焊条烘干工艺对焊接质量的影响与控制策略

【摘要】：本论文系统探讨焊条烘干与焊接质量的内在联系，通过分析焊条烘干的重要性、烘干参数对焊接质量的具体影响，以及烘干不当引发的焊接问题，阐述焊条烘干在焊接工艺中的关键作用。研究表明，合理控制焊条烘干温度与时间，可有效减少焊接缺陷、提升焊缝性能，为保障焊接质量提供理论依据与实践指导。

【关键词】：焊条烘干  焊接质量  气孔  氢脆

一、引言

焊接作为金属材料连接的核心工艺，广泛应用于机械制造、建筑、能源等领域。焊条作为手工电弧焊的主要耗材，其质量直接影响焊接接头的性能与可靠性。焊条在储存和运输过程中，药皮易吸收空气中的水分，若使用前未经有效烘干处理，会导致焊接过程中出现气孔、裂纹、电弧不稳定等缺陷。因此，深入研究焊条烘干对焊接质量的影响，对优化焊接工艺、保障工程安全具有重要意义。

二、焊条烘干的重要性

2.1 防止水分引发的焊接缺陷

焊条药皮在生产、储存及运输环节中易吸收水分。焊接时，高温使水分迅速蒸发形成气体，若无法及时逸出熔池，将在焊缝中形成气孔或夹渣。气孔会减小焊缝有效承载面积，夹渣则破坏焊缝的连续性，两者均显著降低焊接接头的强度与韧性。通过烘干处理，可降低药皮含水量，稳定电弧燃烧，减少焊接飞溅，避免此类缺陷的产生。

2.2 降低氢脆风险

焊条中的水分在高温下分解产生氢气，部分氢原子会扩散进入焊缝金属，形成过饱和固溶体。在焊接冷却过程中，氢原子聚集形成氢气，产生巨大内应力，导致焊缝出现氢致裂纹（延迟裂纹）。特别是对于低氢型焊条（如碱性焊条），烘干处理可有效降低焊缝含氢量，减少氢脆发生的风险，提高焊接接头的抗裂性能。

2.3 提升焊条工艺性能

水分会改变焊条药皮的化学成分与物理性能，影响焊接过程中的冶金反应。烘干后的焊条，其导电性和传热性显著提升，能够维持电弧稳定燃烧，减少飞溅，使焊缝成形更加均匀美观。此外，合理的烘干处理可避免药皮中合金元素的烧损，确保焊缝金属获得预期的力学性能。

2.4 增强焊缝强度与韧性

焊条烘干可有效保留药皮中的易熔物质，防止其在焊接过程中因水分蒸发而流失。去除水分后，焊缝中气孔和延迟裂纹的发生率大幅降低，从而显著提高焊缝的强度和韧性，保障焊接结构的长期安全运行。

2.5 延长焊接结构使用寿命

潮湿焊条焊接形成的气孔、裂纹等缺陷，易成为腐蚀介质侵入的通道，加速焊接结构的腐蚀进程。通过烘干处理降低焊接缺陷，可减少环境因素对焊接接头的侵蚀，延长焊接结构的使用寿命，降低维护成本。

三、烘干参数对焊接质量的具体影响

3.1 烘干温度与时间的关键作用

焊条烘干效果主要取决于温度和时间参数。烘干不足（温度过低或时间过短）会导致水分残留，增加气孔和裂纹风险；烘干过度（温度过高或时间过长）则可能使药皮开裂、脱落，甚至导致药皮中合金元素挥发，影响焊缝性能。不同类型焊条需采用差异化的烘干工艺（表1）：

3.2 烘干工艺对焊接质量的影响机制

合理的烘干工艺通过以下途径提升焊接质量：

1. 降低气孔率：去除焊条水分，减少焊接过程中气体的产生，使熔池中的气体充分逸出，降低气孔形成概率。

2. 稳定电弧特性：烘干后的焊条导电性增强，电弧燃烧更加稳定，减少焊接过程中的飞溅与熔滴过渡不稳定现象。

3. 优化冶金反应：避免药皮中合金元素的氧化与烧损，确保焊缝金属化学成分符合设计要求，提升力学性能[5]。

四、烘干不当导致的焊接问题

4.1 电弧稳定性下降

未充分烘干的焊条在焊接时，药皮中的水分受热汽化，导致电弧周围气体成分不稳定，引发电弧飘移、断弧等现象。电弧不稳定不仅增加焊接飞溅，还会使焊缝成形变差，出现焊瘤、咬边等缺陷，严重影响焊接接头的外观与内在质量。

4.2 气孔与裂纹缺陷

焊条水分蒸发产生的气体若无法及时排出熔池，将在焊缝中形成气孔。此外，氢气扩散进入焊缝金属，在冷却过程中形成氢致裂纹，尤其是在焊接高强钢、低合金钢等对氢敏感的材料时，裂纹风险显著增加。这些缺陷会大幅降低焊接接头的承载能力，甚至导致结构失效。

4.3 焊接效率降低

烘干不当引发的电弧不稳定、飞溅增多等问题，会增加焊工清理焊渣、调整焊接参数的时间与工作量。同时，由于焊接缺陷的存在，可能需要进行返修焊接，进一步延长施工周期，降低整体焊接效率[6]。

五、结论

焊条烘干是保障焊接质量的关键环节，通过去除药皮水分、降低焊缝含氢量，可有效减少气孔、裂纹等焊接缺陷，提升电弧稳定性与焊缝力学性能。实际焊接作业中，需根据焊条类型严格控制烘干温度与时间，并配合合理的保温措施，确保焊条在使用过程中保持干燥状态。未来研究可进一步探索智能化烘干设备与工艺优化，为焊接质量控制提供更高效、可靠的技术支持。

参考文献

[1] 中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册（第1卷）[M]. 机械工业出版社, 2007.

[2] 田锡唐. 焊接结构[M]. 机械工业出版社, 2011.

[3] 劳动部锅炉压力容器安全监察局. 焊工手册[M]. 中国劳动社会保障出版社, 2005.

[4] 周振丰, 张文钺. 焊接冶金与金属焊接性[M]. 机械工业出版社, 1991.

[5] 陈祝年. 焊接工程师手册[M]. 机械工业出版社, 2002.

[6] 李桓. 现代焊接技术手册[M]. 机械工业出版社, 2006.