淺析機(jī)械焊接質(zhì)量的控制策略

王瓊?cè)A 王丹

摘要：隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和工程建設(shè)中，尤其是機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用。當(dāng)前航空航天器工程、海洋構(gòu)造物、化工機(jī)械和鋼結(jié)構(gòu)等都傾向于大型化和高參數(shù)，對(duì)工作條件更為嚴(yán)苛，要求焊接構(gòu)件具備更高的準(zhǔn)確性、精度和質(zhì)量。雖然現(xiàn)代焊接技術(shù)有所提高，能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量，但是其還存在一些缺陷，易導(dǎo)致焊接質(zhì)量隱患，因此需要加強(qiáng)機(jī)械焊接質(zhì)量的控制，保證機(jī)械產(chǎn)品的安全使用及運(yùn)行，延長(zhǎng)機(jī)械的使用期限。

關(guān)鍵詞：機(jī)械焊接；質(zhì)量控制；策略

1 簡(jiǎn)析機(jī)械焊接

所謂“焊接”也稱作是“熔接”或“镕接”，它是一種以加熱、高溫或者是高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料的制造工藝及技術(shù)。它的能量來(lái)源有很多種，包括氣體焰、電弧、激光、電子束、摩擦和超聲波等。與此同時(shí)，它也可以通過(guò)三種途徑，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械進(jìn)行焊接的這一目的。①加熱欲接合的金屬，使其的局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時(shí)可加入熔填物輔助。②單獨(dú)加熱熔點(diǎn)較低的焊料，無(wú)需熔化金屬本身，借焊料的毛細(xì)作用連接金屬。③在相當(dāng)于或者是低于金屬熔點(diǎn)的溫度下輔以高壓、疊合擠塑或振動(dòng)等方式，使金屬之間相互滲透接合。

2 影響機(jī)械焊接質(zhì)量的因素

①裂縫因素。導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的因素較多，如剛性裂縫、隙裂縫、硫元素引起的裂縫等，其中剛性裂縫主要是指在焊接應(yīng)力作用下而產(chǎn)生的縱裂縫。隙裂縫是指金屬內(nèi)部出現(xiàn)的微細(xì)裂縫，產(chǎn)生原因是被焊金屬因迅速降溫而出現(xiàn)脆化現(xiàn)象，這時(shí)可以降低金屬的冷卻速度，或是預(yù)熱被焊結(jié)構(gòu)。如果母材中含有過(guò)高的硫含量與碳含量，這時(shí)易導(dǎo)致焊接裂縫。②熔渣因素。部分技術(shù)人員在完成焊接工作后，沒(méi)有及時(shí)處理熔渣，致使熔渣進(jìn)入焊接縫中，改變焊接縫的強(qiáng)度，這樣金屬在固化過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)細(xì)紋或開(kāi)裂情況。③焊接工藝。焊接工作在機(jī)械焊接工作中占據(jù)重要的位置，只有保證焊接工序的準(zhǔn)確性和完整性，才能使焊接產(chǎn)品滿足客戶的要求，提高機(jī)械焊接的質(zhì)量。但是當(dāng)前部分企業(yè)在機(jī)械焊接過(guò)程中，缺乏完善的焊接工序，影響焊接工作的完整性，降低了技術(shù)人員對(duì)機(jī)械焊接的工作力度。

3 機(jī)械焊接的質(zhì)量控制措施

3.1 嚴(yán)格控制焊接裂縫

裂縫是導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)性損壞的重要因素，焊接中出現(xiàn)的裂縫大多受金屬焊接應(yīng)力等因素的影響，因此在機(jī)械焊接過(guò)程中需要嚴(yán)重控制裂縫的出現(xiàn)。為了有效控制焊接裂縫，一方面需要對(duì)焊接參數(shù)加以控制，采用多層、小電流和多道焊的方式，強(qiáng)化焊接形狀參數(shù)，減緩冷卻速度，從而避免焊縫裂紋的出現(xiàn)。另一方面需要嚴(yán)格按照焊接的程序進(jìn)行操作，降低機(jī)械焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。

3.2 有效控制焊接材料和設(shè)備

對(duì)于機(jī)械焊接而言，要想保證接頭的高質(zhì)量，不僅需要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇焊接材料，如焊劑和焊絲等，確保這些材料符合行業(yè)規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還需要制定全面有效的焊接材料說(shuō)明書(shū)，保證材料標(biāo)注和標(biāo)識(shí)的清晰度。此外，電焊機(jī)作為焊接施工中的主要設(shè)備，其能對(duì)焊接施工的電流進(jìn)行準(zhǔn)確顯示，而電流強(qiáng)弱的控制直接關(guān)系到焊接質(zhì)量的優(yōu)劣，因此需要加強(qiáng)電焊機(jī)的控制，避免電流出現(xiàn)超標(biāo)或偏差等情況，確保焊接施工的質(zhì)量。

