钢桶焊缝质量问题浅析

辛巧娟

钢桶的焊缝质量问题是长期困扰钢桶企业的问题。随着市场竞争的日益激烈，质量便成为竞争的焦点。目前，用户对钢桶质量的要求越来越高，有的涌身焊缝上的少量补焊痕都不予接受，迫使钢桶厂将其降价处理，经济损失也是相当大的。那么，为什么钢桶焊缝质量问题长期得不到彻底解决呢？这除了设备的原因外技术上也存在着较多的问题。

钢桶焊缝质量臣，一般有外观检验、撕破检验、强度试验和气密试验等。尽管国内外的检验项目各有差异，但这些项目是最基本的。国外发达国家有的还要进行宏观金相检验、显微金相检验、硬度检验、X射线检验和冲击试验等。通过以上各种检验，可以发现钢桶焊缝的主要质量缺陷有：未熔合和未完全熔合、裂纹、气孔、缩孔、烧伤、烧穿、边缘胀裂、过深压痕等。上质量缺陷是否允许存在，是否允许修补是由产品标准及用户对质量的要求决定的。

现就我国钢桶企业普遍存在的钢桶焊缝质量问题，进行一些基本的分析，以求抛砖引玉，取得同行的共识。

一、焊缝未熔合和未完全熔合

未熔合和未完全熔合是较严重的缺陷之一。它直接影响焊缝强度，使得在桶身胀形工序中出现开焊现象或在跌落试验中出现局部开焊现象。

未熔合的缺陷在宏观金相试件上的表现是看不到熔核或焊缝，而呈塑性粘合。未完全熔合缺陷的特征是焊点过小或熔核偏心，形成焊缝中局部熔合，而部分未熔合。显然有这种缺陷的接头强度较低。

产生未熔合和未完全熔合的原因主要有以下两种：

1．焊前接缝或电极表面未清理干净。桶边和电极表面有高电阻系数的氧化物或脏物层，使电流受到较大阻碍，过厚的氧化物和脏物层甚至会使电流不能导通。由于电流导通不畅，致接合面不能产生足够的电阻热熔化接触表面，从而产生未熔合的缺陷。

2．缝焊机上下焊轮相对偏置。有时由于上下焊轮的偏置，会造成熔核向一侧偏移，甚至使另一侧未焊透。为了防止出现焊轮偏置情况，可将下焊轮的宽度设计成比上焊较大些。

缝焊中的未熔合和未完全熔合的桶身，可以采用加大焊接电流重新焊接，或在焊缝旁加焊点的方法修补。对于已进入下道工序开的焊缝，可采用气焊修补。

二、焊缝裂纹

裂纹是危险性较大的一种缺陷，致桶身在胀形和翻边工序中产生较大的裂纹。特别是在钢桶进行跌落试验时，如焊缝存在外部裂纹，则更为危险。

裂纹有外部裂纹和内部裂纹之分。检查裂纹的方法常用宏观和微观金相方法等。有的外部裂纹是很明显的，用目测就可以发现。

产生裂纹的主要原因是钢桶用板材的含碳量过高，塑性低而硬度大。材料中的碳元素含量高，致材料熔点升高，一般会产生淬火组织或夹杂物，结晶温度区间窄，高温强度低，热膨胀系数小，因而开裂倾向大。这类钢板的焊接性能不好，其焊接电流、电极压力和通电时间等工艺参数的调节范围小。

对于已有裂纹的钢桶焊缝，如发现时，可采用气焊修补。

三、焊缝压痕过深

一般来讲，焊缝压痕深度一般应小于板材厚度的15 %，最大不超过20-30 %，若超过此深度，则为过深压痕。过深压痕对焊缝的强度有一定的影响。有时，过深的压痕在焊缝中形成明显的沟槽，致钢桶卷封三角区出现挤压不实的缝隙，从而产生渗漏。

