焊接材料范文

焊接材料范文第1篇

【关键词】：材料；焊接性；质量；成本；影响

中图分类号：P755.1文献标识码： A 文章编号：

引言

文章在简要论述金属材料(主要是钢铁材料)焊接性的基础上,分析了材料对焊接钢结构产品的质量和焊接成本的影响,期望能为设计工程师在设计选材时提供参考,使设计者在对材料的刚度、弹性、耐磨性以及防腐性等物理、机械性能给以考虑的同时,也能对材料的焊接性足够的重视。影响焊接质量和焊接成本的因素有很多,对设计者来说,重点应考虑的是材料的焊接性。

一、材料的焊接性

焊接性是指在对材料进行焊接加工时，材料的适应性。具体是指在一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式下，能否获得优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行。焊接性的具体内容可分为工艺焊接性和使用焊接性。

1、工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。对于熔化焊来讲。焊接过程一般都要经历传热和冶金反应。因此，工艺焊接性又分为“热焊接性”和“冶金焊接性”。热焊接性是指在焊接热过程条件下。对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度。它是评定被焊金属对热的敏感性，主要与被焊材质及焊接工艺条件有关。冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度。

2、使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足技术条件所规定的各种使用性能的程度。其中包括常规的力学性能、疲劳性能、持久强度、以及抗腐性、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、耐磨性能等。

二、材料的焊接性与焊接质量

1、焊接质量

过去人们一提到焊接质量,首先想到的就是焊缝质量,这是因为早期用于制造焊接钢结构的材料,主要是低碳钢,焊缝的质量在整个焊接结构中起着决定性的作用,因此,当时人们把主要注意力集中在解决焊缝中存在的问题是必然的。随着科学技术和焊接技术的发展,各种高强钢、合金钢以及某些有色金属等已被广泛应用到焊接结构产品中来。在这种情况下,焊接质量就不仅仅取决于焊缝,有时热影响区(包括熔合线)的质量对焊接接头乃至整个钢结构产品的质量都起着至关重要的作用,所以,现在所讲的焊接质量应当是包括焊缝金属、熔合线和热影响区母材金属在内的整个焊接接头的质量。而热影响区性能的好坏,与母材的化学成分和性能即母材的焊接性有着直接的关系,因此选择焊接性好的材料对保证焊接质量是非常重要的。

2、焊接接头各区的组织形态和性能

焊接接头各部位金属的性能与母材存在着很大的差异,造成这一差异的原因是焊接接头各部位金属的化学成分和(或)金相组织形态与母材有很大差别。以熔化极电弧焊为例,焊缝金属是由被焊部位母材金属与填充金属(如焊丝、焊条等)重新组合、重新熔化和重新冶炼而成的近似于铸造组织形态的金属,它的化学成分和金相组织与母材不同,热影响区是由于焊接时产生的高温使母材在金相组织和性能发生变化的区域,在热影响区内,各点金属经历的最高温度随其距离焊缝远近不同而各异,因此各点的组织形态也有相应的差别。根据组织特征和距焊缝的远近可将热影响区依次分为熔合区、过热区、相变重结晶区和不完全重结晶区等四个区域。由于各区组织形态不同,因此性能各异,突出表现在过热区冲击韧性的降低,对于时效敏感性较强的钢种,在靠近热影响区的附近,虽然组织未发生变化,但也有可能产生脆化现象,使接头的韧性下降。

3、材料的焊接性对焊接质量的影响

材料的焊接性对焊接质量的影响是非常明显的,焊接性的优劣就是衡量金属材料对焊接加工的难易程度,若想容易地获得优质焊接接头,被焊材料不具备良好的焊接性是很难达到目的的。例如Q235钢,用普通低碳钢焊条焊接就能容易地获得优质无缺陷的接头,不需要复杂的工艺措施。如果用同样的焊条和工艺来焊接铸铁的话,则往往会产生裂纹、剥离等严重的焊接缺陷,即使采取一定的工艺措施来防止裂纹等缺陷的产生,也常会由于熔合线附近存在着极为硬脆的不能进行加工的白口组织而无法使用,这是因为铸铁的焊接性不如Q235钢好的缘故,故不易获得优质的焊接接头,更谈不上保证焊接质量了。如，目前我国新研制的桥梁钢14MnNbq与15MnVNq相比,由于前者的焊接性好于后者,因此,除了所用的焊接材料不同外,其焊接工艺也有所不同。以板厚25~32mm钢板的对接埋弧焊为例,焊接14MnNbq钢时需预热80~120e,而焊接15MnVNq则需160~180e,预热温度的提高,增加了人力、物力和能源的消耗,从而增加了焊接成本。又如用于制造九江长江大桥钢梁的15MnVNq钢,通过对试验材料的力学试验研究认为,该钢具有良好的抗低温脆断的能力,各项性能指标基本上达到了大桥设计要求,但是通过焊接性研究却发现接头的冲击韧性有较大幅度的降低。所以,在条件允许的情况下,尽量采用焊接性相对较好的材料,对简化焊接工艺、提高焊接质量和降低焊接成本都是有利的。

虽然在采取了预热等措施的条件下能够得到完好的焊缝外观,但热影响区的冲击韧性与母材相比仍然下降太多,不能满足焊接质量要求。因此,只从焊接材料和焊接工艺的改进上提高接头的冲击韧性是极为有限的,不能解决其根本问题,事实证明,优化后的钢板明显的提高了材料的焊接性,接头热影响区的冲击韧性有了大幅度提高,焊接接头的性能得到了较大的改善,为焊接生产提供了可靠的质量保证。这充分体现了材料的焊接性对钢结构产品焊接质量的重要影响。

三、材料的焊接性与焊接成本

材料的焊接性除了影响焊接质量外对焊接成本也有很大的影响。由于现代焊接材料和焊接技术的不断发展,过去一些难焊金属或是不能进行焊接加工的金属材料,在特定的条件下进行焊接也能够得到较为满意的焊接接头,但会增加一定的焊接成本。仍以铸铁为例,上述内容中已经提到用低碳钢焊条焊接铸铁较难获得满意的接头,但如果用铸铁焊条或者不锈钢焊条进行焊接的话,可以比较容易的获得较好的焊接接头，然而铸铁焊条和不锈钢焊条的价格要比普通低碳钢焊条高出许多。例如，目前我国最新研制的的桥梁钢14MnNbq，它与15MnVNq相比,由于前者的焊接性比后者好,所以,除了所用的焊接材料不同外,它们的焊接工艺也不相同。如果以板厚25～32mm的钢板的对接埋弧焊，当焊接14MnNbq钢时需预热80～120℃,而焊接15MnVNq就需要需160～180℃,预热温度的提高,造成了人力物力资源的浪费,从而导致了焊接成本的增加。因此,在条件允许的情况下,采用焊接性相对较好的材料,对简化焊接工艺和降低焊接成本都是有利的。

结束语

总的来说，在焊接材料产品的设计中,设计工程师在对所选材料的物理和机械性能关注的同时,还应充分考虑下述方面：(1)焊接质量与焊缝和焊接热影响区的质量都有关系，更有甚者焊接热影响区的质量会成为焊接接头乃至整个产品质量的控制因素。(2)重视材料的焊接性，可以保证焊接质量。(3)选择焊接性好的材料制造焊接产品可简化焊接工艺、提高焊接质量以及降低焊接成本。

参考文献：

【l】徐立媚．减少焊接应力与变形的措施叽．金属加工(热加工)，2008，(12)：83—91．

【2】刘兆甲，张文明．焊接工艺查询与管理系统设计川．电焊机，2008，(1)：17-19．

【3】方立东，宋健．焊接工艺参数优化计算机辅助系统的设计与研究【J】．江苏船舶，2002.

