焊接參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響及注意要點

石洋　孫憲章

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)制造領(lǐng)域也獲得了長足的進步。焊接是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用較多的一種加工技術(shù)，做好工業(yè)生產(chǎn)中的焊接質(zhì)量對于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量有著十分重要的意義。在焊接的過程中，焊接工藝參數(shù)及焊接工藝因素對焊接質(zhì)量有著十分重要的影響。文章將在分析焊接工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上對焊接過程中的各項工藝參數(shù)規(guī)范等進行分析闡述。

關(guān)鍵詞：焊接工藝參數(shù)；焊接質(zhì)量；工藝因素

前言

焊接是制造工業(yè)中的重要生產(chǎn)技術(shù)之一，其應(yīng)用涵蓋軍工、民用產(chǎn)品制造、建筑施工等各行各業(yè)之中，具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點。做好焊接過程中的工藝規(guī)程、技術(shù)參數(shù)的選用和制定對確保工件的焊接質(zhì)量有著十分重要的意義。

1 焊接質(zhì)量與焊接工藝參數(shù)、規(guī)程之間的關(guān)系

焊接工藝參數(shù)、規(guī)程的制定是在大量試驗的基礎(chǔ)上對焊接材料的物理性能和化學(xué)成分進行分析，從而制定出在焊接的過程中所使用的方法、設(shè)備以及結(jié)構(gòu)特性等，對于焊接的質(zhì)量有著十分重要的意義。在焊接工藝參數(shù)、規(guī)程的制定過程中，各企業(yè)需要結(jié)合待焊接工件的材料和結(jié)構(gòu)性能的不同，制定出符合實際要求的焊接工藝和焊接參數(shù)。總的來說，焊接工藝規(guī)程是在滿足產(chǎn)品設(shè)計規(guī)程要求的前提下，經(jīng)過焊接工藝評定進行制定，是生產(chǎn)過程重要的技術(shù)文件之一。焊接工藝規(guī)程的完全執(zhí)行，是控制焊接產(chǎn)品質(zhì)量行之有效的程序和方法。

2 焊接工藝參數(shù)、規(guī)程對焊接質(zhì)量的影響

焊接工藝參數(shù)是指在焊接結(jié)構(gòu)、材料已知的情況下，對焊接過程中的參數(shù)（如焊接材料、焊接時的接頭形式、焊接時所使用的電流、焊接電壓、保護氣流量、保護氣的純度、坡口形式等）進行劃定。在焊接的過程中如果參數(shù)選取不合理或是焊接時參數(shù)波動范圍過大將會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生非常重要的影響，例如：焊縫尺寸超差、焊縫存在裂紋、夾渣、焊瘤等，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。

2.1 做好焊接時電流的控制

在焊接的過程中會在焊縫的周圍產(chǎn)生大量的熱，焊縫區(qū)域的溫度會隨著焊條的移動而發(fā)生變化，從而導(dǎo)致工件受熱不均勻，這種受熱不均勻?qū)诠ぜ膬?nèi)部形成一定的熱應(yīng)力從而影響焊接的質(zhì)量。焊接電流是焊接熱量產(chǎn)生的重要參數(shù)，其中，焊接電流的大小即是線能量的大小，當(dāng)增大焊接電流時，為避免焊接時熱量的堆積，應(yīng)當(dāng)加快焊接時的速度。在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)效率是第一位的，因此，為提高生產(chǎn)效率，需要在生產(chǎn)的過程中盡可能的選用較大的電流參數(shù)，過大的焊接電流所產(chǎn)生的熱量將會影響焊縫的焊接質(zhì)量，焊縫焊接時所產(chǎn)生的高溫將會燒損一部分的合金元素，從而影響焊后焊縫的組織形式，導(dǎo)致焊縫熔合區(qū)和過熱區(qū)的晶粒粗大，從而使得焊縫的疲勞強度和抗沖擊能力降低，尤其是對于一些淬火傾向大且有低溫沖擊韌性要求的材質(zhì)，對其焊接接頭的影響最為明顯。焊接時選用過大的焊接電流將會導(dǎo)致熱量的局部堆積，從而容易產(chǎn)生咬邊、焊穿、焊瘤等。嚴(yán)重影響焊縫的疲勞強度和承載能力。在焊接時電流也不能過小，較小的焊接電流將會造成焊縫中產(chǎn)生氣孔、未焊透、夾渣等缺陷，這些缺陷會降低接頭的致密性，減少承載面積，致使接頭強度和沖擊強度降低。采用較高的焊接電流時，所產(chǎn)生的熱量會加大熔池的體積和弧坑的深度，從而增加焊縫的厚度。在焊接時如果采用不填絲的鎢極氬弧焊可以有效的控制焊縫的余高。較大的焊接電流會導(dǎo)致熔寬的增加，這是由于在焊接時電弧截面的增加和電弧弧長擺動范圍的增大所導(dǎo)致的。

