機(jī)械焊接工藝中的方法

屈彥（張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南張家界 427000）

機(jī)械焊接工藝中的方法

屈彥
（張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南張家界 427000）

焊接作為鋼結(jié)構(gòu)的主要的連接方法，在機(jī)械、冶金等方面發(fā)揮著重要的作用?，F(xiàn)在很多新型焊接技術(shù)被焊接行業(yè)廣泛應(yīng)用，而且焊接行業(yè)也越來越受到相關(guān)部門和企業(yè)的重視，焊接技術(shù)的發(fā)展成熟對機(jī)械行業(yè)的發(fā)展有很大的推動作用，本文在介紹焊接工藝的基礎(chǔ)上，對焊接的新型改造技術(shù)進(jìn)行了研究和探索。

機(jī)械 焊接工藝 方法

1　焊接技術(shù)的簡介

1.1焊接技術(shù)的分類

大型裝備制造業(yè)在我國的國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要的地位，無論機(jī)械設(shè)備制造業(yè)、汽車制造業(yè)、船舶制造業(yè)還是一些軍工業(yè)、航空業(yè)都少不了焊接工藝［1］。不同的設(shè)備因?yàn)椴馁|(zhì)成分的不同，所選用的焊接的方法和工藝也不同，由此可見，焊接并不是一種簡單的工藝，它要求操作的人員要必須要具備一定的專業(yè)技能。焊接技術(shù)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方法，我們按照焊接過程中展現(xiàn)特點(diǎn)的不同，可以焊接技術(shù)分為釬焊、手工電弧焊、氣保焊和壓力焊四大類。釬焊就是通常把釬料和焊體焊接在一起的焊接工藝，一般到不超過木料熔點(diǎn)但又在釬料的熔點(diǎn)以上溫度，可以用液體的釬料對母料進(jìn)行合理的處理，這種方法可以填充接頭間的縫隙，同時(shí)又和母料互相融合；手工電弧焊就是采用手工對需要焊接的物體進(jìn)行焊接的一種方式，手工電弧焊又簡稱手弧焊，也就是我們經(jīng)常聽說的電焊；氣保焊即就是氣體保護(hù)焊，氣保焊的工作原理是通過焊接設(shè)施噴嘴里噴出的氣體，將噴嘴里的氣體和周圍的空氣互相隔離，這樣就可以對焊接和電弧的部分加以保護(hù)，有助于順利的完成焊接，其中焊接設(shè)施噴嘴中的保護(hù)氣體主要是氫氣和氮?dú)猓€有一些少量的氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w；最后一種壓力焊主要分為旋轉(zhuǎn)電弧焊、擴(kuò)散焊和電阻摩擦焊等幾種焊接方式［2］。

1.2質(zhì)量控制

在焊接過程中焊接質(zhì)量的控制主要是針對焊接設(shè)備接頭的質(zhì)量進(jìn)行一定的管理和控制。一般焊接接頭在進(jìn)行加工的過程中要經(jīng)過很多程序，所以決定焊接設(shè)備接頭質(zhì)量的因素就相對較多，如果能有針對性地對這些影響因素進(jìn)行合理有效地管理和控制，焊接設(shè)備接頭的質(zhì)量就有能有保證。想要提高焊接設(shè)備接頭的質(zhì)量就必須做到以下幾個(gè)方面：一，從思想上抓起，提高焊接設(shè)備接頭工作的焊工的質(zhì)量意識，令其在平時(shí)的日常工作中務(wù)必要做到嚴(yán)格把關(guān)，提升焊接接頭工作的規(guī)范性，焊接接頭的工人在開始工作之前一定要調(diào)整好自己的心態(tài)；二，進(jìn)行焊接設(shè)備接頭工藝的不斷改進(jìn)，在對焊接設(shè)備接頭進(jìn)行工作時(shí)就要特別注意焊接工作程序和操作的合理規(guī)范性，在完成設(shè)備焊接工作時(shí)時(shí)要進(jìn)行全面的檢查，有效地保證焊接設(shè)備接頭的質(zhì)量，避免一些不必要的問題發(fā)生；三，最后一個(gè)程序就是對制作好的焊接設(shè)備接頭進(jìn)行全方位的檢查，保證所焊接的設(shè)備可以正常運(yùn)行，在不同的材質(zhì)和成分的設(shè)備中選用不同方式的焊接工藝，才能呈現(xiàn)更好的焊接成果。同時(shí)所焊接的設(shè)備本身的性能對焊接的質(zhì)量和效果有著非常大的影響。

