摘要：在现代工业发展中，金属材料焊接方式使用非常普遍，不仅仅在工业中得到应用，也在制造行业、建筑行业等应用频繁，促使焊接工艺呈现多样性，能够满足不同工作的需求。但是，每一种焊接工艺都是不同的特点，最终在技术要点也呈现差异性。为保障金属材料焊接成型质量实现，持续提升材料利用效率，应当重视焊接工作中出现的缺陷问题，制定针对性的措施进行处理，避免材料环节产生严重缺陷。

关键词：金属材料；焊接成型；主要缺陷；控制措施

引言：

在金属材料加工中，焊接是非常常见的工艺，通过将两块不完整的金属加工后，从而产生完整的工艺品[1]。但是，焊接工艺并不是简单的过程，需要对温度、湿度等各方面因素综合考虑，才能保障成型后的工艺品质量、性能达标[2]。从具体焊接中，对焊接技术有着明确要求，也需要重点关注其中存在的缺陷问题，加强监督管理力度，有利于提升焊接质量和效率[3]。因此，为实现金属材料焊接水平提升，应当从焊接工艺使用过程分析，找出其中存在的主要缺陷，并且采取科学合理的控制措施，降低影响因素的干扰程度，以此保障成型后的工艺品质量和性能符合要求。

一、金属材料焊接成型的影响因素

（一）氧化物

从金属材料焊接工作可知，整个焊接过程温度保持在800℃以上，最高不会大于1400℃，并且在高温环境影响中，氧化物很容易出现[4]。如果金属氧化物出现后，往往让其融化后，难以对母材润湿，一旦氧化物凝固，导致衔接处非常脆弱，最终无法让加工物品符合标准。在这种情况下所得到的成型工艺品，强度只能达到常规要求的70%左右，直接增大金属工艺品裂缝出现的概率[5]。特别是以镁元素、钛元素等为主的金属材料，这类材料活性很大，在高温环境下所形成的氧化物数量多，直接降低焊接质量和效率。针对此类金属焊接中，应当使用保护气或者真空环境开展焊接作业，也可以利用助焊剂进行焊接，有利于保障焊接质量目标实现，从而符合焊接要求。

（二）蒸汽压

在整理以前金属材料焊接资料后，大部分金属材料在使用中，都是无法产生非常高的饱和蒸汽压，但是部分金属材料在使用中，也是会产生很高的饱和蒸汽压，如锌元素材料，如果焊接温度大于400℃后，饱和蒸汽压就会持续加大，导致填充材料会损坏，也会造成其中30%左右的金属成分流失，最终无法满足使用要求，以此降低金属成型产品的质量[6]。基于这种情况下，应当科学合理选择合金材料，也需要重视蒸汽压产生的重大影响，提升填充材料的质量，有利于实现焊接质量目标。

（三）热环境

在具体焊接中，热环境也会对焊接质量、效率等产生重大影响，但是更多是消极影响。一般情况下，金属材料焊接中，往往温度是在800℃以上，最高不会大于1400℃，如果焊接温度大于金属材料结晶温度，这时就会出现加工硬化的现象，导致成型后的金属产品强度系数降低12%左右[7]。此外，其中存在的晶粒也会在这种温度环境中增大5%左右，直接降低焊接质量。基于这种情况下，在金属材料焊接过程中，需要对热温度、加热时间等综合考虑，针对不同金属材料制定不同的焊接方案，逐步对温度、时间等合理控制，以此实现焊接衔接位置的稳定性，避免出现结构变形问题。

（四）基材

除过氧化物、蒸汽压、热环境三个因素对金属材料焊接质量产生影响外，也需要考虑基材对焊接过程带来的干扰。在实际焊接工作中，金属母材与填充材料会出现交互效应，呈现在母材润湿性的增强，焊接机械性质也会增大。为保障填充材料对金属母材润湿性提升，也要确保填充材料熔点降低，应当对填充材料调整，往往需要加入钛元素，这类元素有着很强的活性，可以很好实现该目标[8]。但是，在填充材料成分发生改变后，就需要关注到金属化合物的形成，应当对其进行规避，从而保障焊接后的金属成品有着很好的强度。此外，也需要对金属材料硬焊接进行重视，避免母材与填充材料出现合金化，以此提升焊接质量和效率。