【4】李亚江．焊接冶金学——材料焊接性[Ⅶ．北京：机械工业出版社．2007．

焊接材料范文第2篇

关键词：高强材料；焊接；特性

一、高强材料概况

在当前的管道、容器中，高强材料越来越占有重要的地位。当中最重要的，是将钢里除碳意外添加一类或多类合金成分(合金成分的比例低于百分之五)，用来加强钢的强度，将钢的强度提高到275MPa或更高，并产生更优的综合质量，此种钢被称为高强钢，它的基本优点为强度高、塑性与韧性也优于普通钢。根据钢的屈服强度的程度和热处理时的特性，高强钢总体上有两种。

热轧、正火钢，其屈服强度处于294Mpa～490MPa间，而利用状态是热轧、正火与控轧，在类别上是非热处理强化钢，该种钢的现实中使用的最为常见。

调质钢，其屈服强度处于490Mpa～980Mpa间，通常在调质状态中应用，在类别上是热处理强化钢。该种刚的特性是不烦强度高，而且塑性与韧性比较好，能够直接于调质时进行焊接。所以，这中调质钢在使用中越来越普及。

现在常使用的高强钢，钢板牌号包含以下几种：16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR、18MnMoNbR；锻件牌号包含以下几种：16Mn、15MnV、20MnMo、20MnMoNb。

二、高强钢的焊接特性

高强钢中碳含量通常不高于0.20％，合金成分的总量通常不高于5％。因为高强钢包含一些的合金成分，使它的焊接性和别的材料有一些不同，具体焊接特性有以下几点：

1、焊接时的焊接裂纹

（1）.高强钢因为使用了让钢强度增加的碳、锰等元素成分，当焊接的时候往往产生淬硬，而产生的硬化部分往往很敏感，所以，当刚性过强与拘束应力较强的状态下，如果焊接方式有问题，就会造成冷裂纹。加上这中裂纹存在较长的延迟，容易造成较大的危害。

（2）.再热裂纹为在焊作业完成后，慢慢去掉应力热的过程中，或较长时间在高温状态下于临近熔合线粗晶部位造成的沿晶开裂。通常认为，此类裂纹造成的原因，是因为焊接高温导致HAZ旁边的V、Nb、Cr、Mo等元素固溶在了奥氏体内，焊接完成后进行，但没有完全析出，而是在PWHT的时候呈弥散状态析出，所以强化了晶内，将应力在松弛的时候产生的蠕变变形汇聚在了晶界。

高强钢在焊接的时候，通常不会造成再热裂纹，例如16MnR、15MnVR之类。然而对Mn-Mo-Nb与Mn-Mo-V等类别的高强钢，因为Nb、V、Mo等成分比较敏感，是造成再热裂纹的常见因素，所以这些高强钢与焊接完成后实施热处理时，需要特别回避容易造成再热裂纹的温度范围，以免造成再热裂纹。

2、焊接部位的脆化与软化

（1）.应变时效脆化。焊接部位于焊接前要进行各种冷处理(如钢板的剪切、管道筒罐的卷圆)，材料会导致有所变形，要是变形的部位再收到200至450℃的热作用，可能造成应变时效，继而产生脆化，往往导致材料的塑性减弱，因此造成钢材的脆断。

PWHT能够减弱焊接时产生应变时效，将韧性一定程度上恢复。1998年制定的《钢制压力容器》中明确规定，筒状钢材的厚度要达到下列标准：碳素钢达到的的厚度不能低于圆筒内部直径的百分之三；别的钢的达到的厚度不能低于内部直径的百分之二点五。而且，那些冷成形与中温成形中制作的受压产品，要在成形之后实施热处理。

（2）.焊缝与热影响区产生的脆化。对材料进行焊接时，加热与冷却往往不会十分均匀，便会产生不均匀的结构。焊缝与热影响区具有一定的脆性，这是是焊接接头里最薄弱的地方。焊接线的能量强度会对高强钢WM与HAZ性能产生较大影响，高强钢容易淬硬，线能量如果不高，HAZ会产生马氏体造成裂纹；线能量如果过高，WM与HAZ产生粗糙的晶粒，会造成焊接部位的脆化。线能量如果过高，调质钢而造成的HAZ脆化现象尤其明显。因而焊接作业时，要把线能量控制于合适的度量。

（3）.焊接部位的热影响区产生的软化。因为焊接时的热作用，会造成部分地区强度降低，形成了一定的软化带。HAZ区的结构软化会因为焊接线热度的提升与预热温度的提升而恶化，不过通常的软化区的性能还是能够达到规定标准值的最低标准，因而这些钢材地热影响部位产生的软化现象，如果做到工艺合适，就不会降低焊接部位的正常使用。

三、当代新式高强材料的焊接特性

1、高强管线钢

高强管线钢指X70以上的钢级，至尽为止，X80是已建管线钢中使用的强度最高的管线钢。加拿大Ipsco钢铁公司在1998年年报中明确指出，该公司已成功进行了X90和X100SSAW钢管试生产，最终目标是生产各种规格的X100钢管。日本NKK、住友金属、新日铁、川崎制铁及欧洲钢管公司也相继研制成功X90和X100UOE钢管，正在研制X120钢管。

为保障管线的安全可靠性，在提高强度的同时，必须相应提高韧性。特别是高压输气用钢管，必须有很高的CVN。超贝氏体和超马氏体被誉为21世纪的管线钢，其钢级为X80～X100(贝氏体)、X100～X120(马氏体)。在成分设计上，大体上都是（超）的Mn-Nb-Ti系或Mn-Nb-V（Ti）系，有的还加入Mo、Ni、Cu等元素，因此，热影响区的韧性不会比较低强度的管线钢差，冷裂纹敏感性不大。对于强度高于600MPa的钢，焊接时要特别关注WM冷裂纹问题，尤其是现场对接环焊缝必须采用超低氢焊接材料。

2、超细晶粒钢

上世纪90年代，世界主要产钢国相继开展了新一代钢铁材料的研究，其中，尤以日本的“超级钢“计划、中国的“新一代钢铁材料重大基础研究”和韩国的“21世纪高性能结构钢”引起世界钢铁界的瞩目和热情参与。

在新一代钢铁材料的研究中，最引人注目的是超细晶粒的研究，通过超细晶粒（最小1mm）实现强度翻番的目标。超细晶粒钢焊接的最大问题就是HAZ的晶粒长大倾向，为解决这一问题，须采用激光焊、超窄间隙MAG焊、脉冲MAG焊等低热输入焊接方法。

参考文献

[1]王建利.高强钢的焊接工艺评定[J].云南水力发电,2007,(02).

[2]李明.高强钢的焊接[J].现代焊接,2005,(03).

焊接材料范文第3篇

【关键词】钢铁材料；焊接性；发展

随着冶金行业的不断进步，钢材质量得以提高，使焊接性得以改善。但期间，也出现一些问题。所以，为了推动焊接技术的积极发展，需要为其制定新的焊接方法和焊接工艺以及焊接材料。

一、钢铁技术引起焊接性的转变

钢产量能够对一个国家的经济实力和重要指标进行衡量，能够促进我国工业化的积极进步和发展。随着社会经济水平的提升，钢工业得以进步，钢铁技术的研究，将引起焊接性的转变，所以，要对这种转变进行深度探讨。

钢的焊接性发展。合金结构钢能够满足焊接结构的需求，促进高强度等特点的形成，可以应用到各个领域，如：发电设备、工程机械以及桥梁等。对合金结构钢性能进行转变，主要对钢中碳、合金元素含量进行调整。因为不同的钢种表现的焊接性问题也不同，如果其中含有大量的碳、合金元素含量，将导致接头软化等多个问题。所以，改变合金结构钢的焊接性，促进其新的变革。微合金化钢的焊接性。微合金控轧冷钢具有高强度、高韧性特点，其具备较高的强韧性，在工程中得以进步和使用。其中，热影响区的脆化问题经常产生，如果使用的热量大，脆化现象就会更严重。为了防止该现象，就要降低碳含量，控制好杂质的含量。还要控制好热影响区内的晶粒，改善热影响区的组织。保证能够使用合理的焊接工艺参数，尤其是对于一些比较敏感的钢种，在焊接过程中，要对焊接工艺参数进行调整，减少一些高温停留现象，促进其组织的合理性。新型钢铁材料的焊接性。因为新型的钢铁材料晶粒比较细化，在焊接期间，存在的问题主要是焊缝具备的强韧化、热影响区晶粒的成长问题。对于焊缝金属的强韧化，主要是利用合金化对焊缝组织进行控制。例如：800MPa级以上的超细晶钢，执行焊缝金属与母材匹配存在较大困难。对于热影响区晶粒的成长问题，主要是对超细晶粒钢进行焊接期间，将存在严重的热影响区晶粒的成长问题。该问题的产生会产生HAZ脆化和的软化。所以，要对其有效解决，可以利用激光焊等一些低热输入的焊接方法[1]。