产生过深压痕的原因主要是焊接电流过大。当焊接电流通超过某一定值时，继续增大电流只能增大熔核的焊透率和重迭量而不会提高接头强度，这是不经济的。如果电流过大，就会产生压痕过深甚至焊缝烧穿的缺陷。当电极压力过高也会产生过深的压痕。
一般来说，过深的压痕对钢桶的强度影响不大，但对于翻边部位的压痕沟槽，最好用打磨机打平，以免产生三角区质量问题。

四、焊缝喷溅和飞刺

喷溅是一种常见的缺陷。钢桶焊缝的轻微喷溅是允许的，不作为缺陷处理。但大的喷溅是十分有害的，因为喷溅破坏了焊点周围的塑性区，降低了接头强度和塑性；喷溅伴随有缩孔和裂纹，影响焊缝的工艺性能和抗跌强度；喷溅破坏了焊件的表面质量。如盛装西红柿酱的全开口桶，内部要装入塑料袋，而喷溅产生的毛刺常将塑料袋刺破，从而造成内盛物泄漏和变质。

产生喷溅的主要原因是焊接速度过快。接速度与桶身材料、板材厚度，以及对焊缝强度和质量的要求有关。通常在焊接桶身时，为了避免飞溅和获得致密性高的焊缝，必须采用较锣碧焊接速度。

喷溅形成的毛刺对表面影响较大时，须用锉）9进行修整。若引起泄漏，则须用气焊修补。

五、焊缝烧穿

焊缝烧穿直接影响钢桶的密封性能，是最为严重的缺陷，切不可轻视。

焊缝烧穿产生的原因很多，大致有以下几种：

1．焊接电流过大。与压痕过深的原因一样，如果电流过大时，可以产生焊缝烧穿缺陷。

2．电极压力过小。当电极压力过小时，不仅容易产生缩孔，而且因接触电阻过大易使焊缝接触处过热而全部熔化烧穿。有时还易将焊轮烧损，缩短其使用寿命。

3．焊前焊边表面不干净。工件表面上的氧化物、污垢、油和其它杂质增大了接触电阻。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生表面烧损。氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。

焊缝烧穿的缺陷，多采用气焊补漏。

六、焊缝表面翘曲不平

钢桶桶身焊接完毕后，经常发现焊缝呈上下波浪状，不仅影响了表面美观，更主要的是影响后道工序的正常进行。例如对于挤压翻边的工序，常因桶边两头的焊缝内凹，致使桶身不圆而产生废品。

产生焊缝表面翘曲不平的原因是上下焊轮的直径不同而引起的。焊轮的直径影响焊轮与桶身的接触面积，从而影响电流场的分布与散热，并导致熔核位置的偏移。当焊轮直径不同时，熔核将偏向小直径焊轮一边。

对于表面翘曲不平的桶身，只有采用胀形的办法才能稍有修正，而翻边工序则最好采用滚压折边。

七、其它质量缺陷

钢桶焊缝除有以上主要的质量缺陷外，还有一些对钢桶质量影响不大的次要缺陷，但有时不注意时，次要缺陷也会成为较严重的问题。

1．气孔和缩孔。气孔和缩孔是常见的一种缺陷。此缺陷如无裂纹伴生，则对焊缝强度和气密性无明显影响。产生气孔和缩孔的原因一般有电极压力过小和桶身焊边不干等。

2．焊缝表面烧伤。表面烧伤一般不会影响焊缝强度，但却会影响焊缝的表面质量和抗腐蚀性能。当钢桶表面涂装后，表面会因腐蚀而引起漆层破坏。表面烧伤的原因大多是焊接电流过大引起的，有时压力过小也可能产生此间题。

以上对钢桶焊缝的一般质量问题进行了较浅的分析，只说明了每种质量缺陷的危害产生原因，以及修复方法，对进一步的理论上的分析并没有展开，其目的是力求浅鲜易懂，使实用性和操作性更强。如有不完整和不正确的地方，望同行专家给予批评指正。