3.3 焊接工藝的確定

焊接工藝的確定直接關(guān)系到焊接的質(zhì)量，如厚板焊接，大于或者等于40mm板材的稱為厚板，厚板焊接難度比較大，因此厚板焊接工藝一般選擇對(duì)母材進(jìn)行雙面X型破口。再如對(duì)不銹鋼薄板的焊接工藝應(yīng)該選擇氬弧焊等。針對(duì)不同的材料、不同的厚度進(jìn)行差異性質(zhì)量控制，是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。同時(shí)，焊接的方法很多，不同的焊接方法相對(duì)應(yīng)不同焊接工藝，焊接工藝的確定主要是根據(jù)母材的材質(zhì)、規(guī)格型號(hào)、化學(xué)成分等項(xiàng)目。焊接工藝決定焊接方法，焊接方法很多，如手弧焊、埋弧焊、氬弧焊等，不同的焊接方法所使用的焊接材料都不一樣，對(duì)于常用的手弧焊來(lái)講，主要包括：焊條類型、直徑大小等，還包括在焊接過(guò)程中使用的電流大小、電壓高低、焊接層數(shù)、道數(shù)、檢驗(yàn)方法等。

1）作業(yè)前的預(yù)熱。無(wú)論采用何種工藝進(jìn)行焊接，在焊接前母材都要經(jīng)過(guò)預(yù)熱，這是焊接中碳鋼時(shí)最關(guān)鍵的工藝要求，預(yù)熱的作用是防止產(chǎn)生冷裂紋。預(yù)熱還可以改善母材接頭出的塑性，減少焊接后產(chǎn)生的剩余應(yīng)力。預(yù)熱溫度標(biāo)準(zhǔn)：a.35-45#鋼預(yù)熱溫度控制在150-250℃。b.大于45#鋼預(yù)熱溫度控制在250-400℃。c.如果母材非常大，預(yù)熱困難時(shí)，可以采用局部預(yù)熱，預(yù)熱范圍為：焊口兩側(cè)150-200mm范圍內(nèi)。

2）坡口方式。按照焊接工藝的要求，大于4mm的板厚要對(duì)母材進(jìn)行坡口處理，坡口的方式一般為U型或者雙面X型，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，盡量降低焊縫中的含碳成分，防止焊縫產(chǎn)生裂紋。

3）焊接后的熱處理工藝。為了減緩焊接后的溫度的下降速度，減少小淬火硬的處理傾向，避免接頭內(nèi)的氫擴(kuò)散，一般在焊接后要對(duì)被焊接的材料進(jìn)行熱處理，熱處理的工藝指標(biāo)：a.時(shí)間：2-6小時(shí)。b.溫度：200-350℃。c.高剛性或者大厚度，溫度：600-650度，時(shí)間：1-2小時(shí)。杜絕在低溫或者雨中進(jìn)行焊接作業(yè)。

3.4 對(duì)焊接人員的資質(zhì)進(jìn)行檢查

目前我國(guó)焊接操作人員很龐大，焊接技術(shù)水平參差不齊，資質(zhì)是證明焊接操作人員素質(zhì)的一項(xiàng)重要條件，由于機(jī)械制造行業(yè)對(duì)焊接質(zhì)量要求比較高，因此對(duì)沒(méi)有資質(zhì)的焊接人員一律不準(zhǔn)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。在一些大型企業(yè)，對(duì)焊接操作人員每年要進(jìn)行資質(zhì)考核，對(duì)考核不合格的操作人員一律取消資格。同時(shí)對(duì)焊接操作人員每年要進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，不斷的提高焊接人員的操作水平，適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展。

焊接是機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的安全性能與質(zhì)量，在各行各業(yè)的機(jī)械化發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。當(dāng)前由于機(jī)械設(shè)備精密度和材質(zhì)的不同，致使機(jī)械焊接的技術(shù)要求更為多變與復(fù)雜，影響機(jī)械焊接的質(zhì)量和效果。要想有效控制機(jī)械焊接質(zhì)量，需要從焊接裂縫、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接工序和焊接環(huán)境等方面來(lái)加強(qiáng)控制，提高技術(shù)人員的職業(yè)素質(zhì)和焊接技術(shù)，從而保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性能，延長(zhǎng)機(jī)械的使用期限。

參考文獻(xiàn)：

[1]張望平.起重機(jī)械焊接質(zhì)量的控制策略[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2011，19：51-52.