韩雪冬
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摘要：在金属材料的焊接工作当中，针对其中存在的焊接缺欠问题的处理，可以从材料本身质量和焊接工作人员的操作方式来加以保障。在金属焊接工作当中需要对质量控制环节来加以重视，实现整个金属焊接工作的质量提升。
关键词：金属材料焊接；缺欠问题；对策
引言
在金属材料的焊接过程当中，主要是将两段分离的金属物表面通过加热，或者是在高温的环境下，让金属材料形成一种流体状态，并且通过相互之间的熔合之后，形成一种紧密的结合体。在金属材料的焊接工作当中，通常情况下使用的是高能束焊、电弧焊、激光焊以及超声波焊等方式，对于各种不同的金属焊接形式，在实际的焊接过程当中，由于环境或者是人为因素的影响，都会出现各种不同类型的问题。因此，需要针对金属焊接工作当中产生的问题，从实际工作的角度上出发，分析金属焊接工作当中产生的不良焊接危害，为提高整个技术焊接工作的质量和安全性打下良好的保障，防止在金属焊接工作当中出现不良安全隐患。
1金属材料焊接中存在的主要问题
1.1热裂纹问题
在金属材料焊接成型的过程中，热裂纹问题的出现极为容易。当焊缝所用的金属在由液转固的过程中，受到内外部因素的影响而产生裂缝时，就意味着热裂纹问题的发生。热裂纹会引发金属材料构件中其他结构的破坏。其中，引发热裂纹产生的外部因素主要为溶池纯净度不足、包含大量熔点较低的杂质等，例如硫、铜等物质。此时，就会由于热胀冷缩的影响，导致热裂纹的产生。
1.2冷裂纹问题
冷裂纹也是在金属材料焊接成型过程中常会发生的一种裂纹问题，与热裂纹问题不同，其主要形成于金属材料焊接成型的冷却过程中。同时，形成原因也与热裂纹形成原因有着明显差异，主要是母材以及母材焊缝交接熔合线位置产生的裂纹，一般在焊缝熔合成型后的数小时或是数天后产生，存在着时间上的延迟。
1.3焊瘤问题
焊瘤指的是正常焊缝外附着的多余焊着金属。在平焊操作中，焊缝的产生原因主要如下：当熔池温度过高时，会导致烧穿现象的产生，致使熔化铁水下坠，最终在焊缝背面形成焊瘤。在立焊操作中，焊缝的产生原因主要如下：当熔池温度过高时，会使焊条深入过深，导致熔化金属过多的流向背面，最终形成背面焊瘤；当焊接角度不当、移动速度过慢时，会形成正面焊瘤。在仰焊操作中，焊缝的产生原因主要如下：当焊接电流过大、焊条的移动不平均、运调幅度相对较小时，会使得金属熔化温度过高、结晶速度下降，在自重的应相信导致正面焊瘤的产生。
1.4夹渣问题
在金属材料焊接成型中，有非金属固体存在于焊缝金属中，或是在熔焊过程中出现夹杂物，则意味着夹渣问题的发生。从总体上来说，夹渣问题主要是由于电流小、焊速快、电弧长、操作工艺不当等引起的，针对不同的焊接操作，夹渣问题的发生原因也有着一定的差异。例如，在平焊操作中，夹渣问题主要由于电弧吹不动熔渣、熔渣与铁水未分离时熔池凝固、焊接速度过慢、焊接角度不正确等引起的；在立焊操作中，夹渣问题主要由于电弧摆动过快、未看清熔渣下淌等引起的。
1.5气孔问题
气孔问题也是金属材料焊接成型过程中常发生的问题。引发气孔问题产生原因有很多，主要包括熔渣的氧化性、焊条的药皮与焊剂、铁水及水分、焊接方法、工艺参数、电弧长度、电流的种类与极性等。其中，若是熔渣的氧化性提升时，产生一氧化碳气孔的概率也随之增加，但是产生氢气孔的概率降低；若焊条、焊剂受潮或是烘干操作不够充分，或是空气潮湿等，也会导致气孔的产生概率增加。
1.6 金属材料未焊透
在金属材料的焊接过程当中，经常会存在材料没有完全焊透，或者是材料之间没有充分熔合，造成了金属材料相互之间无法熔接更加完整。在金属材料的焊接工作当中，电流的大小和溶解深度存在差异，造成了金属材料交融过程当中的角度和杂质颗粒存在于焊接点上，金属材料没有完全焊透，在很大程度上降低了金属材料熔合区焊接接触的有效面积，进而会造成金属焊接的牢固性下降，同时金属焊接缝的连接程度也越来越低，焊接工作表现疲劳程度上涨，最终造成整个金属脱离或者是断裂。