2　新型機(jī)械焊接工藝的探索

焊接工藝在未來社會的發(fā)展中會變得更加重要，也會越來越好。從事焊接工作的專業(yè)人士要不斷提高焊接材料的質(zhì)量和焊接設(shè)備的性能，這不但可以保證焊接工作操作的安全性，還可以提高焊接的質(zhì)量，使焊接工藝更具有價(jià)值意義。另外，隨著信息化和現(xiàn)代化的快速發(fā)展，很多行業(yè)領(lǐng)域都已經(jīng)滲透科學(xué)信息化在日常工作中的應(yīng)用，焊接工藝行業(yè)也應(yīng)該注意把焊接和科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，提高焊接工藝工作中的自動化水平，只有這樣才能推動焊接行業(yè)的迅速發(fā)展［3］。

2.1低溫焊接

焊接行業(yè)中時(shí)常發(fā)生的焊接鋼接口失效的事故表明，焊接過程中溫度過低是導(dǎo)致接口失效的主要原因，尤其是焊接設(shè)備結(jié)構(gòu)中存在一些細(xì)小的缺陷，這就更容易導(dǎo)致接口失效。依據(jù)低溫焊接的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)焊接的溫度低于設(shè)備材料的臨界轉(zhuǎn)變的度時(shí)，在一些比較微小的作用下，鋼材設(shè)備的溫度提高并接近于焊接的溫度時(shí)，出現(xiàn)的斷裂環(huán)境溫度的細(xì)小變化對焊接質(zhì)量造成的影響，并不是準(zhǔn)確的決定性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。低溫焊接實(shí)驗(yàn)應(yīng)該充分重視精準(zhǔn)的預(yù)熱溫度和周圍環(huán)境溫度的高低，在不同的鋼種進(jìn)行焊接時(shí)應(yīng)該特別注意區(qū)分后熱和預(yù)熱，焊材選定是決定焊接效果成功與否的重要一步，而注意預(yù)熱和后熱是決定焊接成功的另外一方面的關(guān)鍵因素。通過合理精準(zhǔn)的調(diào)整焊接縫隙金屬的微合金化的程度，同焊接過程中的操作規(guī)范互相配合使得焊接縫隙金屬產(chǎn)生一些針狀物的鐵素體，從而獲得比較理想的焊接縫隙強(qiáng)韌度，進(jìn)而獲得焊接工藝實(shí)驗(yàn)的成功，保證設(shè)備實(shí)體工程的質(zhì)量。

