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表面处理工艺对焊接缺陷的影响分析

  • 2025-05-19 11:19:00
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焊接质量至关重要,而表面处理工艺直接关系到焊接效果。本文深入探讨表面处理工艺对焊接缺陷的影响,旨在帮助从业者优化工艺流程,提高焊接质量。

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 一、清洁处理不当引发的焊接缺陷

 

焊接前,焊件表面清洁度是保障焊接质量的基础。当焊件表面残留油污时,高温作用下油污会迅速分解并产生气体,这些气体若无法及时逸出熔池,就会形成气孔。气孔的存在会降低焊缝的致密性,削弱焊接接头的强度。例如在汽车制造车间,若车身部件焊接前未彻底清除防锈油,焊接后焊缝气孔缺陷率可能高达 15% - 20%。

 

铁锈同样是焊接的 “隐形杀手”。铁锈具有疏松多孔的结构,吸附水分与杂质。焊接电弧在通过铁锈层时,稳定性受干扰,容易出现电弧偏吹现象。这会导致焊缝成型不规则,出现咬边、未熔合等问题。据统计,表面有大量铁锈的焊件,焊接未熔合缺陷发生概率比清洁焊件高出 3 - 5 倍。此外,铁锈在焊接热循环作用下会进一步氧化,产生新的氧化物杂质,混入焊缝形成夹杂物,进一步降低焊缝韧性。

 

 二、化学处理失当造成的焊接隐患

 

酸洗作为常见的化学清洁手段,参数控制尤为关键。若酸洗液浓度过高、温度过高或时间过长,焊件表面金属会被过度腐蚀。过度腐蚀会使焊件边缘变薄,甚至形成微小缺口,在焊接应力作用下易发展为裂纹源。以化工管道焊接为例,不当酸洗后的焊件焊接时,焊趾部位裂纹发生率可达 10% - 15%。

 

酸洗后残留的酸液同样危险。残留酸液在焊接高温下会分解产生氢气,部分氢气会扩散至焊缝金属内部,引发氢脆现象。氢脆会显著降低焊接接头的塑性和韧性,焊接后短时间内可能无明显异常,但在服役过程中,接头可能在低于设计应力条件下突然断裂,给设备运行带来巨大安全隐患。

 

 三、机械处理失误导致的焊接问题

 

喷砂处理是提升焊件表面活性的有效方式,但喷砂压力需精准把控。压力过高时,高速砂粒冲击焊件表面会产生微裂纹。这些微裂纹在焊接过程中,受热应力作用会快速扩展,形成焊接裂纹。在桥梁钢结构焊接中,喷砂压力超标的焊件,焊接裂纹检出率比正常喷砂焊件高 7 - 8 倍。

 

打磨处理若操作不当,也会带来诸多问题。过度打磨会使焊件局部变薄,改变焊件的应力分布状态。当焊接热输入不均匀时,薄厚交界处易产生应力集中,引发焊接变形。同时,打磨产生的金属粉尘若未清理干净,焊接时会熔入焊缝形成夹杂。夹杂会破坏焊缝金属的连续性,成为疲劳裂纹的起源点,降低焊接结构的使用寿命。

 

 四、表面处理与焊接参数的协同影响

 

表面处理工艺并非孤立存在,它与焊接参数相互关联、相互影响。对于经过精细清洁处理的焊件,适当提高焊接电流有助于焊条充分熔化,填充焊缝。但如果在清洁度不佳的焊件上盲目加大电流,不仅无法弥补表面缺陷带来的影响,反而会因电流过大烧穿焊件,形成焊穿缺陷。以碳钢薄板焊接为例,当表面油污未彻底清除时,焊接电流超过 200A,焊穿发生率会从清洁焊件的 2% - 3% 飙升至 30% - 40%。

 

焊接速度也受表面处理状态制约。在粗糙度合适的焊件上,适中的焊接速度可保证焊缝成型良好;若焊件表面过于光滑,熔化的焊材难以充分润湿焊件表面,焊接速度稍快便会出现未焊透现象。对于不锈钢焊件,表面未进行钝化处理的焊件,焊接速度每提高 10%,未焊透缺陷发生率会增加 5% - 8%。



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