關于低碳鋼與低合金鋼焊接工藝的探究

摘 要：焊接是工業(yè)生產(chǎn)加工重要技術(shù)手段之一，其中采用焊接工藝將低碳鋼與低合金鋼整合到一起，滿足工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)制造切實需求，可以有效提高工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟收益，如若相關焊接工藝無法發(fā)揮積極效用，將影響二者整合成效。本文通過研究低碳鋼與低合金鋼焊接工藝，以期為提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)加工綜合能力提供依據(jù)。

關鍵詞：低碳鋼；低合金鋼；焊接工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.019

伴隨生產(chǎn)加工技術(shù)飛速發(fā)展，我國工業(yè)已經(jīng)朝著現(xiàn)代化、自動化、智能化方向發(fā)展，對機械設備及相關零部件加工制造精度不斷提高，相關元件復雜度隨之增強，用以滿足日益提高的工業(yè)生產(chǎn)制造需求。其中，金屬作為常見的加工材料，其自身化學性質(zhì)、物理性質(zhì)、機械等性質(zhì)存在差異性，無法完全滿足機械加工及生產(chǎn)制造需求，為此需通過焊接將異種金屬整合在一起，使其物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、機械等性質(zhì)均符合生產(chǎn)制造標準。然而，相較于西方發(fā)達國家，我國異種金屬焊接工藝研究基礎相對薄弱，未形成極具導向性的工藝標準，用以整合低碳鋼與低合金鋼，這也為開展相關研究活動提供機會?；诖?，為使低碳鋼與低合金鋼得以有效焊接，探究相關焊接工藝顯得尤為重要。

1 低碳鋼與低合金鋼焊接前的準備

技術(shù)人員需在施行焊接工藝前，仔細研究低碳鋼與低合金鋼產(chǎn)品圖紙，觀察產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計特征，明晰焊接重點、要點及難點，為提高焊接工藝應用質(zhì)量奠定基礎，待明晰焊接方向后，技術(shù)人員需依據(jù)焊接工藝施行標準，仔細檢查焊接單件，確保相關零件符合焊接要求，從根本上保障低碳鋼與低合金鋼焊接質(zhì)量，選定優(yōu)質(zhì)零件并清除表面油漬、灰塵、氧化皮、鐵銹等污垢，裝備順序需科學合理，避免零部件在焊接過程中發(fā)生形變現(xiàn)象，確保低碳鋼與低合金鋼焊接工藝科學有效。

為提高低碳鋼與低合金鋼焊接質(zhì)量，技術(shù)人員可在總結(jié)以往工作經(jīng)驗同時，立足二者焊接實況，編制焊接工藝前期準備制度，引導技術(shù)人員高效完成相關工作，推動工業(yè)生產(chǎn)制造行業(yè)朝著標準化、制度化、科學化方向發(fā)展，繼而有效提升低碳鋼與低合金鋼焊接工藝施行成效。

2 低碳鋼與低合金鋼預熱溫度選擇

在低碳鋼與低合金鋼焊接過程中，容易發(fā)生冷淬問題，尤其在低碳鋼與低合金鋼強度存在極大差異時，該問題會異常突出，嚴重影響二者焊接綜合成效，為此技術(shù)人員在焊接時需科學選擇預熱溫度，確保二者可有效適應焊接工藝，然而預熱會對焊接接頭造成影響，使其發(fā)生冷卻緩慢，焊接頭處結(jié)構(gòu)受熱量影響范圍不斷擴展現(xiàn)象，相關組織韌性、塑性隨之降低，且還會出現(xiàn)組織粗大等情況，無法保障焊接精度，影響低碳鋼與低合金鋼焊接后的力學性能[1]?；诖?，技術(shù)人員在焊接過程中，需科學選擇預熱溫度，通常情況下技術(shù)人員需以焊接性較差的金屬元件為標準設定預熱溫度，并可以采用實驗法、公式法等方式進行計算，而后以碳當量得出預熱溫度。

綜合低碳鋼與低合金鋼及相關焊接元件實際厚度、性能等條件，可以采用以下公式對二者焊接預熱溫度進行估算：[C]化=C+Mn/9+Cr/9+Ni/18+Mo/13，其中，算式中的英文字母代表低碳鋼與低合金鋼主要的化學成分，相關元素與數(shù)量之比，形成實際質(zhì)量分數(shù)。低碳鋼與低合金鋼焊接厚度計算公式為：[C]厚=0.005δ[C]化，其中δ表示焊接元件厚度，厚度對焊接預熱溫度選擇具有極大影響，為此需通過計算得出精準數(shù)值。在整合以上兩個計算公式基礎上，可以得出低碳鋼與低合金鋼碳當量總量計算公式為：[C]總=[C]化+[C]厚=[C]厚×（0.005δ+1），同時可直接算出預熱前溫度值，相關公式為T預=350√[C]總—0.25，將低碳鋼與低合金鋼厚度帶入算式，便可得出預熱溫度，以此為由控制相關溫度，旨在為高效完成二者焊接任務奠定基礎。

