試述材料成型及焊接控制工藝要點及其發(fā)展

摘要：機械制造行業(yè)是我國的一項基礎性行業(yè)，在行業(yè)發(fā)展過程中廣泛應用了焊接技術，其技術發(fā)展及使用受到了行業(yè)的高度關注。在機械制造行業(yè)中，一旦焊接工藝技術出現(xiàn)使用不規(guī)范及操作不合理情況，將會對機械的生產(chǎn)質量造成較大的影響，導致人力和物力出現(xiàn)嚴重的浪費，不利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。有很多的大型企業(yè)因焊接存在問題，進而引發(fā)安全事故的產(chǎn)生，因此應高度重視在焊接過程中金屬材料所發(fā)生的形變問題，避免生產(chǎn)出報廢類的產(chǎn)品。

關鍵詞：材料成型;焊接控制工藝;夾渣;氣孔;未焊透

0 ?引言

金屬材料在焊接期間，受各種因素影響，導致金屬材料在達到一定結構期間極容易出現(xiàn)各種狀況，進而導致金屬材料在實際的使用過程中出現(xiàn)裂紋，制造出來的金屬結構不過關。尤其是在一些大型機械制造中，存在焊接技術手法不規(guī)范等情況，導致機械結構出現(xiàn)一定的變化。因此，應高度重視焊接技術，避免在焊接過程中出現(xiàn)變形事故，以避免資源出現(xiàn)嚴重的浪費。因此，應由專業(yè)的人員來完成材料成型及焊接工作，嚴格把控材料成型，對影響材料成型的因素進行分析，并有針對性的改進焊接操作技術，避免受不利因素影響，對材料成型造成損害。

1 ?材料成型及焊接存在的問題

1.1 工序質量

在對半成品做進一步的加工時，應嚴格按照相關的管理制度要求來進行加工，在對焊接技術中的產(chǎn)品性能及加工操作進行管理時，應使用積極的管理措施，以確保焊接的質量。焊接技術加工操作能夠直觀的反映出產(chǎn)品的質量及性質，應以產(chǎn)品的質量及性質作為加工操作的步驟，嚴格按照加工操作步驟中的要求進行半成品焊接，確保能夠在根源上保證產(chǎn)品的質量。另外，還可邀請相關的專家學者來對焊接工藝規(guī)格及相關的流程進行檢測，確保焊接流程能夠達到相關的焊接工藝標準要求，以提升機械設備的質量及性能[1]。

1.2 夾渣現(xiàn)象

夾渣主要是指焊接工作在實施后，在焊接縫隙當中會遺留一些熔渣。一般來說，在外觀結構上存在的夾渣具有一定的繁復性，包括線、顆粒及條等狀態(tài)，由于夾渣的存在進而導致焊接縫隙的韌度及密度降低。夾渣一般出現(xiàn)在焊接邊際處及焊道過渡位置處，尤其是在一些深溝中，夾渣更是多見。若焊道出現(xiàn)變形現(xiàn)象，夾渣量更多增多。另外，引發(fā)縫隙中存在有焊渣，還受焊接方式影響，當焊接工作完成及凝固后，會出現(xiàn)裂紋及孔洞等現(xiàn)象。

1.3 氣孔

在焊接過程中，不可避免會產(chǎn)生氣孔，氣孔主要存在與焊接縫隙的表面及內部位置處。引發(fā)氣孔的產(chǎn)生，與熔池中氣泡沒有及時冒出有直接關系，進而出現(xiàn)洞形及圓形空穴現(xiàn)象，一般將該種現(xiàn)象稱作是氣孔。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，引發(fā)氣孔的產(chǎn)生，受以下因素影響所致，在焊接工作結束后，未能及時對其表面清理干凈，焊接現(xiàn)場的施工環(huán)境較差，電弧過長相關的保護措施不到位，氣體純度的保護力度不夠，焊條質量不過關，焊條受潮等，受以上因素影響，當金屬材料在焊接后，從外界吸附的氣體，自發(fā)產(chǎn)生并且沒有及時逸出的氣體，進而導致氣孔的出現(xiàn)。

