焊接方式的成本要高很多。
1.4.2 TIG焊
TIG焊是非熔化极惰性气体钨极保护焊，这是铝合金焊接最为常用的一种焊接方式，使用TIG焊在对铝合金材料进行焊接的时候，惰性气体能有效地隔绝周围空气，防止铝被氧化，同时电弧还有自动清除工件表面氧化膜的作用。但是TIG焊的熔深浅，熔敷速度小，生产率较低。
2 金属材料焊接主要缺陷
2.1 热裂纹
热裂纹是一种金属材料焊接成型过程中比较容易出现的焊接缺陷，是焊缝金属在焊接熔池结晶过程中由于一些外部或内部的因素引起的裂纹现象，通常焊缝中产生的热裂纹会引发其他更严重的焊缝损伤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆焊接过程中熔池要保证纯度是非常困难，常含有低熔点杂质（如铜、硫等），这些杂质在焊接过程中会对焊缝产生不利的影响，金属材料焊接后的冷却过程中由于热胀收缩，低熔点杂质晶体被破坏，从而产生了热裂纹。
2.2 冷裂纹
冷裂纹根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹。冷裂纹往往是在焊接完成后几小时或几天会出现形成的，具有一定的延迟性。其中最为常见的是氢致裂纹，这是因为焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚，特别是在容易启裂的三轴拉应力集中区富集，引起氢脆，造成开裂。
2.3 其他缺陷
焊接过程中除了冷裂纹和热裂纹外，还有其他多种缺陷，如不完全熔透、未熔合、夹渣、气孔和根切等，严重影响金属材料的正常使用。焊缝夹渣会使焊缝的密度和韧度在一定程度上大大降低，未焊透会导致焊缝的抗疲劳性能不够，焊缝气孔减少了焊缝的有效截面积，使焊缝疏松，从而降低了接头的强度同时也是引起应力集中的因素。
3 金属材料焊接缺陷控制措施
3.1 控制焊接裂纹
想要遏制焊接裂纹的形成，首先最好选用低氢型焊条，这样就可以让氢在焊缝里的不利影响减少；此外，还要对坡口旁边的水渍进行清除，这就要求焊接的金属材料不可以出现受潮的情况，并根据焊接原材料保管的有关规定来采取相应的措施，例如设置干燥柜、烘干机等。其次就是要减少焊缝中产生的应力，根据不同的焊接母材选用不同的焊接方法和工艺，设定好合适的焊接工艺参数，并采取严格的控制措施，这样不但能够确保焊接工件冷却的速度不至于过快，而且还能够改善焊接成型，从而减少焊缝中产生的应力。
3.2 严格控制焊接参数
对于金属材料焊接成型中各类缺陷问题的有效控制，还应该加强焊接工艺参数的控制，主要是在焊接成型操作中根据母材的厚度和材质、焊条或者焊丝的规格和种类、焊接接头的间隙、坡口的形状和大小等选择合适的焊接电流和电压，焊接角度、焊接速度、保护气体流量和焊接干伸长等焊接等焊接工艺参数，从而保证相应金属材料的焊接成型质量达到相关的技术标准和设计要求，避免焊接工艺参数之间出现明显的相互冲突。在焊接工艺参数控制的基础上，可以借助于一些先进的自动化控制技术来加强对整个焊接成型流程的实时动态监管和控制，避免在任何一个流程环节上出现明显的偏差。
3.3 提高焊接人员的工作素质
第一，所有焊接人员都必须接受相关的专业培训，并接受相关的专业考核，要塑造出高水平的焊接工作团队，将焊接缺陷的主观问题从根本上予以良好的解决。第二，在焊接工作人员的日常作业上，加强记录分析，结合阶段性的作业成绩，予以相关的惩处或者是奖励，督促大家在焊接工作过程中尽量减少或消灭可以避免的焊接缺陷，不断积累自身的工作经验，锤炼自身的工作能力，为焊接成型工作的圆满完成奠定坚实的基础。
3.4 完善焊接材料、设备体系
第一，所有的焊接材料都必须从正规的渠道、正规的厂家采购，要严格按照质量检验体系，对采购的焊接材料进行入库检验分析，为后续的焊接成型工作埋下伏笔。第二，焊接设备的匹配，无论是租赁还是购买，都应该结合焊接成型工作的实际需求来完成。现代的科学技术发展非常迅猛，焊接设备的型号、功能非常齐全，应努力选择性价比较高的设备，可以有效地减少和改善焊接缺陷，为焊接质量提供更好的保障。
3.5 加强细节工作
第一，要求对焊接的具体工作方案做出细化分析，要找到焊接工作的重点、次重点，然后采用差异性的焊接技术手段来完成相应的焊接工作。第二，焊接的所有工作执行，都必须严格按照国家的相关技术规范来执行，绝对不能出现任何的偷工减料现象。通过在焊接成型的细节工作上进行合理的改善，能够保证焊接缺陷得到良好的控制，为将来的工作奠定坚实的基础。
结束语
总而言之，对于金属材料焊接成型过程应该加强缺陷研究，提出合理的控制焊接成型缺陷的有效方法，对存在的缺陷进行有效的控制，从而进一步提升焊接成型的整体规范性和标准化，到达预期的焊接质量效果。
参考文献：
[1] 李志勇.铝/黄铜异种金属激光熔钎焊工艺及机理研究[D].哈尔滨工业大学，2016.
[2] 张伟华.金属材料焊接缺陷与防止方法探讨[J].中国高新技术企业，2016（09）：74-75.
论文作者:王杰龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/9/18
标签：金属材料论文; 裂纹论文; 缺陷论文; 电弧论文; 碳素钢论文; 工作论文; 铝合金论文; 《基层建设》2018年第26期论文;