二、钢铁工业促进焊接材料的发展

（一）焊材结构的调整

近几年，随着钢材数量的不断增长，我国的焊接材料消费量也得以增长，同时，钢结构用钢量的不断增加，使焊接材料的消耗量也逐渐上升。近几年，焊接技术已经开始向着自动化、质量化方向发展，进而使焊材结构也产生较大变化。主要是焊条的比例不断下降，但焊丝的比例得以增加[2]。

（二）提高焊材品质

我国作为钢材产量大国和销售大国，在世界上具有较大名号。随着焊材品种与焊材数量的不断增加，一些高质量的焊接材料逐渐减少，导致一些高质量、高品质的焊材需要通过进口才能获得。所以，我国的焊材行业在逐渐发展过程中，需要根据市场上的发展需求以及自身特点，对产品结构进行优化调整，保证焊材质量与焊材规格的不断提升，使其在适应当代市场发展要求下，提高我国在国际市场下的竞争能力。例如：药芯焊丝开始向低尘、宽电流方向发展；埋弧焊用焊丝开始向着品种多、韧性高等特点发展；焊条在新型钢发展中，实现了配套式发展[3]。

（三）开发微合金轧钢焊接材料

钢铁冶金行业得以利用和发展，使一些低合金爱高强钢性能得以提高，与相匹配的焊接材料也需要实现较高的强韧性。但是，焊缝金属无法利用控轧控冷措施对其实现，也无法增强钢材轧制期间的形变，导致其无法实现焊接。所以，现代使用的焊接工艺、焊接材料等都不适合低碳微合金化控轧钢，也无法实现新时期的钢材使用性能。因此，要提高焊缝金属的洁净度，可以利用冶炼技术，保证洁净度能够达到国际化发展水平，保证更严格的控制原材料的杂质含量。在焊接过程中，存在激烈的化学冶金反应，在该过程中，能够实现脱氧、脱硫等，促进洁净化技术的形成。所以，在对焊接材料进行分析期间，需要促进配方参数的合理性和优化性，保证其实现完善的净化反应[4]。

（四）促进高科技焊接材料的形成

随着我国工业化进程的不断会加快，一些新钢材得以利用，进而对焊接材料提出更高要求。因此，要提高焊接材料的质量，促进新型焊接材料品种的多样性，保证其能够满足F代化发展需求。如：可以开发高等级的管线钢、可以研究高强度、具有大输热量的焊条，使其可以应用到大型储油罐中。还要提高现有的不锈钢焊接材料质量，不仅要提高我国焊接材料企业的技术水平，促进材料的高质量，还需要为其开发出双相不锈钢配套焊接材料。

总 结

基于以上的分析，钢铁工业发展中的焊接技术、焊接材料面对一些问题，因此，各个企业以及各个行业需要加大力度对其研究，实现产学研结合，保证为新焊接技术、新焊接材料提供较大的发展方向。

参考文献：

[1]文海庆.新型钢铁材料及焊接性与焊接材料的发展[J].建材与装饰，2013.

[2]王斌，温磊.我国新型钢铁材料及焊接性与焊接材料的发展[J].环球市场，2016.

[3]魏艳红，申刚，付学义等.钢材焊接基础数据库及焊接性分析系统设计[J].焊接，2013.

焊接材料范文第4篇

关键词：焊接工艺；焊接性能；铝合金；焊接材料

目前结合实际焊接工艺与大量的焊接工艺文献来源可知，当前采用的铝合金焊接工艺应用方法较多，原则上一般都能够满足其铝合金焊接需求。比如最初普遍采用的氧气炔焊接法，再到后来比较常用的电栓焊、点焊等电阻焊方式，包括搅拌摩擦焊、电子焊等工艺焊接法。不过，显然这些焊接工艺应用时存在一些潜在性缺憾。例如采用氧气炔焊接时，如果不能良好控制气焊火焰的集中温度，则会造成裂纹缺陷出现；而电焊、搅拌焊等方式又对其焊接接头的作业要求较高，所以存在工艺应用的场地限制和约束。基于此，研究焊接材料与焊接工艺的对其焊接性能的主要影响，应能选用合理的焊接方法，同时要了解焊接接头裂缝的形成机理等有关内容，以此才能选择适宜的焊接材料与操作工艺，保障铝合金焊接质量。

1.焊接方法的选择

考虑到当前焊接铝合金等有色金属所采用的普遍焊接工艺方法存在的普遍缺陷，比如裂纹缺陷、场地限制等，所以文章主要推荐的是钨极氩弧焊工艺焊接法。该焊接工艺应用较为广泛，主要原理是通过氩气隔绝空气效果，由于其本身不融于金属，具有不能产生其他化合物的特性，所以其电弧清除焊接工件的氧化膜效果较为可靠，能够对易于氧化的铝合金予以成功焊接，具有良好的电弧稳定性，甚至在较为微小的电流下仍能维持燃烧状态，对诸如超薄合金板的焊接效果较为理想。因此，选用该焊接工艺时，可以着重考虑焊接工件的厚度及接头调整参数等。

由于铝合金本身的化学活泼性表现明显，所以其金属材料发生化学反应的可能性较高，在焊接时特别容易和空气中的水分加以产生氧气反应。因此，考虑到采用钨极氩弧焊的作业焊枪其保护范畴较小，可能影响到焊缝金属保护效果，处于热影响区受热作用下易与空气发生气体反应，在焊接时产生气孔或其他氧化物等缺陷。基于此，一般采用该焊接工艺会在焊接工件上设置必要的保护气罩，使其自气罩出来的气体能够回流到焊件周围形成一个立体空间的氩气保护氛围，故此能够降低空气对其焊接工艺表现出的气孔或氧化物等缺陷影响。

2.焊接材料及工艺应用对铝合金焊接性能的主要影响

2.1焊接接头裂缝及其主要特征

由于铝合金材料应用在焊接工艺下的材料种类差异性存在，以及采取的焊接工艺性质不同，所以在其焊接接头中可能会表现出诸多形式上的各类缺陷裂纹。这些裂纹缺陷分布特征相对复杂，主要结合生产需求不同将其划分为两种裂纹缺陷方式：

一类属于焊缝金属裂纹，主要有横向或纵向裂纹、弧坑裂纹、弧状裂纹、以及多层焊接时的显微裂纹等缺陷形式。

二是焊接工艺操作时的热影响区裂纹。这种裂纹缺陷主要有焊趾裂纹、熔合线区域内的显微裂纹、以及层状结构裂纹等。同时，这些裂纹结合热影响区又可以分为热裂纹与冷裂纹。比如，热裂纹一般是在高温作业下通过晶界上合金金属偏析或者存在一些熔点较低的物质引起的。当然，考虑到金属材料差异性存在，其实际上产生的裂纹形态也表现不同，即在裂纹表现形态上又可以分为结晶、液化、多边化裂纹等。热裂纹中主要以结晶裂纹为主，它一般是在焊缝结晶过程时，基于在固相线区域内的凝固金属收缩，并且又没有多余液体金属加以填充，所以则在凝固收缩作用下促成了沿晶开裂；发生这种现象多以一些低碳合金钢为主；再如，液化裂纹的形成也与其金属收缩应力作用相关，即在其加热到高温时发生晶界凝固而产生液化裂纹。

2.2热裂纹产生的过程及其机理

焊接过程可以说是一种矛盾的工艺加工过程，在其焊接作业过程中许多不平衡的工艺综合杂糅到一起，故而造成了焊接接头、金属冶金、及力学作用的综合表现。换言之，铝合金在焊接工艺下的冶金过程属于物理、化学及材料组织上的综合反应过程，其中夹杂着熔渣、气体成分等。所有这些现象发生，都会存在着裂纹的形成动机，但去裂纹型号曾最为紧密关联的则属于冶金因素。事实上，从力学角度来看，焊接工艺属于热循环状态，在这种状态下其共同存在着温度梯度变化与对应的冷却速度变化，焊件在一定作业条件下其接头始终保持应力到应变的这一变化形态，所以则为裂纹的形成提供了契机与必要条件。

因此，在焊接过程中，要控制冶金因素及力学应力变化过程下所出现的裂纹缺陷，应能考虑金属材料的强化与弱化关系。比如，在冷却时期，焊接接头属于一种对外建立的强度联系。如果，此时在作业条件下保持其能够顺从应力变化，使其焊缝和焊缝区的材料工件能够承受其内在应力与残存应力，就不会造成裂纹出现。反之，当工件不能承受其应力变化作用时，其材料强度联系就会中断，故而促成裂纹缺陷发生。同样，随着温度的逐渐冷却，冶金及力学因素也会对应发生改变，在不同温度区域内其接头金属表现的强度也不同，比如结晶温度区间较大，且固相线温度低时，其晶粒间在残存的低溶液态金属处则更容易造成应力集中，致使其出现固相金属裂纹。因此，针对于此，实际焊接合金材料时应能综合考虑接头裂纹缺陷形成条件等，以选用适宜的焊接工艺及材料。

3.结语

基于铝合金自有的焊接优越性能存在，所以在各领域中得到的广为应用。并且，随着如今焊接工艺技术的持续发展与快速进步，铝合金的焊接构件使用需求也越来越大。基于此，在采用铝合金材料完成焊接工艺时应能考虑必要的气路保护、焊前清洗等准备工作，并要重点知晓焊接接头裂缝形成特征及原理参数等，以此才能避免铝合金焊接气孔等缺陷裂纹发生。

参考文献：

[1]赖鸥.焊接材料及工艺对铝合金焊接性能的影响[J].科技创新与应用，2013（6）.