1.4 未焊透

在對雙面焊的坡口鈍邊及單面焊的坡口根部位置處進行焊接時，常會出現(xiàn)木材金屬在沒有熔化，焊接對象未進入到接頭根部等情況，將該種現(xiàn)象稱之為是未焊透。未焊透情況的產(chǎn)生，會導致焊接縫隙的作用范圍明顯縮短，接頭處的韌度明顯降低，降低了焊接縫隙的抗疲勞度。另外，未焊透情況的出現(xiàn)，集中應力帶來的損害要明顯低于接頭韌度降低所造成的損害，并且還會出現(xiàn)嚴重的裂紋現(xiàn)象，是導致焊接縫隙出現(xiàn)損壞的主要因素[2]。

2 ?焊接控制工藝要點

2.1 焊工資格控制

焊接質量直接關系到焊接的施工質量，焊接工作在實際的工作過程中，應嚴格把控焊接質量，以提升焊接效果。因此，要求從事焊接施工的人員，在開展焊接施工過程中，應明確掌握焊接操作技術，持有焊接操作證的工人才可參與到焊接施工中來，以確保焊接施工工作能夠準確及熟練的實施及開展，符合機械設計標準要求，保持焊接施工質量。

2.2 工藝過程控制

應制定出一套完善的焊接工藝技術，工藝技術中的內容包括焊鉗準備、焊接方法、焊接設備、焊接材料、焊接順序、工藝參數(shù)、焊接操作及焊后熱處理等。應保證焊接的工藝，確保能夠焊接出質量好的機械設備。另外，在焊接過程中，需要對焊接預熱的溫度進行有效的控制，使用堿性焊條，對破口的形式及焊接工藝參數(shù)進行嚴格的控制。為了能夠充分的了解到焊接接頭是否能夠滿足施工性能及施工工藝的需求，可采用開展焊接工藝試驗的形式來實現(xiàn)[3]。

2.3 焊接材料控制

為了保證接頭的質量，需要對焊接材料進行嚴格的把控，合理選擇焊劑、焊絲及焊接輔助設備等，確保所選取的焊接材料能夠符合相關焊接標準要求。另外，還需要合理制定焊接材料說明文件，對焊接材料的選取方法、清晰標注出焊接的標識。

2.4 焊接設備控制

焊接設備作為焊接過程中一項必不可少的用具，若沒有焊機，一切焊接工作將無法有效開展。在電焊機中能夠將焊接施工過程中的電流清晰及準確的顯示出來，焊接質量的好壞與電流的強弱有直接關系。應加強對電焊機進行有效的控制，確保能夠將電流信息清晰的顯示出來，以防止出現(xiàn)超標及偏差情況。電焊機中的電壓及電流裝置，需要經(jīng)過檢測無誤后才可投入到施工環(huán)節(jié)中進行使用。

2.5 焊接缺陷控制

第一，氣孔缺陷。

引發(fā)氣孔的產(chǎn)生與焊接的速度及電流有直接關系，為了提升焊接效果及質量，需要對焊接電流的速度及電流進行有效的控制，以防止出現(xiàn)氣孔。另外，還需要做好電機的清理工作，清理的范圍包括雜質、銹漬、油漬、邊緣水分等，應妥善保管焊接的金屬材料，以防止焊接金屬材料出現(xiàn)腐蝕及變質情況。另外，在焊接期間，需要將焊接的速度控制在適當?shù)姆秶鷥取?/p>

第二，焊接裂紋。在開展焊接工作之前，應清晰了解焊接材料中是否包含有害物質，大多數(shù)的焊接材料中均含有硫、磷等有害物質，此類物質的總含量不可超過0.030%。應對焊接材料中所包含的化學成分進行測定。在開展焊接工作期間，需要嚴格按照焊接的工作流程及要求進行焊接，需要將需要焊接設備中的水分烘干，焊接材料上不可出現(xiàn)水分和油漬。

