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发表时间:2019/4/12   来源:《防护工程》2018年第36期   作者:邵光涛 吕光顺
[导读] 本文通过分析焊接工艺各规范参数对焊接质量的影响,来探讨焊接工艺与焊接质量之间的关系。

中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东青岛  266000
        摘要:焊接结构作为现代钢结构中最主要的连接方式,它具有优化构件截面,节省钢材,构造简单,易于加工,连接性能好,刚度大,便于采用自动化生产等优点。广泛应用于国民经济各部门和人们生活设施中的各种设备。锅炉压力容器它不但要承受压力、温度和强腐蚀性介质的作用,还要经受易燃、易爆、剧毒、放射性充装物的考验,工作条件非常苛刻。常用锅炉压力容器均为焊接结构,所以焊接质量的好坏直接关系到产品质量和工程质量,本文通过分析焊接工艺各规范参数对焊接质量的影响,来探讨焊接工艺与焊接质量之间的关系。
        关键词:焊接质量;焊接工艺规范参数;焊接质量;焊接热输入
       
       
引言
        焊接是制造工业中的重要生产技术之一,其应用涵盖军工、民用产品制造、建筑施工等各行各业之中,具有工艺简单、生产效率高等特点。做好焊接过程中的工艺规程、技术参数的选用和制定对确保工件的焊接质量有着十分重要的意义。
        1、焊接质量与焊接工艺参数、规程之间的关系
        焊接工艺参数、规程的制定是在大量试验的基础上对焊接材料的物理性能和化学成分进行分析,从而制定出在焊接的过程中所使用的方法、设备以及结构特性等,对于焊接的质量有着十分重要的意义。在焊接工艺参数、规程的制定过程中,各企业需要结合待焊接工件的材料和结构性能的不同,制定出符合实际要求的焊接工艺和焊接参数。总的来说,焊接工艺规程是在满足产品设计规程要求的前提下,经过焊接工艺评定进行制定,是生产过程重要的技术文件之一。焊接工艺规程的完全执行,是控制焊接产品质量行之有效的程序和方法。
        2、焊接工艺参数、规程对焊接质量的影响
        焊接工艺参数是指在焊接结构、材料已知的情况下,对焊接过程中的参数(如焊接材料、焊接时的接头形式、焊接时所使用的电流、焊接电压、保护气流量、保护气的纯度、坡口形式等)进行划定。在焊接的过程中如果参数选取不合理或是焊接时参数波动范围过大将会对焊接质量产生非常重要的影响,例如:焊缝尺寸超差、焊缝存在裂纹、夹渣、焊瘤等,严重的还会导致产品报废。
        2.1焊接电流对焊缝质量的影响
        焊接电流,是指焊接时流经焊条、焊丝的回路电流。它是焊接的重要参数,对焊接质量和成型有极大影响。(1)焊接电流过小,则不易起弧、易息弧、电弧不稳定、熔深不足,焊道窄余高大,容易造成未焊透、夹渣、焊瘤和冷裂纹等问题。(2)焊接电流过大,则焊缝熔深大,焊道宽余高大,容易造成烧穿、咬边、夹钨、气孔、热裂纹等缺陷,且增加了金属飞溅导致浪费,还会导致焊缝及热影响区金属晶粒粗大(热脆化),影响物理性能。(3)为保证焊接效率,一般情况下,在保证焊接质量的前提下尽可能采用较大电流。(4)一般情况下,采用较细的焊条,应选择较小的焊接电流;采用直径较粗的焊条,应选择较大的焊接电流,以供给熔化焊条所需之热量。(5)特殊情况下,为了获得合理的焊接电流,焊接前必须做焊接工艺评定。焊接电流的确定,应结合焊接的类型、母材性质、焊条焊丝牌号、电压、焊速等因素综合确定,最好经过工艺试验。焊接结构的焊缝尺寸不符合要求时,将直接影响焊接接头的质量:尺寸过小的焊缝,使焊接接头强度降低;尺寸过大的焊缝,不仅浪费焊接材料,还会增加焊件的变形;塌陷量过大的焊缝使接头强度降低;余高过大的焊缝,造成应力集中,减弱结构的工作性能。
        2.2电弧电压对焊缝质量的影响
        电弧电压指电弧部的电压,与电弧长大致成比例地增加,一般电压表所示电压值包括电弧电压及焊丝伸出部,焊接电缆部的电压下降值。(1)电弧长短决定了电弧电压的高低,电弧长则电弧电压高,电弧短,则电弧电压低。


