低碳鋼的焊接特點(diǎn)及工藝分析

潘文全 吳彩

【摘 要】伴隨生產(chǎn)加工技術(shù)飛速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)已經(jīng)朝著現(xiàn)代化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，對(duì)機(jī)械設(shè)備及相關(guān)零部件加工制造精度不斷提高，相關(guān)元件復(fù)雜度隨之增強(qiáng)，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(jiàn)的加工材料，其自身化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、機(jī)械等性質(zhì)存在差異性，無(wú)法完全滿足機(jī)械加工及生產(chǎn)制造需求，為此需通過(guò)焊接將異種金屬整合在一起，使其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、機(jī)械等性質(zhì)均符合生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)。然而，相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)異種金屬焊接工藝研究基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，未形成極具導(dǎo)向性的工藝標(biāo)準(zhǔn)，用以整合低碳鋼與低合金鋼，這也為開(kāi)展相關(guān)研究活動(dòng)提供機(jī)會(huì)。鑒于此，本文對(duì)低碳鋼的焊接特點(diǎn)及工藝進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】低碳鋼；低合金鋼；焊接工藝

中圖分類號(hào)：TG457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

低碳鋼與低合金鋼焊接工藝若想科學(xué)高效，需技術(shù)人員在充分掌握焊接參數(shù)基礎(chǔ)上，合理選擇焊接方法，科學(xué)控制熱輸量與預(yù)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(shí)，為工業(yè)加工企業(yè)獲取更高經(jīng)濟(jì)收。

1什么是低碳鋼

低碳鋼，是一種鋼鐵材料，屬于碳素鋼分類，之所以被分在碳素鋼下面是因?yàn)槠渲械奶己克鶝Q定。因?yàn)榈吞间摰暮剂恐挥?5%，并且低碳鋼的強(qiáng)度比較低，并且質(zhì)地非常軟，所以它還有另外一個(gè)名字“軟鋼”。低碳鋼主要包括大部分普通碳元素結(jié)構(gòu)的鋼鐵，以及某一部分具有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)的鋼鐵。這些鋼鐵不用經(jīng)過(guò)加工就可以直接用于工程中，因?yàn)榈吞间撛诩訜徇^(guò)后非常容易冷卻并且非常容易成形，所以可以通過(guò)多種方式對(duì)低碳鋼進(jìn)行成形。因?yàn)榈吞间摰奶妓睾康脑?，低碳鋼也具有非常好的焊接性，非常容易被加工?/p>

2焊接環(huán)境

管道焊接的環(huán)境控制是制約焊接質(zhì)量的重要因素之一。焊接環(huán)境的溫度控制與焊接材料和焊件有關(guān)，當(dāng)環(huán)境溫度低于焊接材料所需要的溫度下限時(shí)，按照焊接評(píng)定工藝進(jìn)行預(yù)熱。風(fēng)速和濕度的控制也不可忽視，特殊天氣，必須根據(jù)天氣預(yù)報(bào)及時(shí)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，若焊接環(huán)境不符合規(guī)范要求，那么必須停止施焊作業(yè)。如在有防風(fēng)設(shè)施的情況下，風(fēng)速仍超過(guò)規(guī)定值；電弧1米內(nèi)的相對(duì)濕度大于90%，焊件表面潮濕等。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)適宜的溫度、風(fēng)速、濕度，焊接質(zhì)量才能得到保證。

3焊接缺陷的含義及分類

外部缺陷是位于焊縫外部的缺陷，是可以用肉眼觀察到的明顯缺陷、低倍放大鏡或檢測(cè)者等檢測(cè)到的缺陷。包括裂紋、咬痕、崩塌、火炬、表面孔隙、弧坑、焊縫磨損、弧磨損和成型不良。這些缺陷大多數(shù)都是不當(dāng)?shù)牟僮鬟^(guò)程，很容易導(dǎo)致影響焊接結(jié)構(gòu)壽命的應(yīng)力集中、設(shè)備泄漏、工件故障等。因此，需要及時(shí)消除和修復(fù)這些缺陷。內(nèi)部缺陷位于焊縫內(nèi)部，不能用肉眼觀察，可以通過(guò)rt、ut等非破壞性檢測(cè)方法或破壞性測(cè)試進(jìn)行檢查。主要包括裂紋、孔隙、渣、未熔合、未焊接等。其中最危險(xiǎn)的是裂縫。由于存在這些缺陷，焊接件的承載力明顯下降，疲勞強(qiáng)度下降，因此容易發(fā)生焊接質(zhì)量事故。

4低碳鋼的焊接性

4.1低碳鋼使用的焊接方法

因?yàn)榈吞间摰牧己锰匦?，所以大部分焊接方法都可以使用，并且焊接效果非常好，所以?duì)焊接工人的要求也不是很嚴(yán)格。在最近幾年的發(fā)展過(guò)程中，因?yàn)閷?duì)焊接技術(shù)的不斷研發(fā)，也出現(xiàn)了幾種比較新式的焊接方法以及工藝。因?yàn)榈吞间摰暮附有粤己?，使得新研發(fā)的技術(shù)很好地被應(yīng)用。所以到目前為止，低碳鋼的焊接方法多種多樣。

4.2低碳鋼在焊接過(guò)程中需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)

要想在低碳鋼焊接過(guò)程中不出錯(cuò)，順順利利地將焊接任務(wù)完成，要非常注意焊接過(guò)程中的要點(diǎn)。我們都知道低碳鋼的冷卻速度非?？?，并且極易成形。這雖然是低碳鋼的優(yōu)點(diǎn)，但是在操作不當(dāng)?shù)那闆r下，也會(huì)變成它的缺點(diǎn)。因此在焊接過(guò)程中，要尤其注意焊接接頭處的環(huán)境影響，一定要采取相應(yīng)的防范措施，以保證焊接的順利完成。

