淺談材料成型及焊接的控制工藝

摘 要：金屬結(jié)構(gòu)在進行焊接時可以會因焊接應(yīng)力而出現(xiàn)各種變形，進而導(dǎo)致焊接裂紋的形成，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其品質(zhì)要求，同時也會增加產(chǎn)品不穩(wěn)定性因素的出現(xiàn)。對此，在焊接過程中必須針對產(chǎn)品材料進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)研分析，避免焊接過程中出現(xiàn)材料變形等問題。文章主要針對現(xiàn)階段我國材料成型以及焊接施工工藝中存在的問題進行詳細(xì)的分析與總結(jié)，并就此提出了合理化的解決措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：材料成型；焊接；控制工藝

1 焊接質(zhì)量

金屬焊接作為焊接結(jié)構(gòu)中重要的焊接工藝之一，對其質(zhì)量有著嚴(yán)格的質(zhì)量要求，同時它也是整個機械設(shè)備中最重要的基礎(chǔ)焊接工藝。所以，在機械制造過程中必須對焊接質(zhì)量及整個機械設(shè)備質(zhì)量進行分析，衡量其影響機械設(shè)備使用的重要金屬焊接質(zhì)量。在現(xiàn)代機械設(shè)備管理過程中，為了有效的保證產(chǎn)品設(shè)計能夠達(dá)到質(zhì)量技術(shù)要求，針對施工中的各個環(huán)節(jié)都要進行嚴(yán)格的質(zhì)量把控，對于影響焊接的不利因素要進行施工工藝調(diào)整，從而保證焊接質(zhì)量以及施工工藝工序，所以在整個過程中必須加強焊接工藝管理方法，從基礎(chǔ)工作確保焊接質(zhì)量。

1.1 工序質(zhì)量

在產(chǎn)品加工過程中，必須依據(jù)管理工作標(biāo)準(zhǔn)對焊接工藝中的加工工序以及產(chǎn)品質(zhì)量進行有效管理。換句話而言，產(chǎn)品質(zhì)量是通過工藝加工程序來體現(xiàn)的，工序流程作為產(chǎn)品質(zhì)量加工的基礎(chǔ)，在進行焊接過程中必須對加工工序進行嚴(yán)格把控，這樣才能從根本上確保產(chǎn)品質(zhì)量。與此同時，還要就焊接工序通過專業(yè)技術(shù)檢驗人員對其進行技術(shù)檢驗與參數(shù)測量，以保證其各項指標(biāo)符合其焊接工藝要求。所以，從一定意義上來講，焊接工序是保證整個焊接質(zhì)量的基本工序，也是保證其質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1.2 裂紋

1.2.1 剛性裂紋：這種裂縫主要是因在焊接過程中，焊條直徑過大而導(dǎo)致全身縱裂紋的出現(xiàn)，形成了裂紋源，即便是電流很小也將會出現(xiàn)隱形裂紋源。其主要原因是焊接應(yīng)力的作用。在對產(chǎn)品進行焊接過程中，一定要針對其產(chǎn)品進行定位焊接，防止焊接直徑過大，形成一定強度的內(nèi)應(yīng)力。在電流的影響將出現(xiàn)裂紋源等情況，這種微小的裂縫在外力作用下將迅速擴散，并沿著一定方向裂開，最終形成剛性裂紋。

1.2.2 材料裂紋：母材中硫和碳的含量過高、偏析很大等的時候，容易產(chǎn)生裂紋。或者在沒有焊接的部位有部分定位焊開裂，并且定位焊開裂部位在打底焊前沒有鏟除，形成焊接裂紋源。

1.2.3 延遲裂紋：是指金屬內(nèi)部產(chǎn)生的毛狀微細(xì)的裂紋，在氣溫較低的環(huán)境下進行焊接時，局部熔化金屬冷卻凝固過程快，易形成焊接應(yīng)力。要避免這種情況的發(fā)生，可以降低被焊金屬的冷卻速度，如果條件允許，可以對被焊的結(jié)構(gòu)進行預(yù)熱。

1.3 夾渣現(xiàn)象

在焊接過程中，不免會出現(xiàn)熔渣現(xiàn)象，若留其在夾縫中，此時便可稱作夾渣。依據(jù)金屬材料特性的不同，焊接中所產(chǎn)生的熔渣形狀也是有所不同的，如顆粒狀、線狀、條狀等。夾渣過多將嚴(yán)重影響焊接的密度及強度，對此針對每一次焊接結(jié)束后都要進行其清理工作，以便下一次可以順利進行焊接，保證其質(zhì)量。針對夾渣形狀的不同要采取不同措施加以處理。防止焊道被夾渣所堆積從而引起焊道變形，這樣也會影響焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，通常情況下可以采用仰焊、立焊等方式避免其夾渣的出現(xiàn)。

1.4 氣孔

這里所提及的氣孔主要是指焊接過程中，因內(nèi)部熔池產(chǎn)生氣泡而出現(xiàn)圓形空穴所導(dǎo)致的，氣孔的出現(xiàn)將嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。氣孔的形成也是由多種因素而導(dǎo)致的，如產(chǎn)品表面油漬、污垢、銹漬氧化等。此外，焊接環(huán)境的好壞也將對其產(chǎn)生影響。所以在為了有效避免這種情況的發(fā)生，就必須針對產(chǎn)品材料進行表面清理，根據(jù)焊接現(xiàn)場環(huán)境進行焊接測試，從而改善其惡劣環(huán)境，避免氣泡現(xiàn)象的發(fā)生。