二、金属材料焊接成型中的主要缺陷

（一）裂纹缺陷

在金属材料焊接成型过程中，裂纹是非常容易出现的现象，也是直接对金属产品质量和性能产生影响的外在体现。一般情况下，这种裂纹主要分为热裂纹和冷裂纹两种，其中前者是源于金属材料焊接时，因高温环境造成填充材料从液态转变为固态的过程，因焊接操作出现问题，或者环境因素的干预，最终产生裂纹缺陷问题[9]。在焊接操作结束后，直接从金属产品表面呈现，这种问题的形成与金属材料质量不达标有关，因其具有大量杂质，容易影响焊接位置的衔接质量，加上焊接过程环境湿度很高，直接对焊接产生严重干扰，最终形成热裂纹；后者是金属材料在焊接结束后，焊接成品需要经过一段时间冷却，导致裂纹产生，除了会在焊接后直接呈现外，部分金属产品也会在焊接结束后几天出现，甚至部分冷裂纹需要更长时间出现，呈现很强的突然性、不可控性等，这种裂纹主要是没有对焊接过程合理处理，焊接位置产生淬硬结构，有着很强的约束应力，导致呈现裂纹。

（二）焊缝折断缺陷

通过对以往焊接数据整理分析，发现金属材料焊接成型中，大约8%会出现焊缝折断缺陷问题，直接降低焊接区域的完整性。如果该问题产生后，往往承受最初的75%压力，很大程度造成金属成品折断或者变形，最终影响到金属成品的使用性能[10]。结合焊接数据分析，焊缝折断缺陷问题的出现与三方面因素是有关的。第一，在金属材料焊接成型中，因焊接操作并未进行明确，也没有按照规范性流程作业，造成焊接位置不能和金属材料充分融合，直接降低焊接质量。第二，在金属材料焊接成型中，焊接操作角度不符合工艺使用要求，如果角度偏差大于5%，基本上焊接后的成品性能会非常差，直接影响到金属产品质量。第三，在金属材料焊接成型中，需要选择焊条，但是部分焊条质量并不能符合要求，加上没有对焊缝采取合理处理措施，导致结构并未焊接完整，最终质量不达标。

（三）夹渣缺陷

在金属材料焊接成型中，很容易产生夹渣缺陷问题，这种缺陷对金属成品有着很大危害。从实际工作而言，主要是焊缝存在部分熔渣，降低金属结构整体性的5%，并且金属强度也会降低20%左右。该缺陷问题的出现与三个因素有关。第一，在金属材料焊接成型中，需要对焊缝位置进行切割处理，部分操作存在问题，并未对所有残渣全部清理，部分残渣还是遗留在焊接位置，增大夹渣缺陷产生概率大约13%。第二，在金属材料焊接成型中，应当选择适合的焊条，但是部分焊接人员所选择的焊条性能很差，不符合焊接工艺和质量要求，最终出现夹渣缺陷问题。第三，在金属材料焊接成型中，也是需要选择大小合适的电流，部分情况下使用的电流很小，焊接效果很不好，逐步形成夹渣缺陷问题，直接降低焊接质量。

（四）气孔缺陷

在金属材料焊接成型中，气孔缺陷也是经常出现的，对焊接成品产生的影响很大。这种缺陷问题主要出现在焊接位置的表面、内部、边缘等，呈现显著的气孔，直接降低金属成品的质量。气孔缺陷问题与很多因素有关，应当对其进行合理规避，才能保障质量目标实现。从具体层面而言，在焊接中，焊接人员并未按照焊接工艺使用要求对焊缝清洁，导致焊接位置污染问题严重，为气体留存和产生提供了有利条件，最终出现气孔缺陷问题。而且，这些气泡也会在焊接区域滞留，对焊接质量产生影响，最终无法实现焊接工作的可靠性。

（五）咬边缺陷

在焊接工作数据整理分析中，得到了非常多的数据资料，通过统计分析后发现金属材料焊接成型也是会出现5%的咬边缺陷问题。而且咬边缺陷出现后，降低金属成品20%的强度，也会影响到焊接成品的美观性。这种问题产生的原因是：在焊接工作中，焊接人员并未按照工艺使用操作，导致焊接作业使用了过大电流，直接出现咬边缺陷。此外，焊接工作中，如果焊接速度非常快，往往是无法处理焊缝位置，难以实现均匀度，导致焊缝位置的填充材料凹凸不平，直接影响到金属结构的完整性。

（六）焊瘤缺陷

除过裂纹缺陷、焊缝折断缺陷、夹渣缺陷、气孔缺陷、咬边缺陷外，也会存在7%的焊瘤缺陷，应当引起焊接人员的重视，才能保障焊接质量目标实现。如果焊瘤缺陷出现，金属成品强度降低10%，甚至大部分焊接成品降低幅度很大，也会影响到焊接美观性。焊瘤缺陷在产生中，主要是焊接高温环境会让金属液态下坠不合理，造成焊接位置出现堆积现象，最终形成焊瘤。而且，焊接过程中，使用的电流超过焊接工艺使用要求或者焊接弧长度不达标，也会形成焊瘤问题，降低焊接质量，导致焊接成品无法使用。

