薄板\\薄壁工件的焊接修復

摘要 薄板、薄壁工件的焊接修復，是焊接加工中最常使用的方法之一，在薄板、薄壁工件的焊接修復過程中，常會產生各種各樣的焊接缺陷。本文針對薄板、薄壁工件的焊接修復過程中產生缺陷的種類、產生原因進行焊接性分析，提出合理的施焊方法。

關鍵詞 薄板 薄壁工件 焊接修復 工藝措施

中圖分類號： TG31 文獻標識碼：A

Welding repair of Sheet and Walled Workpieces

LI Xin

(Shangluo Technical Schools， Shangluo， Shanxi 726000)

AbstractThe welding repair of sheet and walled workpieces is one of the most common methods in welding， in the process of welding repair of sheet and walled workpieces， there are a variety of welding defects. This paper analyzes the type of defects and causes in the process of welding repair of sheet and walled workpieces， puts forward reasonable methods of welding.

Key wordssheet; walled- workpiece; welding repair; process measures

焊接修復是制造業尤其是設備機構維修業中最常用的方法之一，也是技工學校焊工專業學生的就業與創業選擇之一。我們學校焊工專業的學生實習實訓時，重點訓練學生的焊接修復技能，通過各種類型工件的焊接練習，培養學生焊接設備的操作技能、焊接工藝參數的正確選擇和工藝措施的合理采用。在教學中，學生普遍對薄板、薄壁工件的焊接修復技能掌握較慢，合格率低。針對教學現狀，本文分析了薄板、薄壁工件在焊接修復過程中產生缺陷的種類、原因，提出行之有效的焊接工藝規范和適當的工藝措施，以提高學生的技能水平。

1 薄板、薄壁工件的焊接工藝特點

1.1 薄板、薄壁工件焊接現狀

薄板、薄壁工件，通常是指厚度≤2.0mm的工件或板材。隨著生產技術水平的飛速發展，各種新材料在設備制造中得到了廣泛的應用。同時，原材料價格的不斷上漲，迫使制造廠家在生產過程中越來越多地采用減小板材厚度的方法來降低成本。這就使設備產品的金屬結構中薄板、薄壁工件越來越多，設備維修工作中的薄板、薄壁工件的焊接修復工作量也日益增加，為焊工專業的畢業生創造了廣闊的就業與創業天地。

1.2 薄板、薄壁工件的常用材料及焊接特點

（1）低碳鋼：含碳量＜0.25%，強度、硬度不高，塑性好，應用非常廣泛。常用的低碳鋼有20鋼、20g鋼、Q235等。

低碳鋼的焊接工藝性良好，淬火傾向小，焊縫和近縫區不易產生冷裂紋；焊前一般不需要預熱，在寒冷地區焊接時，需將焊件預熱至100-150℃左右；對焊接電源沒有特殊要求，可采用交、直流弧焊機進行全位置焊接，工藝簡單。

（2）中碳鋼：含碳量0.25-0.60%，含碳量較高、強度較高。常用的中碳鋼有35鋼、45鋼、55鋼等。

中碳鋼的焊接性較差：熱影響區容易產生淬硬組織；容易產生熱裂紋；如果焊接材料選擇和工藝規范選擇不當，容易產生冷裂紋；對焊接材料的脫氧性和基本金屬的除油防銹、焊接材料的烘干等，要求嚴格。

（3）高碳鋼：含碳量＞0.60%，由于含碳量高，焊接性很差。

高碳鋼材料在焊接時由于導熱性差很容易形成裂紋；對淬火更加敏感，近縫區極易形成馬氏體組織；近縫區易產生冷裂紋；焊接接頭強度低。

（4）普通低合金高強度鋼：鋼中含有少量合金元素，如錳、硅、釩、鉬、鈦、鋁、鈮、銅、硼、磷、稀土等。常用的普通低合金高強度鋼有Q295、Q345、Q390、Q420等。

普通低合金高強度結構鋼的焊接具有下列特點：熱影響區的淬硬傾向大，焊接裂紋傾向大。

（5）鋁及鋁合金：焊接結構中應用最廣泛的是防銹鋁，如5A02、5A03、5A05、3A21等。

鋁及鋁合金的焊接特點：表面易氧化，產生致密的氧化膜，影響焊接的進行；容易產生氫氣孔；容易產生熱裂紋；溫度控制不當時，易焊穿；接頭不等強；熱影響區受熱發生軟化，強度降低，使焊接接頭和母材不能達到等強度。

