金屬結(jié)構(gòu)中氣體保護(hù)焊實(shí)心焊絲的應(yīng)用研究

鄒 樸

（中冶南方武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430000）

從根本上來講，氣體保護(hù)焊的操作工藝如果要得以順利完成，則必須依賴于相應(yīng)的焊接材料。在目前現(xiàn)存的各類焊接材料中，實(shí)心焊絲占有相對較高的比例。針對不同種類的金屬結(jié)構(gòu)而言，與之相適應(yīng)的保護(hù)焊工藝也應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為差異性。因此在現(xiàn)階段的氣體保護(hù)焊具體施工中，應(yīng)當(dāng)能夠緊密結(jié)合特定的金屬結(jié)構(gòu)來進(jìn)行妥善選擇，從而確保氣體保護(hù)焊工藝能夠真正符合金屬結(jié)構(gòu)本身的特征。

1 氣體保護(hù)焊以及實(shí)心焊絲的基本特征

（1）關(guān)于氣體保護(hù)焊。對于氣體保護(hù)焊來講，通?？梢詫⑵浞殖珊笜尅⒑附与娫?、送絲系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)以及供氣系統(tǒng)的幾類關(guān)鍵部分。相比于其他種類的焊接工藝而言，氣體保護(hù)焊本身具備相對更優(yōu)的熔池以及電弧可見性，從而便于實(shí)現(xiàn)針對焊接參數(shù)的靈活調(diào)整與及時調(diào)整。與此同時，氣體保護(hù)焊的整個操作流程并不會帶來較多的焊渣，進(jìn)而省略了后續(xù)的清理焊渣操作，整個施工流程具有簡便性的特征。由于受到熱量集中的影響，那么處于保護(hù)電流下的電弧就會控制于較小的焊件變形幅度，并且表現(xiàn)為較小的熔池與較快的焊接操作速度。

圖1 氣體保護(hù)焊的基本原理

在目前的現(xiàn)狀下，氣體保護(hù)焊已經(jīng)被運(yùn)用于自動化以及機(jī)械化的多種工業(yè)領(lǐng)域，并且還能適用于現(xiàn)階段的機(jī)械化焊接。例如針對熔點(diǎn)較高并且具有較強(qiáng)活潑性的合金與其他金屬而言，運(yùn)用上述的保護(hù)焊工藝能夠達(dá)到最優(yōu)的工藝操作水準(zhǔn)。此外如果有必要在室外開展焊接操作，那么應(yīng)當(dāng)增設(shè)必要的擋風(fēng)設(shè)施，以便于妥善保護(hù)焊接氣體。

圖2 實(shí)心焊絲

（2）關(guān)于實(shí)心焊絲。與其他的焊絲種類進(jìn)行對比，可以得知實(shí)心焊絲有助于達(dá)到相對較高的焊接生產(chǎn)效率，并且還能縮減焊接操作的總體成本。在目前看來，實(shí)心焊絲已經(jīng)能適用于多種多樣的焊接生產(chǎn)流程，尤其是針對較厚的焊接鋼板而言。經(jīng)過焊接操作以后，應(yīng)當(dāng)能獲得優(yōu)良的焊接質(zhì)量。由此可見，實(shí)心焊絲由于具備自動化以及機(jī)械化的顯著優(yōu)勢，因此可以有效防控焊接變形。

但是不應(yīng)忽視，實(shí)心焊絲運(yùn)用于現(xiàn)階段的焊接操作也表現(xiàn)為某些工藝缺陷。具體而言，如果選擇了實(shí)心焊絲那么通常都很難轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的焊接操作區(qū)域，其中根源在于無法順利延長送絲軟管。并且在涉及到露天的焊接操作時，運(yùn)用實(shí)心焊絲還應(yīng)當(dāng)增設(shè)必要的焊接氣體保護(hù)。反之如果沒能增設(shè)氣體保護(hù)，那么金屬氣孔將會因此而產(chǎn)生。除此以外，實(shí)心焊絲還容易受到焊絲質(zhì)量或者送絲機(jī)構(gòu)的影響，進(jìn)而阻礙了順利的送絲操作，并且妨礙了焊接成型。