[2]李午申，邸新杰.中国钢材焊接性及焊接材料的进展[J].焊接，2013（3）.

[3]李春范，杜淼，杨晶秋等.中国焊接材料的现状及发展趋势[J].焊接，2010（7）.

焊接材料范文第5篇

【关键词】铝合金；焊接特性；主要问题

一、铝合金材料种类性能及其用途

（1）工业纯铝。工业纯铝指的是纯度达到99.0%～99.9%铝材料，及机械强度相比于铝合金来说要低很多，但是其导电性及导热性以及加工性能要高很多，因此，在一些导电材料及化工设备等场合下，工业纯铝有着广泛的用途。（2）Al-Cu系合金。铜铝合金时铝合金中最为常见的一种铝合金，其内部材料除了铜之外，还含有少量的Mn、Mg等材料，这种铝合金在工业上用途十分广泛，归功于其超高的强度，但是，这种材料的可焊接性较差，且抗腐蚀性也很难达到工业的要求，因此，一般铆接结构件多采用这种材料。（3）Al-Mn系合金。Al-Mn系合金是一种采用不同的冷作硬化方法获得的材料，是一种非热处理强化合金。其中Mn的含量大概只有1.5%，其强度比纯铝高，但其导电性及看腐蚀性等特性也不比纯铝差很多，因此，这种铝合金在工业上也是极为常见的一种材料。（4）Al-Si系合金。这种铝合金的熔点一般会随着Si的含量增加而下降。此种铝合金的结晶温度范围很宽其其熔点较低，因此其焊接性及铸造性很好，一般的铸造材料及焊条多采用这种铝合金。这种不易产生热裂纹而作为可热处理强化合金的重要填加材料使用。（5）Al-Mg系合金。合金中Mg含量的不同，其拉伸强度也有很大的差别，一般情况下，这种材料多用作为焊接材料的结构件。

二、铝合金材料的焊接特性分析

（1）热胀冷缩。铝的膨胀系数比一般的金属要高很多，是铜的两倍之多，同时铝材料的收缩性最高能达到百分之七十五，铝合金的主要成分是铝，因此，铝合金的热胀冷缩性能也比一般的金属材料要强很多。在铝合金的焊接过程中，其发生焊接变形是十分常见的，而结晶是铝合金材料还常常发生裂纹现象。（2）热容量及融化温度。铝合金的热容量要比一般的金属材料高很多，想要将其融化需要更多的热量。铝合金的融化温度因其纯铝的含量不同而不同，纯铝的熔点大概在600是摄氏度左右，一般的铝合金的熔点便在600度上下，但不管何种类型的铝合金，其熔点都要比铜的要低很多，所以，易融化时铝合金材料以的一大特性。所以，铝合金材料具有低熔点及高热容量的特性。在焊接工艺上对这两个特性要充分掌握才能生产出达到要求的材质。（3）与氧气易反应。铝的化学性中有极易氧化的特点，铝合金也具有这种特点，铝合金与氧气化合生成一种氧化膜，其粘附能力极强，其耐高温，严重影响到铝合金的焊接性能，所以，在铝合金材料的焊接前期必须要对这层氧化膜进行去除处理，如此，才能保证铝合金的正常焊接。（4）焊接热量使局部性能改变。焊接铝合金需要更多的热量，但是过多的热量将会是某些部位的机械性能发生改变，且热量越多，其影响程度越深，因此，在焊接件的焊缝部分的机械性能往往与其他部位有所不同，在产品设计时要特别注重这一部位的设计。

三、铝合金材料焊接的主要问题

在铝合金材料的焊接过程中常出现的问题主要有以下几种：（1）焊缝出现裂纹。出现裂纹是铝合金材料焊接最常见的缺陷之一，铝合金的结晶温度越宽其出现焊接裂纹的概率越大，有研究表明，铝合金的含铁量在6%以下很难出现裂纹。所以，焊接裂纹的控制很大程度上要取决于材料的选取。造成焊接裂纹产生的原因主要是合金成分的不同，因为纯铝的膨胀系数较大，这位铝合金在焊接过程中出现裂纹提供了条件。（2）焊接结晶组织的出现。焊接结晶组织的出现是铝合金焊接过程中又一常见问题，焊缝金属是激冷的结晶组织，因此会伴随着不平衡结晶而产生偏析。枝状晶轴间距愈小，偏析率愈小。反之，枝状晶轴间距愈大，偏析率亦愈大。靠近熔合线区的结晶组织是细网状组织，随着向焊道中心的接近而逐渐变成网状枝晶组织，并通过新晶核的形成进一步向着形成等轴枝晶的方向变化。（3）气孔的产生。气孔出现是各种焊接材料焊接过程中都会出现的问题，铝合金也不例外，气孔的产生机理十分复杂，其直接根源是氢气，因为铝合金材料在高温时溶解了大量的氢气，等焊接过程完毕，温度降低，氢气的溶解度下降，氢气上浮造成气孔的产生。（4）未焊透或未熔合。未焊透的原因多半是由焊接电流过低引起的，未融合产生的原因主要是在焊接过程中，铝合金母材还没有真正融化或者其表面的氧化膜没有清除干净而引起的。除了以上四种外，铝合金的焊接问题还有多种，如合金材料的丢失等，这些问题都严重影响到了焊接之后的铝合金的物理及化学性能，对生产出来的产品质量大打折扣。

参考文献

[1]王希靖，片山大圣，松绳朗.不同铝合金在激光焊接时的熔化和蒸发特性[J].焊接学报.1995，3（16）：29～35

[2]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册（第2卷）材料的焊接[M].北京：机械工业出版社，1993：521～529

焊接材料范文第6篇

【关键词】金属材料焊接；存在缺陷；材料选择

金属材料在各行各业中的应用不断增多，对其焊接技术的要求也不在断提高。在焊接的过程中，焊接缺陷以及质量问题的出现是不可避免的。根据调查统计结果显示，有高达40%的金属材料质量问题都是由于焊接中出现的缺陷导致。金属材料的焊接缺陷主要指焊接过程中出现的焊接接头不完整。例如：焊接接头出现裂缝、夹渣、气孔等问题。金属材料的焊接缺陷给金属材料的使用寿命和使用效果带来不利影响。

一、金属材料焊接中的缺陷

（一）焊接裂纹缺陷

金属材料的焊接最常见的缺陷就是焊接接缝处出现裂纹，其裂纹主要可以分为两种即冷裂纹和热裂纹，冷裂纹的产生原因是在焊接热循环的热影响区生成淬硬组织；焊缝中浓集了过量扩散的氢；接头处承受的应力较大使得裂纹产生[1]。热裂纹的产生是由于焊接熔池内有一些凝固点较高、熔点低、塑性低、强度又较差的杂质或结晶，比如说铁。这样的物质在凝固的过程中如果遇见外界非常大的约束力，那么在经过了金属凝固的收缩作用就很容易出现裂缝。

（二）未焊接、未融合缺陷

未焊接或未融合也是金属焊接过程中经常出现的比较严重的问题，并且其危害较大。未焊接指的是焊接接头处没有全部融透，未融合指的是焊件、焊缝金属以及焊缝层处有未融透的部分。其产生的原因有很多，例如焊接装配间的缝隙太小，亦或是坡口角度太小、焊条过粗、过长的电弧、焊接坡口的表面存在氧化膜、熔渣的存在对金属的融合产生阻碍、金属边缘不融合等。

