焊材对焊接质量的影响及焊接缺陷分析

刘雨生，刘刚

中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽省合肥市，230000

摘要：近年来，随着社会的快速进步和金属制品应用的日益广泛，人们对金属制品质量的关注也越来越多。焊接材料的选择会影响产品的质量，也会影响焊接的成本。因此，本文着重分析了焊接材料对焊接质量和焊接成本的影响。

关键词：材料的焊接性；焊接质量；焊接成本；影响

随着金属制品数量的快速增加，焊接技术的使用频率和范围日益增加和扩大。在焊接作业中，焊接材料的性能尤为关键，若材料的焊接性能优异，必然有助于焊接技术的顺利实施，若材料的焊接性能出现问题，则可能导致焊接失败，进而产生各种焊接质量问题。因此研究材料的焊接性能十分必要。

1材料的焊接性对焊接质量的影响

对于产品的焊接质量来说，影响因素甚广，此处仅仅讨论材料焊接性能的影响。可以说，材料能否焊接对于焊接质量的影响极大。可焊性如何直接关系到金属制品最终的焊接难易程度。若想实现高质量的焊接接头，必须要求焊接材料具备优质的可焊性，否则该目标无从谈起。例如Q235钢材料，若选用普通的低碳钢焊条来进行焊接，操作过程十分简便，就能够实现优质的不含缺陷的焊接接头。但是若选用同样的焊条来进行铸铁的焊接，不仅无法取得较好的焊接接头，还可能出现焊接裂纹和剥落等焊接缺陷。纵然借助一定的工艺措施来对上述缺陷进行有效的预防，但是在熔合线的附近，焊接接头也是非常硬和脆的，无法使用。主要原因在于铸铁的焊接性能没有Q235钢的好，这样自然无法获取较好的焊接接头。

再例如在某大桥钢梁的焊接作业中，选用15MnVNq钢材料，利用试验等手段，对该材料的力学性能进行试验，结论为该钢材料的耐低温脆性断裂性能优异，各项性能指标均能够满足该桥梁的架设要求。然而在对其焊接性能进行试验时发现，接头的冲击韧性却显著降低。即便采取了预热等各项措施，能够获取焊缝外观，然热影响去的韧性依然低于母材的冲击韧性，无法满足该桥梁的焊接作业要求。因此，仅仅从焊接材料和焊接工艺的改进来提高接头的冲击韧性是极其有限的，并不能解决根本问题。实践证明，优化后的15MnVNq钢板显著提高了接头热影响区的焊接性和冲击韧性。随着焊接接头性能的大幅度提高，为大桥钢梁的焊接生产提供了可靠的质量保证。这充分说明了材料可焊性对钢结构产品焊接质量的重要影响。

与此同时，随着焊接技术的不断发展和变化，激光传输焊接开始进入人们的视野。激光传输焊接在汽车、医疗、3C产品等高端制造领域具有不可替代的地位。随着应用要求的不断提高，激光传输焊接对材料的要求也越来越高，材料的焊接性能影响着产品质量。
　2、焊接现状及常见问题

　　其一，不连续操作引发质量缺陷问题，包括气孔、夹渣、咬边等，这些缺陷一般是焊工加强技巧可避免的质量问题。如果上述缺陷控制在一定范围内，是可以被允许的，但氢致开裂是不可容忍的问题。其二，烧穿、不定分解。焊接熔池底端未融化金属低于其实际所受外力作用状况下，可能会出现烧穿、泄露状况，壁厚增加、熔深降低会降低风险等级。其三，氢致开裂，在线焊接环节中，内部输送物质的连续流动可能引发焊后快冷问题，容易形成氢致裂纹敏感的淬硬组织。长输管线的加工、现场环焊等处理中，易产生部分缺陷问题。当下工艺条件下，断裂、塑性失稳状况是常见两种问题。焊接缺陷处深度和长度会降低管子的极限承载能力，尤其是深度危害更加突出。此外，断裂状况影响深刻的部位主要是焊接缺陷中的未融合、未焊接、错边现象。上述裂纹类的缺陷问题易演发成复合型缺陷，增加了断裂的危害作用。从提高油气运输安全性出发，的无损检测和环焊操作中，需要尽量降低其缺陷程度，避免发生复合型缺陷问题。