2金属材料焊接中的防治措施
2．1预防焊接裂纹的具体对策
金属在焊接过程当中产生不良裂缝问题，主要是因为受到环境和焊接衔接点技术因素的影响，所以在针对金属焊接工作裂纹问题的过程中，需要对金属材料焊接的温度进行有效的控制。对于热裂纹问题来讲在焊接工作当中，需要依照金属材料的融化速度和冷却速度来进行判断，严格依照金属材料在焊接过程当中的温度环境和工艺参数控制，有效调整金属材料在焊接工作当中的电流强度大小。针对不同形状系数的焊条，需要进行反复焊接不断提高材料本身的连接强度，对于一些低温启动时环境下所产生的裂纹问题，在做好预防措施的前提下，需要最大限度上控制好焊条在焊接过程当中的温度条件，并且对焊接过程当中的水分和油脂等杂质进行彻底的清理，保证焊条相互之间的衔接更加紧密，焊缝当中的氢气不容易产生扩散，进而大大提高了焊接工作的温度环境。
2.2焊瘤问题的控制
相关人员要结合金属材料焊接成型的不同工艺，使用针对性的策略避免焊瘤的产生。其中，为了避免平焊操作中焊瘤的产生，需要完成如下工作：控制熔池的实际温度避免其或高，并使用适当的焊接电流；一旦发现熔池水平位置瞬时下降的情况，则表明已经烧穿，此时要立即灭弧。为了避免立焊操作中焊瘤的产生，需要完成如下工作：选定合适的焊接范围与焊缝间隙，将焊接电流降低8%-10%；控制熔池温度，在必要的情况下可以应用灭弧、挑弧的操作完成降温；应当尽可能保证熔池形状为椭圆形，可以在运条过程中左右摆动形成椭圆形；若是出现熔池温度过高的情况，且在熔池下部产生“小鼓肚”，则应当使用左右摆动的运条形式实现降温。为了避免仰焊操作中焊瘤的产生，需要完成如下工作：控制熔池温度，将焊接电流降低10%-15%；提升在两侧的停留时间以及在中间运条的速度；重点观察焊接时的熔池形状与温度，一旦出现金属下坠的迹象，应当立即展开灭弧操作。
2.3夹渣问题的控制
在控制金属材料焊接成型过程中夹渣问题的产生时，除了要保证焊缝、焊条的清洁程度外，还要结合不同的焊接操作形式完成控制，具体的控制策略如下表所示：
表1 夹渣问题的控制
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2.4气孔问题的控制
想要更有效的避免金属材料焊接成型过程中气孔问题的发生，相关人员要重点关注以下操作：保证焊剂与焊条药皮中的氧化剂、脱氧剂组分适当，通过调整脱氧剂含量，能够防止气孔的产生；应在焊剂中适当加入造渣剂与合金剂，避免生成气孔；应当在焊接前清除焊缝、焊丝等区域的污垢、杂质、水分、油污、锈蚀等；必须控制焊接环境的湿度，确保焊接电弧1米范围内的空气湿度小于80%-90%，在焊接重点位置时，可以采取相关措施适当降低环境湿度；当焊条暴露在空气中一定的时间后，应当展开重新烘干，不得使用未达标的焊接材料。
2.5及时采取焊缝缺陷修正措施
在金属材料焊接成型后，如果发现焊缝缺陷问题，要及时对其进行修正。但是修正时需要注意，不能在带压和背水情况下进行焊缝缺陷消除中的补焊。如果焊接环境的温度在0℃以下，需要对材料采取预热措施，特别是对于有热处理要求的金属焊件，需要在热处理前修正缺陷。如果进行补焊，应使用小电流多层多道焊接方式，对于焊接结构刚度较大的部分，可在热状态下锤击，并将每层起弧与收弧部分错开。在焊缝的补焊过程中，中间不允许停顿，需要一次完成，将预热温度和层间温度保持在100℃以上。完成焊缝缺陷修正后，重新按照探伤要求进行检测，如果不符合要求要继续修正，直到合格为止。
2.6 预防金属材料未焊透解决对策