4.3焊接工藝參數(shù)確定

焊接工藝設(shè)計(jì)是焊接工藝設(shè)計(jì)應(yīng)用程序中更重要的焊接設(shè)計(jì)要素，在整體提高焊接質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。只有在焊接過(guò)程生效的情況下，才能設(shè)置相應(yīng)的焊接參數(shù)，以確保最終焊接技術(shù)的應(yīng)用效果。

5低碳鋼在焊接過(guò)程中的缺陷以及預(yù)防措施

不管對(duì)于什么技術(shù)來(lái)說(shuō)，都會(huì)有很好的方面，當(dāng)然不可規(guī)避的也會(huì)有缺點(diǎn)。低碳鋼雖然有很好的冷卻性，但也很容易受外界熱度的影響，所以在焊接過(guò)程中，會(huì)對(duì)金屬造成影響產(chǎn)生裂紋。針對(duì)這種情況，可以在焊接過(guò)程中選擇含碳量比較低的焊接材料，防止裂紋的產(chǎn)生。同時(shí)在焊接過(guò)程中，還要注意焊接物的厚度。焊接物的厚度達(dá)到一定程度之后，若焊接物的性能并不是很好，這也會(huì)導(dǎo)致焊接結(jié)果的失敗。因此當(dāng)焊接物達(dá)到一定厚度時(shí)，一定要選擇性能良好的焊接物，防止焊接失敗。

5.1焊接材料

焊接材料是確保焊接質(zhì)量和預(yù)防焊接缺陷的基本前提，直接與焊接質(zhì)量和工程成本相關(guān)。與此相關(guān)，軟鋼管道焊接前，相關(guān)負(fù)責(zé)人必須嚴(yán)格控制焊接材料的采購(gòu)、驗(yàn)收、儲(chǔ)存、使用等多個(gè)方面。選擇焊接材料時(shí)，請(qǐng)根據(jù)母材的強(qiáng)度和實(shí)際工作條件進(jìn)行選擇，以便與拉伸強(qiáng)度和機(jī)械特性相匹配。鳳的模特比較多，要根據(jù)具體情況選擇。第二，所購(gòu)焊接材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能等必須符合相關(guān)工藝文件要求，質(zhì)量證書(shū)必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，必要時(shí)進(jìn)行材料重新檢查。焊接現(xiàn)場(chǎng)的材料保管要標(biāo)準(zhǔn)化，濕度、溫度要控制。入庫(kù)的材料要經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢查，符合資格后才能入庫(kù)、標(biāo)記、分類堆積。使用前必須創(chuàng)建焊條干燥記錄，使用后回收的焊條也必須再次干燥，但同一個(gè)焊條不能多次干燥。

5.2焊接檢驗(yàn)

焊接檢查是焊接質(zhì)量控制過(guò)程的重要組成部分。焊接檢查過(guò)程包括焊前檢查、工藝檢查和焊后檢查。預(yù)焊接檢查主要是檢查相關(guān)文檔數(shù)據(jù)、準(zhǔn)備檢查計(jì)劃、預(yù)焊接準(zhǔn)備檢查、檢查連接的焊道清理狀態(tài)以及驗(yàn)證組間距是否滿足要求。工藝檢查主要是檢查相關(guān)參數(shù)是否滿足焊接工藝的要求，焊接順序是否滿足工藝要求，安裝位置是否滿足繪圖要求等；焊后檢查必須仔細(xì)準(zhǔn)確地檢查焊縫的形狀、尺寸和形狀。為了確定是否有缺陷焊接，必須立即開(kāi)發(fā)維修返還流程。修理后要重新檢查，做好修理和檢查記錄。

結(jié)束語(yǔ)

低碳鋼焊接與其他材料鋼板的焊接不同，焊接技術(shù)的實(shí)施需要對(duì)低碳鋼板厚度、化學(xué)成分、材料屬性等的焊接工藝控制進(jìn)行專業(yè)研究分析，因此分析可幫助您找到適合焊接工藝操作的方法和策略。本文研究低碳鋼板焊接設(shè)備、焊接材料、焊接工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)焊接工藝執(zhí)行程序執(zhí)行階段綜合分析全面焊接技術(shù)實(shí)施的控制因素，對(duì)提高機(jī)電產(chǎn)品焊接技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和效果有重要的研究意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶小培，晁松杰.等離子與電弧復(fù)合焊接低碳鋼的工藝研究[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，17（02）：43-45.

[2]黃須強(qiáng)，王大偉，修世超.AISI304/低碳鋼真空擴(kuò)散焊接頭組織和性能[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，38（12）：1759-1763.

[3]張宏偉.橫焊平對(duì)接低碳鋼板的焊接變形控制措施探析[J].黑龍江科學(xué)，2017，8（20）：28-29.

[4]岑耀東，陳芙蓉.異種鋼電阻塞焊工藝優(yōu)化及接頭性能分析[J].焊接學(xué)報(bào)，2017，38（07）：109-114+134.

[5]高紅花，劉琦暉.低碳鋼汽車板的焊接工藝及焊縫檢測(cè)研究[J].鑄造技術(shù)，2017，38（04）：921-924+931.

[6]張遠(yuǎn)，張鵬，黃威，王朝陽(yáng).壓接參數(shù)和熱處理對(duì)鉻鉬低碳鋼壓焊接頭力學(xué)性能的影響[J].熱加工工藝，2017，46（07）：94-96+100.

（作者單位：中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司）