焊接工藝的重要性

【摘 要】目前，隨著焊接技術(shù)應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，在各行各業(yè)焊接應(yīng)用所占的比例也更大，同時(shí)也對(duì)焊接工藝提出了越來越嚴(yán)格的要求，焊接從業(yè)人員也開始深刻地意識(shí)到工藝的重要性?；诖耍疚母攀隽撕附庸に?，介紹了其詳實(shí)內(nèi)容，最后以市政建設(shè)中熱力管道為例，探討了焊接工藝的現(xiàn)實(shí)重要性。

【關(guān)鍵詞】工藝；焊接；重要性

一、焊接工藝概述

焊接工藝是指在高熱或高壓下，用或不用焊材，在兩工件之間，原子互相擴(kuò)散，而使其結(jié)合成整體的一種加工工藝。這種焊接工藝具有非常廣泛的應(yīng)用范圍，可用于金屬和非金屬領(lǐng)域。

焊接與其相對(duì)應(yīng)的工藝有著密切的聯(lián)系，包括焊接方法、并結(jié)合被焊件的材質(zhì)、化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)種類、焊接要求等來確定操作。具體為：第一，確定好焊接方法，比如，手弧焊、鎢極氬弧焊等方法。焊接具有非常多的方法，只能視具體情況來合理選擇。第二，焊接方法確定后，然后設(shè)置焊接工藝參數(shù)，比如手弧焊有：焊條型號(hào)直徑、電流、電壓、焊接層道數(shù)、間層溫度、檢驗(yàn)方法等方面的數(shù)據(jù)。

二、焊接工藝主要內(nèi)容

1、試件清理和裝配

焊接前，將坡口兩側(cè)20mm內(nèi)的油污銹跡水分清理干凈，露出金屬光澤。然后進(jìn)行裝配，根據(jù)焊件的實(shí)際情況確定裝配方案，具體包括：裝配間隙、剛性固定、反變形預(yù)置等。

2、焊件預(yù)熱

通過預(yù)熱，可以減緩焊后冷卻速度，對(duì)熱影響區(qū)硬度的降低、冷裂紋的避免十分有利，屬于焊接中主要的碳鋼工藝方法。此外，預(yù)熱還可以優(yōu)化接頭塑性，降低焊后殘余應(yīng)力。一般情況下，35、45鋼以150～250℃為預(yù)熱溫度。倘若含碳量再高或厚剛度大、傾向產(chǎn)生裂紋時(shí)，可以提高預(yù)熱溫度到250～400℃。假如焊件過大、較難整體預(yù)熱時(shí)，可采取局部預(yù)熱的方法，其加熱范圍是兩側(cè)焊口分別150～200mm為宜。

3、焊材選擇

焊材選擇時(shí)，盡量選用與母材化學(xué)成分及力學(xué)性能相近的焊材，若條件允許，首選酸性焊條。

4、坡口形式

焊接時(shí)盡量將焊件開成U形坡口。鑄件若有缺陷，則應(yīng)圓滑鏟挖坡口外形，以降低熔入焊縫金屬中的母材比例，將焊縫含碳量降低，避免產(chǎn)生裂紋。

5、確定工藝參數(shù)

因?yàn)槿廴氲谝粚雍缚p中的母材比例可約高達(dá)30%，因此，焊接第一層焊縫時(shí)的過程中，應(yīng)盡可能選用小電流、緩慢的焊接速度，以降低母材熔深。

6、間層溫度控制

根據(jù)不同的鋼種，多層多道焊接時(shí)，合理控制好間層溫度，是保障焊接質(zhì)量和焊接工藝中重要因素。

7、焊道應(yīng)力

因?yàn)閼?yīng)力是焊接危害性最為嚴(yán)重的因素之一，所以在焊接過程中采用相應(yīng)的措施如：采用小電流、錘擊焊道、退火等方法消除焊接應(yīng)力。