2 當(dāng)前現(xiàn)存的工藝缺陷

截至目前，實(shí)心焊絲的操作工藝已經(jīng)能適用于焊接操作領(lǐng)域，并且還會帶來突顯的焊接工作效益。然而不應(yīng)當(dāng)忽視，目前關(guān)于氣體保護(hù)焊并沒能真正達(dá)到最優(yōu)的工藝操作水準(zhǔn)，并且仍然表現(xiàn)為亟待改進(jìn)的焊接工藝要點(diǎn)。具體而言，關(guān)于氣體保護(hù)焊運(yùn)用于焊接各類金屬結(jié)構(gòu)仍然呈現(xiàn)如下的工藝難題：

2.1 相對單一的焊絲品種

從現(xiàn)狀來看，國內(nèi)廠商仍然局限于二氧化碳?xì)怏w作為最基本的焊接保護(hù)氣體，因而呈現(xiàn)較為單一的焊絲種類。關(guān)于金屬焊接如果僅限于選擇二氧化碳作為保護(hù)氣體，則很可能呈現(xiàn)凸起的焊縫外觀與飛濺的焊料殘?jiān)Ｍ瑫r，運(yùn)用單一焊絲種類也不利于增強(qiáng)金屬本身具備的疲勞荷載強(qiáng)度。關(guān)于混合氣體的富氬焊接操作而言，通常都會選擇特定種類的焊絲。但是相比于國內(nèi)，美國等較多國家都已能夠選擇含有硅元素或者錳元素的多種焊絲用于完成金屬焊接。因此在目前實(shí)踐中，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)在于拓展可供選擇的焊絲品種。

2.2 忽視研發(fā)專用性的有色金屬焊絲

圖3 有色金屬焊絲

近些年以來，航天技術(shù)正在日益呈現(xiàn)迅速演變的趨向。對于現(xiàn)階段的航天領(lǐng)域而言，焊接操作的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在于航天發(fā)射塔架的焊接處理。但是從現(xiàn)狀來看，國內(nèi)仍然欠缺有色金屬焊絲作為上述焊接操作的基本保障，而目前現(xiàn)有的實(shí)心焊絲也沒能達(dá)到最佳的翹距、抗拉強(qiáng)度與表面質(zhì)量。

因此可以得知，當(dāng)前關(guān)于有色金屬制成的焊絲應(yīng)當(dāng)著眼于全面加以研發(fā)，確保能夠從源頭入手來顯著提升目前現(xiàn)存的焊絲質(zhì)量，并且最終達(dá)到保證金屬焊接基本質(zhì)量的目的。

2.3 焊接工藝本身的性能亟待提升

實(shí)心焊絲在現(xiàn)存的金屬焊接中占有顯著地位，然而除了對于合適的焊絲進(jìn)行選擇以外，目前還需致力于優(yōu)化焊接工藝。這是由于，當(dāng)前現(xiàn)存的金屬焊接工藝尚未真正達(dá)到應(yīng)有的工藝完善性，因此阻礙了氣體保護(hù)焊的迅速發(fā)展。對于多數(shù)的國產(chǎn)焊絲而言，焊絲本身并未達(dá)到優(yōu)良的適用性、焊縫成型性與穩(wěn)定性。在此狀態(tài)下，如果要將實(shí)心焊絲廣泛適用于焊接生產(chǎn)，那么針對規(guī)模較大的金屬焊接操作仍無法予以滿足。

3 探析氣體保護(hù)焊運(yùn)用于金屬結(jié)構(gòu)的具體要點(diǎn)

實(shí)心焊絲在目前階段已經(jīng)被運(yùn)用于較多類型的金屬部件焊接，此類焊絲本身屬于強(qiáng)度較高的優(yōu)質(zhì)焊接材料。近些年以來，金屬焊接的特殊工業(yè)領(lǐng)域逐漸表現(xiàn)為更高的焊接操作效率、更優(yōu)的環(huán)保性能與更低的焊接成本趨勢。在此基礎(chǔ)上，目前針對制造各類金屬結(jié)構(gòu)的行業(yè)仍然亟待推行全新的氣體保護(hù)焊技術(shù)。與此同時，關(guān)于實(shí)心焊絲也要著眼于全面加以研發(fā)，進(jìn)而保證此類焊絲能達(dá)到最優(yōu)的焊接工藝質(zhì)量。在目前實(shí)踐中，關(guān)于金屬焊接運(yùn)用的氣體保護(hù)焊技術(shù)主要涵蓋如下的技術(shù)改進(jìn)要點(diǎn)：