　　3、焊接质量控制主要措施分析

　　3.1提高操作人员能力水平

　　为了有效促使焊接质量得到显著提高，对于当前焊接而言，应当促使焊接操作人员质量意识提升，为了提高人员能力水平需要从两方面入手：一是建立一套完整的焊接操作人员培训体系；二是根据焊接结构的不重要程度匹配相应资质的操作人员。目前，一些对焊接质量要求高的单位，对焊接操作人员在上岗前进行专业性的培训，使其不仅具备焊接基本的操作技能，还能根据所焊接的产品的特点进行有针对性的训练，以达到产品焊接要求。比如美国的航空行业，在焊接操作人员上岗焊接产品前，应在模拟件上进行操作考核评定，合格后方可焊接实际产品。同时，为保证焊接操作人员的操作水平，采用了焊工技能等级制度，从焊接结构的重要程度和焊工技能的高低两个维度进行分配，重要的焊接结构分配给操作技能高的焊工操作，一般的焊接结构分配给操作技能低的焊工操作，这样，既可达到人尽其用，又可通过高技能人员的高收入正向激励焊接操作人员的能力提升。

　　3.2提高技术人员的管理水平

　　在焊接结构的施工过程中，其焊接质量的持续稳定，有赖于焊接技术人员的高超的焊接设计能力和优秀的过程管理水平。这就需要从技术人员的招聘、选拔、培养上多处发力。提升技术人员的准入门槛，在招聘技术人员时要提前谋划，从人员性格、兴趣爱好、地域特点、专业方向等多个方面考核，切实把好技术人员的入职关口。在单位内部的技术人员选拔上，要充分考虑其专业素质、工作热情以及责任感，人事部门要认真考核，将工作积极、态度端正、经验丰富、技术过硬以及具备较强责任感员工纳入技术人员队伍。加强对于施工人员的技术培训，通过技术培训活动，促使员工掌握施工技巧以及知识，只有这样，才能发现并纠正现场操作问题，提升焊接结构性能，保证整体施工质量，从而有效保障工程的经济效益以及市场竞争力。现在，很多单位的技术培训流于形式，大部分的原因是不重视教师队伍的建设，教师培训的内容大多为脱离实际的理论灌输，缺少具体的实际案例讲解，造成培训效果不理想。可以通过改变教师队伍的构成的方式逐步解决，多聘用生产一线的技术人员讲授具体的生产案例。

　　3.3加强过程管理

　　在焊接前，应当制定完整的焊接工艺流程，根据焊接需求，提出设备、耗材、产品前期尺寸准备等明确要求，避免焊接过程之中准备不足的情况；根据焊接操作人员的能力水平，制定合理的焊接工艺参数，合理设计焊接验收标准；谋划好非正常事件的处理程序，减少质量、生产波动，使项目有序推进；制定合适评定标准，通过有效评定标准，对于项目进行科学合理的评价。对于特别重要的关键焊接结构，可借鉴国外NADCAP的先进管理经验，从人员、设备、材料、工艺、环境、产品、质量等方面进行有效控制。人员针对此产品进行焊接能力和焊接参数的评估、固化，不允许改变自身的焊接参数，除非重新评估；固定专用设备焊接特定产品；焊接材料应经过焊接实际应用，并检测评定合格；工艺文件固化所有关键细节，任何影响质量的风险点均进行合理控制；产品的标准固定，检测项目合理有效；焊接后的产品不允许存在质量波动，应保证其一致性、互换性。通过多方面控制细节，减少质量风险。

　　结束语

　　综上所述，通过对焊接工程技术要点及质量控制技术研究改进，可切实提高技术人员和操作人员的能力，保证过程控制水平，有效规避质量风险，减少质量波动，提高焊接质量水平。进而当提升工程经济效益，切实保障工程稳定性、可靠性、安全性。

　　参考文献：

　　[1]叶霜.焊接工艺技术及质量控制措施研究[J].化工管理，2016（31）：178.

　　[2]藏勤峰.项目接质量控制要点[J].山西煤炭管理干部学院学报，2011，24（3）：104-106.