（三）焊接夹渣缺陷

夹渣，顾名思义，焊接接缝处存在熔渣。熔渣的存在导致其强度和密度不够。在焊接过程中，如果焊接边缘出现氧割现象或者碳弧现象时，就会生成熔渣；如果焊接的过程中出现坡口角度太小、焊接电流过低或焊接速度太快的时候就会产生熔渣，另外，在焊接过程中，如果遇见焊条为酸性的情况或者运条不够合理的的现象，就会有糊渣出现，但是焊条呈碱性时便会有夹渣[2]。

（四）其他缺陷

除了上述的几点主要的缺陷外，还会有咬边、焊瘤、气孔弧坑等现象产生，这些问题的存在其原因主要由以下几种：材料选择不当、坡口清理不彻底、电流及速度控制不好等。

二、金属材料焊接中的缺陷防治措施

（一）防止冷、热裂纹出现的对策

防止热裂纹主要方法：在焊接过程中可以减少其应力，这要求焊接技术人员要严格遵守工艺流程的相关规定进行焊接。在焊接金属材料之前，要对焊接工艺进行严格分析，并选择出最适合的工艺。另外，焊接金属材料的技术人员要严格把控工艺参数，合理的控制焊接后冷却的速度，要对焊接的形状进行提升。减少焊接中裂纹的产生还可以利用小电流的手法，对金属材料进行多层道焊；冷裂纹的控制方法：首先平要合理的选择焊条，在选择过程中最好平要选择低氢型的，以免氢大量扩散在焊缝中，还有一种减少氢含量的方法就是清扫坡口，将坡口的油污、水分等清理干净。其次就是要避免焊接材料受潮，遵守焊接材料保管守则，要依照相关规定对焊接材料进行选取[3]。最后合理的调整焊接接头的应力和韧性，其调整方法是去除接缝氢含量使内应力减少、采取淬硬组织回火的方式、在焊接过程中要按照合理的程序进行、对金属材料采用分段退焊法等。

（二）解决未焊接、未融合的策略

金属材料的焊接过程中，要依照相关规定，正确的选择坡口尺寸、并把握好焊接时的电流速度、对坡口的污渍要及时清理、在焊接过程中要适当的摆动运条、对焊接接缝彻底封底焊清根、在焊接材料融合的过程中金属焊接的技术人员要仔细观察和两侧的情况。这样就可以有效的防止未焊接或未融合的现象发生，为金属材料的焊接质量带来保障。

（三）预防焊接过程中产生夹渣的措施

在焊接过程中对坡口尺寸的选择要科学合理、认真清理坡口表面的水分以及油污等物质，并且清理要及时、对焊接电流要合理控制，并且要将焊接速度控制在与焊接电流相适应的状态。在进行运条摆动时也要科学合理，符合相关规定。以上措施对于焊接过程中出现夹渣具有很好的预防作用。

（四）其它焊接缺陷的应对措施

在焊接过程中，除了以上的焊接缺陷外还会有很多其他缺陷出现，最好的预防办法就是及时发现问题并做出解决方案，解决时要彻底。对预热的材料要先进行热处理，在热处理之前首先要对需要处理的焊件进行修正，一般都采用小电流、不摆动运条、多层道焊的方式进行。如果需要修复的焊补结构刚性较大，就要对其采用锤击的方式解决[4]。如果修补焊缝的次数超过了相关规定，就一定要保证焊缝的合格。在焊接过程中预防焊接缺陷，从源头抓起最为关键，它是预防焊接缺陷的重点，因此在焊接金属材料之前要严格的对各项指标进行检查，以免焊接缺陷出现后再花费时间去补救，得不偿失。

（五）提升焊工综合素质

相对于焊接技术上的措施，笔者认为对金属焊接过程进行管理至关重要，首先要提升焊工的技术水平，定期对其进行相关技术培训，并且进行思想教育，提高焊工责任心，引导其对工作认真负责。另外，在日常的金属材料焊接过程中要严格遵守相关规定的要求进行金属的焊接。

结束语：以上内容表明，为保证金属材料的质量，在焊接过程中出现缺陷时，相关人员一定要做好补救措施。在进行补救的过程中，要仔细的检查产生缺陷的原因，根据实际情况，对其缺陷运用科学合理的手段进行修补，使得金属材料的焊接质量达到最佳状态。但是在金属焊接的过程中，最重要的是要避免缺陷的出现，使焊接一次成型。因此技术人员在焊接之前要对其相关事项进行严格检查，焊接过程也要根据相关规定进行。管理者要重视对焊工的培训，提升焊工综合素质，以保证金属材料的焊接质量。

参考文献：

[1]郑玲. 金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施研究[J]. 轻工科技，2013，01：21-22.

[2]于清峻. 探析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施[J]. 科技创新与应用，2013，11：82-83.

[3]刘聪. 金属材料焊接中的缺陷及防治措施[J]. 电子制作，2012，12：228.

焊接材料范文第7篇

1）由于化学成分不达标或是焊接过程中元素烧损造成焊缝金属化学成分发生变化，或是造成焊缝组织不符合要求。会造成焊缝的力学能力下降，进一步影响接头的耐蚀性；2）焊接时常常出现氢气孔，是由于坡口清洁不到位，有余留的水分和油污或是焊接速度过快电弧过程等原因产生的；3）由于焊条角度不恰当或是电流过大等导致的焊缝边缘的凹坑，有时候未能及时填满填充金属也能造成咬边。咬边降低了金属材料的使用面积，同时减少了结构的承受抗压力，还会造成反作用力集中，形成裂缝。

2金属材料焊接中的防治措施

金属材料焊接过程中容易出现各种缺陷，由此导致金属材料质量难以保证，因此，针对金属材料焊接中的缺陷采取相应对策具有重要意义。

2.1防止裂纹的措施严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，做好对焊条的选择工作，酸碱性要分辨清楚，可将焊条放入保温箱中，防止受潮，随焊随取。还要对接口进行认真彻底的清洁，确保没有水分、油污或是锈迹残留。在焊接过程中，多采用小电流，按多层、多焊道执行，有效避免焊缝交界处产生裂纹。同时对焊缝形状系数适当提升，减小焊接的应力。

2.2防止未焊透、未熔合的措施在焊接前，正确选取坡口尺寸和角度，对于焊条直径按照规范标准进行选择。还要恰当的选择电流的大小和焊接的速度。焊接中，适当摆动运条，并且在融合过程中，集中注意力，密切注意两侧情况变化。确保一切过程按照正确的焊接技术，严格按照施工规范执行。

2.3防止夹渣的措施首先要注意焊条，如果选择酸性焊条，就要适当加大电流；如果用的是碱性焊条，就要控制电弧的长度，不能太长，因为电弧过长容易出现夹渣。还要规范确定坡口角度以及使焊接速度保持在可控范围内，不可过快。

2.4加强焊工的技能加强对焊工基本技能的培训，包括在选取所用材料以及施工环境，或是施工过程中所采取的姿势、控制等专业知识，确保在无外力作用下，焊接工作的有序进行，也能进一步减少焊接过程的缺陷。同时加强焊工的自检自控，对于不专业不合格的焊工进行培训，严格把控焊工的素质和技能达标。

2.5其他综合措施还有很多其他的综合措施，例如，密切注意施工环境，气温低于零度时，对于材质采取必要的余热措施、现场建立合理的施工清洁区、定期对于装备进行检查和修补、正确处理钨丝灯的打磨角度以及焊接停留时间、严禁管内有风穿过，将顶端进行堵塞，同时要保障施工环境时常通风，使空气湿度低于90%、以及保持氩气浓度不小于99.99%等措施。

3结论

随着经济的不断发展，工业依然处于重要的市场领域，金属被广泛应用在各行各业，成为日常生产生活中不可缺少的材料。随着金属材料的广泛使用，焊接技术也在不断进步，但是，金属焊接过程中难免会出现各种各样的缺陷，这些缺陷不仅对焊接结构带来灾难性后果，也有可能威胁人们的生命安全。所以为避免焊接出现缺陷，还需做好防范措施，要求焊接工作者严格遵守焊接的相关规定，选择科学合理的焊接程序，进一步开发新的焊接方法，从而提高焊接质量。