（6）銅及銅合金：有紫銅、黃銅、青銅和白銅4大類。

銅及銅合金的焊接具有以下特點：難熔合、易變形；焊接接頭的強度、塑性、導電性、耐腐蝕性等性能低于母材；易產生擴散氣孔和反應氣孔；在焊縫及熔合區易產生熱裂紋。

（7）珠光體耐熱鋼：以鉻、鉬為主要合金元素的低合金鋼，具有足夠的高溫強度和抗高溫氧化性。常用的珠光體耐熱鋼有15Mo、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。

珠光體耐熱鋼的焊接具有以下特點：淬硬傾向大、易產生冷裂紋、易產生再熱裂紋。

（8）低溫鋼：主要用于低溫下工作的容器、管道和結構，工作在-196℃到-10℃的溫度范圍。常用的低溫鋼有16MnDR、15MnNiDR、09Mn2VDR、06MnNb、3.5Ni等。

低溫鋼的焊接具有下列特點：不含鎳的低溫鋼焊接性良好，淬硬和冷裂傾向小；含鎳的低溫鋼，淬硬性增大，熱裂紋傾向增大，需采用合理的焊接工藝條件，增大焊縫成形系數。

（9）不銹鋼：含鉻量大于12%，在空氣、水、蒸汽中能不腐蝕、生銹的鋼。常用的不銹鋼有0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、0Cr25Ni20、0Cr26Ni5Mo、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17等。

不銹鋼的焊接特點如下：在焊縫和基本金屬的熔合線附近，易發生刀刃狀的晶間腐蝕；含鎳量較高的奧氏體不銹鋼易產生熱裂紋。

2 薄板、薄壁工件焊接修復的主要缺陷形式及產生原因

薄板、薄壁工件在焊接修復過程中經常出現的主要焊接缺陷形式有：（1）燒穿。焊接過程中，熔化金屬從焊件背面流出，形成穿孔的缺陷稱為燒穿，是焊條電弧焊中常見的缺陷。（2）焊接變形大。裝配間隙不均勻，焊接電流過大或過小，運條速度不當或手法不當以及焊條角度選擇不合適時均會造成焊接變形過大。（3）焊接成形不美觀。焊縫外形高低不平，波形粗劣，焊縫余高過高或高低不均，影響工件外觀，還會影響焊縫與母材的結合強度。

3 薄板、薄壁工件焊接修復預防缺陷的工藝措施

3.1 薄板、薄壁工件焊接工藝規范

通過上述對各種材質的薄板、薄壁工件的焊接工藝特點和焊接修復中容易出現的缺陷形式的分析，結合實習實訓教學實踐，可以從以下幾個方面選擇焊接工藝參數進行焊接。（1）選用小直徑的焊條（ 2.0mm- 2.5mm）施焊為宜。（2）采用小電流焊接，按所選焊條對應的電流范圍下限值施焊。（3）適當提高焊接速度，以獲得較小的熔池和較淺的熔深。（4）采用短弧焊接、直線運條，焊條不要做橫向擺動，以免熔池溫度過高，燒穿工件。（5）在有條件的情況下，可將工件放在一定的坡度，采用下坡焊，不但提高焊接速度，同時也可防止變形。（6）在施焊條件困難的部位，操作不便的情況下，可采用間斷滅弧焊，這樣可以隨時控制熔池溫度和熔池形狀，不易燒穿工件，且成形美觀。（7）在焊接修復重要工件時，可采用氬弧焊等方法修復。

3.2 薄板、薄壁工件焊接修復工藝措施

由于薄板、薄壁焊接結構的復雜多樣，材料品種規格繁多，在焊接修復過程中，除采用了合適的工藝參數外，還要采用合適的工藝措施，才能取得良好的焊接效果。（1）有條件的情況下，可采用卷邊焊接或搭接，盡量避免對接焊縫。（2）焊前清理焊縫兩側，露出原金屬光澤。（3）裝配間隙≤1.5mm，間隙越小越利于施焊。裝配時不得錯邊。（4）定位固定點焊時，應呈點狀焊接點固，焊點間距應在50-80mm左右，以防變形和錯邊。（5）視焊件結構和材質特點，采取適當的焊前預熱和焊后熱處理措施。

4 結論

筆者多年在教學實踐中，指導學生運用上述針對性的工藝規范和合理的工藝措施，能夠預防焊接缺陷的發生，焊接修復質量可靠，焊縫成形良好，學生焊接技能大幅提高。

參考文獻

[1]邱葭菲.焊工工藝學（第3版）.中國勞動社會保障出版社，2005.

[2]王長忠.焊工工藝與技能訓練（第1版）.中國勞動社會保障出版社，2001.