摘要：在工业生产之中，焊接是重要的应用技术之一，而氩弧焊，作为目前焊接的主要技术之一，被广泛应用在各类工业生产中，但是在实际应用中却出现了各类问题，影响到焊接质量。本文就氩弧焊焊接出现缺陷的导致原因进行介绍，并且就如何能够解决此类问题，提出了笔者自己的想法和意见，旨在推动氩弧焊技术的应用，为同行人员提供一定的理论支撑。氩弧焊以其广泛的适应性，发展成为我国最常用的金属焊接技术之一，但各种缺陷会对焊接结构的性能产生不良影响。本文对氩弧焊主要的焊接缺陷及其成因进行分析，然后研究了防止缺陷发生的有效策略。
关键词：氩弧焊焊接；原理；成因；策略
1氩弧焊焊接的原理、分类、特点
氩弧焊是目前焊接中应用最广泛的一种焊接技术，其是将氩作为气体保护进行电弧焊接，氩能够将空气很好的隔绝在焊接区域之外，避免空气对焊接区域造成氧化，确保焊接质量[1]。目前根据不同的焊接电极，可以将氩弧焊分为熔化极氩弧焊以及非熔化极氩弧焊两种氩弧焊技术，在实际应用中，绝大多数焊接人员会采用非熔化极氩弧焊技术进行焊接。氩弧焊凭借本身的特点，具有极强的实用性，被广泛应用在钢材、合金、铜等金属的焊接之中，并且焊接速度快、质量好，外表美观，相比较于其他焊接技术而言，具有无与伦比的优越性。
2氩弧焊工作原理
氩弧焊是最常用的金属焊接技术之一，在焊接过程中利用惰性气体氩气做保护气，将焊接区域与周围空气隔绝开，以防止焊接部位氧化，提高焊接质量。氩弧焊技术的工作原理与普通电弧焊相似：利用高电流使焊材熔化形成熔池，作用到焊接基材，使焊材与被焊基材相互结合到一起。在焊接过程中需要对焊接区域不停地输送氩气，使焊接区域空气被氩气挤开，避免空气中的氧气在高温下加速对焊接区域基材的氧化。氩弧焊常用于对铜、铝等有色金属的焊接作业。根据氩弧焊电极的不同可将其划分为非熔化极氩弧焊（MAG）和熔化极氩弧焊（MIG），两者都是在氩气的保护下完成焊接过程，其区别在于：MAG是利用电弧在非熔化极（多为钨极）与工件间的作用使焊材熔化，完成焊接过程；MIG直接将焊丝作为通电电极，在高电流作用下，焊丝熔化为熔池，冷却后形成焊缝。MAG的焊接接头更加致密，力学性能更好；MIG更加方便，容易操作。目前我国常用的氩弧焊技术多为MIG。氩弧焊利用氩气进行焊接保护，熔池结晶过程简单，焊缝更加纯净；同时氩气可以对电弧形态进行控制，使热量集中，减小焊接应力与热变形的影响；电弧参数精确可控，焊接过程更加稳定；另外，氩气为惰性气体，在焊接温度下也不与焊材发生反应，保证了焊接质量，因此氩弧焊几乎适用于所有金属材料的焊接作业。
3氩弧焊焊接缺陷的种类及成因分析
（1）焊接裂纹。在用氩弧焊进行焊接时，往往会出现焊接裂纹，严重影响相关焊接产品的质量及外观。焊接裂纹，顾名思义，就是在完成焊接工作之后，焊接的产品外表上会出现裂纹问题，具体而言，因为受到应力的作用，处于焊接位置的金属原子结合键断裂，从而产生了断面，而断面足够大之后，就会呈现出裂纹的外观。
根据焊接裂纹的出现原因以及特点不同，可以将其分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂以及应力腐蚀裂纹。本文主要介绍冷裂纹及热裂纹两种最常见的裂纹形式，两种裂纹的出现原因是不同的，冷裂纹是在焊接结束之后，温度冷却过程中，焊接金属温度下降，从而出现裂纹，冷裂纹多出现在焊接热影响区之中，但部分厚大焊接件以及超高强度钢也会出现在焊缝上。热裂纹是指在焊接过程中，焊缝以及热影响区的金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的焊接裂缝，相对于冷裂纹而言，热裂纹出现的频率更高，并且造成的问题也更加严重。热裂纹出现的根本原因，是因为焊接材料内部组成的物质，分别具有不同的熔点，而在焊接过程中，温度不断升高，部分材料达到熔点，而部分材料却没有达到熔点，从而出现内部元素偏析的情况，金属之间的应力增加，因此导致结合键断裂，裂纹问题也就发生了。除了焊接材料本身的影响外，焊接前的准备工作，以及焊接设计、焊接操作等都会影响到焊接裂纹的出现。