8、熱處理

當(dāng)焊接完成焊接后，根據(jù)不同厚度材質(zhì)進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，焊縫保溫在200-350℃2-6小時(shí)，以減小冷卻速度，增強(qiáng)塑韌性，并降低淬硬傾向，將接頭處氫進(jìn)行擴(kuò)散消除。因此，不可以過冷時(shí)或雨雪中焊接。最好焊后立即對(duì)焊件，采取應(yīng)力消除熱處理，尤其是焊件厚度大、結(jié)構(gòu)件剛性高、條件苛刻時(shí)的焊件更要如此。消除焊后應(yīng)力的回火應(yīng)控制溫度是600～650℃，并保溫1-2h，再隨爐冷卻。如果焊后無法處理應(yīng)力熱，需要立刻后熱處理。

三、焊接工藝的重要性

現(xiàn)代工業(yè)離不開焊接，而焊接工藝只是在焊接過程中隨著焊接的結(jié)束也結(jié)束，是留不下痕跡的過程，如果焊接作業(yè)人員責(zé)任心不強(qiáng)焊接工藝不到位，會(huì)使產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和后期的使用壽命大打折扣。以市政熱力管道為例，來探討焊接工藝的重要性。在市政建設(shè)過程中，各種地下管道發(fā)揮著十分重要的作用，而管道焊接工藝又是管道工程中的重點(diǎn)內(nèi)容，焊接質(zhì)量出現(xiàn)質(zhì)量問題，則會(huì)導(dǎo)致十分嚴(yán)重的后果。目前，市政建設(shè)工程中使用的壓力管道，均通過焊接實(shí)現(xiàn)連接的，只有整個(gè)焊接工藝過程中不出現(xiàn)偏差，才能確保整個(gè)工程的質(zhì)量。在管道焊接的整個(gè)過程當(dāng)中，構(gòu)成影響質(zhì)量的元素主要包括：管道材質(zhì)質(zhì)量問題、焊接人員資格問題、技能熟練程度、是否準(zhǔn)確遵守焊接工藝流程標(biāo)準(zhǔn)、焊接結(jié)束質(zhì)量檢驗(yàn)的把關(guān)問題。倘若以上環(huán)節(jié)均按焊接作業(yè)工藝要求實(shí)施，才能確保整個(gè)管道工程不遺留質(zhì)量與安全隱患問題，保障管道后期使用過程中安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行。

1、保障焊接工藝前期的要求

焊接項(xiàng)目作業(yè)人員在管道焊接工藝開始前，對(duì)應(yīng)采購(gòu)到位的管道與工程設(shè)計(jì)的規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)及生產(chǎn)廠家進(jìn)行細(xì)致的核對(duì)，必要時(shí)采用光譜檢驗(yàn)儀進(jìn)行化學(xué)成分的檢驗(yàn)，管道質(zhì)量完全相符設(shè)計(jì)的管道材質(zhì)要求，以確保所使用的材料不存在質(zhì)量問題或安全隱患等。焊材在焊接中起著及其重要的作用，它的質(zhì)量好與壞直接關(guān)系到管道工程的整體質(zhì)量，因此焊材的選擇與質(zhì)量必須進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，盡可能選擇國(guó)內(nèi)知名品牌與知名廠家的產(chǎn)品。同時(shí)對(duì)購(gòu)進(jìn)的焊材讓經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工進(jìn)行試驗(yàn)性焊接，進(jìn)行物理、化學(xué)性實(shí)驗(yàn)，得出此批焊材焊接性能、工藝性能、使用性能等。對(duì)入庫(kù)的焊材應(yīng)包裝良好無損，按照焊材儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)分類進(jìn)行放置，切不可受潮。焊接時(shí)使用的氣體也盡可能使用質(zhì)量穩(wěn)定廠家的產(chǎn)品，使用前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。焊接工藝過程中起著至關(guān)重要的作用是焊接設(shè)備，因此管道焊接是必須選用與之工藝要求相匹配性能優(yōu)良的電焊機(jī)。