三、金属材料焊接成型缺陷的控制措施

（一）依托金属材料，选择最佳焊接方式

从金属材料焊接成型过程而言，不同金属材料在焊接中使用的方式不同，最终呈现的焊接质量也是存在差异的，为保障焊接质量目标实现，需要依托金属材料性能，选择最佳焊接方式，以此提升焊接工作效率和质量。第一，通过对金属材料性质分析，选择最适合的焊接工艺，而且也需要综合考虑焊接要求，以此选出最佳的焊接方式，保障焊接质量达标。第二，在金属材料焊接成型中，也应当对焊接要求进行明确，并且对焊接流程制定，提升焊接工作的规范性。这种过程需要应用到仿真技术，分析焊接方式合理性，以此增强焊接工作的科学合理性。第三，重视缺陷预防工作，对于焊接中很容易出现的缺陷问题，应当制定针对性的预防和控制措施，保障整个焊接工作顺利开展。

（二）明确焊接参数，提升焊接质量

在焊接工作中，通过明确焊接参数，可以让焊接人员更好掌握焊接作业，确保焊接成效质量更高。在实际落实中，应当从三个方面出发。第一，结合金属材料的特点和性能，确定合理的焊接参数，也要对焊接方式、焊接电流、机械规格等综合考虑，以此保障参数的科学合理性，以此符合焊接工作开展的要求。第二，在焊接作业中，应当对焊接弧度、焊接角度等参数合理控制，才能提升焊接质量。第三，如果金属材料的零部件在焊接中产生非常多的钝边，应当对焊接速度控制，保障焊接位置全部焊透，提升金属成品的质量，也能保障焊接合格率达到90%以上。

（三）营造焊接环境，降低影响程度

在金属材料焊接成型中，也会受到内部外因素的影响，特别是外部因素影响是非常大的，这就需要为焊接工作营造相应的焊接环境，才能降低外部因素的影响程度。第一，在焊接工作前，应当对焊接环境进行综合分析，掌握湿度、温度、风力等数据，为焊接人员营造符合要求的环境，才能降低缺陷问题产生概率。第二，在焊接工作中，也要重视焊缝检查工作，避免焊接问题大量出现，而且焊接工作完成后，应当立即对焊接位置表面清理，为后续工作开展奠定良好的基础，从而将焊接缺陷问题降低到5%以下。

（四）加强过程控制，修复焊接缺陷

在焊接工作中，应当认识到过程控制的重要性，掌握焊接过程存在的问题，制定相应的处理措施，提升焊接质量。从具体使用中，需要对焊接过程全面监控，既可以发现其中的缺陷问题，也能避免质量问题出现。如，在气孔缺陷问题预防中，应当先对坡口清理干净，将焊接部位表面的污渍处理，保障金属材料的洁净度。也可以采取烘烤方式对金属材料表面的水分进行蒸发，让其保障干燥性，而且选择的焊条也要符合要求，科学合理控制电弧长度，降低焊接缺陷问题的出现，促使焊接合格率超过96%。此外，在焊接过程中，并不是所有缺陷问题都可以进行预防，部分缺陷问题也会频繁出现，并不能保障没有缺陷问题产生，这就需要加强缺陷问题的修复处理，才能保障焊接质量目标实现。针对所有完成焊接的成品，都需要使用超声波探伤仪、磁力探伤检测仪等分析焊接质量，只有符合焊接要求才能进行使用。

结束语

在金属材料焊接成型中，缺陷问题出现是非常严重的，也对焊接质量产生重大影响，需要受到焊接人员的重视，加强焊接缺陷问题的预防和处理，才能保障焊接工作顺利完成。但是，从具体工作而言，缺陷问题产生是非常频繁的，部分问题无法进行完全规避，这就需要从焊接方式、环境等各个方面综合考虑，不断提升焊接工作的规范性、标准性，才能提升焊接质量和效率。为确保金属材料焊接成型质量目标实现，应当依托金属材料，选择最佳焊接方式；明确焊接参数，提升焊接质量；营造焊接环境，降低影响程度；加强过程控制，修复焊接缺陷，以此保障焊接工作顺利完成。

参考文献：

[1]涂佳汐，吴鸿燕，刘冠鹏等.微细丝与异质材料多股导线平行电极电阻钎焊装置设计及焊接工艺研究[J].精密成形工程，2023，15（08）：211-219.

[2]李晓泉，陈吉兴，陈峰等.镍基焊接材料熔滴特性及焊态熔敷金属与低温钢力学性能匹配[J].焊接学报，2023，44（07）：89-94+134.

[3]周晖淳，张宁，储杰等.回流时间对纯铜基板Sn0.3Ag0.7Cu钎料钎焊焊点组织和力学性能影响[J/OL].焊接：1-6[2023-08-29].

[4]赵云梅，赵洪泽，吴杰等.热处理对粉末冶金Inconel718合金TIG焊接的组织和性能的影响[J].材料研究学报，2023，37（03）：184-192.