（2）焊接不良。焊接不良，是在应用氩弧焊的过程中，焊缝内部的金属在凝结过程中发生破坏，从而让焊接位置上的材料与金属没有良好的结合，导致焊接质量大幅下降。出现焊接不良的问题，主要是由于金属表面存在氧化膜，在进行焊接前没有对氧化膜进行清除，从而导致焊接不良问题的发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆氧化膜的存在，会导致氩弧焊不能够直接对金属进行加热，从而影响到焊接的整体质量，导致金属熔合并不完全。对于焊接不良的问题，往往不能够通过肉眼来确定，还需要采用超声波等方法来进行探查。
（3）未焊透。未焊透问题的出现，主要是由于焊接人员的焊接技术和操作不过关，导致焊接部位并未完全融化，最终导致未焊透问题的发生。很多因素都会导致这种问题的发生，主要包括了焊接速度过快、焊接坡口角度过小等。未焊透与焊接不良都会导致焊接质量的大幅下降，严重时会导致焊接处发生断裂以及变形，此种问题也需要采用超声波或者射线的方式进行检查。
（4）焊接夹杂。焊接夹杂，是指在进行焊接作业时，在焊接电极上出现了一些其他物质，这些物质影响了焊接的正常进行，最终引发焊接缺陷。出现焊接夹杂的问题，主要是由于焊接前期准备工作不足，或者是焊接过程中没有做好相关管理工作。目前出现的焊接夹杂问题之中，包括以下几种类型，第一，钨极夹杂物，其是在焊接过程中，钨极的温度过高，导致与其他材料接触时发生污染情况，进而对焊接工作产生一定影响。第二，黑色金属夹杂物，包括焊材、外来金属对电极造成污染，最终都将会影响到焊接质量。
（5）气孔。气孔问题，是氩弧焊应用中最常出现的问题之一。在应用氩弧焊技术时，因为要利用氩气对焊接位置进行保护，所以要不断冲入氩气，但与此同时，焊接的位置与电极之间也会产生一定的化学反应，进而产生部分气体，这些气体无法越过氩气进入到周边空气中，因此会被遗留在熔池之中，随着熔池的冷却，就遗留在了焊接物质内部，最终出现气孔的情况。在氩弧焊所导致的气孔问题中，主要包括两类，一是因为熔池金属温度下降而产生的气体，包括氮气、氢气等，另外一种则是因为高温产生的气体，主要包括水蒸气及一氧化碳等。
4氩弧焊焊接缺陷的有效防止策略
4.1严格执行焊接工艺评定
在焊接作业前严格执行工艺评定：对焊丝、基材的化学成分进行检测，确保焊接材料符合技术条件。根据焊接要求，确保氩气纯度达到要求，焊接前对焊接材料进行清理，确保焊接接头处无污染物，清理完成后立即实施焊接作业，焊接过程中尽量避免钨极与熔池的接触，并注意对钨极的打磨，选择温度、湿度合适的作业环境。
4.2选择合理的焊接工艺
根据焊接项目选择合适的焊接工艺，以解决焊接过程中可能出现的应力和变形问题。例如：根据工件尺寸以及形状来选择相适应的电流、电压和气体流量，能够更好的保证焊接质量。
4.3选择合理的装配焊接顺序
各构件在焊接过程中都会产生惯性力矩，合理的装配焊接顺序能够通过平衡力矩作用，抵消构件间的焊接变形，减少焊接应力。例如，焊接对称焊缝要按照从中间到外周的顺序，在夹具的稳定作用下进行焊接作业，尽量保持焊缝的自由收缩，以解决焊接结构在应力作用下的变形问题。
4.4选择合理的焊接方法
氩弧焊作业过程中可采用细丝形式充入氩气，一方面降低焊接成本，提高生产效率。另一方面氩弧热量更加集中、焊接速度更快，焊缝热影响区更窄，能有效规避焊接变形问题，焊接质量更稳定。
5结语
引起氩弧焊接质量缺陷的因素固然较多，但只要在焊接前制定符合焊接项目要求的焊接工艺规程，焊接质检人员对每一道工序认真检查，焊工严格按焊接工艺规程施焊，就能够最大限度的减少焊接缺陷的产生。
参考文献
[1]陈祝年.焊接工程师手册[M].北京:机械工业出版社.2002.1.
[2]王树保.张海宽.冷雪松等双钨极氩弧焊工艺及焊缝成形机理分析[J].焊接学报.2007.2.
[3]何有方.常见焊接缺陷的成因和预防措施[J].黑龙江科技信息.2014.5.
论文作者:修颖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
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