進(jìn)行焊接工藝參數(shù)的設(shè)定：溫度的改變影響著相變，焊接的冷卻條件和鋼材的化學(xué)成分決定了熱影響區(qū)，相對應(yīng)影響的還有焊接應(yīng)力的改變以及擴(kuò)散出來的氫的溢出，焊接的熱影響區(qū)的冷裂紋基本上都在馬氏體內(nèi)部產(chǎn)生，如果焊接設(shè)備區(qū)冷卻的速度過快，就容易導(dǎo)致馬氏體組織的產(chǎn)生［4］，所以在焊接過程中要注意以下幾個(gè)原則：一，盡量選用電加熱，使預(yù)熱區(qū)域均勻受熱，這樣區(qū)域升溫的速度就會均勻可控，可以有效防止母料過熱，促使母料均勻充分的受熱，另外還可以防止局部受熱造成接口附加應(yīng)力的增大；二，限制設(shè)備結(jié)構(gòu)的拘束度，因?yàn)楹附涌p隙所處的工程情況不同，所以縫隙中心會產(chǎn)生偏析，因此低溫焊接在防止冷裂紋的同時(shí)，還要防范設(shè)備結(jié)構(gòu)的拘束度，如果一味地照搬焊接工藝實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，最后很可能適得其反；三，力圖減少焊接過程中產(chǎn)生殘余應(yīng)力；四，低溫施工中要控制線能量；五，焊接后正確處理所焊接的設(shè)備，由于固態(tài)氫和液態(tài)氫的溶解度不同，在結(jié)晶溫度下，液態(tài)溶氫量是固態(tài)氫的兩倍以上，所以溶氫比較多的半溶化晶界就起了通道的作用，氫就會很容易沿著該通道從焊接縫隙熱影響區(qū)擴(kuò)散。

2.2焊接反變形

一直以來在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中有個(gè)不能避免的問題就是焊接變形，焊接變形又分為彎曲變形、橫向、縱向收縮式變形、波浪式變形和角變形等等，焊接過程中產(chǎn)生的普通變形，可以通過采取焊接之前反變形有效焊接工藝和機(jī)械校正工藝進(jìn)行控制。其中最常用

……

……的能夠有效控制設(shè)備結(jié)構(gòu)殘余角變形的方法有：對設(shè)備結(jié)構(gòu)在焊接前施加彈性的反向變形，對不同熱源不同板厚的設(shè)備結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行數(shù)值模擬測試，并利用熱彈塑性有限元法來模擬設(shè)備機(jī)構(gòu)的焊接全程，最后確定設(shè)備結(jié)構(gòu)的彈性反變形的規(guī)律。在進(jìn)行焊接之前施加彈性反變形的設(shè)備結(jié)構(gòu)，在焊接之后角變形的值就會趨于零。同樣的，在廠房的框架結(jié)構(gòu)中，型梁的焊接過程中存在翼緣版正對著的腹板的角變形，如果在下料焊接時(shí)實(shí)施焊接的反變形，就會避免這個(gè)問題，并且縮短了焊接的周期，提升了大型梁的制作工藝。

3　結(jié)語

總而言之，隨著焊接工藝在各行各業(yè)中的廣泛使用，一些比較新穎的具有創(chuàng)新意義的焊接技術(shù)也隨之產(chǎn)生，這種新型的焊接工藝不僅能夠提高焊接操作的可靠性和安全性，也會在一定程度上提高機(jī)械自動化水平，對于大型裝備制造業(yè)來說，越高端越高效的設(shè)備越可以降低制作成本，提高生產(chǎn)效益，所以，焊接工藝的不斷創(chuàng)新也是推動我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要元素。

［1］韓志誠，王少剛，胡經(jīng)洪，等.焊接工藝對2205雙相不銹鋼接頭組織與性能的影響［J］.材料工程，2008，（8）：48-51，56.

［2］李玉斌，謝志強(qiáng)，莫春立，等.有限元法在焊接工藝專家系統(tǒng)中的技術(shù)實(shí)現(xiàn)Ⅰ.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的焊接工藝專家系統(tǒng)［J］.焊接學(xué)報(bào)，2005，26（2）：28-32.

［3］王振民，張棟，李晉，等.換熱器管板的全位置自動化焊接工藝［J］.華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，38（5）：100-104.

［4］韓彬，鄒增大，李立英，等.雙電極鈦鈣型碳鋼焊條焊芯間距對焊接工藝及電弧形態(tài)的影響［J］.石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，28（4）：94-96.

屈彥（1986-），男，土家族，湖南張家界人，就職于張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，本科，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及其自動化專業(yè)，助教。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、高校學(xué)生思想政治工作。