第三，夾渣缺陷。為了預防夾渣的出現(xiàn)，應合理選擇坡口尺寸，以相關的規(guī)定為依據(jù)，對坡口邊緣位置處做好清理。在開展多層焊接工作時，應明確坡口位置后再開展焊接工作，每一層焊接工作結束后均需要做好清理工作，最后進行封焊處理，對焊接的各個環(huán)節(jié)做好嚴格的把控，以防止偏芯現(xiàn)象的產(chǎn)生。

第四，未焊透及熔合缺陷。為了能夠預防未焊透及熔合缺陷的產(chǎn)生，應做好坡口尺寸選擇，使用合理的焊接速度及電流對坡口表面的油污及氧化皮進行清理，應保證封底處的旱情根要徹底，運條擺動應合理，對坡口兩側位置處有無出現(xiàn)熔合情況進行觀察。壓力容器的安裝、制造及檢修過程中，均離不開焊接，有很大一部分的焊接均為厚板焊接。焊接質量的好壞直觀關系到設備在動靜載條件下能否正常進行運轉，另外還會涉及到使用成本、周期、經(jīng)濟效益及安全生產(chǎn)等問題。因此，為了能夠提升焊接的質量，需要在有限的工期內來開展焊接生產(chǎn)工作，合理選擇焊接材料，優(yōu)化焊接工藝[4]。

3 ?焊接控制工藝的發(fā)展趨勢

隨著制造業(yè)行業(yè)的迅速發(fā)展，焊接工藝技術取得了良好的發(fā)展效果及質量，焊接技術水平也越來越高，焊接工藝方法不斷涌現(xiàn)出來。在未來的發(fā)展中，焊接控制工藝會向以下幾方面發(fā)展：

第一，逆變焊接技術，該種技術具有小型化、功率制造能力強、普及性高等優(yōu)勢。

第二，軟開關技術，主要是使用20kHz逆變焊機，開關器的容量較大，有助于提升逆變電源的可靠性及電源的響應速度，能夠完成對更精密波形的有效控制。

第三，CO2焊接設備，該種設備促使焊接向高效化方向發(fā)展，改變了保護氣體及焊接參數(shù)，使逆變焊接展現(xiàn)出了較強的生命力，具有焊接的重量較輕、體積較小、省材、節(jié)能、效率高、焊接性能好等優(yōu)勢，在實際的使用過程中主要是借助現(xiàn)代科學手段及計算機技術，有效解決了氣體保護焊接中的高技術要求。

第四，短路過渡技術，該種技術在實際的使用過程中，在精確控制下來完成焊接工作，能夠對焊接的電壓及電流進行控制，完成對熔池進行精確控制，是一種動態(tài)控制技術，通過使用RMD技術，根焊焊縫的熔合較好，能夠完成對大小間隙的填充，焊接性能更加優(yōu)異。

4 ?結論

為了提升機械產(chǎn)品質量，防止資源出現(xiàn)嚴重的浪費，確保資源能夠實現(xiàn)合理使用，在制造行業(yè)中應合理使用焊接技術，謹慎選擇焊接材料，掌握焊接工藝操作方法，提升焊接質量。

參考文獻：

[1]張葉威.材料成型及焊接的控制工藝探析[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（15）：136.

[2]廖燦.材料成型及焊接控制工藝要點及發(fā)展[J].科技經(jīng)濟導刊，2016（02）：65.

[3]劉美悅.論述材料成型及焊接的控制工藝[J].黑龍江科技信息，2015（15）：27.

[4]于海波，雷玉臣.淺談材料成型及焊接的控制工藝[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（09）：87.

作者簡介：鐘大偉（1998-），男，湖北枝江人，荊楚理工學院通用航空學院材料成型及控制工程專業(yè)2016級一班本科生。