浅谈机械焊接质量的控制措施

浅谈机械焊接质量的控制措施

摘要：在机械焊接工艺中，良好的焊接质量，既可保证设计要求，同时也可延长机械使用寿命，确保使用安全。否则，如果存在焊接缺陷，则可能带来不必要的人力、财力、物力消耗，造成资源浪费与安全威胁。本文将对机械焊接中常出现的质量问题进行分析，并有针对性地提出控制措施。

关键词：机械焊接质量问题控制

在机械结构中，金属焊接的重量在整体重量中占据一定地位，因此焊接质量对机械的制造质量产生较大影响。在机械制造过程中，焊接效果与其整体安全性能密切相关。因此，加强对机械焊接质量的控制，不仅与机械设计要求相符，更能确保机械的使用安全，延长使用寿命。以下将对常见的机械焊接质量问题与措施进行分析：

1、气孔及其控制措施

在焊接过程中，如果熔池中的气泡没有及时溢出而凝固残留，就会形成空穴，即气孔。有时候气孔以单个出现，有时则是成堆聚集，呈现条形、球形等集中在局部区域。由于出现了气孔，造成焊接有效面积相对减少，而如果气孔过大，则直接影响焊缝强度，对焊接金属的致密性产生破坏。

控制措施：适当控制焊接电流及速度，将坡口边缘的水分、锈迹或油污清理干净；严格按照规定焙烘或清理焊接材料，严禁使用变质的焊条；在埋弧焊时，注意控制焊接参数，尤其在薄板自动焊过程中，应尽量放慢焊接速度。

2、夹渣及其控制措施

当焊接完毕后，如果有熔渣留在焊缝中，即被称作夹渣。一般夹渣的形状比较复杂，如颗粒状、线状、长条状等多种形式，夹渣的出现会降低焊缝的致密度与强度。夹渣大多发生在每层焊道之间的过渡位置或者焊口边缘，如果焊道的形状发生了变化或者在深沟位置，也容易出现夹渣。同时采取仰焊、立焊或者横焊方式，则会比平时产生更多夹渣。当细微的金属夹杂物混入其中，那么在焊缝金属的凝固过程中，可能出现孔洞或者微裂纹。

控制措施：在机械工件的加工、运输、存放等环节，表面经常出现铸件型砂、氧化皮、尘土、油污或焊渣等问题。若想将焊接的牢固固定在工件表面，必须在涂装之前做好表面清理工作，否则既影响涂层质量与抗腐蚀性能，同时也影响基体金属的强力。甚至造成在有涂层防护下的金属也会出现腐蚀，影响机械的力学性能、外观质量及使用寿命。

同时，抛后工件的存放时间不宜过程，否则可能出现二次氧化，对喷涂效果造成影响。

3、裂缝及其控制措施

焊接中可能出现的裂缝，主要指在金属的焊接应力、致脆原因等多重作用下，焊接的接头局部金属原子遭到破坏，进而形成新界面，出现缝隙。这种裂缝长宽比大、缺口尖锐，也是机械焊接构件中最容易出现、最危险的缺陷，机械结构的破坏大多从裂缝开始，因此在焊接过程中需加强控制。如果在焊接后发现裂缝，应采取措施清除或修补。

控制措施：一方面，严格控制焊接参数，减缓冷却速度，提高焊接的形状参数，尽量使用小电流、多层、多道焊方式，防治焊缝的中间出现裂纹；另一方面，严格执行焊接程序，减少焊接应力。

4、未熔合、未焊透及其控制措施

在焊接金属与母材之间，或者焊道金属之间出现没有完全熔合现象，则称作未熔合缺陷。大多出现在多层焊层间、坡口侧壁、焊缝根部等位置。这种缺陷会造成较大间隙，难以与熔渣区分。

5、表面缺陷及其控制措施

一般表面缺陷主要分为以下几种形式：(1)咬边。如果选择的焊接参数不合理，或者操作工艺不精准，沿着焊脚的母材部位出现凹陷或者沟槽，则称作咬边。如果以仰焊或者立焊形式，最容易出现咬边现象；同时在角焊缝的上部边缘位置也容易出现咬边。咬边缺陷会减少母材接头的截面，难以集中机械应力，尤其在重要的机械结构或者受动荷载力作用下，坚决不允许出现咬边，或者对咬边深度严格控制。(2)烧穿与塌陷。在焊接过程中，熔化的金属会从坡口流出，形成穿孔，即烧穿。一般烧穿多发生在机械的第一焊道、薄板对接焊缝、管子对接焊缝等位置；在烧穿缺陷的周围时常伴有气孔、夹渣或未焊透等问题，或者在多层焊接的接头位置过多塌落金属，则称作塌陷。(3)错边与角变形。如果两个焊件没有对整，造成焊板中心线的平行出现偏差，即错边。如果两个焊件没有对整，造成表面不平行或者与预定角度不相符等现象，即角变形。(4)焊瘤。在焊接过程中，熔化的金属流到焊缝之外，在没有形成熔化的母材上方形成金属瘤，即焊瘤。焊瘤大多出现在金属焊缝的表面，并可能出现未焊透、未熔合等现象。

控制措施：良好的焊接工艺，是机械焊接质量的根本保障。通过严格的焊接工艺测评，得出焊接数据参数，并加强对焊接工艺试验，确保每项工艺都与焊接接头的性能指标相符。因此，对于已经测评合格的焊接工艺参数，应在施焊过程中严格遵守，不能随意变更。(1)布置焊缝。在拼接钢板时，不能出现十字焊缝，且错开的距离在20cm以上；对于焊接梁的腹板及翼缘板的焊接，不能处于同一个截面位置，且间距控制在20cm以上；横向加劲肋应该与平行腹板相分离，且间距不小于腹板的4倍厚度。(2)焊缝对接。一方面，假设主要的受力构件对接

焊缝错边为b，那么对接位置钢板的名义控制在≤12mm，此时b≤（1/4）；如果＞12mm，则b≤3mm。另一方面，在主要的承载结构中，一般不相等的板厚或者板宽实现对接，则应在一侧位置或者两侧将过渡斜坡控制在1:4范围内。(3)焊缝处理。对于同一位置的焊缝，不能超过两次以上的返修次数，如果不得超过两次，那么在返修之前必须经过计数单位相关技术人员的指导与批准，并做好返修位置、返修情况、返修次数等记录。

另外，机械焊接的施工环境也会对焊接质量产生直接影响，需加强控制：首先，空气的温度会对焊接热循环产生直接影响，因此一般焊接施工的温度应控制在20℃以上，否则温度过低，就会造成金属的过快冷却，改变其表面组织，不利于焊接接头；其次，空气湿度与焊接质量密切相关，一般焊接施工的湿度应控制在90%以下，由于氢气主要来自水，水分如果进入熔池，就会出现氢气孔；再次，在雨雪季节不得实行野外作业或者露天作业，必须采取一定的防护措施，确保焊接质量。

参考文献

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