2、焊接工藝過程

以市政熱力管道Ф525X12㎜A3鋼管道焊接工藝為例，采用手工氬弧焊打底電弧焊蓋面焊接方案進(jìn)行施工。施焊前焊接設(shè)備選用在ZX7-400電焊機(jī)；焊材選用J50焊絲和E4303電焊條；對(duì)焊條用烘干箱進(jìn)行150°C烘干1小時(shí)；使用焊條保溫焊接時(shí)桶隨用隨去；氬氣純度不得低于99.95%，氬氣流量計(jì)準(zhǔn)確無誤；鎢極使用鈰鎢棒放射性??；對(duì)管道用機(jī)械方法開V型坡口，并留1㎜鈍邊，坡口內(nèi)外兩側(cè)20㎜打磨露出金屬光澤，確保無銹跡、油污和水分等。

設(shè)置焊接工藝參數(shù)：焊口對(duì)口點(diǎn)固，對(duì)口間隙2-3㎜，固定點(diǎn)4點(diǎn)長(zhǎng)度10-15㎜，厚度3㎜；打底焊絲J50，Ф2.0電流85A焊接電壓30V，極性為直流反接法；填充和蓋面電焊條E4303，Ф3.2電流95A焊接電壓40V；采用3層3道，兩人對(duì)稱施焊進(jìn)行；焊后150°C回火保溫簡(jiǎn)易熱處理；外觀無損超聲波和耐壓致密性檢驗(yàn)。

焊接過程中，由于是氬弧焊打底，在戶外作業(yè)必須做好防風(fēng)處理，焊接位置設(shè)置防風(fēng)罩之類設(shè)施，保證保護(hù)熔池的氬氣不被稀釋和吹散焊接質(zhì)量受影響。焊口的點(diǎn)固位置相對(duì)稱長(zhǎng)度一致且收尾處比起焊處寬1㎜左右，其原因是防止收尾處受焊接收縮應(yīng)力而無間隙，無法焊透。打底焊接時(shí)兩人對(duì)稱施焊進(jìn)行且焊接速度一致，做到焊透且無焊接缺陷，對(duì)焊道污物用鋼絲刷進(jìn)行清理，立即用同樣單位方法用烘干好的電焊條進(jìn)行對(duì)稱填充焊接，厚度4㎜左右為宜，填充后進(jìn)行清渣，最好采用風(fēng)鏟對(duì)焊道整體進(jìn)行震動(dòng)敲擊處理，以消除焊接應(yīng)力。保證間層溫度在80°C以上進(jìn)行第三層為蓋面層焊接，成形美觀余高趨于0㎜無咬邊等焊接缺陷；清渣后用火焰加熱法對(duì)焊道兩側(cè)60㎜進(jìn)行加溫至150°C時(shí)用石棉布對(duì)加熱區(qū)域進(jìn)行包裹三層緩慢冷卻至室溫；然后對(duì)焊道進(jìn)行無損超聲波和耐壓致密性檢驗(yàn)。

四、結(jié)語

綜上所述，本文市政熱力管道焊接工程為例，探討了焊接工藝過程的重要性。由此可知，在管道工程中，焊接工藝是最關(guān)鍵、最重要的工序，有助于管道連接的合理性和使用壽命的延長(zhǎng)。目前，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，我國(guó)更加注重對(duì)技能人才的職業(yè)道德培養(yǎng)，希望有更多的高素質(zhì)技能人才來支撐大國(guó)的崛起，特別是從事焊接相關(guān)專業(yè)的人員要充分地認(rèn)識(shí)到焊接工藝的重要性，能夠認(rèn)真專研這項(xiàng)工藝技術(shù)，為我國(guó)的工業(yè)化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭照高.建筑鋼結(jié)構(gòu)的焊接工藝與性能分析[J].建材與裝飾，2018（25）：209-210.

[2]馬鴻力.淺談對(duì)壓力容器焊接工藝評(píng)定的監(jiān)督檢驗(yàn)[J].科技資訊，2015，13（33）：95+97.

作者簡(jiǎn)介：

王元平（1971─），高級(jí)技師。國(guó)家能源準(zhǔn)能集團(tuán)焊工技能大師，主要從事焊工技術(shù)及焊接工藝和焊接質(zhì)量方面的研究。

（作者單位：國(guó)家能源準(zhǔn)能集團(tuán)公用事業(yè)公司）