2 焊接質(zhì)量控制措施

2.1 焊工資格的控制

焊接施工中，焊接的施工質(zhì)量實質(zhì)上是焊接工人的施工質(zhì)量，所以焊接工人的作用是控制焊接質(zhì)量過程中十分關(guān)鍵的因素。焊工的技術(shù)水平有初、中、高三級，會直接影響機械的焊接質(zhì)量。因此，參與施工的焊接工人，必須懂得焊接的安全技術(shù)操作規(guī)程，具有焊接工人的操作證，準(zhǔn)確熟練地進行焊接旌工，只有這樣才能達(dá)到機械的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，確保機械的焊接質(zhì)量。

2.2 工藝過程的控制

焊接過程中的一整套技術(shù)規(guī)定。包括焊接方法、焊前準(zhǔn)備、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接順序、焊接操作、工藝參數(shù)以及焊后熱處理等。只有工藝過程得到保證，才能獲得優(yōu)質(zhì)的機械。焊接過程中，應(yīng)控制好預(yù)熱的溫度；焊條應(yīng)選擇堿性焊條；控制好破口的形式；嚴(yán)格控制工藝參數(shù)等。通過實行焊接工藝的試驗，來驗證焊接工藝的焊接接頭能否滿足性能指標(biāo)。

2.3 焊接材料控制

焊接過程中，要想焊出高質(zhì)量的接頭，必須嚴(yán)格控制焊接材料的選擇，焊絲、焊劑以及焊接的輔助等，都要嚴(yán)格符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時，對于焊接材料的說明文件，要全面而且有效，材料的標(biāo)識、標(biāo)注等要清晰可辨。

2.4 焊接設(shè)備的控制

焊接過程中，電焊機是主要設(shè)備，沒有焊機，整個焊接施工將無法進行。電焊機能夠準(zhǔn)確顯示焊接施工時的電流，電流強弱的控制是焊接質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。對于電焊機進行控制的關(guān)鍵所在，就是控制其對電流的顯示，切忌偏差和超標(biāo)，電焊機電流、電壓的顯示裝置，務(wù)必經(jīng)過檢定后才可進入施工環(huán)節(jié)。

2.5 焊接缺陷控制

2.5.1 氣孔缺陷的預(yù)防。氣孔的產(chǎn)生主要是由焊接電流及速度所決定，所以在進行焊接的過程中要嚴(yán)格控制焊接電流的壓力以及速度，這樣才能有效避免氣孔的出現(xiàn)。同時做好清理工作，包括邊緣水分、油漬、銹漬、雜質(zhì)等。針對焊接的金屬材料要進行妥善的管理與保護，避免焊接前金屬材料的變質(zhì)以及腐蝕。此外，在焊接過程中要注意焊接速度，將其盡量控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

2.5.2 焊接裂紋的預(yù)防。首先，在焊接前先確定材料以及焊接材料中有害物質(zhì)的含量，尤其是磷、硫的含量。通常情況下，磷、硫的含量不超過0.030%。其次，針對焊接材料要測定其化學(xué)成分。最后，焊接過程中必須嚴(yán)格按照規(guī)定進行焊接，將其烘干，與此同時還要注意焊接金屬材料上的油漬及水分。

2.5.3 夾渣缺陷的預(yù)防。可以通過以下幾種方式對夾渣的出現(xiàn)進行有效預(yù)防：第一，坡口尺寸的選擇，要按照規(guī)定選擇恰當(dāng)?shù)某叽纾瑫r做好坡口邊緣的清理工作。第二，對于多層焊接，要確定坡口位置準(zhǔn)確進行焊接，針對每一層焊接結(jié)束后都要進行清理，然后做好封焊，做好焊接每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量把關(guān)，絕對不能出現(xiàn)偏芯等現(xiàn)象。

2.5.4 未焊透及熔合缺陷的預(yù)防。預(yù)防金屬焊接中未焊透或未熔合的方法是選擇正確的坡口尺寸，同時利用合理的焊接電流和速度對坡口的表面進行氧化皮和油污進行清理，封底焊清根要徹底，運條擺動要適當(dāng)，密切注意坡口兩側(cè)的熔合情況。眾所周知，在壓力容器制造、安裝、檢修中，有許多都離不開焊接，并且很大部分是厚板焊接。焊接質(zhì)量好壞直接關(guān)系到設(shè)備在靜載和動載條件下的正常運轉(zhuǎn)，而且涉及到使用周期、成本、安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益等問題。所以如何在有限的工期內(nèi)既不影響生產(chǎn)又能保證焊接質(zhì)量就顯得尤為重要。要做到這一點，焊材的選擇固然重要，但焊接工藝的影響同樣不可忽視。

參考文獻(xiàn)

[1]廖鴻鈞，胡立華.鋼結(jié)構(gòu)焊接變形的討論[J].網(wǎng)絡(luò)財富，2010（15）.

[2]張霞.壓力容器焊接工藝研究[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011（4）.

[3]竇永全，石少鋒.壓力容器生產(chǎn)中的焊接質(zhì)量控制與管理[J].技術(shù)與市場，2012（1）.