2.2 做好焊接時電壓的控制

焊接時所選用的焊接電壓主要是由焊接電弧長度來決定的，為取得較長的焊接電弧則需要選用較高的焊接電壓，反之亦然。為提高焊接效果，在焊接時應(yīng)選用短弧焊接為宜，在采用立焊、仰焊時應(yīng)選用更短的焊接電弧從而避免熔滴過度對焊接人員造成傷害。根據(jù)選用焊條的不同也需要對焊接電壓進行一定的調(diào)整，其中堿性焊條應(yīng)使用較短的焊接電弧，以利于電弧的穩(wěn)定和防止氣孔?；￠L增加，金屬飛濺越多，對母材金屬的表面損傷嚴(yán)重。尤其是對于一些具有特殊防腐要求的不朽鋼或是其他金屬焊件應(yīng)選用較短的焊接電弧。

2.3 做好焊接時焊速的控制

在焊接的過程中，焊接的速度應(yīng)當(dāng)均勻，焊接速度應(yīng)當(dāng)保證待焊工件在焊透的同時不能焊穿工件，同時確保焊縫的寬度和余高在要求限定的范圍內(nèi)，如果在焊接時焊接速度過快，焊接的溫度將來不及熔化工件影響焊接質(zhì)量，如果焊接速度過慢，使得熱量在一定的距離內(nèi)積聚，會使得相應(yīng)區(qū)域的溫度較快升高，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗，力學(xué)性降低，同時使工件變形量增大。對于較薄的焊接工件，熱量的積聚將很容易造成工件被焊穿。

焊接時電弧電壓升高將會增加焊縫的寬度和焊縫的厚度同時減小余高，焊接電流是影響焊縫厚度的主要因素，而焊接速度對焊接時的熔深和熔寬會產(chǎn)生明顯的影響。因此在焊接的過程中應(yīng)當(dāng)對以上三點進行綜合考慮，在焊接的過程中選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)以提高焊接的質(zhì)量。

2.4 做好焊接過程中所使用焊接材料的選取

在焊接的過程中，使用較多的焊接材料主要有焊條、焊絲、保護氣體、焊劑。焊芯（焊絲）其作用主要是填充金屬和傳導(dǎo)電流等。其中焊條根據(jù)其熔渣的酸堿性可以分為堿性焊條和酸性焊條，在選用焊條時需要注意待焊工件的材料特性，選用合適的焊條。在焊劑的選擇上需要注意，焊劑可以分為酸、堿、中三大類，焊絲按照結(jié)構(gòu)可分為實芯和藥芯兩大類，在焊接工藝上，可以分為手弧焊和埋弧焊等。在焊接的過程中使用氣體作為保護焊時，堿性焊條由于加入CaF2，影響氣體電離，電弧的穩(wěn)定性變差，一般要求采用直流反接。在焊條的選用過程中盡量選用工藝性能好和生產(chǎn)率高的焊條（焊絲）和焊劑。根據(jù)被焊構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點、母材性質(zhì)和工作條件，選取合適的焊條（焊絲）、焊劑用以確保焊接質(zhì)量。在生產(chǎn)中主要有同種金屬材料焊接和異種金屬焊接兩種情況，選用焊條（焊絲）焊劑時考慮的因素應(yīng)有所區(qū)別。

2.5 焊縫接頭時注意要點

焊縫接頭是焊接結(jié)構(gòu)的最基本要素之一，同時也是焊接結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，其主要分為對接、角接、搭接、T形、卷邊等形式。為確保焊接質(zhì)量，在焊接的過程中，需要根據(jù)焊接的需要對坡口進行加工，其中，所使用的坡口形式主要分為V形、X形、U形及雙U形等幾種，在開坡口時需要注意坡口的角度、坡口根部的間隙、鈍邊和根部半徑的選取。在焊接時，為了使得焊條能夠接近焊接接頭根部以及多層焊時側(cè)邊熔合良好，應(yīng)當(dāng)按照一定的比例開設(shè)置坡口角度和根部的間隙，當(dāng)坡口的角度減小時，根部的間隙應(yīng)當(dāng)同比例增大。當(dāng)根部間隙較小時，為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)選用較小規(guī)格的焊條以使得焊縫坡口的根部能夠熔透.開有坡口的焊接接頭，為確保焊接質(zhì)量，需要在坡口處留有一定的鈍邊，對于鈍邊高度的確定以能焊透但不焊穿為宜，在帶有鈍邊的接頭焊接時，坡口根部的間隙應(yīng)當(dāng)根據(jù)焊接位置和焊接工藝參數(shù)來進行確定，在確保焊縫能夠焊透的前提下，根部間隙應(yīng)當(dāng)盡量取較小的值。

3 結(jié)束語

焊接是工業(yè)制造領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛的一種技術(shù)，在焊接的過程中需要根據(jù)焊接材料特性，選擇合理的焊接參數(shù)提高焊接質(zhì)量。文章在分析焊接參數(shù)對焊接質(zhì)量影響的基礎(chǔ)上對焊接過程中需要注意的要點進行了分析介紹。

參考文獻

[1]王府強.淺論焊接質(zhì)量控制[C].中國工程建設(shè)焊接協(xié)會第八屆年會論文集，2001，7.

[2]周紅梅.鐵道焊接方法及質(zhì)量對比研究[J].西南交大學(xué)報，2013，5.

[3]劉天倉.影響鑄鐵件冷氣焊質(zhì)量的不良因素及防止方法[J].焊接，2009，7.