电弧长短对焊缝的质量有较大的影响,一般是电弧长度超过焊条的直径时称长弧,小于焊条的直径时称为短弧,用长弧焊接时,电弧燃烧不稳定,所获得焊缝质量差,焊缝表面鱼鳞纹不均匀。因此,施焊时一般都采用短弧焊接.(2)电弧电压太大,熔池较深,容易产生裂纹。但是焊波较为平整,美观。电弧电压太小,会造成焊缝未融合,和未焊透等缺陷(3)为了获得合理的电弧电压,焊接前必须做焊接工艺评定。
        2.3焊接速度对焊缝质量的影响
        焊接速度,即单位时间内完成的单道焊缝长度。
        (1)一般情况下,其他条件不变,焊接速度过快,熔化温度不够,容易造成未熔合、夹渣、焊缝成型不良等缺陷。(2)一般情况下,其他条件不变,接速度过慢,在母材单位面积停留时间就长,热影响区宽度增加,会造成焊接接头晶粒粗大,力学性能降低。尤其是焊接薄板时,过慢的焊接速度会造成烧穿现象。(3)当然,从焊接生产率考虑,焊接速度越快越好。根据产品性能考虑,为了得到良好的焊接接头,需要把焊接电流、电弧电压和焊接速度三因素综合考虑。(4)为了获得合理的焊接电流,焊接前必须做焊接工艺评定。
        2.4做好焊接过程中所使用焊接材料的选取
        在焊接的过程中,使用较多的焊接材料主要有焊条、焊丝、保护气体、焊剂。焊芯(焊丝)其作用主要是填充金属和传导电流等。其中焊条根据其熔渣的酸碱性可以分为碱性焊条和酸性焊条,在选用焊条时需要注意待焊工件的材料特性,选用合适的焊条。在焊剂的选择上需要注意,焊剂可以分为酸、碱、中三大类,焊丝按照结构可分为实芯和药芯两大类,在焊接工艺上,可以分为手弧焊和埋弧焊等。在焊接的过程中使用气体作为保护焊时,碱性焊条由于加入CaF2,影响气体电离,电弧的稳定性变差,一般要求采用直流反接。在焊条的选用过程中尽量选用工艺性能好和生产率高的焊条(焊丝)和焊剂。根据被焊构件的结构特点、母材性质和工作条件,选取合适的焊条(焊丝)、焊剂用以确保焊接质量。在生产中主要有同种金属材料焊接和异种金属焊接两种情况,选用焊条(焊丝)焊剂时考虑的因素应有所区别。
        2.5焊缝接头时注意要点
        焊缝接头是焊接结构的最基本要素之一,同时也是焊接结构的薄弱环节,其主要分为对接、角接、搭接、T形、卷边等形式。为确保焊接质量,在焊接的过程中,需要根据焊接的需要对坡口进行加工,其中,所使用的坡口形式主要分为V形、X形、U形及双U形等几种,在开坡口时需要注意坡口的角度、坡口根部的间隙、钝边和根部半径的选取。在焊接时,为了使得焊条能够接近焊接接头根部以及多层焊时侧边熔合良好,应当按照一定的比例开设置坡口角度和根部的间隙,当坡口的角度减小时,根部的间隙应当同比例增大。当根部间隙较小时,为保证焊接质量,应当选用较小规格的焊条以使得焊缝坡口的根部能够熔透.开有坡口的焊接接头,为确保焊接质量,需要在坡口处留有一定的钝边,对于钝边高度的确定以能焊透但不焊穿为宜,在带有钝边的接头焊接时,坡口根部的间隙应当根据焊接位置和焊接工艺参数来进行确定,在确保焊缝能够焊透的前提下,根部间隙应当尽量取较小的值。
        结束语
        选择合适的焊接工艺参数,对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要的。虽然焊接缺陷是不可避免的,但如果采用了合理的焊接工艺参数,可以减少焊接缺陷的发生,提高焊接质量。不同的焊接方法和焊接条件需要采取不同的焊接工艺参数。所以在生产过程中,工艺技术人员必须根据实际工况调整出合理的焊接工艺参数。
        参考文献:
        [1]周桂芬.埋弧焊焊接参数对单面焊双面成形质量的影响[J].焊接技术,2017(04):71-72+74.
        [2]谢庆生,王迎君.焊接工艺规范参数对焊接产品质量影响因素的分析[J].甘肃科技,2016(09):84-86.
        [3]程方杰,李慧娟,廉金瑞,王珉,张益民.焊接参数变化对点焊质量的影响[J].汽车技术,2016(04):35-37.
        [4]王延利.焊接工艺参数的确定方法[J].建材技术与应用,2016(06):21-23.
       

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