焊接材料范文第8篇

关键词：金属材料焊接；主要缺陷；对策分析

随之金属材料在各行各业的发展应用越来越多，在金属材料焊接的过程中，不可避免的会出现各种质量问题。据统计数据显示，大约占40%的金属材料的缺陷来源于焊接缺陷。焊接缺陷主要是指焊接过程中出现的接头不完整性，例如：焊接裂纹、未焊接、夹渣、气孔、咬边、焊瘤等。而金属材料焊接的缺陷严重影响金属材料的使用功能和使用寿命，同时对工程质量也造成了严重的损害。

1 金属材料焊接中的主要缺陷

1.1 焊接裂纹

这是一种非常常见也是非常严重的焊接缺陷，主要的裂纹分为两种――冷裂纹（冷却或者冷却后产生的，一般出现在焊接金属母材或者母材与焊接交界的熔合线上，可能焊接后立即可见也可能经过一段时间后可见）和热裂纹（焊接金属在由液态结晶转为固态的过程中产生的，在焊缝中心常见并且焊后立马可见），是造成结构问题的初始点。产生的原因是：热裂纹――焊接熔池中存在一些凝固点高、熔点低，塑性低、强度差的杂质结晶例如铁，而这些物质在凝固的工程中，碰上了非常大的外界结构约束应力，那么在焊接金属凝固收缩作用下，就很容易被拉开或者凝固不多时被拉开，这样晶体就出现了裂纹。一般的焊件焊条中都含有铜、硫等杂质，这也是造成热裂纹出现的一个原因。冷裂纹――它的产生与热裂纹的产生完全不同，需要具备三个条件即：生成淬硬组织于焊接热循环的热影响区；过量扩散的氢存在于焊缝中造成浓集；接头的承受拘束应力较大，这样裂纹就会产生了。

1.2 未焊接、未熔合

这个问题也是比较严重的一个，同时危害也是相当大的。未焊接是指焊接接头根部未完全熔透，未熔合指焊件、焊缝金属、焊缝层存在局部未熔透。造成原因有很多，例如：太小的焊接装配间隙或者坡口角度、太大的焊条直径、电弧太长现象、焊件坡口表面氧化膜等没清除干净、熔渣妨碍金属熔合、边缘不熔合等等。

1.3 夹渣

夹渣的含义是在焊缝中存留的熔渣，对焊缝强度和致密性影响较大。当焊接边缘有氧割或碳弧气刨时会产生残留熔渣；当坡口角度太小、焊接电流太小、焊接速度太大时也会产生熔渣；当焊条的性质为酸性或者运条不合理就会产生糊渣，但是当呈碱性时就产生夹渣。

1.4 其它的主要缺陷

例如气孔、咬边、焊瘤、弧坑等等、这些缺陷的产生不外乎几点例如：材料的选择，坡口的清扫，一些电流、速度的控制等等。

2 金属材料焊接焊接缺陷的对策分析

2.1 防止热冷裂纹对策

热裂纹：首先可以减小焊接的应力，这就需要严格按照工艺流程执行，合理地对焊接工艺进行选取；其次焊接工艺的参数必须严格把控，冷却的速度也要适当把握，并且焊接的形状系数要适当的提高；最后减少焊接中心裂纹的产生还可以采用小电流多层多道焊。冷裂纹：第一是关于焊条的选择，一般是低氢型的目的是减少氢在焊缝中的扩散量，减少氢的含量还可以通过清扫坡口边缘油污、水分等；第二切记焊接材料不能受潮，严格按照保管使用守则执行，焊接工艺的选择和线能量要有依据的选取；第三主要是改变接头的韧性和焊接应力，方法是：去氢消除内应力、淬硬组织回火；焊接程序合理化、分段退焊法等。

2.2 未焊接、未熔合对策

首先坡口的尺寸要选取正确，焊接电流速度把握好尺度，及时干净的清除坡口污物，适当摆动运条，彻底封底焊清根，在熔合的过程中密切关注两侧情况。

2.3 防止产生夹渣的措施

选择适当的尺寸作为坡口尺寸；坡口边缘的清理认真及时；焊接电流及速度要合理化；摆动运条也要合理化。这些措施都可以很好的防止夹渣的产生。

2.4 焊缝缺陷的修正措施

最关键的做到及时发现，及时修补。修补时不能带压背水；预热的材料要先与热处理；热处理前对需要热处理的焊件修正；多采用小电流、不摆动、多层多道焊；针对刚性大的焊补结构，需要进行锤击；修补焊缝的次数部门超过规定，务必保证焊缝的合格；源头预防是重点，所以做好监督检查工作，从而减少焊缝缺陷的出现。

3 结束语

综上所述表明：当出现焊接的缺陷时，一定要及时进行修补。在进行修正的过程中，首先仔细检查缺陷的情况，然后依据情况确定它的始末端和深度，最后对缺陷进行清除。但是针对气孔的修正，稍微有些不同，需要先确定部位，再用风铲或者碳弧气刨清除同时形成与之对应的坡口，最后还需进行第二次的修补方可完成气孔的修正。为了避免出现严重的质量问题，减少不必要的经济损失，务必做到两个及时――及时发现和及时修正。

[参考文献]

[1]于清峻.探析金属材料焊接成型中的主要缺陷及控制措施[J].科技创新与应用，2013，09（11）：22-24.

[2]李顺通.金属材料焊接中的主要缺陷及防止措施[J].城市建设理论研究（电子版），2013，12（01）：56-58.

焊接材料范文第9篇

关键词：金属材料；焊接技术；探讨

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

金属材料焊接成型工艺对于焊接技术的要求非常严格，焊接的质量直接影响到成型后金属的使用性能，所以要严格控制焊缝缺陷，保证金属材料的焊接质量。在各个行业的发展中都会应用到金属材料，而在金属材料出现的问题中，大多是由焊接缺陷导致的，严重的影响到金属材料的使用功能和使用寿命。比如说焊缝未焊透、未熔合将会降低焊缝处的强度，气孔、咬边以及焊瘤等缺陷都将影响焊缝的性能，在使用中，严重影响到金属的质量。在有些项目工程中，由于工期要求比较紧，焊接技术不达标，监督管理不到位等等原因，造成了焊缝的缺陷，严重的影响到工程的质量。下文将对焊缝中常见的缺陷进行阐述，并且制定出控制措施，提高焊接质量。

1 关于裂缝现象

1.1 关于热裂缝

1.1.1 概念。它是说金属从液态发展为固体的时候，出现的缝隙，其一般出现在中间位置，很容易发现。

1.1.2 导致其发生的缘由。因焊接熔池中存有的FeS等低熔点杂质结晶凝固最晚且凝固后的塑性及强度低，当其凝结的时候，假如外在的力不是很大的话， 金属凝结的时候，其就容易被张开或者是在凝结之后很短的时间中就被扯开。除此之外，材料中含有硫等成分的话，也会导致这些现象。

1.1.3 应对方法。a.严格的按照工艺步骤开展活动，选取优秀的焊接步骤，降低焊接力；b.认真地掌控其数值要素，降低冷却的速率，提升其形状指标，最好是使用多道焊等方式，避免其在中间位置发生缝隙。

1.2 关于冷缝

1.2.1 概念。它是说在冷却的时候，或者是之后的时候，金属在材料或者是材料和焊缝融汇的区域的融合线中出现的缝隙，其有可能立马发生，也有可能会在之后的几个小时或者是几天中发生。

1.2.2 产生的要素。a.焊接热循环的热影响区生成了淬硬组织；b.当焊缝里面有非常多的扩散氢的话，就会出现浓集现象；c.在接头区域，负担非常多的约束力。

1.2.3 应对方法。a.使用少含氢的物质，降低其成分；b.认真地按照物质的保存和运行体系来活动，避免其存在过多的水分；c.认真的清楚附近的油迹等；d.选择优秀的焊接数值等；e.以去氢、消除内应力和淬硬组织回火，进而提升其韧性指标；f.使用正确的焊接步骤，降低其力的干扰。

2 没有焊透以及没有熔合的问题

没有焊透和熔合是目前出现频率比较多的一种问题，假如出现了的话，缝隙就容易存在间断或者是骤然的变化等，减弱了它的强度，还容易出现裂缝等。

2.1 定义。没有焊透是说，在处理的会后，结构尾部没有全部的熔透的问题；未熔合指焊件与焊缝金属或焊缝层之间存在局部未熔透的现象。

2.2 产生要素。（1）存在焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径过大、电流太小、速度太快、电弧过长等现象；（2）未认真地处理坡口附近的污物；（3）处理的时候，这个位置进入了熔渣，使得金属的熔合无法有效地开展，运条手法不当，电弧偏在坡口一边等而引成边缘不熔合。

