淺談現(xiàn)代焊接工藝的發(fā)展

張曉東

（河北三茂路橋工程有限公司，河北 石家莊 050000）

【摘 要】自焊接工藝的發(fā)展以來，就受到了人們廣泛的關(guān)注，隨著金屬制品的不斷發(fā)展，焊接工藝也取得了較好的發(fā)展，在經(jīng)過漫長的鉆研和完善的過程中，逐漸形成了良好的焊接技藝。對于焊接工藝而言，其在材料運(yùn)用、方式應(yīng)用等方面都取得了較好的發(fā)展，目前焊接工藝已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、生活之中，成為目前科研中的重要工藝。

【關(guān)鍵詞】焊接工藝；因素；措施；提高

一、影響焊接質(zhì)量的因素分析

（一）操作人員因素。這一因素對焊接工作來說就是焊工，也包括焊接設(shè)備的操作人員。各種不同的焊接方法對焊工的依賴程度不同，手工操作占支配地位的手弧焊接，焊工操作技能的水平和謹(jǐn)慎認(rèn)真的態(tài)度對焊接質(zhì)量至關(guān)重要。即使埋弧自動焊，焊接規(guī)范的調(diào)整和施焊也離不開人的操作。由于焊工質(zhì)量意識差、操作粗心大意，不遵守焊接工藝規(guī)程，操作技能差等都可能影響焊接質(zhì)量。

（二）材料因素。焊接使用的材料包括各種被焊材料，也包括各種焊接材料、還有與產(chǎn)品配合使用的各種外購或外協(xié)加工的零部件。焊接生產(chǎn)中使用這些材料的質(zhì)量是保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。從全面質(zhì)量管理的觀點出發(fā)，為了保證焊接質(zhì)量，從生產(chǎn)過程的起始階段，即投料之前就要把好材料關(guān)。

（三）工藝方法因素。焊接質(zhì)量對工藝方法的依賴性較強(qiáng)，在影響工序質(zhì)量的各因素中占有更重要的地位。其影響主要來自兩個方面：一方面是工藝制訂的合理性；另一方面是執(zhí)行工藝的嚴(yán)肅性。某一產(chǎn)品或某種材料的焊接工藝的制定，首先要進(jìn)行焊接工藝評定，然后根據(jù)評定合格的工藝評定報告和圖樣技術(shù)要求制訂焊接工藝規(guī)程、編制焊接工藝說明書或焊接工藝卡。這些以書面形式表達(dá)的各種工藝參數(shù)是指導(dǎo)施焊時的依據(jù)，它是模擬生產(chǎn)條件所作的試驗和長期積累的經(jīng)驗以及產(chǎn)品的具體技術(shù)要求而編制出來的，是保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上需要保證的另一方面是貫徹執(zhí)行焊接工藝的嚴(yán)肅性。在沒有充分根據(jù)的情況下不得隨意變更工藝參數(shù)，即使確需改變，也必須履行一定程序和手續(xù)。不正確的焊接工藝固然不能保證焊接質(zhì)量，即使有經(jīng)評定驗證是正確合理的工藝規(guī)程，不嚴(yán)格執(zhí)行，同樣也不能得到合格的質(zhì)量。兩者相輔相成，相互依賴，不能忽視或偏廢任何一個方面。

二、提高焊接工藝水平的措施分析

（一）提高熔敷率焊接

（1）熱絲TIG/MIG工藝

常規(guī)TIG焊接熔敷率具有很多缺點，熱絲焊接工藝針對其缺點由此誕生，這種工藝在后來的熔化極氣體保護(hù)焊接和埋弧焊中都得到了廣泛的應(yīng)用，并且具有很好的作用。此種工藝主要是運(yùn)用焊絲在電流經(jīng)過時產(chǎn)生的電阻熱，焊絲如果溫度升高到一定的溫度，會轉(zhuǎn)移到電弧區(qū)，使得熔敷率有所增加，并且使焊絲的熔化速率也有所提高，最終使得焊接的效率有很大的提高。附加電源可以給預(yù)熱焊絲提供專門的電流，如果不使用附加電源的話，可以采用焊接電源的方式。如果將熱絲被送絲結(jié)構(gòu)的附加填充滿的話，可以將原來的焊絲進(jìn)行一定的預(yù)熱。