3.1 研發(fā)全新的焊絲品種

在目前看來，關(guān)于制造金屬結(jié)構(gòu)如果僅限于原有的焊絲品種與焊接技術(shù)，則很難真正適應(yīng)現(xiàn)階段的金屬焊接工藝。因此為了優(yōu)化現(xiàn)存的金屬焊接工藝，那么應(yīng)當(dāng)更多著眼于新型焊絲種類的全面研發(fā)。例如近些年來，技術(shù)人員以及某些企業(yè)正在嘗試全新焊絲品種的制造與研發(fā)，在此前提下誕生了新型的碳鋼焊絲并且能夠適用于較大參數(shù)的厚板焊接中。此外，關(guān)于混合氣體保護(hù)的富氬焊接工藝也在逐步趨向于完善。經(jīng)由上述的焊接工藝改造，國內(nèi)現(xiàn)存的各類金屬焊接工藝將會日益表現(xiàn)為更優(yōu)的成熟性。

3.2 全面掌控制造實(shí)心焊絲的新技術(shù)

關(guān)于制造優(yōu)質(zhì)的實(shí)心焊絲應(yīng)當(dāng)能夠結(jié)合此類焊絲的特征，從而運(yùn)用相適應(yīng)的焊絲制造工藝予以完成。具體而言，關(guān)于制造實(shí)心焊絲通常都會涉及層繞技術(shù)、拔絲技術(shù)、包裝技術(shù)與鍍銅技術(shù)。因此可見，技術(shù)人員針對上述各類制造技術(shù)都要致力于逐步加以完善，確保上述技術(shù)能服務(wù)于實(shí)心焊絲質(zhì)量的提升。此外關(guān)于環(huán)保型的非鍍銅焊絲來講，應(yīng)當(dāng)秉持節(jié)能以及環(huán)保的焊接領(lǐng)域發(fā)展趨向，確保非鍍銅的環(huán)保焊絲可以逐漸取代原有的鍍銅型焊絲。

3.3 強(qiáng)化國際協(xié)作

焊接材料市場在目前階段整體表現(xiàn)出迅速演變與全面發(fā)展的基本趨勢，進(jìn)而在客觀上突顯了國際協(xié)作與國際交流具備的重要意義。具體在目前實(shí)踐中，關(guān)于金屬結(jié)構(gòu)生產(chǎn)以及實(shí)心焊絲制作都要致力于優(yōu)化工藝。為此，國內(nèi)技術(shù)人員有必要吸納并且借鑒現(xiàn)存的域外工藝經(jīng)驗(yàn)，并且逐漸嘗試拓寬現(xiàn)有的國際協(xié)作視野。只有強(qiáng)化了綜合性的國際協(xié)作，那么針對氣體保護(hù)焊的有關(guān)技術(shù)與工藝才能逐步達(dá)到品種齊全、布局優(yōu)化以及價廉質(zhì)優(yōu)的技術(shù)改進(jìn)目標(biāo)。

4 結(jié)語

作為焊接技術(shù)領(lǐng)域的高科技材料而言，實(shí)心焊絲應(yīng)當(dāng)屬于關(guān)鍵性的氣體保護(hù)焊材料。從目前來看，關(guān)于生產(chǎn)實(shí)心焊絲已經(jīng)能達(dá)到高效率、高生產(chǎn)質(zhì)量、環(huán)保生產(chǎn)以及低成本的焊絲生產(chǎn)。然而與發(fā)達(dá)國家進(jìn)行對比，可見國內(nèi)現(xiàn)有的氣體保護(hù)焊各類相關(guān)工藝仍然表現(xiàn)為突顯的工藝發(fā)展差距。未來在實(shí)踐中，核心舉措仍然應(yīng)當(dāng)在于提升氣體保護(hù)焊的整體工藝質(zhì)量，從而全面助推多品種以及高質(zhì)量的實(shí)心焊絲生產(chǎn)發(fā)展。