3 低碳鋼與低合金鋼焊接具體過程

技術(shù)人員需依據(jù)自身工作能力、焊接條件、元件參數(shù)等因素，合理選擇焊接方法，通常情況下技術(shù)人員會選擇熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊、手工電焊等方法，確保低碳鋼與低合金鋼焊接工藝符合工業(yè)企業(yè)加工及制造標準。基于不同接頭熱影響區(qū)域有所差別，有時會出現(xiàn)近似于淬火的狀態(tài)，為此需技術(shù)人員可以免去焊后熱處理環(huán)節(jié)，如若技術(shù)人員應用電渣焊焊接方法，需通過回火處理抵消該方法線能量較大帶來的消極影響，必要時技術(shù)人員需秉持創(chuàng)新實踐原則，在總結(jié)以往工作經(jīng)驗基礎上，將若干焊接方法融合在一起，旨在完成低碳鋼與低合金鋼焊接任務。待明確焊接方法后，技術(shù)人員需合理選擇焊劑、低氫焊絲，避免低碳鋼與低合金鋼在焊接過程中出現(xiàn)裂紋，影響焊接成效[2]。

在焊接過程中極容易出現(xiàn)未焊透、應力集中等問題，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)熱裂紋，降低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為此技術(shù)人員需合理掌控焊縫錯變量，例如技術(shù)人員在焊接厚度相同的低合金鋼、低碳鋼材料時，若板材厚度≤20mm，則錯變量需以1/8為標準予以控制，確保錯變量≤5mm，若板材厚度≥20mm，則錯變量需以板材厚度1/6為標準予以控制，確保錯變量≤8mm。

技術(shù)人員在規(guī)范焊接參數(shù)后，需依據(jù)焊接實況確定焊點、焊縫，以≤40mm為標準控制焊縫，同時檢查焊縫、焊點內(nèi)是否有雜質(zhì)，是否存在裂縫等其他影響焊接質(zhì)量的問題，確保低碳鋼與低合金鋼焊接質(zhì)量符合相關標準。

4 低碳鋼與低合金鋼熱輸入的控制

氫是造成低碳鋼與低合金鋼焊接接頭出現(xiàn)裂縫的重要原因，一旦相關問題無法得到有效解決，將嚴重影響二者焊接質(zhì)量，基于此技術(shù)人員可以適量增加熱輸入量，防止二者在焊接過程中出現(xiàn)裂縫，使金融內(nèi)部氫氣在熱量作用下高效排出。在電壓、電弧保持一致且穩(wěn)定不變態(tài)勢下，技術(shù)人員需適當追加電焊電流，放緩焊接速度，通過擺動焊條確保焊接熔池凝固緩慢，達到排除氫氣的焊接目的，同時降低焊縫金屬冷卻速率，有效提高低碳鋼與低合金鋼焊接強度、韌性、塑性，同時可避免形成馬氏體組織[3]。

5 結(jié)束語

綜上所述，低碳鋼與低合金鋼焊接工藝若想科學高效，需技術(shù)人員在充分掌握焊接參數(shù)基礎上，合理選擇焊接方法，科學控制熱輸量與預熱溫度，使焊接工藝得以發(fā)揮積極功效，在提高二者焊接質(zhì)量同時，為工業(yè)加工企業(yè)獲取更高經(jīng)濟收。

參考文獻：

[1]劉廷廣，喬瑞軍.鋼結(jié)構(gòu)熔嘴電渣焊焊接施工工藝探究[J].建材與裝飾，2015（11）：71-72.

[2]郭維坤，王寶昌.焊接工藝參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響[J].商品與質(zhì)量，2015（16）：129.

[3]冀陽.鋁合金/鋼對接MIG電弧熔-釬焊接工藝[D].山東大學，2015.

作者簡介：元寶峰（1987-），男，黑龍江拜泉人，碩士研究生，施工員，研究方向：鋼結(jié)構(gòu)件焊接技術(shù)及工藝編制、現(xiàn)場技術(shù)指導、服務。