2.3 应对措施。（1）合理的选取坡口的规格；（2）确保焊流速率适当；（3）把附近的污物去除；（4）封底焊清根要彻底，运条摆动要适当；（5）认真关注附近的熔合状态。

3 关于夹渣

3.1 概念。它是说残存在焊缝里面的物质，其会减弱它的强度等特征。

3.2 其出现的关键缘由。（1）焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；（2）坡口角度或焊接电流太小或焊接速度过快；（3）使用酸性焊条时因电流太小或运条不当形成“糊渣”；（4）使用碱性焊条时因电弧过长或极性不正确造成夹渣；（5）焊条偏芯。

3.3 应对方法。（1）合理的选取坡口的规格；（2）确保焊流速率适当；（3）把附近的污物去除；（4）运条摆动适当。

4 别的问题

4.1 存在气孔。焊接时最常出现的是氢气孔，主要分为：内部气孔、表面气孔和接头气孔。（1）其出现的关键缘由：a.没有清理好坡口附近的污物；b.焊芯出现了锈迹，或者是掉落等现象，没有结合规定对其开展烘焙活动。c.电弧太长，速率太快。（2）应对措施：a.确保焊流速率适当；b.把附近的污物去除c.切实的结合规定，存放并且清理活动的材料；d.严禁用那些变质的材料，要管控好它的运行领域，要将焊丝处理好，避免其存在锈迹。e.埋弧焊特别是薄板焊时，焊接速度和线能量尽可能小。

4.2 关于咬边现象。（1）概念。咬边指焊缝边缘留下的凹陷，咬边会减小母材接头的工作截面。（2）导致现象发生的具体要素：a.焊接电流过大、运条速度过快、电弧拉得太长或焊条角度不；b.埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等造成焊件被熔化去一定深度，没有认真地填充金属材料，导致此类现象发生。（3）避免其出现的方法：a.合理的选取焊接的电流和运条的措施，要认真的关注其角度等内容；b.氩弧焊工艺参数要恰当，要控制好它的速率，而且要保证措施是稳定的。

4.3 关于焊瘤和弧坑等问题。（1）产生焊瘤的主要原因及防止措施。导致焊瘤出现的关键要素：a.由于运条不匀导致气温太高了，进而使得液体的材料在凝结的的时候慢慢的落下，在表层中出现瘤状物。b.立、仰焊时，采用了过大的焊接电流和弧长。防止产生焊瘤的主要措施是：a.严格控制熔池温度；b.使用碱性焊条时应采用短弧焊接。（2）导致弧坑出现的关键要素和应对方法。导致其出现的关键要素：a.熄弧时间过短或焊接突然中断，焊接薄板时电流过大；b.焊缝表面存在焊瘤影响美观，并易造成表面夹渣。

避免其发生的关键方法：手工焊收弧时，焊条作短时间停留或几次环形运条。

5 如何处理焊缝问题

（1）不允许在带压、背水的情况下进行焊缝缺陷消除的焊补；（2）关于要求预热的材质，当工作环境气温低于0℃时应采取相应预热措施；（3）要求进行热处理的焊件则应在热处理前进行缺陷修正；（4）禁用过大电流补焊，采用小电流、不摆动、多层多道焊；（5）补焊刚性大的结构时，除第一层和最后一层焊道外，可在焊后热状态下进行锤击，且每层焊道的起弧和收弧应尽量错开；（6）用手工电弧焊焊补D、E级钢和高强度结构钢焊缝缺陷时，应采用控制线能量施焊法，每一缺陷不允许中途停顿，应一次焊补完成，且预热温度和层间温度均保持在100℃以上；（7）结合之前的探伤规定，再次的分析处理之后的缝隙，假如察觉其大于许可的数值的话，就要再次的处理，一直到其合乎规定的时候才可以。不过其焊补的次数应该低于返工的次数。（8）认真地开展监督以及检测活动。开展好如上的活动，从根源上降低其不利现象的存在，进而能够防止机组带着问题而运作。

6 结束语

经由上文的论述，我们发现，在焊接的时候，如果出现了问题就应该即刻的处理。对于裂缝现象来讲。应该先分析它的初始方向和尾端处的情况，进而再应对其存在的不利现象。对于夹渣以及没有焊透等等的问题，应该使用相同的措施对其处理，进而结合规定对其开展焊补活动；对于气孔，尤其是其中的气孔的处理，应该在明确它的具体方位之后，应用风铲或碳弧气刨清除全部气孔缺陷，而且要保证它能够成为一定的坡口形式，进而再行处理。

参考文献：

[1] 周炳森.新编金属焊接实用技术百科全书[M].北京：中国知识出版社，2008.

[2] 赵熹华.焊接检验[M].北京：机械工业出版社，2009.

焊接材料范文第10篇

1.1 深水用管线钢的概况与发展趋势

海底管道在国外发展很快，自1954年美国在墨西哥湾覆设世界第一条海底管道以来，北海、黑海、地中海、巴西等海洋油气田被相继发现和开发，全世界海底管道工程得到蓬勃发展。目前世界最长的海底管道是挪威至英国的朗格勒得北海管道，总长度1 200 km，管径1 016 mm，壁厚34.1 mm，材质X70，最大工作压力25 MPa，最大水深1 000 m。目前世界最深海底管道是美国墨西哥湾东部湾的独立管道，水深为2 454 m，其管径为610 mm，壁厚34.3 mm，材质X65，最大工作压力25 MPa。目前世界深水管道的典型水深为2 500 m，正面临3 000 m及以上深度的挑战。

中国拥有300万平方千米的海洋面积，油气资源储量丰富，仅南海海域探明的油气储量达到220亿桶当量，是墨西哥湾的两倍。政府开始加大海洋油气资源的开发力度，在“十二五”发展纲要中，明确提出要重点扶持海洋装备制造产业，并出台了一系列扶持政策。与此相适应的南海荔湾3-1项目已于2009年启动，预计2014年竣工投产，总投资规模100亿美元。该气田水深为1 410 m（最深），海底管道分深水和浅水两段，钢管均已完成供货任务，其中浅水段265 km由珠江钢管有限公司和国内其他两家管厂共同完成供货，而深水段150 km由珠江钢管公司独家完成供货，这也是国内制管企业第一次提供1 500 m深海用海底管线。深海段管径为559 mm，壁厚22～27 mm（弯管用母管壁厚31.8 mm），材质X65，最大工作压力29.4 MPa，年运行时间350天，使用年限50年。

1.2 深海管线钢管的特点

海底管道与陆地管道有很大差异，海底管道除了考虑管道正常运行中承受的工作载荷外，还需考虑管道铺设过程中承受的拉伸屈曲应力和铺设完成后的残余应力，以及运行过程中环境载荷对管道的影响，如外水压力、风、海浪、暗流、地震等对管道造成的平移和振动。为满足应变设计需求，使钢管获得最大的临界应变屈曲能力，要求钢管具有足够小的D/t（即径厚比），因此小直径和大壁厚是深海管线钢管的主要特点。海水深度与管径的关系如表1所示。由表1可以看出，随水深的增加，要求的径厚比减小。

为适应海底管道的安装要求和服役条件，海底管线在成分设计和性能方面要求更为严格。主要特点有：①具有高的形变强化指数和均匀延伸率；②低的屈强比；③优良的纵向拉伸性能；④低的铸坯中心偏析，良好的厚度方向性能，低的断口分离和层状撕裂的几率；⑤优异的夏比冲击、落锤撕裂和CTOD性能；⑥优异的 焊接性；⑦严格的尺寸偏差和精度控制。为保证钢管具有上述性能，其化学成分设计特点是：低的碳含量、低的碳当量、低的硫磷含量，其轧制工艺为TMCP。荔湾3-1项目国产钢板的典型化学成分如表2所示，力学性能如表3所示。