（2）添加金屬粉TIG/MIG工藝

將金屬粉末在焊接的過程中加入，可以靈活的用于熔化極氣體保護(hù)焊接和埋弧焊接兩種工藝中。如果電弧能量不能增加的話，可以添加一定量的金屬粉，這樣能夠使高熔敷率升高百分之三十到百分之五十。但是在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，埋弧焊工藝多是采用的金屬粉末的添加和多絲埋弧焊相結(jié)合的工藝。

此種工藝，最重要的一定要控制好金屬粉末的大小。一開始人們多是采用的切斷的焊絲，而且顆粒很大，應(yīng)用與實際生產(chǎn)中收到的效果并不十分顯著。但是自將金屬粉末的直徑采取了減小的手段之后，人們逐漸認(rèn)識到了這種工藝的好處。外國有家公司，研究出了一種直徑很小的金屬粉末顆粒，他們可以借助電弧的吹力被吹到電弧的周圍，使得金屬粉末在焊接的過程中，既能夠在四周熔化也能夠在電弧下熔化，從而使電弧的能量得到了高效的利用，并且使得熔敷率有了很大的提高。于此同時，要想更加有效的使焊接的缺陷得以避免，可以將合金化類型的元素加到金屬粉中，從而使冶金反應(yīng)更加迅速的發(fā)生。

（二）活性劑焊接

（1）A-TIG工藝

TIG既有優(yōu)點又有缺點，這種工藝總的來說，焊接的質(zhì)量比較高，并且電弧的燃燒非常的穩(wěn)定，但是不可忽略其缺點，這種工藝生產(chǎn)的效率很低，對于焊接材料的成分很敏感，如果是單道焊接的東西的厚度會很小。A-TIG這種工藝將其在待焊區(qū)固定，并且在其上抹上一種活性助焊劑，這種助焊劑厚度很薄，可以使焊縫的熔深有所提高。這種工藝會使截面出現(xiàn)一種比較特殊的花生外表，使得接頭的強(qiáng)度有很大的提高。這種工藝借助活性焊機(jī)通過如下幾個作用使得焊接的效率有所提高。

陽極斑點收縮：助焊劑在電弧的中心能夠發(fā)生一定的電離，并且產(chǎn)生一些正離子和電子，但是在周邊則會蒸發(fā)一些物質(zhì)，這些物質(zhì)還是以解離的原子或者分子的形式存在于自然中，并且會將電子俘獲，最終形成負(fù)電荷，進(jìn)而使得電弧周邊的載流子不斷的減少。電弧要想達(dá)到一種新的平衡，必須使等離子體區(qū)和陽極的電流密度有很大程度的增加。這種現(xiàn)象會使得陽極的斑點不斷收縮，并且使得離子體弧柱的直徑也有很大的減小。

電弧力：隨著電弧徑向力和弧壓的不斷增大，使得陽極的根部出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，進(jìn)而使得熔池金屬的流動受到一定的障礙，最后使得熔深有很大程度的增加。

表面張力：熔池中的過渡活性元素使得其表面的張力梯度有了一些改變，這種張力使得流動的液體金屬由周邊向中心匯集，并且流向下部，最后將熱量送到熔池底端，然后形成一種深而窄的焊接縫隙。

（2）A-Laser工藝

受A-TIG工藝啟發(fā)，將活性劑引入激光焊接。活性劑采用納米級超細(xì)化學(xué)粉末，主要成分包括SiO2、NaF、TiO2、Cr2O3、TiC等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：添加活性劑可以使焊縫形狀由“釘頭”變?yōu)椤爸鶢睢?，同等功率條件下，焊縫熔深增加33%。分析認(rèn)為：溫度較低的光致等離子體周邊區(qū)域含有大量Si-2、Cr-2、Ti-2等元素的大顆粒分子，極易吸附中心區(qū)域自由運(yùn)動的電子，因此，激光作用的中心區(qū)域粒子密度趨于減少；同時，鹵族元素化合物對電子有很強(qiáng)的親和力，并且有很好的吸熱能力，使工件得到更多的入射激光能量，最終導(dǎo)致焊接熔深增加，焊接效率提高。

三、結(jié)語

總而言之，為了更加的實現(xiàn)能源的節(jié)約就需要對焊接的效率進(jìn)行提升，首先要注重對高效焊接工藝的應(yīng)用。目前國內(nèi)外都開始著力于高效焊接的推廣和研究，而且已經(jīng)取得了一定的成績。我國要積極的吸取國內(nèi)的先進(jìn)工藝，通過整合實現(xiàn)對我國的焊接工藝的提高。

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