为了有效防止金属材料在焊接工作当中产生没有完全焊透，或者是金属材料相互之间没有完全融合的问题，在焊接工作开始之前需要对材料的准备工作加以保障，金属材料的坡口角度、焊条质量以及焊接设备等都需要进行质量控制，有效降低焊条的直径大小。在焊接工作当中需要保证焊接的平稳程度，不能存在剧烈抖动或者是焊接偏离等不良问题。在金属材料的焊接工作当中，保证焊接工作人员的规范化工作，直接决定了金属焊接工作的整体质量，同时也影响到了整个金属焊接工作的使用寿命以及焊接工作安全。因此，在实际的金属焊接工作当中，相关焊接工作人员必须要时刻保持高度的警惕以及良好的焊接技术操控能力，对金属焊接过程当中所产生的不良变化进行实时性调整，尽可能在焊接过程当中对焊接产生的不良问题进行补救，以此来提高整个基础焊接工作的质量。
结束语
伴随着当前我国社会经济的发展速度不断加快，有效推动我国工业化发展速度的不断上升，金属材料是人们日常生活当中非常重要的材料，因此人们对金属焊接工作当中的质量提出了更高的要求。但是在金属焊接过程当中，由于外部环境以及其他因素的影响，经常会形成金属材料焊接出现不良问题，本文重点针对金属焊接工作当中的问题及对策进行了分析和探索。
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4.2优化预处理系统
1）在分析小屋外的进样预处理中增设涡旋制冷气液分离器，通过降低进样露点的方法，除去进样中的油雾；2）在稳压、稳流单元和旋风分离单元的积液排放中实施无扰动排放技术达到排放积液过程中不产生样气压力波动，实现分析的连续过程；3）在进样的旁通过滤器前增设聚结器，进一步滤除进样中可能存在的油雾；4）色谱仪仪表风管线上安装烧结过滤器。
4.3 控制进样流量
在取样器的出口对进样进行油污过滤、稳压、稳流处理措施。
4.4 日常维护方面改进
1）定期检查取样器出口温度，及时调整涡旋制冷器运行状态，涡街管根部处的工作温度控制在5℃~10℃左右；2）定期检查调整取样器出口样品流量，一般控制在1000ml~1500ml／min，确保出口处的气控阀工作状态正常；3）定期排放过滤器积液，定期更换过滤器滤芯；4）加强与工艺操作人员联系，当裂解炉烧焦时，及时关闭取样器根部阀。防止停炉时工艺气温度下降，破坏了取样装置过滤器段两端所保持的温度梯度，从而造成样品气中的水和焦油冲入样品管线，污染气相色谱仪的柱系统；5）定期用低压蒸汽吹扫取样管线；6）定期对取样系统进行泄漏检查，消除泄漏。
5.后续改进措施与建议
根据查阅相关文献资料，对裂解炉在线色谱仪分析系统提出以下几点建议，供日后该系统的优化改进做参考：
1）将进样管线的保温伴热由低压蒸汽伴热改为电伴热，控制温度60~80 ℃。根据国外资料，蒸汽伴热的有效长度为30.48 m，因此，对50m的样品管线，一般要分两段伴热。其次，蒸汽压力的波动会导致温度的较大幅度变化，供气不足甚至短时中断也时有发生，难以达到进样管线伴热温度均衡、稳定的要求。其次，采用蒸汽伴热对伴热温度不可控。电伴热是比较简单的伴热系统，不像蒸汽伴热那样需要复杂的供气管网和回水管路，且低压蒸汽伴热效能及日后运转中的维修和消耗都远不如采用电伴热经济。
2）将预处理系统中气液分离罐换成可视过滤器，并在罐底增加带计时器的电磁阀，将人工手动排液的工作优化成每４h自动排液功能。气液分离罐的自动排水装置不仅降低了样品系统被液相油污污染的机率，也减轻了维护人员的工作量。
6.结束语
目前，进入在线色谱仪的样气压力、流量稳定，样气较清洁，达到色谱仪的分析要求。为实现裂解炉的先进控制、优化操作、稳定运行奠定基础，提高企业的经济效益。但该分析系统的稳定运行不仅需要前期的合理设计，同时也需要后期维护与系统优化，有效地维护保养才能确保裂解炉在线色谱仪长周期稳定运行。
参考文献：
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论文作者:韩雪冬
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/27
标签：金属材料论文; 工作论文; 金属论文; 熔池论文; 裂纹论文; 温度论文; 焊条论文; 《防护工程》2019年19期论文;