从化学成分和力学性能结果看，国产钢板钢质纯净，性能优良，断裂韧性优异，完全可满足深海管线的使用性能。

1.3 深海X65钢管的焊接材料及其焊接

深海管线在前期的试制过程中，采用国内现有的焊接材料有针对性地进行了大量的焊接X65厚壁板的试验研究，结果不能令人满意。表现在：①焊缝中心熔合线的夏比冲击吸收能量偏低，甚至不能够满足标准要求，更不能满足应大于标准规定的二倍的内控标准；②现有焊接材料强度偏低，焊接接头的横向拉伸试验断在焊缝的情况时有发生，不符合标准的要求。因此有必要开发一种性能更高、更稳定的新型焊丝，绝对保证焊缝接头具有足够的低温冲击韧性和断裂韧性以及足够的焊缝抗拉强度，为此珠江钢管与猴王焊材进行了共同开发，并取得成功。

南海荔湾深海钢管的焊接要求如下：

（1）焊接接头的低温韧性：试验温度为-20 ℃，试样尺寸为10 mm×10 mm×55 mm时，焊缝中心、FL，FL+2，FL+5的单个最小值≥38 J，平均值≥45 J。内控标准加倍，即：最小值≥80 J，平均值≥90 J。

（2）焊缝的低温断裂韧性：试验温度为-10 ℃时，CTOD值≥0.2 mm。

（3）焊接接头横向抗拉强度：Rm ≥535 MPa，且不允许断在焊缝中心，即要求焊缝的抗拉强度必须大于母材的抗拉强度。从前面数据看出，X65母材的抗拉强度一般在600～620 MPa，为保证接头断于母材，焊材熔敷金属的抗拉强度应在630～660 MPa之间（即匹配系数为1.05～1.10为佳）。

1.3.1 焊丝成分设计思路

目前在制管行业主要使用二种合金化思路的高强高韧性焊丝，效果都比较好，已应用了10多年。一种是以H08C为代表的Mn-Mo-Ti-B合金化方式，另一种则是以H08D为代表的Mn-Ni-Ti-B合金化方式，这二种焊丝各有千秋，就熔敷金属性能而言，H08C的强度更强，H08D的韧性则更高。新型焊丝成分设计立足于二者的优点，将采用Mn-Mo-Ni-Ti-B的新合金成分体系，适当提高Mn，Mo含量以提高抗拉强度，添加适量Ni元素以提高焊缝韧性，降低P，S含量，以稳定焊缝力学性能和改善焊缝的抗裂性能。其合金化元素作用如下：

（1）C：C含量对焊缝的强韧塑性及其组织均有较大的影响，不宜过高或过低。C含量过高，将会使焊缝的韧性和塑性迅速下降，甚至引起焊缝开裂，C含量过低，将影响焊缝强度，一般含量在0.04%～0.10%。

（2）Si：加入一定的Si可以使焊缝金属镇静，加快熔池金属的脱氧过程，保证焊缝的致密性，同时也可提高焊缝的强度。但过量的Si含量，容易形成硅酸盐夹杂，还易出现硅裂。

（3）Mn：焊缝强韧化的有效元素。Mn可以细化晶粒，提高焊缝的低温冲击韧性，并有脱氧脱硫作用；另由于降碳会引起强度下降，所以加入Mn的同时会弥补所失去的强度。

（4）Mo： 焊缝中含有一定量的Mo元素有利于提高焊缝中针状铁素体的含量，减少先共析铁素体，并有细化铁素体晶粒的作用，提高焊缝的强韧性。

（5）Ni：有助于提高焊缝金属的韧性，降低韧脆转变温度。此外，Ni还能有效地阻止Cu的热脆性引起的网裂，并能有显著提高钢和焊缝的耐腐蚀性能。

（6）Ti：焊接时Ti可与N和O结合形成TiN或TiO质点作为晶核，在焊接加热过程中阻止奥氏体晶粒的长大而细化焊缝奥氏体晶粒，同时又可在焊接冷却过程中作为相变核心，形成晶内形核的针状铁素体，使焊缝的韧性提高。但若Ti过量，形成大量的TiC和TiN质点，将使韧性降低。

（7）B：加入微量的B，可明显降低奥氏体晶界的界面能，抑制铁素体从奥氏体晶界上形核，避免不利的魏氏铁素体或网状先共析铁素体形成，因而可使焊缝最大限度地获得韧性较高的晶内针状铁素体组织，提高焊缝的韧性。

（8）S，P：焊缝中的主要有害元素，显著降低焊缝金属的低温冲击韧性和塑性，这也是焊缝性能波动的重要原因。为了消除S对焊缝的热脆和P对焊缝冷脆作用，焊丝钢冶炼时应尽量降低S，P的含量，焊缝中S的含量应低于0.003%，P的含量应低于0.012%。

1.3.2 焊缝熔敷金属性能

熔敷金属试验按GB/T12470—2003标准进行，焊丝牌号为MK65HGX-III，匹配的焊剂为SJ102G的氟碱性焊剂。检验结果见表4和表5。熔敷金属性能满足预期要求。

1.3.3 对接试板焊缝性能对比试验

对接采用4丝焊，第1组4根丝全部为新型焊丝，第2组前2根为新型焊丝，后2根为H08DG焊丝。对接试板均为SMYS 450F/X65深海用钢板，壁厚27 mm。试板对接性能结果如表6所示。第1组结果要优于第2组，但二组试验结果均合格，且均有加大的富余。第2组的成本优势明显，故正式生产拟选用第2组匹配。

1.3.4 埋弧焊焊丝MK65HGX-Ⅲ的应用

以埋弧焊焊丝MK65HGX-Ⅲ为主和SJ102G焊剂匹配焊接了南海荔湾项目浅海段的钢管6.5万吨。其材质为X65（武钢），管径为φ762 mm，壁厚度为28.6和30.2 mm。

以同样的焊接材料匹配焊接了南海荔湾项目深海段钢管5万吨，其材质为SMYS 450F（POSCO和南钢），管径为φ558.8 mm，管壁厚度分别为31，29，27，26，25.4，24和22.2 mm，深海段弯管250 t，其材质为SMYS 450F（南钢），管径为φ566 mm，壁厚为30.5 mm。

以上所有规格的焊接接头实物质量的低温冲击韧性均大于标准规定的二倍以上。焊缝中心的CTOD值，浅海段和深海段先后进行了15次试验，焊缝实物质量的CTOD值均满足了标准的要求，而且富余量较大。焊接接头的横向拉伸试验全部都断在母材上，试验证明埋弧焊的焊接接头具有高强度、高韧性和高塑性的性能。图1为部分钢管焊缝性能数据分布图。表7为钢管焊缝CTOD试验结果。

2 关于焊接材料标准的二点建议

2.1 关于S，P含量的问题

通过近10年的发展，中国的冶金和轧钢技术有了长足的进步，国内重点钢厂企业建立了现代化炼钢流程和现代化TMCP轧钢工艺。铁水几乎100%实现了预处理，80%实施了炉外精炼工艺，极大地提高了钢材的纯净度，匹配现代TMCP轧制工艺，实现了当代板材高强度、高韧性和良好焊接性的统一。例如：现在普通的热轧板杂质含量可控制S≤0.010%，P≤0.020%；普通低合金高强板可控制S≤0.005%，P≤0.015%；X80，X90管线钢S≤0.001 5%，P≤0.010%；抗HIC钢板S≤0.001%，P≤0.008%。然而现在的焊缝性能已经明显落后于钢板性能，焊缝性能不稳定，波动大，其主要原因之一，就是焊接材料中S，P偏高，焊接材料实物质量虽然可满足现行焊接材料标准的最低要求，但已难满足用户实际生产需要。现行的焊丝标准S，P大都≤0.030%或≤0.035%，而焊剂更离谱，S≤0.06%，P≤0.08%，作为焊接材料使用单位完全无法接受。建议新修订标准时应进行适当修正，以满足和规范国内焊接材料市场。

2.2 关于ASME牌号焊接材料的问题

现行焊接材料国家标准和国际标准接轨力度较弱，基本在国内采购不到完全符合ASME标准的国产焊丝，低合金钢焊丝表现尤为明显，总是有个别元素对不上，致使公司接国外订单时麻烦重重，评定工作量加多不少，因此建议在修订标准时适当加以考虑。

3 结束语

（1）南海1 500 m深海管线的开发成功，开创了中国制造的SAWL焊管适用于深海管线的先河，这是国内企业向深海进军的里程碑。

（2）开发高端产品，需要走联合开发的路子，例如企业与企业联合、企业与研究院（所）联合。深海管线项目的成功开发，就是一个很好的范例。

（3）现行焊接材料国家标准应进行适当修订，以满足用户的需求。